太阳电池组件层压技巧长大近况及趋势.doc

太阳电池组件层压技术发展现状及趋势 王恩 （河北科技师范学院 机电工程学院，农机0801 河北 秦皇岛， 066600） 指导老师：陈立东 摘要：介绍了EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）在太阳电池组件封装技术中的关键作用，列举了国内的单层层压机和多层层压机的必威体育精装版进展，分析了多层层压机中存在的一些问题，最后给出了多层层压机的发展方向。 关键词：太阳电池组件；EVA；单层层压机；多层层压机 1、 组件的封装 太阳电池组件是光伏发电系统中的核心部分，也是光伏发电系统中价值最高的部分，其作用是将太阳能转化为电能。太阳电池组件的质量和成本太阳电池组件是将太阳电池经过串并联连接后，通过封装层压组成一个具有一定输出功率和输出电压的发电单元，其内部的基本构成单元自上而下依次为：钢化玻璃、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、太阳电池串、EVA、TPT(聚氟乙烯复合膜，俗称背板)。太阳电池组件层压设备（又称太阳能层压机，下文简称为层压机）是生产太阳电池组件的关键设备。层压机的基本原理是采用真空热压法对太阳电池进行封装，即在真空加热状态下对各层物质的外表施加一定的压力，使这些物质严密地压合在一起。太阳电池组件能隔离太阳电池与外界大气的接触，保护太阳电池的电极及互连条等金属件免受腐蚀，确保太阳电池的组件使用寿命和电性能的稳定。EVA在太阳电池组件中具有封装、透光等关键作用。 2、 单层层压机 国内外的太阳电池组件普遍采用单层层压机的层压封装技术，即每次只能在一个平面上进行层压工艺。单层层压机主要包括3部分：上料台、层压工作台、出料台，显示屏位于上料台的一侧，如图1所示。 图1：单层层压机 层压工作台主要由机体、上腔室、下腔室、加热系统、真空加压系统和液压升降系统等构成。 秦皇岛奥瑞特科技有限公司作为一家专业制造太阳电池组件封装设备的企业，主要生产高性能太阳电池层压机及其辅助设备，多年来凭借技术不断创新和完善已使其产品在国内市场占有率达到65%，并且海外市场也在逐步扩大，已成为国内最大的层压机设备制造龙头企业。 宁波索能光伏自动化设备有限公司是一家新起之秀，采取了与德国OLBRIHT合作的技术路线。最近推出了一款四工位全自动层压机SN(IV)-10，如图2所示，其产能较普通三段式层压机提高了近1倍，同时节省了近30％的占地面积。整机兼备预热、层压；层压、固化；层压、冷却三大功能。有效层压面积为2.2m×3.6m，采用了32位顶针结构，最高加热温度为180度，台面温度均匀性为±1℃。 图2宁波索能的四工位层压机 3、多层层压机 由于单层层压机受到层压面积的制约，多层层压机技术正在组件设备制造商中变得日益流行。在《Photon》杂志2010年调查的24家公司中，有9家供应商一共提供了26款多层层压机型号，其中包括小尺寸的试验室设备；去年只有7家供应商提供了22款多层层压机。多层层压机是在不增加设备占地面积的情况下，将原先的单层层压机设计为多个开口的层压机，可以成倍地提高设备的产能。 多层层压机基本上沿袭了单层层压机的层压模式，即多个层压工作台同时升降，从而使多个层压腔室同时开启与闭合，这样给操作使用带来了很大的方便。同时，多层层压机也解决了单层层压机暴露的主要问题，其显著优点在于：1）在提高设备产能的同时节省了设备的占地面积；2）由于多层层压机相邻的上、下层都有加热器，可以实现组件的上、下面同时被加热，提高了能量的利用率，从而降低了设备的能量能耗；3）有利于提高组件加热的温度均匀性，缩短加热时间；4）多层层压机的产能较单层层压机可以成倍提高，但不需要增加操作人员，因此能降低设备对劳动力的需求量。 图3：叠层式层压机的结构示意图 图4：多层层压机的效果图 4、 发展趋势 多层层压机具有占地面积少、节省能量消耗等优点，将会成为下一代太阳电池组件层压设备的主流产品。在市场需求与销售利润的驱动下，层压设备厂家会不断地进行技术创新和产品性能完善，多层层压机的售价也将随之下降，其市场份额必将快速增加。 从层压工艺过程和平稳高效生产的角度看，多层层压机的发展方向主要有： 1、固定式层压模式更加符合“高效、节能”的发展方向。固定式层压模式是指将层压上腔室叠放在层压下腔室的上方，在整个层压工艺过程中，它们之间的位置不发生相对移动，组件通过层压下腔室侧面设置的通道进/出层压工作台，并通过密封机构实现层压下腔室中通道的密封。将固定式层压模式引入多层层压机，具有明显的优点：1）它使得多个层压工作台相对独立，每一层的层压过程可以不受其他层是否在层压的制约，真正意义上实现单层独立层压，给用户提供了更多的灵活性；2）它避免了每次层压过程中的多个层压工作台的相对运动，大幅度减少了设备升降过程中的能量消耗，同时也