一种柔性太阳能发电装置的封装方法及封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种柔性太阳能发电装置的封装方法及封装结构，先形成底层保护层，再在底层保护层上形成第一热熔胶层，在第一热熔胶层上设置发电元件层，在发电元件层上顺序形成窗口层、第二热熔胶层和窗口保护层，最后采用逐渐升温的层压方式将底层保护层、第一热熔胶层、发电元件层、窗口层、第二热熔胶层和窗口保护层层压到一起，在减薄封装材料的情况下，也能使柔性太阳能发电装置保持较高的良品率。
【专利说明】
一种柔性太阳能发电装置的封装方法及封装结构
技术领域
[0001]本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种柔性太阳能发电装置的封装方法及封装结构。
【背景技术】
[0002]随着移动互联网时代的到来，每个人身上携带的电子产品也越来越多，电力短缺已成为各类电子产品体验的一大痛点。目前市场上各类充电宝层出不穷，但是大都存在电池容量有限、携带笨重的缺陷，特别是对户外运动爱好者更不是一个理想的选择，存在对于柔性太阳能发电装置的需求。
[0003]在现有的柔性太阳能发电装置的封装过程中，通常在较高的温度下将层压材料放入层压室，以使热熔胶层充分溶解，从而期望达到比较好的层压效果。但在层压抽真空的过程中材料受热会收缩，因收缩率不同容易产生褶皱，尤其对于较薄的材料，由于其本身的支撑强度低，产生的褶皱更加明显，容易引起产品外观缺陷，导致产品的良品率降低。为此，只能通过增加封装材料的厚度来提高良品率，导致柔性太阳能发电装置的生产成本居高不下，市场接受程度比较低。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于现有技术中柔性太阳能发电装置的封装材料厚，从而导致生产成本高。
[0005]为此，本发明实施例提供了如下技术方案:
[0006]本发明提供了一种柔性太阳能发电装置的封装方法，包括如下步骤:
[0007]形成底层保护层；
[0008]在所述底层保护层上形成第一热熔胶层；
[0009]在所述第一热熔胶层上设置发电元件层，所述发电元件层是由顺序设置的各个层层压形成的，用于将太阳能转换为电能后输出；
[0010]在所述发电元件层上顺序形成窗口层、第二热熔胶层和窗口保护层，所述窗口层上开有与所述发电元件层相匹配的窗口；
[0011]将所述底层保护层、所述第一热熔胶层、所述发电元件层、所述窗口层、所述第二热熔胶层和所述窗口保护层采用逐渐升温的层压方式层压到一起。
[0012]本发明所述的封装方法，所述将所述底层保护层、所述第一热熔胶层、所述发电元件层、所述窗口层、所述第二热熔胶层和所述窗口保护层采用逐渐升温的层压方式层压到一起的步骤包括:
[0013]对所述底层保护层、所述第一热熔胶层、所述发电元件层、所述窗口层、所述第二热熔胶层和所述窗口保护层的各层加压至第一预设压力，同时按照预设升温速率从起始温度起逐渐升高至第一预设温度；
[0014]在所述第一预设温度下保持所述第一预设压力第一预设时长，以将所述底层保护层、所述第一热熔胶层、所述发电元件层、所述窗口层、所述第二热熔胶层和所述窗口保护层一次性层压到一起。
[0015]本发明所述的封装方法，在所述加压至第一预设压力的过程中，直接加压至第一预设压力；
[0016]或者分阶段加压至第一预设压力，其中每次增加的压力数值由第一预设压力和阶段数确定。
[0017]本发明所述的封装方法，所述第一预设压力的范围为0.07-0.1lMpa;所述第一预设时长的范围为5-30分钟。
[0018]本发明所述的封装方法，所述预设升温速率为l-10°C/min;所述起始温度的范围为25 °C -120 °C ;所述第一预设温度的范围为120 °C -160 °C。
[0019]本发明所述的封装方法，所述预设升温速率为:TC/min;所述起始温度为70°C;所述第一预设温度为140°C。
[0020]本发明所述的封装方法，层压形成发电元件层中按顺序设置的各个层的步骤包括:
[0021]形成底部保护层；
[0022]在所述底部保护层上设置第一发电元件热熔胶层；
[0023]在所述第一发电元件热熔胶层上设置电池片，且每个所述电池片的受光面朝上；
[0024]在所述电池片上顺序形成第二发电元件热熔胶层和发电元件保护层；
[0025]采用定温层压方式将所述底部保护层、所述第一发电元件热熔胶层、所述电池片、所述第二发电元件热熔胶层和所述发电元件保护层层压到一起，以形成独立封装的发电元件；
[0026]将所述发电元件串联或者并联形成发电元件层，且所述发电元件的排布与所述窗口层上开有的窗口相匹配。
[0027]本发明所述的封装方法，所述采用定温层压方式将所述底部保护层、所述第一发电元件热熔胶层、所述电池片、所述第二发电元件热熔胶层和所述发电元件保护层层压到一起的步骤包括:
[0028]在第二预设温度下，对所述底部保护层、所述第一发电元件热熔胶层、所述电池片、所述第二发电元件热熔胶层和所述发电元件保护层施加第二预设压力并保持第二预设时长。
[0029]本发明所述的封装方法，所述第二预设温度的范围为110°C-16(TC;所述第二预设压力的范围为0.07-0.1 IMpa;所述第二预设时长的范围为5_30分钟。
[0030]本发明还提供了一种由上述柔性太阳能发电装置的封装方法制成的柔性太阳能发电装置的封装结构。
[0031]本发明实施例技术方案，具有如下优点:
[0032]本发明实施例提供的一种柔性太阳能发电装置的封装方法，先形成底层保护层，再在底层保护层上形成第一热熔胶层，在第一热熔胶层上设置发电元件层，在发电元件层上顺序形成窗口层、第二热熔胶层和窗口保护层，最后采用逐渐升温的层压方式将底层保护层、第一热熔胶层、发电元件层、窗口层、第二热熔胶层和窗口保护层层压到一起，在减薄封装材料的同时使产品保持较高的良品率。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明实施例中柔性太阳能发电装置的封装方法的一个具体实例的工艺流程图；
[0035]图2为采用本发明实施例中的柔性太阳能发电装置的封装方法制备的柔性太阳能发电装置的封装结构的一个具体实例的结构示意图；
[0036]图3为本发明实施例中提及的层压机的层压室和上室的位置关系示意图；
[0037]图4为本发明实施例中封装结构中的发电元件的一个具体实例的结构示意图。
[0038]附图标记:
[0039]1-底层保护层;2-第一热熔胶层;3-发电元件层;4-窗口层;5-第二热熔胶层;6_窗口保护层;31-发电元件;311-底部保护层;312-第一发电元件热熔胶层;313-电池片；314-第二发电元件热熔胶层;315-发电元件保护层。
【具体实施方式】
[0040]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0043]此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0044]本发明实施例提供了一种柔性太阳能发电装置的封装方法，如图1所示，其中图1为本实施例封装方法的一个具体实例的工艺流程图，图2为采用本实施例中的封装方法制成的柔性太阳能发电装置的封装结构的一个具体实例的结构示意图，可知本实施例中的封装方法包括如下步骤:
[0045]S1.形成底层保护层I。具体地，底层保护层I的材料可以为尼龙或者腈纶，弹性好，耐磨、不吸水，能够起到很好的底层保护作用。
[0046]S2.在底层保护层I上形成第一热熔胶层2。具体地，第一热熔胶层2的材料可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯缩丁醛、聚烯烃共聚物(PO)或者聚氨酯等热熔胶膜中的任意一种，优选乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA);铺设的胶膜厚度可以在100μπι-500μπι之间，优选300μπι。上述材料具有很好的透明性、表面光泽性、化学稳定性和抗老化性，无毒无害、
耐臭氧强度尚。
[0047]S3.在第一热熔胶层2上设置发电元件层3，发电元件层3是由顺序设置的各个层层压形成的，用于将太阳能转换为电能后输出。具体地，通过发电元件层3能够将太阳能源源不断地转换为电能后输出。
[0048]S4.在发电元件层3上顺序形成窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6，窗口层4上开有与发电元件层3相匹配的窗口。具体地，窗口层4的材料可以为尼龙或者腈纶;第二热熔胶层5的材料可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯缩丁醛、聚烯烃共聚物(PO)或者聚氨酯等热熔胶膜中的任意一种，优选乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA);铺设的胶膜厚度可以在100μπι-500μπι之间，优选300μπι;窗口保护层6的材料可以为氟膜(例如乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE)、氯三氟乙烯薄膜(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物薄膜(ECTFE)等)或者聚脂薄膜，优选乙稀-四氟乙稀共聚物薄膜(ETFE);厚度在15μηι-200μηι之间，优选25μηι。氟膜或者聚脂薄膜均为无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品、耐油、阻水性高。上述层次结构，能够使阳光透过窗口保护层6、第二热熔胶层5和窗口层4上的窗口照射入发电元件层3上，在对发电元件层3中的各层进行保护的同时，也能保障比较好的光电转换效率。
[0049]S5.将底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6采用逐渐升温的层压方式层压到一起。具体地，本实施例中的封装方法，在较低的起始温度下，采用逐渐升温的层压方式将底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6层压到一起，也达到了比较好的层压效果，大大减少了各层在层压抽真空过程中因温度过高受热收缩所产生的褶皱，在减薄封装材料的情况下，也能使柔性太阳能发电装置保持较高的良品率，克服了现有技术中的技术偏见。
[0050]优选地，本实施例中的封装方法，步骤S5进一步包括:
[0051]I)对底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6的各层加压至第一预设压力，同时按照预设升温速率从起始温度起逐渐升高至第一预设温度。优选地，第一预设压力的范围为0.07-0.1IMpa，进一步优选地为0.1OMpa;预设升温速率为l_10°C/min，进一步优选地为3°C/min;起始温度的范围为25°C_120°C，进一步优选地为70°C ;第一预设温度的范围为120°C-160°C，进一步优选地为140°C。
[0052]2)在第一预设温度下保持第一预设压力第一预设时长，以将底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6—次性层压到一起。优选地，第一预设时长的范围为5-30分钟，进一步优选地为10分钟。
[0053]由此可以进一步降低在封装过程中出现的褶皱，提高产品良品率。
[0054]具体地，如图3所示，可以选用层压机来进行各层的层压处理。层压机包括层压室和上室，上室位于层压室的上部，通过活动挡板与层压室密闭隔离，后期可以通过对上室充气调节本实施例中柔性太阳能发电装置各层所承受的压力，以符合层压的工艺要求。首先可以在预设起始温度下将铺设好的第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6放入层压机的层压室;之后对层压室和层压机的上室进行抽真空处理，按照预设升温速率从预设起始温度起逐渐升高层压室的温度，抽真空至预定时长(一般为3-10分钟)后，层压室近似真空，此时对上室充气，对底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层
3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6加压至第一预设压力(例如，对上室充气，使上室的气压达到0.65-0.93个大气压，优选地为0.93个大气压，再加上活动挡板自身的重力，使层压室中各层承受压力范围在0.7-1个大气压的第一预设压力)，并在层压室升温至第一预设温度后，保持第一预设压力至第一预设时长，将上述各层层压到一起。抽真空和升温的操作可以同步进行，也可以抽真空完成后再升温。通过对层压室进行抽真空处理，可以抽出各层间的空气以及材料自身分解或者吸附的气体，减少层压过程中因各层间的空气或者气体所产生的气泡。达到第一预设时长后，可以直接取出层压后形成的柔性太阳能发电装置或者在保持第一预设压力下冷却至室温后再取出柔性太阳能发电装置。
[0055]优选地，本实施例中的封装方法，在加压至第一预设压力的过程中，可以直接加压至第一预设压力。以第一预设压力为I个大气压为例，可以对上室直接充气至约0.93个大气压，此时活动挡板受压，对层压室中的第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6提供约I个大气压的压力(各层所承受的压力由上室中的气体压力和活动挡板的重力共同提供)。
[0056]作为另一种可选的实施方式，在加压至第一预设压力的过程中，也可以分阶段加压至第一预设压力，其中每次增加的压力数值由第一预设压力和阶段数确定。具体地，分几个阶段加压由封装结构和封装材料的性质决定，可以分两个阶段加压至第一预设压力，也可以分三个或者四个阶段加压至第一预设压力，只要确保经几个阶段的加压后达到第一预设压力即可。比如可以先对上室充气至约0.31个大气压，维持10-20s，再对上室继续充气至约0.62个大气压，维持10-20s，直至加压至约0.93个大气压。
[0057]通过以下具体实例，可以更好地理解本发明实施例的柔性太阳能发电装置的封装方法的优点。
[0058]具体实例I
[0059]本具体实例中，底层保护层I的材料选用尼龙，第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的材料选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，发电元件层3中的电池片选用铜铟镓砸太阳能电池，电池片的衬底选用不锈钢衬底，窗口层4的材料选用尼龙，窗口保护层6的材料选用乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE)。通过层压机采用现有的封装方法来对柔性太阳能发电装置进行封装，其中，层压机的层压温度选取140°C，各层所承受的层压压力选取I个大气压(0.1013Mpa)o
[0060](I)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为25μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品只有50个，良品率只有5 %。
[0061 ] (2)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为50μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品上升至412个，良品率为41.2%，但仍远低于良品率90%的彳丁业标准。
[0062] (3)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度增加至ΙΟΟμπι时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品上升至901个，良品率为90.1 %，此时才勉强达到良品率90%的彳丁业标准。
[0063]具体实例2
[0064]在本具体实例中，各层所选用的具体材料与具体实例I相同，通过层压机采用上文逐渐升温的层压方式来对柔性太阳能发电装置进行封装，其中，起始温度选取70°C，第一预设温度选取140°C，升温速率选取3°C/min，第一预设时长选取10分钟，对各层直接加压至I个大气压，并在升温至140°C后继续保持该压力直至满足第一预设时长(10分钟)。
[0065](I)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为25μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品高达981个，良品率为98.1 %，此时已?两足良品率90%的彳丁业标准。
[0066](2)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为50μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品继续上升至991个，良品率为99.1%，已超出良品率90 %的彳丁业标准。
[0067](3)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度增加至ΙΟΟμπι时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品上升至998个，良品率尚达99.8% ,远超良品率90 %的彳丁业标准。
[0068]具体实例3
[0069]在本具体实例中，各层所选用的具体材料与具体实例I和2相同，通过层压机采用上文所述的逐渐升温的层压方式来对柔性太阳能发电装置进行封装，其中，与具体实例2相同，起始温度选取70°C，第一预设温度选取140°C，升温速率选取3°C/min，第一预设时长选取10分钟，与具体实例2不同的是，具体实例3采用分阶段加压的方式，在第一阶段对上室充气至约0.31个大气压，维持20s，第二阶段对上室继续充气至约0.62个大气压，维持20s，第三阶段继续充气至约0.93个大气压，从而对层压室中的各层材料提供I个大气压的压力(为上室气体压力和活动挡板自身重力的合力)，并在升温至140°C后继续保持该压力直至满足第一预设时长(10分钟)。
[0070](I)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为25μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品高达983个，良品率为98.3%，此时已超出良品率90%的彳丁业标准。
[0071](2)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度为50μm时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品继续上升至994个，良品率为99.4%，远超良品率90 %的彳丁业标准。
[0072](3)当第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度增加至ΙΟΟμπι时，以该条件下制取的1000个柔性太阳能发电装置为统计样本，合格的产品上升至998个，良品率尚达99.8% ,远超良品率90 %的彳丁业标准。
[0073]通过对比具体实例I和具体实例2可知，现有技术中的封装方法，需要第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度在300μπι、窗口保护层6的厚度至少要达到ΙΟΟμπι时，才能达到良品率90%的行业标准。而本实施例中的封装方法，在第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的厚度为300μπι、窗口保护层6的厚度减薄至25μπι时，仍然能够满足良品率90 %的行业标准。在较低的起始温度下，通过采用逐渐升温的层压方式将底层保护层1、第一热熔胶层2、发电元件层3、窗口层4、第二热熔胶层5和窗口保护层6层压到一起，也达到了比较好的层压效果，大大减少了各层在层压抽真空过程中因温度过高受热收缩所产生的褶皱，在减薄封装材料(尤其是价格昂贵的窗口保护层材料)的情况下，也能使柔性太阳能发电装置保持较高的良品率，克服了现有技术中的技术偏见。
[0074]通过对比具体实例2和具体实例3可知，采用分阶段加压至第一预设压力的方式制备的柔性太阳能发电装置的良品率要略优于采用直接加压至第一预设压力的方式制备的柔性太阳能发电装置的良品率，但直接加压至第一预设压力可以缩短整个工艺流程所需的时长，因此可以根据具体需求选取适合的加压方式。
[0075]作为进一步优选的实施方式，可以采用如图4所示的方法来层压形成发电元件层3中的各个层，该方法包括如下步骤:
[0076]11)形成底部保护层311。具体地，底部保护层311的材料可以为聚酰胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金属化薄膜或者含金属箔的复合薄膜等材料中的任意一种，厚度在25μπ?-400μπ?之间，优选地，厚度为200μm。上述材料具有较高的物理机械性能和较好的化学稳定性。
[0077]12)在底部保护层311上设置第一发电元件热熔胶层312。
[0078]13)在第一发电元件热熔胶层312上设置电池片313，且每个所述电池片313的受光面朝上。优选地，电池片313的材料包括铜铟镓砸太阳能电池、非晶硅单结太阳能电池、非晶硅多结太阳能电池、砷化镓太阳能电池或者有机太阳能电池等太阳能电池中的任意一种；电池片313的衬底材料包括不锈钢或者聚酰亚胺薄膜。上述材质的太阳能电池光电转换效率高，可塑性强。
[0079]14)在电池片313上顺序形成第二发电元件热熔胶层314和发电元件保护层315。具体地，第一发电元件热熔胶层312和第二发电元件热熔胶层314的材料可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯缩丁醛、聚烯烃共聚物(PO)或者聚氨酯等热熔胶层中的任意一种，优选聚烯烃共聚物(PO);胶膜厚度在100μπι-500μπι之间，优选200μπι;发电元件保护层315的材料可以为聚酰胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙稀酸甲酯薄膜、复合薄膜等高透光薄膜材料中的任意一种，厚度在25μηι-40Ομπι之间，优选ΙΟΟμπι。具有强度高、隔水蒸汽性能佳，透明性好等特点。
[0080]15)采用定温层压方式将底部保护层311、第一发电元件热熔胶层312、电池片313、第二发电元件热熔胶层314和发电元件保护层315层压到一起，形成独立封装的发电元件31。具体地，通过对发电元件31进行独立封装，能够在柔性太阳能发电装置使用过程中更好的保护电池片313，具有更好的弯折性，使用寿命长。
[0081]16)将发电元件31串联或者并联形成发电元件层3，且发电元件31的排布与窗口层4上开有的窗口相匹配。
[0082]通过采用上述步骤11)至16)，利用层压独立封装发电元件，在此情况下，封装后的柔性太阳能发电装置在弯折度为30%时，其内封装的电池片未发现发生变形或者断裂的情况，在弯折度升至35%时，其内封装的电池片的断裂、变形率也仅为6.93%，仍能维持正常的使用。而现有技术中，发电元件31通常不是独立封装的，只是将多个电池片按照设计需求串联或者并联构成发电元件层，在此情况下，封装后的柔性太阳能发电装置在弯折度为30%时，其内封装的电池片的断裂、变形率已经升至72.6%，无法再正常使用了。
[0083]由此可知，通过上述步骤11)至16)，提升了封装后的柔性太阳能发电装置的抗弯折特性，延长了其使用寿命。
[0084]优选地，本实施例中的封装方法，步骤15)进一步包括:
[0085]在第二预设温度下，对底部保护层311、第一发电元件热熔胶层312、电池片313、第二发电元件热熔胶层314和发电元件保护层315施加第二预设压力并保持第二预设时长。优选地，第二预设温度可以为110°C_160°C，进一步优选地为160°C ；第二预设压力的范围为
0.07-0.1IMpa，进一步优选地为0.1013Mpa(l个大气压)；第二预设时长的范围为5分钟-30分钟，进一步优选地为1分钟。
[0086]由此可以更好的对发电元件31进行独立封装，进一步增强封装后的柔性太阳能发电装置的抗弯折性。
[0087]具体地，可以选用层压机对发电元件31的各层进行层压处理。可以在第二预设温度(160°C)下，将铺设好的底部保护层311、第一发电元件热熔胶层312、电池片313、第二发电元件热熔胶层314和发电元件保护层315放入层压机的层压室;之后对层压室和层压机的上室进行抽真空处理，抽真空至预定时长(一般为3-10分钟)后，对底部保护层311、第一发电元件热熔胶层312、电池片313、第二发电元件热熔胶层314和发电元件保护层315施加第二预设压力并保持至第二预设时长(例如，对上室充气，使上室的气压达到0.65-0.93个大气压，优选地为0.93个大气压，再加上活动挡板自身的重力，使层压室中各层承受压力范围在0.7-1个大气压的第二预设压力)，形成独立封装的发电元件31。达到第二预设时长后，可以直接取出层压后形成的独立封装的发电元件31或者在保持第二预设压力下冷却至室温再取出柔性太阳能发电装置。
[0088]本发明实施例还提供了上文所述的柔性太阳能发电装置的封装方法制成的柔性太阳能发电装置的封装结构。
[0089]本实施例中的柔性太阳能发电装置的封装结构，产品薄，良品率高，抗弯折特性好。
[0090]优选地，本实施例中的封装结构，底层保护层I和窗口层4的材料为尼龙或者腈纶，尼龙、腈纶的弹性好，耐磨、不吸水，能够起到很好的底层保护作用；第一热熔胶层2和第二热熔胶层5的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯缩丁醛、聚烯烃共聚物(PO)或者聚氨酯等热熔胶层中的任意一种，优选乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，上述热熔胶层具有很好的透明性、表面光泽性、化学稳定性和抗老化性，无毒无害、耐臭氧强度高；胶膜厚度在100μηι-500μηι之间，优选300μηι;窗口保护层6的材料为氟膜(例如乙稀-四氟乙稀共聚物薄膜(ETFE)、氯三氟乙烯薄膜(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物薄膜(ECTFE)等)或者聚脂薄膜，优选乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE)，氟膜或者聚酯薄膜均为无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品、耐油、阻水性高；厚度在15μηι-200μηι之间，优选25μηι。上述层次结构，能够使阳光透过窗口保护层6、第二热熔胶层5和窗口层4上的窗口照射入发电元件31上，在对发电元件层3中的发电元件31和布线进行保护的同时，也能保障比较好的光电转换效率。
[0091]优选地，本实施例中的封装结构，底部保护层311的材料包括聚酰胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金属化薄膜或者含金属箔的复合薄膜等中的任意一种，上述薄膜或者复合薄膜具有较高的物理机械性能和较好的化学稳定性，厚度在25μπι-400μπι之间，优选200μπι;第一发电元件热熔胶层312和第二发电元件热熔胶层314的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯缩丁醛、聚烯烃共聚物(PO)或者聚氨酯等材料中的任意一种，优选聚烯烃共聚物(PO);胶膜厚度在100μπι-500μπι之间，优选200μπι;发电元件保护层315的材料包括聚酰胺薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、复合薄膜等高透光薄膜材料中的任意一种，上述高透光薄膜材料具有强度高、隔水蒸汽性能佳，透明性好等特点，厚度在25μπι-400μηι之间，优选ΙΟΟμπι。
[0092]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种柔性太阳能发电装置的封装方法，其特征在于，包括如下步骤: 形成底层保护层(I); 在所述底层保护层(I)上形成第一热熔胶层(2); 在所述第一热熔胶层(2)上设置发电元件层(3)，所述发电元件层(3)是由顺序设置的各个层层压形成的，用于将太阳能转换为电能后输出； 在所述发电元件层(3)上顺序形成窗口层(4)、第二热熔胶层(5)和窗口保护层(6)，所述窗口层(4)上开有与所述发电元件层(3)相匹配的窗口； 将所述底层保护层(I)、所述第一热熔胶层(2)、所述发电元件层(3)、所述窗口层(4)、所述第二热熔胶层(5)和所述窗口保护层(6)采用逐渐升温的层压方式层压到一起。2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述将所述底层保护层(I)、所述第一热熔胶层(2)、所述发电元件层(3)、所述窗口层(4)、所述第二热熔胶层(5)和所述窗口保护层(6)采用逐渐升温的层压方式层压到一起的步骤包括: 对所述底层保护层(I)、所述第一热熔胶层(2)、所述发电元件层(3)、所述窗口层(4)、所述第二热熔胶层(5)和所述窗口保护层(6)的各层加压至第一预设压力，同时按照预设升温速率从起始温度起逐渐升高至第一预设温度； 在所述第一预设温度下保持所述第一预设压力第一预设时长，以将所述底层保护层(I)、所述第一热熔胶层(2)、所述发电元件层(3)、所述窗口层(4)、所述第二热熔胶层(5)和所述窗口保护层(6) —次性层压到一起。3.根据权利要求2所述的封装方法，其特征在于，在所述加压至第一预设压力的过程中，直接加压至第一预设压力； 或者分阶段加压至第一预设压力，其中每次增加的压力数值由第一预设压力和阶段数确定。4.根据权利要求2或3所述的封装方法，其特征在于，所述第一预设压力的范围为0.07-0.1 IMpa;所述第一预设时长的范围为5-30分钟。5.根据权利要求2或3所述的封装方法，其特征在于，所述预设升温速率为1-10°C/min;所述起始温度的范围为25 °C -120 °C ;所述第一预设温度的范围为120 °C -160 °C。6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于，所述预设升温速率为3°C/min;所述起始温度为70°C ;所述第一预设温度为140°C。7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，层压形成发电元件层(3)中按顺序设置的各个层的步骤包括: 形成底部保护层(311); 在所述底部保护层(311)上设置第一发电元件热熔胶层(312); 在所述第一发电元件热熔胶层(312)上设置电池片(313)，且每个所述电池片(313)的受光面朝上； 在所述电池片(313)上顺序形成第二发电元件热熔胶层(314)和发电元件保护层(315); 采用定温层压方式将所述底部保护层(311)、所述第一发电元件热熔胶层(312)、所述电池片(313)、所述第二发电元件热熔胶层(314)和所述发电元件保护层(315)层压到一起，以形成独立封装的发电元件(31); 将所述发电元件(31)串联或者并联形成发电元件层(3)，且所述发电元件(31)的排布与所述窗口层(4)上开有的窗口相匹配。8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，所述采用定温层压方式将所述底部保护层(311)、所述第一发电元件热熔胶层(312)、所述电池片(313)、所述第二发电元件热熔胶层(314)和所述发电元件保护层(315)层压到一起的步骤包括: 在第二预设温度下，对所述底部保护层(311)、所述第一发电元件热熔胶层(312)、所述电池片(313)、所述第二发电元件热熔胶层(314)和所述发电元件保护层(315)施加第二预设压力并保持第二预设时长。9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述第二预设温度的范围为IlOtC-160°C ;所述第二预设压力的范围为0.07-0.1 IMpa;所述第二预设时长的范围为5_30分钟。10.—种由权利要求1-9任一项所述的柔性太阳能发电装置的封装方法制成的柔性太阳能发电装置的封装结构。
【文档编号】H01L31/048GK105932083SQ201610394060
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】殷亮, 王继存, 杨沛然, 卜明利, 张小文, 佟强
【申请人】汉能联创移动能源投资有限公司