專利名稱：一種光伏組件生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏組件生產(chǎn)工藝，尤其是光伏組件使用等離子體增強(qiáng)光伏電池背板與EVA膜粘結(jié)強(qiáng)度的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
太陽能光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)而將光能轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)，是解決地球污染與能源短缺的有效途徑之一。光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池板(組件)、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，所以，光伏發(fā)電設(shè)備極為精煉，可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源，大到兆瓦級(jí)電站，小到玩具，光伏電源可以無處不在。將太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)進(jìn)行封裝后成為光伏組件(太陽能電池板)；常規(guī)的光伏組件包括鋼化玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板、邊框和接線盒，鋼化玻璃在光伏組件正面，光線可通過玻璃照射到半導(dǎo)體電池片，由于玻璃的剛度也可以為光伏組件提供支撐，提高組件剛性；前一層EVA膜用來粘結(jié)固定玻璃和電池片，后一層EVA粘結(jié)固定電池片和背板；背板主要起到密封、絕緣、防水等作用。背板位于光伏電池背面的最外層，是光伏電池非常重要的組成部分，不僅起到封裝的作用，同時(shí)還起到保證光伏電池不受到環(huán)境影響的作用，確保光伏電池的使用壽命。在光伏組件中，背板耐候?qū)优cEVA膜粘結(jié)，實(shí)現(xiàn)EVA膜和背板的結(jié)合。EVA膜與背板及玻璃的剝離強(qiáng)度決定了光伏電池組件的質(zhì)量。EVA常溫下無粘性，便于操作，但在層壓過程中加熱到一定溫度，便發(fā)生物理、化學(xué)變化，將電池片、鋼化玻璃和背板粘接。若粘接不牢，短期內(nèi)即可出現(xiàn)脫膠，甚至出現(xiàn)玻璃脫落砸傷人員的情況?，F(xiàn)有技術(shù)中背板耐候?qū)右话銥楹牧希浔砻婀饣?。目前要求光伏組件能夠戶外使用壽命達(dá)到25年，背板耐候?qū)佑绊懕嘲迮cEVA膜的粘結(jié)性能，背板與EVA膜的粘接強(qiáng)度降低，背板與EVA膜容易脫離，使?jié)衿苯咏佑|電池片而使電池片被氧化，影響組件使用壽命，甚至造成組件產(chǎn)品不合格?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用對(duì)EVA膜進(jìn)行表面處理，以增強(qiáng)其與背板的粘結(jié)強(qiáng)度。CN201282146公開了一種光伏組件用EVA膠膜，所述光伏組件用EVA膠膜的至少一面壓有凸臺(tái)狀的花紋。該實(shí)用新型將凸起的花紋做成凸臺(tái)狀，在使用時(shí)，可以方便層壓固化過程中氣體的排出，提高膠膜的粘結(jié)強(qiáng)度，固化后還可以提高膠膜的透光率，防止膠膜互相因粘性而難于分開。但是該發(fā)明提供的EVA膠膜與背板的粘結(jié)強(qiáng)度改善十分有限，對(duì)光伏組件壽命的提聞?dòng)邢蕖?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的光伏組件生產(chǎn)工藝，在組件層壓前采用等離子處理技術(shù)對(duì)背板的表面(與EVA膜接觸的背板表面)，賦予材料優(yōu)異的親水性能，革命性的實(shí)現(xiàn)了背板在太陽能電池應(yīng)用時(shí)與EVA膜的持久高粘結(jié)性，確保了背板與EVA膜在經(jīng)過電池組件熱層壓加工后的持久不分層，從而保證了光伏組件的長(zhǎng)期使用性能。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種光伏組件生產(chǎn)工藝，在光伏組件層壓前對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能。本發(fā)明通過在光伏組件層壓前，首先對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理。等離子處理通過無電極高頻放電，使低壓惰性氣體的分子激化，形成含有正離子和電子的電離氣體(等離子體)轟擊背板表面，使背板表面產(chǎn)生交聯(lián)，形成接枝層，反應(yīng)弓I入極性基團(tuán)改善表面的潤(rùn)濕性，從而增加同EVA膜的粘接性。經(jīng)等離子處理后的背板，表面自由能，粘結(jié)性，回潮率性能均得到有效的改善，而材料的基本性能幾乎無變化。使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的氣體發(fā)生腔體內(nèi)工作氣體的濃度為 90 99.99%,例如 90.2%、91.2%、91.8%,92.5%,93.2%,93.7%,94.7%、95.6%, 96.4%, 97.1%、97.9%, 98.2%, 98.9%, 99.4%，優(yōu)選 91 98%，進(jìn)一步優(yōu)選 91.5 97.5%。所述工作氣體為氬氣或氦氣。使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的放電頻率為50"5000Hz,例如 60Hz、80Hz、120Hz、180Hz、350Hz、760Hz、1020Hz、4900Hz、4800Hz、4700Hz、4600Hz、4500Hz，優(yōu)選 10(T4850Hz，進(jìn)一步優(yōu)選 30(T4650Hz。等離子處理的時(shí)間為0.1 4s，例如 0.12s,0.14s,0.16s,0.18s、0.20s、0.22s、
0.39s,0.37s,0.35s,0.33s,0.31s，優(yōu)選 0.1 3s，進(jìn)一步優(yōu)選 0.1 2s。背板表面經(jīng)等離子處理后，其表面發(fā)生了復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，表面產(chǎn)生了自由基，或者引入了帶氧的極性基團(tuán)，如羥基，羧基或羰基等。這些自由基/基團(tuán)的產(chǎn)生使背板表面極性增加，增強(qiáng)了與EVA膜的粘結(jié)強(qiáng)度。對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能，然后按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板被等離子處理過的一面和EVA膜接觸，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:采用等離子處理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)組件生產(chǎn)工藝中，背板耐候?qū)优cEVA膜粘接強(qiáng)度偏低的弱點(diǎn)，優(yōu)化了背板與EVA膜的粘接性能，提高了組件使用壽命；經(jīng)過等離子處理后，EVA膜和背板間的粘結(jié)強(qiáng)度均在60N/cm以上，經(jīng)IOOOh和2000h加速老化后，EVA膜和背板間的粘結(jié)強(qiáng)度依然可以保持在45N/cm以上。
具體實(shí)施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下:實(shí)施例1對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能:使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的氣體發(fā)生腔體內(nèi)工作氣體的濃度為90%，所述工作氣體為氬氣，等離子處理機(jī)的放電頻率為50Hz，等離子處理的時(shí)間為4s。然后按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板被等離子處理過的一面和EVA膜接觸，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓，得到光伏組件。實(shí)施例2對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能:使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的氣體發(fā)生腔體內(nèi)工作氣體的濃度為99.99%，所述工作氣體為氬氣，等離子處理機(jī)的放電頻率為5000Hz，等離子處理的時(shí)間為0.1s0然后按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板被等離子處理過的一面和EVA膜接觸，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓，得到光伏組件。實(shí)施例3對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能:使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的氣體發(fā)生腔體內(nèi)工作氣體的濃度為92.35%，所述工作氣體為氬氣，等離子處理機(jī)的放電頻率為2500Hz，等離子處理的時(shí)間為2s。然后按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板被等離子處理過的一面和EVA膜接觸，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓，得到光伏組件。對(duì)比例按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板未經(jīng)等離子處理，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓，得到光伏組件。根據(jù)GB/T2790-1995《膠黏劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》測(cè)試背板與EVA膜之間的粘結(jié)強(qiáng)度，其中，夾持器的移動(dòng)速度為100mm/min，得到實(shí)施例f 3所述EVA膜和背板間的粘結(jié)強(qiáng)度均在60N/cm以上，而對(duì)比例未經(jīng)過等離子處理的背板與EVA膜間的粘結(jié)強(qiáng)度為45N/cm。對(duì)背板進(jìn)行等離子處理，顯著提高了背板與EVA膜的粘結(jié)強(qiáng)度。將實(shí)施例f 3和對(duì)比例所述光伏組件放入溫度為85°C，濕度為85%的濕熱箱中進(jìn)行加速老化lOOOh，2000h后，測(cè)粘結(jié)強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)經(jīng)IOOOh和2000h加速老化后，EVA膜和背板間的粘結(jié)強(qiáng)度依然可以保持在45N/cm以上。應(yīng)該注意到并理解，在不脫離后附的權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿?xì)描述的本發(fā)明做出各種修改和改進(jìn)。因此，要求保護(hù)的技術(shù)方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導(dǎo)的限制。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光伏組件生產(chǎn)工藝，其特征在于，在光伏組件層壓前對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能。
2.按權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的氣體發(fā)生腔體內(nèi)工作氣體的濃度為90、9.99%，優(yōu)選98%，進(jìn)一步優(yōu)選91.5 97.5%。
3.按權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述工作氣體為氬氣或氦氣。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，使用等離子處理機(jī)對(duì)背板表面進(jìn)行等離子處理，等離子處理機(jī)的放電頻率為5(T5000Hz，優(yōu)選10(T4850Hz，進(jìn)一步優(yōu)選30(T4650Hz。
5.按權(quán)利要求1-4之一所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，等離子處理的時(shí)間為0.Hs，優(yōu)選0.1 3s,進(jìn)一步優(yōu)選0.1 2s。
6.按權(quán)利要求1-5之一所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能，然后按玻璃、EVA膜、電池片、EVA膜、背板順序排放，背板被等離子處理過的一面和EVA膜接觸，之后進(jìn)入層壓機(jī)層壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光伏組件生產(chǎn)工藝，在光伏組件層壓前對(duì)與光伏組件中EVA膜接觸的背板表面進(jìn)行等離子處理，以提高背板與EVA膜的粘結(jié)性能。采用等離子處理技術(shù)，解決了傳統(tǒng)組件生產(chǎn)工藝中，背板耐候?qū)优cEVA膜粘接強(qiáng)度偏低的弱點(diǎn)，優(yōu)化了背板與EVA膜的粘接性能，提高了組件使用壽命。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103094416SQ20131002085
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者黃新東, 趙丹, 黃禮 申請(qǐng)人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司