阅读说明：本技术 一种太阳能电池组件的封装方法及制得的太阳能电池组件 (Packaging method of solar cell module and prepared solar cell module ) 是由 王尉 朱文凯 白云强 蔺晓东 于 2018-05-14 设计创作，主要内容包括：一种太阳能电池组件的封装方法及制得的太阳能电池组件,所述方法包括：对太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定,向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料,并且在所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间形成封装胶膜,所述封装胶膜将所述面板、所述电池模组芯片和所述背板粘结在一起。本申请的封装方法的工艺步骤简单、生产成本低、生产效率、封装合格率和自动化程度均较高,并且适用于任意形状的太阳能组件的封装。(A packaging method of a solar cell module and the prepared solar cell module are provided, the method comprises the following steps: fixing a panel, a battery module chip and a back plate of a solar battery assembly, injecting molten adhesive materials between the battery module chip and the panel and between the battery module chip and the back plate, forming packaging adhesive films between the battery module chip and the panel and between the battery module chip and the back plate, and bonding the panel, the battery module chip and the back plate together through the packaging adhesive films. The packaging method is simple in process steps, low in production cost, high in production efficiency, packaging qualification rate and automation degree, and suitable for packaging of solar modules in any shapes.)

一种太阳能电池组件的封装方法及制得的太阳能电池组件

技术领域

本申请涉及但不限于太阳能技术领域，尤其涉及但不限于一种太阳能电池组件的封装方法及制得的太阳能电池组件。

背景技术

目前常规太阳能电池组件为平面组件，其主要应用于平面区域，因此应用范围受限。随着太阳能电池组件应用的推广，市场对异型曲面的太阳能电池组件提出了需求，特别是可以应用于汽车顶棚、光伏屋顶瓦以及各种曲面建筑幕墙上的异型曲面太阳能电池组件。

封装好坏直接影响着太阳能电池组件的使用寿命，因此需要严格把控太阳能电池组件的封装工艺。目前平面组件一般采用平面加热板以及真空层压的方式来封装，该封装工艺无法应用到曲面组件；曲面太阳能电池组件的层压封装工艺有曲面加热板层压封装、真空袋-高压釜层压封装以及四周胶封-高压釜层压封装。其中，曲面加热板层压封装工艺通过将曲面组件放置在特定的曲面加热板模具中进行层压封装；真空袋-高压釜层压封装工艺通过先将不同的曲面组件放置在真空袋中，再将抽好真空的真空袋放置在高压釜中进行层压封装；四周胶封-高压釜层压封装工艺通过真空胶圈将曲面面板玻璃与背板玻璃的四周进行胶封，对封闭空间进行抽真空，再将其放置在高压釜中进行层压封装。

曲面加热板层压封装工艺的缺点是一种曲面加热板只能层压特定曲率半径的曲面组件，无法加工其他异型曲面组件。真空袋-高压釜层压封装以及四周胶封-高压釜层压封装工艺虽然解决了多曲率半径太阳能电池组件的层压问题，但其工艺复杂，工艺步骤多数为手动，自动化程度较低，导致生产成本较高。此外，现有的层压封装工艺还存在无法实时判定封装是否合格的问题。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种适用于各种异型太阳能电池组件、工艺简单、自动化程度和生产效率均较高的太阳能电池组件的封装方法及通过该封装方法制得的太阳能电池组件。

具体地，本申请提供了一种太阳能电池组件的封装方法，所述方法包括：对太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定，向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料，并且在所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间形成封装胶膜，所述封装胶膜将所述面板、所述电池模组芯片和所述背板粘结在一起。

在一些实施方式中，可以采用固定工具对所述太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定，所述固定工具可以为注塑模具，所述注塑模具一侧的形状与所述面板、所述电池模组芯片或所述背板对应侧的形状相匹配；对太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定的步骤为：将所述注塑模具与所述面板、所述电池模组芯片或所述背板贴合在一起。

在一些实施方式中，所述注塑模具的导热系数可以为121-388W/(m·K)。

在一些实施方式中，所述注塑模具可以由选自铝合金、纯铝、铸铝、铜合金和纯铜中的任意一种或更多种材料制成。

在一些实施方式中，可以采用注塑法向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料。

在一些实施方式中，向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料的步骤可以为：

先向所述电池模组芯片与所述面板之间注入熔融的胶粘材料，再向所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料；或者

先向所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料，再向所述电池模组芯片与所述面板之间注入熔融的胶粘材料；或者

同时向所述电池模组芯片与所述面板之间和所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料。

在一些实施方式中，所述方法还可以包括：在注入熔融的胶粘材料的同时，采用无损检测仪在线检测封装是否合格。

在一些实施方式中，注入熔融的胶粘材料的步骤可以为：对熔融的胶粘材料施加压力，使熔融的胶粘材料注入所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间。

在一些实施方式中，可以通过注塑机注入熔融的胶粘材料，所述注塑机的注塑压力可以为0.5-10Mpa，从而可以对熔融的胶粘材料施加0.5-10Mpa的压力。

在一些实施方式中，注入熔融的胶粘材料的步骤可以在25-200℃的温度下进行。

在一些实施方式中，可以在具有加热功能的加热工作台上注入熔融的胶粘材料，并使加热工作台加热至25-200℃。

在一些实施方式中，可以采用可加热式注塑机对胶粘材料进行熔融并注入熔融的胶粘材料。

在一些实施方式中，所述可加热式注塑机的加热温度可以为25-500℃。

在一些实施方式中，所述电池模组芯片与所述面板之间的距离可以为0.05-1mm，从而在所述电池模组芯片与所述面板之间形成厚度为0.05-1mm的封装胶膜。

在一些实施方式中，所述电池模组芯片与所述背板之间的距离可以为0.05-1mm，从而在所述电池模组芯片与所述背板之间形成厚度为0.05-1mm的封装胶膜。

在一些实施方式中，所述电池模组芯片可以选自非晶硅芯片、非晶硅/非晶硅叠层、非晶硅/非晶硅锗叠层、非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗叠层、非晶硅/微晶硅叠层、非晶硅/微晶硅/微晶硅叠层、硫化镉芯片、碲化镉芯片、铜铟硒芯片、铜铟硫芯片、铜铟镓硒芯片、铜锌锡硫芯片、砷化镓芯片、聚合物太阳能电池芯片、染料敏化薄膜太阳能电池芯片和钙钛矿太阳能电池芯片中的任意一种。

在一些实施方式中，所述面板可以选自钢化玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)阻水前膜、乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)阻水前膜和3M柔性阻水前膜中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述背板可以选自钢化玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)背板、聚氟乙烯复合膜TPT(结构为聚氟乙烯PVF+PET+聚氟乙烯PVF)背板、聚氟乙烯复合膜TPE(结构为PVF+PET+EVA/PE)背板和含铝背板中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述胶粘材料可以选自乙烯-辛烯的共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和乙烯和辛烯等的共聚物(TPO)中的任意一种或更多种。

应理解，本申请提供的封装方法不仅适用于上述所列举的具体电池模组芯片、面板、背板和胶粘材料。本领域中已知的电池模组芯片、面板、背板和胶粘材料均可采用本申请的封装方法进行封装，上述所列举的具体材料并非对本申请作出任何形式上或实质上的限定。

在一些实施方式中，所述太阳能电池组件可以为平面组件、曲面组件或异型组件。

本申请还提供了通过如上所述的太阳能电池组件的封装方法制备得到的太阳能电池组件。

本申请的太阳能组件的封装方法获得了以下有益效果：

1、通过胶粘材料的注塑代替了现有方法的封装胶膜铺设和层压步骤，不但降低了封装胶膜的生产成本，还简化了工艺步骤，提高了生产效率和自动化程度。

2、采用无损检测技术对产品实施在线检测，可实时观测到产品是否注塑合格，并根据检测结果进行注塑工艺的改进，大大提升了产品的合格率，在一定程度上提高了生产效率。

3、本申请的太阳能组件的封装方法适用于任意形状的太阳能组件的封装，包括平面组件、曲面组件和异型组件，不受组件曲率的限制，适用范围广。

4、本申请的太阳能组件的封装方法适用于任意的电池模组芯片、面板、背板和胶粘材料的封装，只要依据电池模组芯片、面板、背板和胶粘材料的具体选择调整具体的封装工艺参数即可。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得更加清楚，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例1使用注塑模具将面板和电池模组芯片固定后形成的结构的截面图。

图2为本申请实施例1使用注塑模具将背板和由电池模组芯片和面板形成的模块固定后形成的结构的截面图。

图3为注入口与对应的溢流口的位置关系图。

图4为本申请实施例2的封装方法的工艺流程图。

图中：1、第一注塑模具；2、电池模组芯片；3、第二注塑模具；4、面板；5、第一注塑口；6、第三注塑模具；7、背板；8、第四注塑模具；9、电池模组芯片和面板形成的模块；10、第二注塑口；11、第一溢流口。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供了一种太阳能电池组件的封装方法，所述方法包括：对太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定，向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料，并且在所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间形成封装胶膜，所述封装胶膜将所述面板、所述电池模组芯片和所述背板粘结在一起。

本实施例的封装方法采用注入熔融的胶粘材料的方式在电池模组芯片与面板、背板之间形成封装胶膜。该封装方法适用于曲面组件、异型组件或平面组件的封装。当将该封装方法用于曲面组件或异型组件时，该封装方法通过胶粘材料的注入代替了现有方法的封装胶膜铺设和层压步骤，不但降低了封装胶膜的生产成本，还简化了工艺步骤，提高了生产效率，而且可以实现自动化生产。当将该封装方法用于平面组件时，可以简化工艺步骤，提高生产效率。

其中，可以采用固定工具对所述太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定，所述固定工具可以为注塑模具，所述注塑模具一侧的形状与所述面板、所述电池模组芯片或所述背板对应侧的形状相匹配；对太阳能电池组件的面板、电池模组芯片和背板进行固定的步骤为：将所述注塑模具与所述面板、所述电池模组芯片或所述背板贴合在一起。封装时，将所述注塑模具与所述面板、所述电池模组芯片或所述背板贴合在一起，就能将所述面板、所述电池模组芯片或所述背板夹持并固定在期望的位置。

其中，所述注塑模具的导热系数较大，可以为121-388W/(m·K)，此时可以保证熔融的胶粘材料在注塑模具中的流动性；所述注塑模具可以由选自铝合金、纯铝、铸铝、铜合金和纯铜中的任意一种或更多种材料制成。

其中，可以采用注塑法向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料。

其中，向所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料的步骤可以为：

先向所述电池模组芯片与所述面板之间注入熔融的胶粘材料，再向所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料；或者，

先向所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料，再向所述电池模组芯片与所述面板之间注入熔融的胶粘材料；或者，

同时向所述电池模组芯片与所述面板之间和所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料。

当同时向所述电池模组芯片与所述面板之间和所述电池模组芯片与所述背板之间注入熔融的胶粘材料时，可以加快封装速率，但要求固定工具对电池模组芯片进行牢固的固定，避免电池模组芯片在面板与背板之间移动。

本申请实施例的方法还可以包括：在注入熔融的胶粘材料的同时，采用无损检测仪在线检测封装是否合格。例如，胶粘材料是否覆盖了电池模组芯片的整个表面、胶粘材料是否均匀地分布在电池模组芯片与面板之间或电池模组芯片与背板之间，注塑的胶粘材料中是否存在气泡以及气泡的数量与大小等等。当检测到封装不合格时，可以根据检测结果实时改进封装方法中的注塑工艺，例如，当注塑的胶粘材料中存在气泡时，可通过实时调整注塑机的注塑压力将胶粘材料中存在的气泡排出。采用这种方案可以提高注塑的合格率，并且相对于封装完成后再检测合格率的方式，本申请实施例的在线检测方案提高了生产效率。

其中，注入熔融的胶粘材料的步骤为对熔融的胶粘材料施加压力，使熔融的胶粘材料注入所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间。当对熔融的胶粘材料施加压力时，可以促使熔融的胶粘材料流入所述电池模组芯片与所述面板之间、所述电池模组芯片与所述背板之间，从而提高封装速率。

其中，可以通过注塑机注入熔融的胶粘材料，所述注塑机的注塑压力可以为0.5-10Mpa。

其中，注入熔融的胶粘材料的步骤可以在25-200℃的温度下进行。虽然胶粘材料在注入前已经变成了熔融状态，但是如果所述电池模组芯、所述面板、所述背板的温度较低，将会影响熔融的胶粘材料的流动性，因此，本申请实施例选择在25-200℃的温度下注入熔融的胶粘材料可以保证熔融的胶粘材料的流动性，从而形成均匀的封装胶膜。

其中，可以在具有加热功能的加热工作台上注入熔融的胶粘材料，并使加热工作台加热至25-200℃。

其中，胶粘材料的熔融可以在可加热式注塑机中进行，所述可加热式注塑机的加热温度可以为25-500℃。当在可加热式注塑机中熔融胶粘材料时，省去了先将胶粘材料熔融，再转移至注塑机中的步骤，而且省去了额外的熔融胶粘材料的设备，简化了封装工艺和设备投入。

其中，所述电池模组芯片与所述面板之间的距离可以为0.05-1mm，从而在所述电池模组芯片与所述面板之间形成厚度为0.05-1mm的封装胶膜；所述电池模组芯片与所述背板之间的距离可以为0.05-1mm，从而在所述电池模组芯片与所述背板之间形成厚度为0.05-1mm的封装胶膜。现有的封装方法采用的封装胶膜的厚度为0.2-2mm，因此本申请实施例的封装方法可以降低封装胶膜的厚度，从而降低了胶粘材料的用量。

其中，所述电池模组芯片可以选自非晶硅芯片、非晶硅/非晶硅叠层、非晶硅/非晶硅锗叠层、非晶硅/非晶硅锗/非晶硅锗叠层、非晶硅/微晶硅叠层、非晶硅/微晶硅/微晶硅叠层、硫化镉芯片、碲化镉芯片、铜铟硒芯片、铜铟硫芯片、铜铟镓硒芯片、铜锌锡硫芯片、砷化镓芯片、聚合物太阳能电池芯片、染料敏化薄膜太阳能电池芯片和钙钛矿太阳能电池芯片中的任意一种。

其中，所述面板可以选自钢化玻璃、ETFE阻水前膜、ECTFE阻水前膜和3M柔性阻水膜中的任意一种或更多种。

其中，所述背板可以选自钢化玻璃、PET背板、TPT背板、TPE背板和含铝背板中的任意一种或更多种。

其中，所述胶粘材料可以选自POE、EVA、PVB和TPO中的任意一种或更多种。

以下是本申请的太阳能电池组件的封装方法的具体实施例。

实施例1

本实施例的太阳能电池组件为曲面太阳能电池组件，电池模组芯片为非晶硅芯片，面板为钢化玻璃，背板为PET背板，第一胶粘材料为PVB，第二胶粘材料为EVA；第一注塑模具和第二注塑模具的材料均为纯铝，导热系数为237W/(m·K)，第三注塑模具和第四注塑模具的材料均为铸铝，导热系数为163W/(m·K)。

本实施例的封装方法包括以下步骤：

(1)如图1所示，将第一注塑模具1与电池模组芯片2贴合在一起，将第二注塑模具3与面板4贴合在一起，并放置在加热工作台上，其中，第一注塑模具1相贴合的一侧的形状与电池模组芯片2对应侧的形状相匹配，第二注塑模具3相贴合的一侧的形状与面板4对应侧的形状相匹配；

(2)调整电池模组芯片2与面板4之间的距离为0.1mm，将加热工作台加热至80℃；

(3)将加热式注塑机加热至120℃，将第一胶粘材料放入加热式注塑机中进行熔融；

(4)待第一胶粘材料完全熔融后，调整加热式注塑机的注塑压力为5Mpa，将熔融的第一胶粘材料通过第一注塑口5注入电池模组芯片2与面板4之间的间隙中，使得在电池模组芯片2与面板4之间形成封装胶膜，从而将电池模组芯片2与面板4结合在一起；

(5)如图2所示，将第三注塑模具6与背板7贴合在一起，将第四注塑模具8与电池模组芯片和面板形成的模块9贴合在一起，并放置在加热工作台上，其中，第三注塑模具6相贴合的一侧的形状与背板7对应侧的形状相匹配，第四注塑模具8相贴合的一侧的形状与电池模组芯片和面板形成的模块9对应侧的形状相匹配；

(6)调整电池模组芯片与背板7之间的距离为0.1mm，将加热工作台加热至80℃；

(7)将加热式注塑机加热至140℃，将第二胶粘材料放入加热式注塑机中进行熔融；

(8)待第二胶粘材料完全熔融后，调整加热式注塑机的注塑压力为5Mpa，将熔融的第二胶粘材料通过第二注塑口10注入电池模组芯片与背板7之间的间隙中，使得在电池模组芯片与背板7之间形成封装胶膜，从而将电池模组芯片和面板形成的模块9与面板背板7结合在一起，得到所述太阳能电池组件。

图3示出了注塑过程中的注入口与对应的溢流口的位置关系图。电池模组芯片2与面板4之间具有间隙，从而在两侧分别形成了第一注塑口5和与其对应的第一溢流口11，注塑前将一侧的口堵住一部分从而形成较小的第一溢流口11。

实施例2

本实施例的太阳能电池组件为曲面太阳能电池组件，电池模组芯片为铜铟镓硒芯片，面板为ETFE阻水前膜，背板为TPT背板，第一胶粘材料和第二胶粘材料均为POE，所有注塑模具的材料均为纯铜，导热系数为388W/(m·K)。

如图4所示，本实施例的封装方法包括以下步骤：

(1)将第一注塑模具与电池模组芯片贴合在一起，将第二注塑模具与面板贴合在一起，并放置在加热工作台上，其中，第一注塑模具相贴合的一侧的形状与电池模组芯片对应侧的形状相匹配，第二注塑模具相贴合的一侧的形状与面板对应侧的形状相匹配；

(2)调整电池模组芯片与面板之间的距离为0.05mm，将加热工作台加热至50℃；

(3)将加热式注塑机加热至80℃，将第一胶粘材料放入加热式注塑机中进行熔融；

(4)待第一胶粘材料完全熔融后，调整加热式注塑机的注塑压力为5Mpa，将熔融的第一胶粘材料通过第一注塑口注入电池模组芯片与面板之间的间隙中，使得在电池模组芯片与面板之间形成封装胶膜，从而将电池模组芯片与面板结合在一起；同时，使用无损检测仪的无损探头(设置在注塑模具外)在线检测封装是否合格，如果不合格，实时改进注塑工艺；

(5)将第三注塑模具与背板贴合在一起，将第四注塑模具与电池模组芯片和面板形成的模块贴合在一起，并放置在加热工作台上，其中，第三注塑模具相贴合的一侧的形状与背板对应侧的形状相匹配，第四注塑模具相贴合的一侧的形状与电池模组芯片和面板形成的模块对应侧的形状相匹配；

(6)调整电池模组芯片与背板之间的距离为0.05mm，将加热工作台加热至50℃；

(7)将加热式注塑机加热至80℃，将第二胶粘材料放入加热式注塑机中进行熔融；

(8)待第二胶粘材料完全熔融后，调整加热式注塑机的注塑压力为5Mpa，将熔融的第二胶粘材料通过第二注塑口注入电池模组芯片与背板7之间的间隙中，使得在电池模组芯片与背板之间形成封装胶膜，从而将电池模组芯片和面板形成的模块与面板背板结合在一起；同时，使用无损检测仪的无损探头在线检测封装是否合格，如果不合格，实时改进注塑工艺，最终得到所述太阳能电池组件。

为了验证注塑封装后的效果，将上述注塑封装好的太阳能电池组件进行一系列电池组件的可靠性测试，如室外曝露试验、紫外预处理试验、热循环试验、湿冻试验、湿热试验、湿漏电流试验等，其具体试验方法参照IEC61416光伏组件的TUV认证标准，然后将实验后的电池组件进行电池效率测试，相比未实验前其效率损失在10％内，则该太阳能电池组件注塑封装为合格。

相较于现有的封装方法，本申请实施例2的太阳能电池组件封装方法的合格率明显提高了。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。