[发明专利]加工光伏和光热组合太阳能电池板的方法及太阳能电池板

说明书

技术领域

本发明总的涉及一种用于加工能够以高效率将太阳能转化为电能和热能的光伏和光热型组合太阳能电池板的方法。本发明进一步总的涉及一种通过这样的方法加工出的太阳能电池板。

更具体地，本发明涉及一种用于加工由至少一块光伏电池板和一块热交换光热电池板(热交换器)的组合构成的太阳能电池板的方法。

背景技术

适合用于将太阳能转化为电能和热能的光伏和光热型太阳能电池板(组合太阳能电池板)是已知的。

例如，从本申请人的美国公开文献US2004/0025931中可以获知一种适合同时产生电能和热能的组合太阳能电池板。

一种已知的太阳能电池板包括含有流体的电池板或热交换器，以及由多块光伏电池和一块玻璃基片构成的光伏电池板。

更具体地，一种已知的热交换器包括用导热材料(板片)制成的粘接至光伏电池(电池)的第一表面的板片，待暴露于太阳能的电池的第二表面通过也被粘接至电池的玻璃基片(基片)来保护。

为了将板片和基片粘接至电池的相对面，用于加工这种已知的组合太阳能电池板的方法将乙烯乙酸乙烯酯共聚物(Ethyl VinylAcetate或EVA)的透明薄层置于基片和电池之间以及电池和板片之间。在已知的方法中使用的EVA包含用于延迟其泛黄(由于在太阳能电池板的工作寿命期间暴露在紫外线下而导致泛黄)并具有防止电池与玻璃或板片之间直接接触的目的的添加剂，以消除将会由于电池的并不完全光滑的表面而形成的间隙并电绝缘光伏电池板的活性部分。

光伏电池板的电池通常通过在被称作“层合机”的装置内实现的真空固化(聚合)处理被粘接至基片和板片，层合机包括由弹性隔膜沿水平方向分开的上腔室和下腔室。层合机的下腔室包含能够将内部温度保持得相当均匀和稳定、波动在±20℃以内的电板。

典型的层合循环开始时将由玻璃、EVA、光伏电池、EVA和板片构成的夹层或模块置于下腔室内，在两个腔室内都形成真空并使层合机的温度达到约100℃以从夹层中去除滞流空气(气泡)。

随后从上腔室中去除真空，以使分隔两腔室的隔膜均匀地压缩模块从而促进EVA到电池、到前侧玻璃以及板片的粘接，然后使层合机的温度达到约150℃以允许EVA的聚合。该步骤可以持续10到20分钟。

最后，温度降低至100℃并允许空气缓慢地进入。

需要强调的是，层合循环参数的选定总是在由EVA制造商提供的技术条件、模块生产者的具体试验以及目标在于增加每小时产量的处理时间优化之间进行权衡的结果。实际上，在一方面，为了评估层合质量经常使用EVA聚合度，该EVA聚合度通过其不溶解性而化学地确定(通过称量聚合物的起始重量和热处理之后的最终干燥残留物)，但是另一方面，成品必须在尽可能最短的时间内获得并且要相对其质量对电能成本进行优化。

尽管用于加工模块的层合过程并不复杂而且层合废品率也相当低(＜2％)，但是由于经常人工实现一些附加操作(例如电池对正、电池间触点的焊接、端子排的焊接等)，组合太阳能电池板并且特别是光伏电池板也仍然并不完美。

CEI EN 61215(CEI 82-8)标准列举了能够通过视觉检查(10.1测试)和其他检测手段在光伏电池板中识别出的缺陷，但是并没有建立起在另一方面将对供货的验收测试有益的考核分级体系。

在上述标准中列举的典型缺陷是能够通过视觉检查(可视地)识别出的缺陷，它是一块或多块电池的部分发生破损，通常是在层合期间由于压力过大或在组装步骤中对电池的不当操作所导致的。

除了能够被视觉识别出的缺陷以外，还有不能够被视觉检查出并且无疑是更为隐蔽的缺陷。

当然有在安装太阳能电池板之前适合用于检测缺陷是否存在的方法，但是一般而言这些检测方法都是耗时的并且有时是破坏性的而且需要昂贵的设备，因此这些缺陷的检测通常由对样品的工厂质量控制提供的品质保证承担(但是为了进行检测而利用针对样品数量的参考标准只具有统计意义)。

在不能被视觉检测出的最为常见的缺陷中，有被称为“热斑”的缺陷。

热斑是太阳能电池板(电池板)上这样的位置：在工作的电池板中，在热斑处检测到的温度比电池板其余部分的温度要高出几度，这种温度过高是由高电阻导致的，高电阻通常由不良焊接造成。热斑可以被检测出来，例如可以通过电池板在工作条件下的IR成像(红外分析)进行检测。不良焊接还会导致电池板部分的电断路，很可能会在多年的正常暴露和工作之后发生。