太阳电池组件及其制造方法与流程

本发明涉及新能源发电领域，特别涉及一种太阳电池组件及其制造方法。

背景技术：

太阳能光伏发电依靠太阳电池把光能直接转变为电能。在过去的十年中，光伏电池全球总产量以平均超过40％的年增长率增加，至2012年底全球光伏发电系统装机容量已达100GW。预计光伏发电在2030年占到世界能源供给的10％，对世界的能源供给和能源结构做出实质性的贡献。

现有大规模制造的太阳电池组件如附图1所示，采用超白压花钢化玻璃作为支撑，使用乙烯和醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，含氟的绝缘材料做背板在真空状态下热压密封为层压件4，封装完成后采用铝合金边框1镶边提供机械支撑，然后采用专用的金属支架完成安装，再利用连接器2实现太阳电池组件内的电气连接，并将连接器2与引线用的接线盒3相连。

现有的太阳电池组件由于采用了钢化玻璃封装，其重量每平方米达到10公斤以上，加上安装支撑结构，每平方米至少达到12公斤以上。在建筑及家庭屋顶安装过程中，存在重量重，安装劳动强度大，实施困难；有些场合由于建筑承重载荷的限制不能安装；产品外观单一，不太容易变化以适应不同建筑美观的要求等缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是现有技术中的太阳电池组件存在重量重、安装劳动强度大、可能因建筑承重载荷的限制而不能安装、难以适应不同建筑的安装要求等缺点。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种太阳电池组件，包括：层压件、连接器、引线用的接线盒、加强筋和自攻螺钉；所述层压件包括依次叠合的氟塑料薄膜、第一树脂基复合薄膜、第一EVA、太阳电池、第二EVA、第二树脂基复合薄膜和背板；所述连接器与所述接线盒相连，用于所述太阳 电池组件内的电气连接；所述加强筋为所述层压件提供机械支撑；所述自攻螺钉将所述层压件与所述加强筋之间进行固定。

可选的，所述加强筋与所述层压件之间还通过双面胶带粘接。

可选的，所述连接器采用压接端子以及热缩套管。

可选的，所述第一树脂基复合薄膜和第二树脂基复合薄膜根据需要裁切或采用不同颜色的树脂进行复合而成。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种上述太阳电池组件的制造方法，包括：将所述氟塑料薄膜、第一树脂基复合薄膜、第一EVA、太阳电池、第二EVA、第二树脂基复合薄膜和背板依次叠合，并经层压工序形成所述层压件；对形成的所述层压件执行边缘裁切工序；粘接所述层压件与所述加强筋；以所述自攻螺钉将完成粘接的所述层压件与所述加强筋之间进行固定。

可选的，所述层压工序的层压温度较传统太阳电池组件层压温度高5～25℃，层压的时间较传统太阳电池组件层压时间长5～15分钟，所述传统太阳电池组件由钢化玻璃、第一EVA、太阳电池、第二EVA和背板依次叠合而成。

可选的，所述边缘裁切工序采用机械或者激光的方式对形成的所述层压件的边缘进行切割。

可选的，粘接所述层压件与所述加强筋包括：使用双面胶带将所述加强筋粘接到所述层压件的背面。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

通过使用氟塑料薄膜以及树脂基复合薄膜材料替代传统的钢化玻璃，给太阳电池组件提供一定的刚性以保护太阳电池，如此不但能够大大减轻太阳电池组件的重量，由此适应更多场合的太阳能光伏发电产品的安装，而且还能降低产品安装时的劳动强度以及提高安装的便利度，从总体上降低安装成本。

此外，由于树脂基复合薄膜可以根据需要裁切或采用不同颜色的树脂进 行复合，因此还能实现太阳电池组件产品尺寸及颜色的任意改变以适应建筑美观的要求。

附图说明

图1是现有技术中太阳电池组件的结构示意图；

图2是现有技术中太阳电池组件的层压件的结构示意图；

图3是本发明实施例的太阳电池组件的结构示意图；

图4是本发明实施例的太阳电池组件的层压件的结构示意图；

图5是现有技术中太阳电池组件的铝合金边框的结构示意图；

图6是本发明实施例的太阳电池组件的铝合金边框的结构示意图；

图7是本发明实施例的太阳电池组件的连接器的结构示意图；

图8是本发明实施例的太阳电池组件的生产工艺流程示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有的太阳电池组件由于采用了钢化玻璃封装，导致在建筑及家庭屋顶安装过程中，存在重量重、安装劳动强度大、可能因建筑承重载荷的限制而不能安装、难以适应不同建筑的安装要求等缺点。如图2所示，现有技术中太阳电池组件的层压件是通过依次将超白钢化压花玻璃21、EVA膜22、太阳电池串23、EVA膜24以及背板25叠合而成的。

为解决上述问题，本发明技术方案涉及太阳电池组件的设计及制造技术，具体提供一种新型轻质量的太阳电池组件的设计及制造方法。

本发明技术方案的目的如下：①减轻产品的重量，使产品能够在更多的场合安装；②实现产品尺寸及颜色的任意改变以适应建筑美观的要求；③降低产品安装时的劳动强度以及提高安装的便利度，从总体上降低安装成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。

如图3所示，本发明实施例提供的太阳电池组件包括：层压件34、连接器31、引线用的接线盒32、加强筋33和自攻螺钉35；所述连接器31与所述 接线盒32相连，用于所述太阳电池组件内的电气连接；所述加强筋33为所述层压件34提供机械支撑；所述自攻螺钉35将所述层压件34与所述加强筋33之间进行固定；结合图4，所述层压件34包括依次叠合的氟塑料薄膜41、第一树脂基复合薄膜42、第一EVA43、太阳电池44、第二EVA45、第二树脂基复合薄膜46和背板47。

现有技术中常规的太阳电池组件的层压件与本发明实施例提供的太阳电池组件的层压件之间最大的不同在于：本发明实施例中使用了氟塑料薄膜以及树脂基复合材料替代了钢化玻璃给太阳电池组件提供一定的刚性从而保护太阳电池，如此不但能够大大减轻太阳电池组件的重量，由此适应更多场合的太阳能光伏发电产品的安装，而且还能降低产品安装时的劳动强度以及提高安装的便利度，从总体上降低安装成本。

此外，在本实施例中，所述第一树脂基复合薄膜42和第二树脂基复合薄膜46可以根据需要裁切或采用不同颜色的树脂进行复合而成，如此能实现太阳电池组件产品尺寸及颜色的任意改变以适应不同建筑的安装要求。

从太阳电池组件结构上看，传统的太阳电池组件与本发明实施例提供的太阳电池组件之间的区别之一在于铝合金边框的不同。现有技术中太阳电池组件使用传统的铝合金边框为边缘卡接结构，如图5所示，需要将层压件嵌入铝合金边框中并使用硅胶粘接；而本发明实施例的太阳电池组件则使用简单铝合金边框，即：并非是常用的边缘卡接结构，而是采用加强筋的方式予以实现，如图6所示。实际实施时，图3所示的加强筋33具体可以是给板状的层压件34提供机械支撑的铝合金加强筋。本实施例中，所述加强筋33与所述层压件34之间先通过双面胶带粘接，然后再采用自攻螺丝35对两者进行机械固定。

由于本发明实施例中太阳电池组件的层压件采用氟塑料薄膜以及树脂基复合材料替代钢化玻璃，由此减轻了太阳电池组件的重量，如此使得采用简单铝合金边框(加强筋)便能固定层压件成为可能，简单铝合金边框的采用进一步使本发明实施例中太阳电池组件的重量减轻。

传统的太阳电池组件与本发明实施例提供的太阳电池组件之间的区别还 在于所采用的电缆连接器的不同。现有技术中常规的太阳电池组件采用标准快速电气连接接头，成本高，而本发明实施例中使用的连接器如图7所示，采用压接端子72以及热缩套管73，位于两端的电缆线71和电缆线74卡接入所述压接端子72，所述热缩套管73包围压接端子72，如此能够使电气连接可靠，成本低廉。

本发明实施例提供的轻质太阳电池组件与使用传统钢化玻璃的太阳电池组件相比，重量能减轻50％左右。

基于上述太阳电池组件，本发明实施例还提供一种上述太阳电池组件的制造方法，包括：将所述氟塑料薄膜、第一树脂基复合薄膜、第一EVA、太阳电池、第二EVA、第二树脂基复合薄膜和背板依次叠合，并经层压工序形成所述层压件；对形成的所述层压件执行边缘裁切工序；粘接所述层压件与所述加强筋；以所述自攻螺钉将完成粘接的所述层压件与所述加强筋之间进行固定。

本发明实施例中的轻质太阳电池组件的制造工艺流程如图8所示，所述轻质太阳电池组件的制造工艺与现有技术的常规工艺之间的主要不同在于以下几个方面：

A)层叠工序

传统的层叠工序采用钢化玻璃做基板，然后依次叠放EVA、太阳电池、EVA、背板；而本发明实施例中的层叠工序则依次叠放氟塑料薄膜、树脂基复合薄膜材料、EVA、太阳电池、树脂基复合薄膜材料及背板。

B)层压工序

由于需要将树脂材料充分熔化粘接，层压的温度与传统太阳电池组件固化EVA相比要高，层压的时间也相对比较长。具体地，本发明实施例中的层压工序的层压温度较传统太阳电池组件层压温度高5～25℃，层压的时间较传统太阳电池组件层压时间长5～15分钟。由于传统太阳电池组件的层压温度以及层压时间为本领域技术人员所知晓，此处不再详细描述。

C)边缘裁切

本发明实施例中的边缘裁切工序采用机械或者激光的方式对形成的所述层压件的边缘进行切割，由于产品层压完成后机械强度比较高，且形成一个整体，因此需要采用机械或者激光进行切割，而传统的去边则沿着钢化玻璃边缘使用美工刀即可切除。

D)粘加强筋

本发明实施例中，使用双面胶带将方形铝合金型材(加强筋)粘接到层压件背面，而现有技术中常规的太阳电池组件则使用硅胶打入铝合金型材中，再与由钢化玻璃组成的层压件进行粘接。

E)安装自攻螺钉

本发明实施例中，在将层压件与铝合金型材(加强筋)粘接好后，使用自攻螺钉从正面固定，而现有技术中常规的太阳电池组件则不需要此工序，但是常规太阳电池组件需要使用装框机压合装框。

除了上述工艺步骤之外，本发明实施例中轻质太阳电池组件的制造工艺流程中涉及的其他工艺步骤可以参阅图8，由于所述其他工艺步骤为本领域技术人员所知晓，完全能够采用惯用的技术手段予以实现，此处不再详细描述。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。