特别是用于制造光伏层合体的层合方法和实施该层合方法的层合设备技术

本发明专利技术涉及通过封装而制造光伏层合体的层合方法，其使用包括具有基板(7)和活动顶板(9)的层合室(5)的层合设备(3)并且包括如下步骤：将基板(7)加热，将层堆(10)安置在层合室(5)中，将层合室(5)降压和脱气，在预定的时间期间用活动顶板(9)对层堆(10)按压以实现层合步骤，将所形成的层合的光伏层合体从层合室(5)移出，其中层堆(10)放置在如下的支持结构体(23)上：其配置用于提供预定的热惯性、预定的本体热阻以及在基板(7)和层堆(10)之间的预定的表面热阻以延迟所述堆的层之间的聚合或玻璃化转变。

【技术实现步骤摘要】
特别是用于制造光伏层合体的层合方法和实施该层合方法的层合设备
本专利技术涉及光伏模块的制造并且更确切地，涉及通过封装而制造光伏层合体，也称作层合方法。因此，本专利技术涉及用于制造光伏层合体的层合方法和配置用于实施根据本专利技术的层合方法的层合设备。
技术介绍
如今，光伏层合体通常通过层合方法制造以获得具有小厚度的光伏层合体。该层合方法在于在热和真空下按压构成光伏层合体的层堆。所述层堆通常由如下构成：第一封装箔、数个具有多个光伏电池的串(系列，strings)、和第二封装箔。任选地，所述层堆可包括设置在第一封装箔上的保护层和设置在第二封装箔下面的背层。该任选的保护层可由聚合物或玻璃制成。通常，所述封装箔由能够在聚合反应期间成网(交联，reticulate)以容许在构成光伏层合体的不同的按压层之间强的粘附的聚合物制成。此外，那些封装箔提升构成光伏层合体的不同层对例如湿气的耐受性。层合方法中使用的聚合反应为成网反应。那些反应是不可逆的并且是温度依赖性的。因此，所述层合方法实施了包括与传统的有门烘箱对应的外壳的层合设备，或者所述层合设备可为罩式炉。为了温度稳定性目的，市售层合设备通常具有几乎固定的温度以具有高的惯性。然而，为了改善光伏层合体的性能和品质，必须避免在光伏层合体中并且特别是在所述堆的不同层之间存在气泡(bubble)，所述气泡可由于存在于层合室中的空气或者在构成封装箔的聚合物的脱气期间产生的蒸气引起。这通常通过使用真空泵进行，所述真空泵从层合室除去空气和在构成封装箔的聚合物的脱气期间产生的蒸气，在该层合室中安置目的在于形成光伏层合体的层堆。不过，该真空步骤必须在聚合反应开始之前完成。如果不是，则可形成气泡并且气泡被困在封装箔之中在光伏层合体的不同层之间并且使其性能降低。ElAmrani等(“SolarModuleFabrication”,InternationalJournalofPhotoenergy,vol.2007)已经开发了实现脱气步骤的用于制造光伏层合体的方法。根据该方法，将层堆引入到在比封装箔的聚合温度低的第一温度(大约50-60℃)下加热的层合设备中。在该第一步骤期间，通过使用真空泵除去该层合设备中的空气并且在层合过程期间将层合室中的压力保持为0.1mmHg(大约13Pa)。然后按压所述层堆并且将所述层合设备在大约等于封装箔的聚合温度的第二温度下加热以容许它们的聚合反应。在预定时间之后，停止在所述层堆上的加压和加热，将层合室通风，和将形成层合的光伏层合体的层合的层堆从层合室移出。然而，该过程难以用其加热温度固定的传统的层合设备实施。而且，该过程是时间和成本昂贵的，因为所述层合设备必须将所述层堆在第一温度下，然后在第二温度下加热，这导致加工时间的增加。另外，由于交替的加热和冷却，能量消耗相当显著。因此，开发可用传统的层合设备实施的层合方法、且更确切地可在设置在预定的固定温度下的层合室中实施的层合方法是有用的。不同于前一目的的本专利技术的另一目的是提出由于用单一层合室在恒定温度下实施而容许降低制造光伏层合体的成本的方法。不同于前述目的的进一步目的是提供容许减少用单一层合室制造光伏层合体的加工时间的层合方法。本专利技术的另一目的是提供容许控制聚合反应的开始并且使得能够在恒定温度下操作的层合设备。
技术实现思路
为了至少部分地解决上文中提及的现有技术缺点的至少一个，本专利技术涉及层合方法，特别是通过封装而制造光伏层合体的层合方法，其使用包括具有基板(baseplate)和活动(movable)顶板的层合室的层合设备，所述层合方法包括如下步骤：●将所述基板在预定温度下加热，●将目的在于形成光伏层合体的层堆安置在所述层合室中在所述基板和所述活动顶板之间，●通过使用真空泵将所述层合室降压(pumpdown)和脱气，●在预定的时间期间用所述活动顶板在所述层堆上按压以实现层合步骤，●将所述层合室通风，和●将所形成的层合的光伏层合体从所述层合室移出，其中所述层堆放置在如下的支持结构体上：其配置用于提供预定的热惯性、预定的本体热阻和在所述基板和所述层堆之间预定的表面热阻，以减缓所述层堆的温度上升和延迟所述堆的层之间的聚合或玻璃化转变。热惯性定义为将一平方米的支持结构体按照一开尔文加热所需要的能量，其单位为J.m-2.K-1。其可通过热容(J.kg-1.K-1)×密度(kg.m-3)×厚度(m)确定。本体热阻是每平方米支持结构体的热导率的倒数(opposite)，其单位为K.m2.W-1。其可通过热导率的倒数(m.K.W-1)×厚度(m)确定。表面热阻是支持结构体的下部表面每平方米的热导的倒数，其单位为K.m2.W-1。支持结构体的使用使所述层堆的封装箔的聚合反应或玻璃化转变延迟并且容许所述真空泵从所述层合室并且特别是所述堆的层之间除去空气和蒸气以避免气泡和空隙的形成和改善通过该层合方法获得的光伏层合体的性能。而且，该支持结构体的使用容许配置用于将所述层堆在预定的恒定温度下加热的市售层合设备的使用。因此，所述层合方法可在恒定温度下实施。此外，实施恒定温度的方法的使用保证了能量消耗的降低并且因此使得能够降低所述方法的成本。然后，所述支持结构体的使用使得能够优化加工时间。实际上，所述层合设备可保持在恒定温度下。因此，通过所述支持结构体掌控其中将所述层合室脱气的第一温度和其中所述聚合反应或玻璃化转变发生的第二温度之间的温度上升，这容许加速所述过程并且改善工艺效率。根据本专利技术的层合方法可具有单独地或者组合地考虑的以下特性的一个或多个。所述支持结构体包括具有预定的热惯性、预定的表面热阻和预定的本体热阻的板，所述预定的热惯性小于105J.m-2.K-1、和更优选地包括在5×102和5×104J.m-2.K-1之间，和所述预定的表面热阻包括在2×10-6m2.K.W-1和5×10-2m2.K.W-1之间，和所述预定的本体热阻包括在1×10-6m2.K.W-1和2×10-1m2.K.W-1之间。所述板由如下制成：金属、玻璃、包括导热颗粒的玻璃、聚合物、相变材料、陶瓷、或其组合。所述板具有包括在0.1mm和20mm之间、和更优选地包括在2mm和10mm之间的厚度。将所述基板于在80℃和200℃之间、特别是包括在100和160℃之间的恒定温度下加热。根据一种具体实施方式，所述降压和脱气步骤进行少于10分钟、和特别是包括在30s和2分钟之间的时间。所述板具有预定的热惯性、相对于所述基板的预定的表面热阻、和预定的本体热阻，使得所述降压和脱气的步骤在所述层堆达到预定的聚合或玻璃化转变阈值温度之前完成。根据一种具体实施方式，所述按压步骤于在将所述支持结构体与所述层堆安置在所述层合室中的步骤之后预定的时间之后进行。根据另一实施方式，一旦所述层合室中的压力低于预定的阈值，就进行所述按压步骤。根据该另一具体实施方式，所述预定的阈值为20毫巴、和更优选地1毫巴。根据该实施方式，所述板具有预定的热惯性、相对于所述基板的预定的表面热阻、和预定的本体热阻，使得当所述层合室中的压力等于压力阈值、特别是1毫巴的压力阈值时尚未达到用于聚合或玻璃化转变的预定的阈值温度。根据一种具体实施方式，所述支持结构体包括机械弹簧，其配置用于在所述按压步骤期间通过所述活动顶板对所述层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.层合方法，特别是用于通过封装而制造光伏层合体(1)的层合方法，其使用包括具有基板(7)和活动顶板(9)的层合室(5)的层合设备(3)，所述层合方法包括如下步骤：·将基板(7)在预定温度下加热，·将目的在于形成光伏层合体(1)的层堆(10)安置(A)在层合室(5)中在基板(7)和活动顶板(9)之间，·通过使用真空泵(21)将层合室(5)降压(B)和脱气(C)，·在预定的时间期间用活动顶板(9)对层堆(10)按压(D)以实现层合步骤，·将层合室(5)通风，·将所形成的层合的光伏层合体(1)从层合室(5)移出，其中层堆(10)放置在如下的支持结构体(23)上：其配置用于提供预定的热惯性、预定的本体热阻、以及在基板(7)和层堆(10)之间预定的表面热阻，以减缓层堆(10)的温度上升和延迟所述堆的层之间的聚合和/或玻璃化转变。

【技术特征摘要】
2017.05.17 EP 17305568.21.层合方法，特别是用于通过封装而制造光伏层合体(1)的层合方法，其使用包括具有基板(7)和活动顶板(9)的层合室(5)的层合设备(3)，所述层合方法包括如下步骤：·将基板(7)在预定温度下加热，·将目的在于形成光伏层合体(1)的层堆(10)安置(A)在层合室(5)中在基板(7)和活动顶板(9)之间，·通过使用真空泵(21)将层合室(5)降压(B)和脱气(C)，·在预定的时间期间用活动顶板(9)对层堆(10)按压(D)以实现层合步骤，·将层合室(5)通风，·将所形成的层合的光伏层合体(1)从层合室(5)移出，其中层堆(10)放置在如下的支持结构体(23)上：其配置用于提供预定的热惯性、预定的本体热阻、以及在基板(7)和层堆(10)之间预定的表面热阻，以减缓层堆(10)的温度上升和延迟所述堆的层之间的聚合和/或玻璃化转变。2.根据权利要求1的层合方法，其中所述支持结构体包括由如下制成的板(24)：金属、玻璃、包括导热颗粒的玻璃、聚合物、相变材料、陶瓷、或其组合。3.根据权利要求2任一项的层合方法，其中所述板(24)具有包括在0.1mm和20mm之间、和更优选地包括在3mm和10mm之间的厚度(t)。4.根据前述权利要求任一项的层合方法，其中将基板(7)在包括在80和200℃之间的恒定温度下加热。5.根据前述权利要求任一项的层合方法，其中降压(B)和脱气(C)步骤进行少于10分钟、并且特别是包括在30s和2分钟之间的时间。6.根据结合权利要求2考虑的前述权利要求任一项的层合方法，其中板(24)具有预定的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：V卡萨涅，
申请(专利权)人：道达尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR