一种光伏组件的层压方法及太阳能发电系统技术方案

本发明专利技术涉及于光伏组件生产工艺技术领域，具体提供了一种光伏组件的层压方法及太阳能发电系统。该方法包括：在磁场存在条件下，将敷设完成的光伏组件进行层压，得到光伏组件层压件。与现有技术相比，本发明专利技术的光伏组件的层压方法，在传统光伏组件层压工艺的基础上施加法向磁场，可提高EVA胶膜热导率，进而有效降低电池片的工作温度，优化太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。率和使用寿命。率和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件的层压方法及太阳能发电系统


[0001]本专利技术涉及光伏组件生产工艺
，更具体地说，涉及一种光伏组件的层压方法及太阳能发电系统。

技术介绍

[0002]层压是光伏组件封装过程中的关键步骤，通过在真空条件下对组件进行加热加压使乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)胶膜受热发生交联反应，胶膜内大分子链的空间构型由随机取向逐渐过渡为空间网状取向，从而提高EVA的力学性能、耐热性、耐溶剂性、耐老化性；另外，层压将背板/电池串/玻璃粘接在一起，从而达到对太阳电池密封、保护的目的。
[0003]微观上，层压前的EVA胶膜是由随机取向的乙烯和醋酸乙烯大分子链构成，层压处理致使EVA胶膜内大分子链的空间构型由随机取向逐渐过渡为空间网状取向，如图1中的“常规层压”所示。这种独特的微观形貌将从三方面影响EVA胶膜自身的热输运性能：
[0004](1)经层压处理后的EVA胶膜内空气含量几乎为零，因此，其内部热输运主要通过固相导热的方式进行，气相热输运模式(气相导热和对流换热)基本可以忽略不计。
[0005](2)层压处理后的EVA胶膜内的高分子链近似呈现空间网状微观形貌，链间相互作用主要为非键合性的范德瓦尔斯相互作用(与超级绝热材料－二氧化硅气凝胶的微观形貌类似)。由于范德瓦尔斯相互作用较共价键要弱的多，这将显著限制EVA胶膜内部的固相导热并导致其热导率较低，约为0.1W
·
m
‑1·
K
‑1量级。
[0006](3)EVA胶膜具有优异的光透过率(对太阳光的透过率接近95％)，这将显著增强电池片对红外线的吸收，并最终导致光伏组件的工作温度升高。综上所述，经层压处理的EVA胶膜将显著限制光伏组件的散热特性，这加速光伏组件的老化，并在一定程度上影响太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。
[0007]现有的EVA层压优化技术常通过外部施加法向电场实现。由于EVA胶膜内部的乙烯和醋酸乙烯分子为强极性分子，电场对极性分子的牵引作用能够引导乙烯和醋酸乙烯共聚物分子进行重新排列，减少EVA中乙烯和醋酸乙烯共聚物分子的网状不规则交联结构，从而增加EVA材料的透光率，减少其内部固化气泡，增强EVA对背板和电池片的粘连均匀度。通过外加电场优化EVA层压过程的技术方案存在以下问题：EVA封装胶膜的热导率较低，传热性能仍然较差，未能有效降低光伏组件的工作温度。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光伏组件的层压方法及太阳能发电系统，本专利技术在传统光伏组件层压工艺的基础上施加法向磁场，可提高EVA胶膜热导率，进而有效降低电池片的工作温度，优化太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种光伏组件的层压方法，包括：在磁场存在条件下，将敷设完成的光伏组件进行层压，得到光伏组件层压件。
[0011]本专利技术所述的光伏组件为本领域常规的光伏组件，优选包括依次层叠的背板、下层乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)、电池片、上层乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)，及钢化玻璃。
[0012]申请人发现：光伏组件的层压过程中，由于极性乙烯和醋酸乙烯分子中电荷分布是不均匀的，在层压温度条件下，外加电场作用诱导极性分子产生随机方向的磁场，即感生磁场对法向电场的作用具有一定的削弱作用。虽然乙烯和醋酸乙烯分子在感生磁场和外加电场的双重作用下趋于有序排布，但二者取向性仍然较差，这导致外加电场对EVA的热传输性能优化效果有限。
[0013]在本专利技术中，所述磁场的作用区域大于光伏组件的所占区域。
[0014]在本专利技术中，所述磁场方向与光伏组件敷设的法向同向。
[0015]在本专利技术中，所述层压在热源的存在条件下进行；所述磁场增设于热源的靠近光伏组件的一侧；所述热源优选为板式热源。
[0016]在本专利技术中，将所述磁场沿板式热源的反向增设；
[0017]优选施加单向磁场。
[0018]在本专利技术中，所述磁场的磁场强度为0.1～10T，优选为0.5～4T；在本专利技术的一个实施例中，所述磁场的磁场强度为0.5T；在本专利技术的一个实施例中，所述磁场的磁场强度为2T；在本专利技术的一个实施例中，所述磁场的磁场强度为4T。
[0019]在本专利技术中，所述层压的温度为120～140℃，优选为120℃。
[0020]在本专利技术中，所述层压的时间为15～30min，优选为15～20min。
[0021]在本专利技术中，所述层压在真空下进行；
[0022]所述层压的压力为50～200Pa；在本专利技术的一个实施例中，所述层压的压力为100Pa。
[0023]本专利技术将敷设完成的光伏组件进行层压后，冷却，得到光伏组件层压件。
[0024]本专利技术优选使用层压机对光伏组件进行层压；使用层压机对光伏组件进行层压的方法优选包括：
[0025]1.将敷设完成的光伏组件放置热层压机内，将层压机热源温度调节至EVA的固化温度；
[0026]2.对光伏层压件进行加压，保持层压机下室真空状态，向上室充气使气囊向下膨胀，直至气囊与光伏组件间压力达到50～200Pa；
[0027]3.待层压件压强稳定后，对层压件施加单向法向磁场，磁场强度为0.1～10T，层压时间为15～30分钟，得到光伏组件层压件；
[0028]4.切断层压件热源，对光伏组件层压件进行冷却，将层压机上室抽真空，下室充气使气囊向上收缩与光伏组件分离，撤销层压机的上室和下室之间的压力，开盖取出光伏组件层压件。
[0029]本专利技术还提供了一种太阳能发电系统，包括上述光伏组件的层压方法制备得到的光伏组件层压件。
[0030]本专利技术在传统晶硅光伏组件层压工艺的基础上施加法向磁场，由于EVA材料内部的乙烯和醋酸乙烯共聚物分子为高极性分子，对交联固化过程中的EVA施加法向磁场可优化高分子链的微观形貌，如图1所示，使EVA的分子链具有高度取向性并形成有序的空间网络微观结构。对于热输运而言，载热声子沿EVA胶膜内部的取向性高分子主链进行高效传
递，这将显著弱化载热声子的散射强度并使得EVA胶膜沿法向表现出较高的热导率。提高EVA胶膜热导率可有效降低电池片的工作温度，进一步优化光伏组件的温度系数。EVA胶膜热导率的提升可削弱瞬态局部“热斑”对光伏组件的伤害，并在一定程度上优化太阳能电池的光电转换效率和使用寿命。此外，EVA内部高分子链取向性的增强可优化其透光性，进而强化电池片对太阳光的吸收能力。
[0031]经过本专利技术实施例证实，EVA胶膜的热导率为2.46～2.87W/(mK)，相较于无磁场条件下的光伏组件层压件，热导率提高了1.4～1.6倍；EVA胶膜的多测点平均工作温度为41～43℃，比常规层压件的平均工作温度低2～4℃。
附图说明
[0032]图1是采用常规层压和本专利技术的层压方法后，EVA的交联示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件的层压方法，其特征在于，包括：在磁场存在条件下，将敷设完成的光伏组件进行层压，得到光伏组件层压件。2.根据权利要求1所述的光伏组件的层压方法，其特征在于，所述磁场的作用区域大于光伏组件的所占区域。3.根据权利要求1所述的光伏组件的层压方法，其特征在于，所述磁场方向与光伏组件敷设的法向同向。4.根据权利要求1所述的光伏组件的层压方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度为0.1～10T。5.根据权利要求4所述的光伏组件的层压方法，其特征在于，所述磁场的磁场强度为0.5～4T。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺子甄，赵志国，赵东明，张赟，李孟蕾，王立闯，秦校军，蔡子贺，赵政晶，张迟，王兴涛，周养盈，牛靖凯，薛尧，刘云，虞祥瑞，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：