[发明专利]太阳能组件固化设备的单层扫描式加热风道

说明书

技术领域：

本发明涉及晶体硅太阳能组件固化炉，尤其涉及晶体硅太阳能组件固化炉的单层扫描式加热风道。

背景技术：

太阳能电池发电利用的是半导体硅材料的量子效应，直接把太阳能光谱中的可见光转变为电能，可是硅晶片若直接暴露于大气中，其光电转换节能会衰减，为保证组件在室外条件下使用20-25年，必须要有良好的封装，以满足使用中对防风、防尘、防湿、防腐蚀等条件的要求。研究实验表明，电池的失效，问题往往出在组件的封装上。为此采用透明、耐光抗老化、粘结性好、能承受大气变化且具有弹性的EVA胶层将太阳能电池封装，并和上层保护材料玻璃、下层保护材料TPT(聚氟乙烯复合膜)粘合为一体，构成太阳能组件。

EVA是晶体硅太阳能电池封装中应用最广泛的一种热固性树脂，在常温条件下具有抗粘连性，但在热压条件下便发生熔融粘结与交联固化。加热温度的均匀性决定其交联的一致性，太阳能电池封装后，要求玻璃、电池串和背膜三者间的EVA必须有均匀而牢固的粘合交联度。交联度是指EVA分子经交联反应达到不熔的凝胶固化的程度。EVA不仅是起粘接密封作用，而且对太阳电池的质量与寿命起着至关重要的作用，从某种意义上说，太阳能电池板的寿命由EVA决定。

目前，太阳能电池封装工艺通常有两种，第一种是层压固化合成法，将玻璃、EVA、太阳能电池串、EVA、背膜依次放在层压机上，由层压机一次完成层压和加热固化，俗称“一步法”，层压机是真空层压工艺使用的主要设备，它的作用就是在真空条件下对EVA进行加热加压，实现EVA的固化，达到对太阳电池密封的目的。层压工艺要达到的要求是EVA交联度在75-85％；EVA与玻璃和TPT粘合紧密(剥离强度，玻璃/EVA大于30N/cm，TPT/EVA大于15N/cm)，电池片无位移，组件无明显的气泡。“一步法”的层压工艺虽然方便省力，却也带来了很多问题：一是开始阶段温度就很高，EVA会很快被熔化，这样就不利于组件内部间隙间的空气被抽出，容易造成气泡；二是开始阶段温度就很高，EVA会很快开始交联，交联度不能得到很好的控制。这种封装法所用的层压机既要具备层压功能，又要具备均匀加热功能，设备投资很大，产能较低。

第二种是“两步法”，将层压和固化分两步进行，首先将玻璃、EVA、太阳能电池串、EVA、背膜组件在层压机中抽真空层压，使其表面平整，去除EVA层间的小气泡，然后再将层压后的组件集中放置在烘箱中进行高温固化，这样一次固化量较大，层压机和烘箱配合使用生产量较大，设备投资成本较低。

“两步法”又分为间断式多层固化和连续式多层固化，间断式多层固化是将层压后的组件用烘箱集中进行加热固化的，由于烘箱的腔体较大，烘箱内放置了若干层待固化组件，烘箱加热一般采用侧方进风的方式，加热管设置在风道内，烘箱内的温度均匀性很难控制，在实际固化过程中，各组件间的EVA交联度存在较大差别，很难达到人们预期的固化效果，交联度的均匀性不易控制。连续式多层固化是将多层组件放置在固化架上通过一个超大加热通道，这种方式较间断式多层固化优越，能够使同一块组件的交联度较为均匀，但是多层的组件一起固化使得上下层的组件交联度均匀性仍然差异较大，无法控制在理想的范围内。

目前国内使用的太阳能组件固化炉主要以多层固化为主，以苏州汇科为代表的间断式多层固化炉是最早的单边侧面进风加热的固化设备，单边加热造成温度不均匀从而使得组件交联度不均匀。以上海高潮为代表的间断式多层固化设备作了改进，在固化炉内装载多层层压件的小车可以旋转，箱体两侧边进风加热，然而这种放式生产的组件交联度仍然不均匀。以南京年达炉业科技有限公司为代表的连续式多层固化炉是将物架设置在传输装置上，物料架依次通过预热区、保温区和冷却区，可提高产量，然而由于其多层的结构使得上下位置的EVA交联度仍然不均匀。

发明内容：

本发明提供了一种太阳能组件固化设备的单层扫描式加热风道，它能使热流平行于传输方向在固化箱内均匀流动，对层压后的电池组件进行连续而均匀的固化，保证每块组件的环境一致，热量可循环利用，组件的固化温度容易控制，交联度均匀，成品率较高。

本发明所采用的技术方案是：