一种大尺寸光伏组件及制备方法

文档序号:106838 发布日期:2021-10-15 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种大尺寸光伏组件及制备方法 (Large-size photovoltaic module and preparation method thereof ) 是由 丁晓春 郭晓珍 于 2021-09-09 设计创作,主要内容包括:本发明涉及光伏领域,特别涉及一种大尺寸光伏组件及制备方法,其中大尺寸光伏组件包括光伏主体以及沿围光伏主体边缘围设的边框;所述光伏主体从上至下依次包括钢化玻璃、第一封装胶膜、晶体硅电池片组、第二封装胶膜和背板;所述晶体硅电池片组包括多个排列设置的电池片;钢化玻璃上固定设有支撑件;钢化玻璃上固定设有支撑件;支撑件将钢化玻璃划分成多个抗冲击保护区;每个抗冲击保护区对应放置一个电池片。本发明能够大大提高钢化玻璃的机械载荷能力,提高封装晶体硅电池片组的抗隐裂效果,降低大尺寸光伏组件的功率衰减及其可能的失效风险。(The invention relates to the photovoltaic field, in particular to a large-size photovoltaic module and a preparation method thereof, wherein the large-size photovoltaic module comprises a photovoltaic main body and a frame arranged around the edge of the photovoltaic main body; the photovoltaic main body sequentially comprises toughened glass, a first packaging adhesive film, a crystalline silicon cell set, a second packaging adhesive film and a back plate from top to bottom; the crystalline silicon cell piece group comprises a plurality of arranged cell pieces; the toughened glass is fixedly provided with a supporting piece; the toughened glass is fixedly provided with a supporting piece; the support piece divides the toughened glass into a plurality of impact-resistant protection areas; and a battery piece is correspondingly arranged in each anti-impact protection area. The invention can greatly improve the mechanical load capacity of the toughened glass, improve the anti-subfissure effect of the packaged crystalline silicon cell group and reduce the power attenuation and possible failure risk of the large-size photovoltaic module.)

一种大尺寸光伏组件及制备方法

技术领域

本发明涉及光伏领域,特别涉及一种大尺寸光伏组件及制备方法。

背景技术

为提高光伏组件的输出功率,受限于晶体硅电池的转化效率,当前市场上的光伏组件多采用增大光伏组件的整体尺寸来提高单块组件的输出功率。一般通过增大封装用的钢化玻璃、封装胶膜、背板的尺寸,同时匹配面积更大的晶体硅电池片组,从而实现单块光伏组件更高的输出功率,其中,所述的晶体硅电池片组的尺寸一般为182mm*182mm和210mm*210mm。但是随之带来了大尺寸光伏组件存在机械载荷可靠性的问题,尤其是大尺寸光伏组件户外运行面临持续的高风压或高雪压载荷时,钢化玻璃封存的应力存在不足以抵挡持续的高载荷压力的风险,导致钢化玻璃破裂,进而引起电池片的隐裂,空气中水蒸汽和氧气等气体也会沿着钢化玻璃的裂纹处侵入到光伏组件里面,引起后续的一系列光伏组件功率衰减甚至失效的风险。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种大尺寸光伏组件,其能够缓解外界载荷对大尺寸光伏组件的破坏,提高封装晶体硅电池片组的抗隐裂效果,降低大尺寸光伏组件的功率衰减及其可能的失效风险。

实现本发明第一个目的的技术方案是:本发明中大尺寸光伏组件,包括光伏主体以及沿围光伏主体边缘围设的边框;所述光伏主体从上至下依次包括钢化玻璃、第一封装胶膜、晶体硅电池片组、第二封装胶膜和背板;所述晶体硅电池片组包括多个排列设置的电池片;钢化玻璃上固定设有支撑件;支撑件将钢化玻璃划分成多个抗冲击保护区;每个抗冲击保护区对应放置一个电池片。

进一步,所述支撑件向背板延伸并依次穿过第一封装胶膜、晶体硅电池片组和第二封装胶膜后与背板接触并形成支撑;所述支撑件从晶体硅电池片组的电池片之间的间隙穿过。

进一步,上述支撑件为多个支撑台;所述支撑台与钢化玻璃一体成型;一个或者数个支撑台形成一个抗冲击保护区。若采用一个支撑台,则支撑台可采用环形或者矩形框状的结构,其中间区域形成抗冲击保护区。

作为变形设计,上述支撑件为多个支撑台;所述钢化玻璃面向晶体硅电池片组的平面上设有多个与支撑台一一对应的凹槽;支撑台的一端插入凹槽后与钢化玻璃固定连接;支撑台插入凹槽的一端通过胶水黏贴在凹槽的底面;一个或者数个支撑台形成一个抗冲击保护区。

作为变形设计,上述支撑件为加固支架;所述加固支架包括多根横向支撑条和多根纵向支撑条;多根横向支撑条和多根纵向支撑条围设有多个抗冲击保护区,每个电池片对应设置在一个抗冲击保护区内。

上述加固支架与钢化玻璃一体成型。

所述第一封装胶膜和第二封装胶膜供支撑件穿过的区域为裁切区。

进一步,上述支撑件采用支撑台设计的,每四个相邻电池片之间形成的十字型间隙的中心对应设置一个支撑台;呈矩形分布的四个支撑台之间形成抗冲击保护区,每个抗冲击保护区对应放置一个电池片。

本发明的第二个目的是提供一种制备上述大尺寸光伏组件的制备方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是:本发明中大尺寸光伏组件的制备方法,包括以下步骤:

S1、制备获得上述的钢化玻璃;所述钢化玻璃上固定设有支撑件;支撑件将钢化玻璃划分成多个抗冲击保护区;

S2、叠层:按照从上之下为钢化玻璃、第一封装胶膜、晶体硅电池片组、第二封装胶膜和背板的顺序进行叠层;其中每个抗冲击保护区对应放置一个电池片;

S3、层压:叠层后通过层压工艺形成光伏主体;

S4、将光伏主体与边框安装形成大尺寸光伏组件。

进一步,当所述支撑件为多个支撑台时,所述支撑台与钢化玻璃一体成型;所述钢化玻璃的制备步骤如下:

A、经过磨边和清洗工艺处理的普通玻璃进入加热工段;

B、普通玻璃经过高温处理达到玻璃的软化点温度,再通过传输辊传输到凹台辊,所述凹台辊上设有多个凹坑,达到软化点温度的普通玻璃在凹台辊和与其对称布置的下成型辊的共同作用下,普通玻璃上预成型多个支撑台;

C、预成型多个支撑台的普通玻璃进入钢化工段,制备得到带有多个支撑台的钢化玻璃。

作为变形设计,当所述支撑件为多个支撑台;所述钢化玻璃的制备步骤如下:

a、经过磨边和清洗工艺处理的普通玻璃进入加热工段;

b、普通玻璃经过高温处理达到玻璃的软化点温度,再通过传输辊传输到凸台辊,所述凸台辊上设有多个凸点,达到软化点温度的普通玻璃在凸台辊道和与其对称布置的下成型辊的共同作用下,普通玻璃上预成型多个凹槽;

c、预成型多个凹槽的普通玻璃进入钢化工段,制备得到带有多个凹槽的钢化玻璃;

d、将支撑台的一端涂上胶水并插入凹槽内,通过黏结方式与钢化玻璃固定连接,并形成带有多个支撑台的钢化玻璃;

作为变形设计,当所述支撑件为加固支架;所述加固支架包括多根横向支撑条和多根纵向支撑条;多根横向支撑条和多根纵向支撑条围设有多个用于对应放置电池片的抗冲击保护区;所述钢化玻璃的制备步骤如下:

Ⅰ、加固支架通过辊轮传输到玻璃压延工段,熔融玻璃注入到加固支架上并经辊压组成型,从而制备得到内嵌加固支架的玻璃基片;

Ⅱ、玻璃基片经加热和钢化处理,得到完全浸润且包含加固支架的钢化玻璃。

进一步,在步骤S2叠层之前,还对第一封装胶膜和第二封装胶膜进行裁切,裁切根据支撑件穿过的区域进行裁切,形成可供支撑件穿过的裁切区。之所以进行裁切,是为了让支撑件穿过第一封装胶膜和第二封装胶膜时不会造成第一封装胶膜和第二封装胶膜的褶皱。

本发明具有积极的效果:本发明通过支撑件的设计,能够大大提高钢化玻璃的机械载荷能力,从而在实际使用过程中,能够建立起抗冲击保护区,从而缓解外界载荷对大尺寸光伏组件的破坏,提高封装晶体硅电池片组的抗隐裂效果,降低大尺寸光伏组件的功率衰减及其可能的失效风险。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中

图1为本发明中光伏主体的叠层示意图;

图2为本发明中大尺寸光伏组件实施例1的正面示意图;

图3为本发明中大尺寸光伏组件实施例1中支撑台处的剖视图;

图4为本发明实施例1中支撑台建立的抗冲击保护区的示意图;

图5为图4中抗冲击保护区受到外界载荷时的形变图;

图6为本发明实施例1中钢化玻璃的制备工艺示意图;

图7为本发明实施例1中预成型多个支撑台的普通玻璃的工艺示意图;

图8为本发明中大尺寸光伏组件实施例2中支撑台处的剖视图;

图9为本发明实施例2中钢化玻璃的制备工艺示意图;

图10为本发明实施例2中预成型多个凹槽的普通玻璃的工艺示意图;

图11为本发明实施例3中加固支架的结构示意图;

图12为本发明实施例3中钢化玻璃的制备工艺示意图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图4,本发明中大尺寸光伏组件,包括光伏主体以及沿围光伏主体边缘围设的边框1;所述光伏主体从上至下依次包括钢化玻璃2、第一封装胶膜3、晶体硅电池片组4、第二封装胶膜5和背板6;所述晶体硅电池片组4包括多个排列设置的电池片;钢化玻璃2固定设有支撑件;所述支撑件为与钢化玻璃一体成型的多个支撑台7;所述支撑台7向背板6延伸并依次穿过第一封装胶膜3、晶体硅电池片组4和第二封装胶膜5后与背板6接触并形成支撑;所述支撑台7从晶体硅电池片组4的电池片之间的间隙穿过。

每四个相邻电池片之间形成的十字型间隙的中心对应设置一个支撑台7;呈矩形分布的四个支撑台7之间形成抗冲击保护区8,每个抗冲击保护区8对应设置一个电池片。

所述第一封装胶膜3和第二封装胶膜5供支撑台7穿过的区域为裁切区,裁切区可供支撑台7穿过但不会对第一封装胶膜3和第二封装胶膜5造成褶皱影响。

见图5,四个支撑台7建立的抗冲击保护区8在受到外界载荷时,钢化玻璃2会发生形变,形变过程分成两个阶段:

第一阶段:载荷直接作用在钢化玻璃2的迎光面21,使迎光面21发生形变;

第二阶段:迎光面21在承载外界的载荷时,受力通过钢化玻璃2的基体迅速传导到钢化玻璃2的封装面22,使封装面22也发生形变。

其中,钢化玻璃2的迎光面21在受到载荷时产生形变迎光面,迎光面21与形变迎光面之间形成上形变H1;钢化玻璃2的封装面22在受到载荷时的形变封装面,封装面22与形变封装面之间形成下形变H2。

传统的大尺寸光伏组件在受到外界作用力时,完全是通过钢化玻璃2的封存应力和边框1的机械强度来提高大尺寸光伏组件的机械可靠性。而在本发明的技术方案中,当外界载荷作用在成型钢化玻璃2的迎光面21上时,四个支撑台7建立起抗冲击保护区8,用以对抗外界载荷的作用力,从而缓解外界载荷对大尺寸光伏组件的破坏,提高封装的晶体硅电池片组4的抗隐裂效果,降低大尺寸光伏组件的功率衰减及其可能的失效风险。

钢化玻璃2能承受微小的形变,当外界载荷对大尺寸光伏组件进行持续的高载荷冲击时,钢化玻璃2在产生微小的形变的情况下依然不会发生爆裂。但电池片是脆性的,钢化玻璃的微小形变会引起电池片的隐裂,而隐裂对造成电池片的串联电阻增加,并由此产生一系列的功率衰减甚至增加光伏组件的失效风险。

见图6和图7本发明制备上述大尺寸光伏组件的制备方法,包括以下步骤:

S1、制备钢化玻璃2:A、经过磨边和清洗工艺处理的普通玻璃进入加热工段9;B、普通玻璃经过高温处理达到玻璃的软化点温度,再通过传输辊10传输到凹台辊11,所述凹台辊11上设有多个凹坑11-1,达到软化点温度的普通玻璃在凹台辊11和与其对称布置的下成型辊12的共同作用下,普通玻璃上预成型多个支撑台7;C、预成型多个支撑台7的普通玻璃进入钢化工段13,通过上辊13-1和下辊13-2来实现传输,通过上风栅13-3和下风栅13-4吹出的冷却风实现对上述高温普通玻璃的冷淬,使冷却后的钢化玻璃表层形成压应力、内部形成张应力,从而制备得到带有多个支撑台7的钢化玻璃2;

S2、叠层:在叠层前,根据支撑台7的分布对第一封装胶膜3和第二封装胶膜5进行裁切,裁切根据支撑台7穿过的区域进行裁切,形成可供支撑台7穿过的裁切区;接着按照从上之下为钢化玻璃2、第一封装胶膜3、晶体硅电池片组4、第二封装胶膜5和背板6的顺序进行叠层;

S3、层压:叠层后通过层压工艺形成光伏主体;

S4、将光伏主体与边框1安装形成大尺寸光伏组件。

(实施例2)

见图8,本发明中支撑件为多个支撑台7;所述钢化玻璃2面向晶体硅电池片组4的平面上设有多个与支撑台7一一对应的凹槽2-1;支撑台7的一端插入凹槽2-1后与钢化玻璃2固定连接。支撑台7插入凹槽2-1的一端通过胶水黏贴在凹槽2-1的底面。其他技术特征与实施例1中的大尺寸光伏组件相同。

见图9和图10本发明制备上述大尺寸光伏组件的制备方法中,钢化玻璃2的制备步骤如下:

a、经过磨边和清洗工艺处理的普通玻璃进入加热工段;

b、普通玻璃经过高温处理达到玻璃的软化点温度,再通过传输辊10传输到凸台辊14,所述凸台辊14上设有多个凸点14-1,达到软化点温度的普通玻璃在凸台辊14和与其对称布置的下成型辊12的共同作用下,普通玻璃上预成型多个凹槽2-1;

c、预成型多个凹槽2-1的普通玻璃进入钢化工段,制备得到带有多个凹槽2-1的钢化玻璃2;

d、将支撑台7的一端涂上胶水并插入凹槽2-1内,通过黏结方式与钢化玻璃2固定连接,并形成带有多个支撑台7的钢化玻璃2;

其他步骤与实施例1中的制备大尺寸光伏组件的制备方法相同。

(实施例3)

见图11,本发明中大尺寸光伏组件,包括光伏主体以及沿围光伏主体边缘围设的边框1;所述光伏主体从上至下依次包括钢化玻璃2、第一封装胶膜3、晶体硅电池片组4、第二封装胶膜5和背板6;所述晶体硅电池片组4包括多个排列设置的电池片;钢化玻璃2固定设有支撑件;所述支撑件为加固支架15;所述加固支架15包括多根横向支撑条和多根纵向支撑条;多根横向支撑条和多根纵向支撑条围设有多个抗冲击保护区8,每个电池片对应放置在一个抗冲击保护区8内。

所述加固支架15与钢化玻璃2一体成型,且加固支架15被钢化玻璃2完全包裹。

钢化玻璃2的基材内经填充加固支架15后,当外界机械载荷作用在经填充加固支架15的钢化玻璃2上时,多根横向支撑条和多根纵向支撑条在钢化玻璃2上构建多个与电池片放置位置相对应的抗冲击保护区8,通过加固支架15来吸收外界载荷作用力,避免钢化玻璃2的隐裂。

见图12,本发明制备上述大尺寸光伏组件的制备方法中,钢化玻璃2的制备步骤如下:

Ⅰ、加固支架15通过辊轮16传输到玻璃压延工段,熔融玻璃17注入到加固支架15上并经辊压组18成型,从而制备得到内嵌加固支架15的玻璃基片;

Ⅱ、玻璃基片经加热和钢化处理,得到完全浸润且包含加固支架的钢化玻璃2。

以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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