一种光伏组件细密化EVA层压方法与流程

一种光伏组件细密化eva层压方法
技术领域
1.本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种光伏组件细密化eva层压方法。


背景技术：

2.光伏组件是太阳能发电系统的核心，其作用是将太阳能转化为电能，电能可送往蓄电池中存储起来，也可用于推动负载工作，光伏组件通常为背板、下层eva、电池片、上层eva及钢化玻璃层层敷设后层压为一体，其成品质量直接决定了整个太阳能发电系统的质量。
3.光伏组件完成的加工工艺流程依次为：电池分选、焊接、叠层敷设、层压、修边装框以及接线检测。其中，组件层压过程是工艺过程的关键步骤，目前，层压工艺大体上是将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件各层间夹杂的空气抽出，然后加热使eva材料(eva材料是指乙烯和醋酸乙烯的共聚物，分子式为(c2h4)x.(c4h6o2)y)熔化后(发生交联反应而形成三维网状结构)将电池的两面分别与玻璃和背板粘接在一起，冷却后取出光伏组件。
4.在申请号为：cn201611260868.0的专利文件中公开了一种光伏组件层压工艺，包括以下工艺流程：
①
提供光伏组件以及用来对所述光伏组件层压的层压机，所述层压机设有加热板，所述光伏组件上方设有自发热板块；
②
在层压机上设定层压参数，待加热板和自发热板块温度达到指定温度后，将光伏组件放入层压机，并合盖；
③
对光伏组件各层之间进行抽真空操作；
④
接着对所述层压机的上室进行加压，将所述自发热板块下压至所述光伏组件顶部，所述自发热板块与所述加热板同时对所述光伏组件进行加热；
⑤
层压好后，所述层压机的下室充气，上室抽真空，打开上盖，将所述光伏组件取出，层压完成。如此设置，有效地控制了不同阶段对所述光伏组件加热的温度，缩短了光伏组件层压时间，提高了生产效率。
5.然而，上述对比文件在实际操作过程中存在明显缺陷：不能控制eva材料加热后发生交联反应而形成的三维网状结构(也就是说eva材料加热后发生交联反应而形成的三维网状结构是无序的)。
6.这会使得生产出来的光伏组件的透光率不均匀，进而影响光伏组件的光电转换效率；此外，这种无序的三维网状结构也会导致eva、玻璃、电池片之间的粘连程度不均匀，进而影响光伏组件的使用强度。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种光伏组件细密化eva层压方法，包括以下步骤：
9.s1，对玻璃进行表面清洁，然后进行瑕疵检测；
10.s2，将玻璃分为两部分，一部分玻璃在其内侧面上依次平铺eva胶膜、左模具板，另一部分玻璃在其内侧面上依次平铺eva胶膜、右模具板，然后将两部分玻璃分别放入左预层压机、右预层压机进行预处理，左预层压机、右预层压机分别将玻璃与eva胶膜粘接在一起组成为上面板、下面板；
11.s3，对上面板和下面板边缘的毛刺进行去除，然后对上面板和下面板进行瑕疵检测；
12.s4，将太阳能电池片与汇流带之间通过焊接连接从而组成电池片组，然后对电池片组进行表面清洁，然后对电池片组进行瑕疵检测；
13.s5，将上面板上的左模具板、下面板上的右模具板取下，然后上面板和下面板将电池片组夹持住并置于后层压机中进行层压处理，从而将上面板、电池片组和下面板粘接在一起组成光伏组件；
14.s6，对光伏组件边缘的毛刺进行去除，然后对光伏组件进行性能检测。
15.更进一步地，在所述s1～s6的过程均是在恒温恒湿无尘的全自动化车间完成。
16.更进一步地，在所述s1和s4中，所述玻璃和电池片组采用干冰清洗的方式进行表面清洁，并且在干冰清洗过程中还同步辅助有负压抽吸器将杂质和碎屑吸除。
17.更进一步地，在所述s1、s3和s4中，所述瑕疵检测采用机器视觉技术的方式。
18.更进一步地，在所述s2中，所述左模具板和右模具板的内侧面镀有不沾层，并且所述左模具板、右模具板的阳刻形状分别与s4中电池片组上面、下面的形状相同。
19.更进一步地，在所述s2和s5中，玻璃和左模具板层叠、玻璃和右模具板层叠、上面板和下面板层叠的过程中辅助有可拆卸的固定组件来定型，所述固定组件包括四个定型架和两条弹性带，所述定型架由主伸缩杆、副伸缩杆、直角臂、真空吸盘组成，两个所述直角臂平行式的设置，两个所述直角臂的中部之间通过主伸缩杆连接，所述主伸缩杆的两侧对称地分布有两个副伸缩杆，并且两个所述副伸缩杆的两端分别连接对应的直角臂，所述直角臂的端部均设有朝内的真空吸盘，所述主伸缩杆的固定杆外侧壁上设有与弹性带相配合的导向槽块；
20.在s2中当玻璃和左模具板层叠完成时，玻璃的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近玻璃，从而使得定型架下端的两个真空吸盘分别吸附在玻璃相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘分别吸附在左模具板相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后玻璃的上方伸出第二机械手，第二机械手将弹性带撑开并套在导向槽块上，然后第二机械手收回；
21.在s2中当玻璃和右模具板层叠完成时，玻璃的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近玻璃，从而使得定型架下端的两个真空吸盘分别吸附在玻璃相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘分别吸附在右模具板相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后玻璃的上方伸出第二机械手，第二机械手将弹性带撑开并套在导向槽块上，然后第二机械手收回；
22.在s5中当上面板和下面板层叠完成时，下面板的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近下面板，从而使得定型架下端的两个真空吸盘分别吸附在下面板相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘分别吸附在上面板相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后下面板的上方伸出第二
机械手，第二机械手将弹性带撑开并套在导向槽块上，然后第二机械手收回。
23.更进一步地，所述主伸缩杆和副伸缩杆均是由一个活动杆两端各滑接一个固定杆组成，所述活动杆两端的端部、固定杆的滑槽底部均设有永磁体，所述永磁体均是采用海尔贝克阵列制成的单极性磁铁，处于同一活动杆中轴线上的相邻两个永磁体之间相互排斥；
24.所述弹性带内部埋设有全程温度记忆合金丝，当温度上升时，全程温度记忆合金丝会变形并驱使弹性带的周长缩短。
25.更进一步地，所述左预层压机制造上面板的过程为：step1，首先左预层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位；step2，首先左预层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将上面板移出左预层压机并冷却至室温；
26.所述右预层压机制造上面板的过程为：step3，首先右预层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位；step4，首先右预层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将下面板移出右预层压机并冷却至室温；
27.所述后层压机制造光伏组件的过程为：step5，首先后层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对上面板和下面板进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位；step6，首先后层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对上面板和下面板进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将光伏组件移出左预层压机并冷却至室温。
28.更进一步地，所述左预层压机、右预层压机和后层压机的腔体中还均设有电极板和电磁铁，所述电极板、电磁铁可以在腔体中产生沿x、y、z轴正负共六个方向的匀强电场、匀强磁场，并且同一时刻内匀强电场与匀强磁场的方向相垂直，并且同一时刻内匀强电场和匀强磁场都只有一个方向，并且匀强电场和匀强磁场的方向随着时间变化而变化；
29.在所述step1、step3和step5的一次层压封装和step2、step4和step6的二次层压封装过程中，匀强电场会对熔融状态eva胶膜中的乙烯和醋酸乙烯共聚物分子进行吸引并使其重新排列，进而增加沿电场方向上排列的大分子结构，与此同时，熔融状态eva胶膜中的极性分子在运动过程中还会受到匀强磁场的作用而改变方向，从而降低甚至消灭eva胶膜中乙烯和醋酸乙烯共聚物分子的网状不规则交联结构。
30.更进一步地，所述匀强电场和匀强磁场每隔0.02～5秒改变一次方向。
31.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
32.本发明首先生产出与电池片组正、反面形状相配合的上面板和下面板，然后通过固定组件将上面板、电池片组、下面板依次层叠定型，然后通过分段层压的方式对其进行层压封装，并且在封装过程中还配合变化的电场和磁场来控制熔融eva胶膜形成的三维网状结构有序排列且在空间中均匀分布，从而使得制取的光伏组件透光率均匀且各处的粘连度
一致。
附图说明
33.图1为本发明上面板、电池片组、下面板层叠构成光伏组件时的直观图；
34.图2为本发明左模具板和右模具板内侧面视角下的直观图；
35.图3为本发明上面板和下面板内侧面视角下的直观图；
36.图4为本发明电池片组上侧面视角下的直观图；
37.图5为本发明副伸缩杆经过部分剖视后的直观图；
38.图6为本发明图1中a区域放大图；
39.图中的标号分别代表：1－光伏组件；2－左模具板；3－右模具板；4－上面板；5－下面板；6－电池片组；7－固定杆；8－活动杆；9－永磁体；10－真空吸盘；11－主伸缩杆；12－导向槽块；13－弹性带；14－副伸缩杆；15－直角臂。
具体实施方式
40.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
42.本实施例的一种光伏组件细密化eva层压方法，参照图1-6：包括以下步骤：
43.s1，对玻璃进行表面清洁，然后进行瑕疵检测。
44.s2，将玻璃分为两部分，一部分玻璃在其内侧面上依次平铺eva胶膜、左模具板2，另一部分玻璃在其内侧面上依次平铺eva胶膜、右模具板3，然后将两部分玻璃分别放入左预层压机、右预层压机进行预处理，左预层压机、右预层压机分别将玻璃与eva胶膜粘接在一起组成为上面板4、下面板5。
45.s3，对上面板4和下面板5边缘的毛刺进行去除，然后对上面板4和下面板5进行瑕疵检测。
46.s4，将太阳能电池片与汇流带之间通过焊接连接从而组成电池片组6，然后对电池片组6进行表面清洁，然后对电池片组6进行瑕疵检测。
47.s5，将上面板4上的左模具板2、下面板5上的右模具板3取下，然后上面板4和下面板5将电池片组6夹持住并置于后层压机中进行层压处理，从而将上面板4、电池片组6和下面板5粘接在一起组成光伏组件1。
48.s6，对光伏组件1边缘的毛刺进行去除，然后对光伏组件1进行性能检测。
49.值得注意的是：
50.在s1～s6的过程均是在恒温恒湿无尘的全自动化车间完成，这样是为了保证光伏组件1生产过程中没有杂质(包括外界灰尘、人体毛发等等)的污染，从而确保光伏组件1的生产质量，同时也能提升光伏组件1的生产效率以及降低生产成本。
51.值得注意的是：
52.在s1和s4中，玻璃和电池片组6采用干冰清洗(其中，干冰清洗的原理为通过压缩空气将干冰颗粒加速，喷射到清洗物表面，由于干冰温度极低(-78℃)，迅速将附着物冷冻，使其脆化，与此同时，干冰钻入物体表面和附着物的缝隙中，利用干冰自身吸热后气化，体积膨胀的原理，在附着物内部引起微型爆炸，从而将清洗物表面的附着物剥离，整个过程属于干冰的物理变化，不会对清洗面以及清洗物的精度造成损伤，在清洗过程中不会产生二次污染物，而且干冰不含水分，不导电)的方式进行表面清洁；并且在干冰清洗过程中还同步辅助有负压抽吸器将杂质和碎屑及时地吸除，这样是为了确保玻璃、左模具板2、右模具板3和电池片组6表面的整洁，避免因其表面有杂质而影响光伏组件1的产品质量。
53.值得注意的是：
54.在s1、s3和s4中，瑕疵检测采用机器视觉技术的方式(通常采用工业ccd相机在线图像扫描的工作原理，即在生产线高速生产的状态下，采用特定波长的高亮led工业线性聚光光源照射产品表面(对于不透明的薄膜产品采用反射的检测原理)，同时通过工业ccd相机实时扫描并采集光源照射处的产品图像；系统将相机采集到的薄膜图像经过mvi图像软件算法进行瑕疵识别处理，由于瑕疵的成像图片与正常产品的成像图片存在灰阶差异，从而使得系统能够精准发现产品的缺陷；同时根据事先采集各类瑕疵的图像特征并记录缺陷库，从而实现了瑕疵的在线检测、分类与后续处置)，这是因为有些脏污点、条纹、破损、边缘裂缝、皱折、暗斑、亮斑、边缘破损、黑点疵点、毛发，蚊虫等常见表面缺陷的直径在0.01mm-2mm，那么此时的人眼就不能及时准确的判断出瑕疵。
55.值得注意的是：
56.在s2中，左模具板2和右模具板3的内侧面镀有不沾层(这是为了避免上面板4与左模具板2、下面板5与右模具板3之间因粘连而不能脱模)，并且左模具板2、右模具板3的阳刻形状分别与s4中电池片组6上面、下面的形状相同。
57.此过程中制取上面板4和下面板5的意义在于后面s5中，上面板4、电池片组6和下面板5之间层叠时的稳定性，同时也能抑制光伏组件1在层压过程中汇流条和电池片组6相较于玻璃产生移位。
58.值得注意的是：
59.在s2和s5中，玻璃和左模具板2层叠、玻璃和右模具板3层叠、上面板4和下面板5层叠的过程中辅助有可拆卸的固定组件来定型，固定组件包括四个定型架和两条弹性带13，定型架由主伸缩杆11、副伸缩杆14、直角臂15、真空吸盘10组成，两个直角臂15平行式的设置，两个直角臂15的中部之间通过主伸缩杆11连接，主伸缩杆11的两侧对称地分布有两个副伸缩杆14，并且两个副伸缩杆14的两端分别连接对应的直角臂15，直角臂15的端部均设有朝内的真空吸盘10，主伸缩杆11的固定杆7外侧壁上设有与弹性带13相配合的导向槽块12。
60.主伸缩杆11和副伸缩杆14均是由一个活动杆8两端各滑接一个固定杆7组成，活动杆8两端的端部、固定杆7的滑槽底部均设有永磁体9，永磁体9均是采用海尔贝克阵列制成的单极性磁铁，处于同一活动杆8中轴线上的相邻两个永磁体9之间相互排斥。这样可以确保主伸缩杆11、副伸缩杆14在伸缩过程中，活动杆8两端固定杆7的吞杆长度是一样的，即确保左模具板2能够整体平行式的下压在玻璃上(或右模具板3能够整体平行式的下压在玻璃上)(或上面板4能够整体平行式的下压在下面板5上)。
61.弹性带13内部埋设有全程温度记忆合金丝，当温度上升时，全程温度记忆合金丝会变形并驱使弹性带13的周长缩短。这样设计的原因在于上面板4(或下面板5)(或光伏组件1)在层压制取过程中，需要经历高温和抽真空，在真空环境下真空吸盘10会失效，因此为了保证固定组件依然能够起到定型作用，就需要弹性带13在高温环境下能够收缩，从而继续让固定组件发挥对上面板4(或下面板5)(或光伏组件1)的定型作用。
62.综上，固定组件的作用就在于防止层压过程中工件出现移位的状况。
63.其中，固定组件在s2和s5中的具体应用步骤为：
64.在s2中当玻璃和左模具板2层叠完成时，玻璃的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近玻璃，从而使得定型架下端的两个真空吸盘10分别吸附在玻璃相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘10分别吸附在左模具板2相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后玻璃的上方伸出第二机械手，第二机械手将弹性带13撑开并套在导向槽块12上，然后第二机械手收回。
65.在s2中当玻璃和右模具板3层叠完成时，玻璃的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近玻璃，从而使得定型架下端的两个真空吸盘10分别吸附在玻璃相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘10分别吸附在右模具板3相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后玻璃的上方伸出第二机械手，第二机械手将弹性带13撑开并套在导向槽块12上，然后第二机械手收回。
66.在s5中当上面板4和下面板5层叠完成时，下面板5的四个顶角处各伸出一个第一机械手，第一机械手均夹持一个定型架，第一机械手夹持着定型架靠近下面板5，从而使得定型架下端的两个真空吸盘10分别吸附在下面板5相邻的两个侧壁上，且定型架上端的两个真空吸盘10分别吸附在上面板4相邻的两个侧壁上，然后第一机械手收回，然后下面板5的上方伸出第二机械手，第二机械手将弹性带13撑开并套在导向槽块12上，然后第二机械手收回。
67.值得注意的是：
68.左预层压机、右预层压机和后层压机的腔体中还均设有电极板和电磁铁，电极板、电磁铁可以在腔体中产生沿x、y、z轴正负共六个方向的匀强电场、匀强磁场，并且同一时刻内匀强电场与匀强磁场的方向相垂直，并且同一时刻内匀强电场和匀强磁场都只有一个方向，并且匀强电场和匀强磁场每隔0.02～5秒改变一次方向。
69.其中，左预层压机制造上面板4的过程为：
70.step1，首先左预层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位。
71.step2，首先左预层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将上面板4移出左预层压机并冷却至室温。
72.其中，右预层压机制造上面板4的过程为：
73.step3，首先右预层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位。
74.step4，首先右预层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对玻璃与eva胶膜进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将下面板5移出右预层压机并冷却至室温。
75.其中，后层压机制造光伏组件1的过程为：
76.step5，首先后层压机闭合腔体并抽真空，然后内部加热升温到135～145℃，然后上腔室充气加压从而对上面板4和下面板5进行一次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空至硅胶板复位。
77.step6，首先后层压机直接抽真空，然后上腔室充气加压从而对上面板4和下面板5进行二次层压封装，然后下腔室抽真空，然后上腔室抽真空使得硅胶板复位下充气后开盖，最后将光伏组件1移出左预层压机并冷却至室温。
78.综上所述：
79.在step1、step3和step5的一次层压封装和step2、step4和step6的二次层压封装过程中，匀强电场会对熔融状态eva胶膜中的乙烯和醋酸乙烯共聚物分子进行吸引并使其重新排列，进而增加沿电场方向上排列的大分子结构，与此同时，熔融状态eva胶膜中的极性分子在运动过程中还会受到匀强磁场的作用而改变方向，从而降低甚至消灭eva胶膜中乙烯和醋酸乙烯共聚物分子的网状不规则交联结构，从而使得极性分子在空间中均匀分布且形状规则，从而使得eva胶膜与玻璃之间、eva胶膜与eva胶膜之间、eva胶膜与电池片组6之间各处都是充分且均匀的接触且粘连度一致。
80.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。