双面玻璃晶体硅太阳电池组件封装工艺 索比太阳能光伏网.doc

双面玻璃晶体硅太阳电池组件封装工艺 双面玻璃晶体硅太阳电池组件有着美观、透光的优点,应用非常广泛,如:太阳能智能窗、太阳能凉亭和光伏建筑顶棚,以及光伏玻璃幕墙等等。随着国内外光伏建筑一体化(buildingintegratedphotovoltaic,BIPV)的推广,其商业市场将进一步扩大。但目前由于双面玻璃晶体硅太阳电池组件封装工艺的技术瓶颈,市场价格相对较高。因此寻求一种优异的封装方法与工艺迫在眉睫。与普通组件结构相比,双面玻璃组件利用玻璃代替TPE或TPT(Tedlar复合薄膜)作为组件背板材料。本文阐述了不同封装工艺与封装材料对组件封装效果的影响,并根据实验现象和结果提出了改进方案和途径。 　　1、双面玻璃晶体硅太阳电池组件的结构 　　双面玻璃太阳电池组件的结构有多种,本文主要讨论的是层压封装的双面玻璃晶体硅太阳电池组件(简称双面玻璃组件)。图1是双面玻璃太阳电池组件结构。这种组件由玻璃-EVA胶膜-太阳电池-EVA胶膜-玻璃共5层组成。与普通太阳电池组件结构相比,双面玻璃组件利用背板玻璃代替TPE(或TPT)。TPE为柔性材料,玻璃是硬度高的刚性材料,双面玻璃层压封装过程中由于两层刚性玻璃的挤压,很容易出现气泡、移位、太阳电池裂片、玻璃碎裂现象。 2、实验中出现的问题 　　气泡现象是双面玻璃组件封装最易出现的问题,组件中常见的气泡有两类:一是由于空气从组件边缘渗入产生的气泡,外观如图2所示;二是由于组件内部空气未及时排出产生的气泡,外观如图3所示。存在气泡的组件在使用时,EVA与玻璃、电池易脱层,严重影响组件外观、电性能和寿命。电池片移位现象在双面玻璃组件封装中也比较常见,如： 图4所示,电池片移位影响组件的外观,严重时会使电池间的连接条发生扭曲、电池片重叠短路等,影响组件电性能与寿命。电池片的移位主要由于封装时EVA发生收缩,电池片在两层玻璃之间移动阻力小,双面玻璃组件的电池片移位现象更为显著。 3、实验结果与分析 　　如前所述,在双面玻璃组件层压封装实验中,组件常出现气泡、电池移位、碎片等现象。为了寻求一种简单方便的封装方法,解决这些问题,我们设计了大量实验,逐步解决了这些问题。 　　产生气泡是双面玻璃组件层压封装中最常见也是最难解决的问题。通过大量实验,我们发现产生气泡的主要原因有两方面:一是由于玻璃与太阳电池片均是刚性的,两层玻璃之间存在空隙,将双面玻璃组件从层压机中取出后,EVA尚处于熔融状态,空气可以迅速沿空隙进入玻璃之间,从而产生气泡。针对这一情况,我们首先采用太阳电池组件在真空状态下冷却的方法,即层压机内冷却法,这种方法能很好地解决气泡问题,但组件封装周期时间长,不利于产业化;随后我们改进封装工艺,封装过程中,采用PC/PET膜包裹封装法,避免了气泡的产生,这种方法工艺简单、效果好,适于工业化生产。二是由于EVA太薄,双面玻璃组件两层玻璃之间空间相对较大,需要填充的EVA比普通组件多,EVA在熔融状态时不能充满玻璃与玻璃之间的空隙,残留在电池片附近的空气不能排出从而产生气泡,这类气泡一般出现在组件中央电池片之间。目前市场上EVA厚薄差距很大,范围从0.25～0.8mm,在双面玻璃组件封装实验中,我们发现使用两层厚度在0.4mm以下的EVA时,很容易在组件的中部产生气泡,而改用三层或四层EVA,就很少有气泡产生。 　　双面玻璃组件电池片移位是由于EVA的收缩引起的,可以从两个方面着手:一是选择适合种类与厚度的EVA,减少EVA有方向性的收缩。不同EVA热收缩性差别较大,双面玻璃组件封装中尽量采用收缩较小的进口EVA。从表2可以看出,使用两层单层厚度为0.5～0.6mm的EVA最为适宜(EVA太薄则电池易裂片、产生气泡,太厚则电池易移位),单层厚度不够可适当增加层数。EVA收缩一般由组件四周指向中心,且横向与纵向收缩幅度差异较大(与EVA种类有关),实验结果显示:封装前将EVA划上横竖的一些刀痕,可以减少EVA收缩的方向性,封装后的电池移位现象明显减少。二是优化层压工艺,增加电池片移位的阻力。在EVA未收缩之前,对层压机进行下室抽真空,上气囊充气,这样两层玻璃紧压EVA与电池片,多次实验结果表明,这种方法能较好解决电池片移位问题。 　　在双面玻璃组件层压实验中,电池片碎片。产生这两类问题原因主要是电池片焊点不均匀、层压力度过大、玻璃热膨胀系数不一致等。注意到上述三点,使用双层强度大的钢化玻璃,调节合适的气囊充气时间,保持焊点均匀,基本上可以避免电池片碎片、玻璃裂纹现象。 　　4结论 　　双面玻璃组件封装过程中,在组件上面与下面各加一片柔性聚脂膜,两层聚酯膜通过组件边缘多出的EVA将组件胶封成密闭腔体,这样能很好阻止组件内部气泡的产生。另外,封装材料的选择对组件封