一种用于太阳能电池片叠片的缓冲胶及其叠片焊接方法与流程

本发明涉及光伏电池封装制造，更具体的是涉及一种用于太阳能电池片叠片的缓冲胶及其叠片焊接方法。

背景技术：

1、在光伏行业向高密度和高功率组件演进的过程中，负间距叠片技术因能够消除电池片之间的间隙、显著提高受光面积而得到广泛应用。在负间距叠片工艺中，相邻电池片的边缘在垂直投影方向上存在局部重叠，重叠区域内布置有连接相邻电池片的金属焊带。为了避免在后续焊接与组件层压过程中焊带对电池片边缘产生刚性挤压，降低电池片产生微裂纹及碎裂的风险，通常在焊带下方与电池片重叠区域之间设置缓冲胶层。

2、现有的缓冲胶多采用紫外光固化胶或常规加成型硅胶，其工艺流程通常为：先在电池片边缘印刷胶粘剂，随后通过专用的紫外光照工位或加热烘道进行预固化，之后再将固化后的电池片进行负间距叠放与焊接。此类工艺存在以下技术缺陷：

3、第一，缓冲防护效果高度依赖于胶层的印刷均匀性。如果印刷过程中出现胶点高度波动或对准偏差，固化后的胶点难以发生塑性流动补偿，容易在叠片与层压应力下导致应力集中，使电池片隐裂失效率上升。

4、第二，产线中必须额外配置独立的固化设备与固化工位，增加了设备投资成本、产线占地空间以及整体生产节拍时间。

5、第三，若直接采用未固化叠片再后固化的方案，现有的胶粘材料固化后与电池片和焊带表面形成牢固的化学键合，在电池串出现虚焊、对位偏差或电池片隐裂需要返修时，难以无损剥离电池片，强行拆解极易造成硅片大面积破损，导致材料浪费与返修成本升高。

6、因此，提出一种用于太阳能电池片叠片的缓冲胶及其叠片焊接方法来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：解决现有技术中缓冲胶印刷公差容错率低、需额外占用固化工位以及固化后难以无损拆片返修的问题。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种用于太阳能电池片叠片的缓冲胶，按质量份数计，包括以下组分：

4、乙烯基硅氧烷基础聚合物30至60份；

5、含氢聚硅氧烷交联剂1至10份；

6、热减粘改性剂15至45份，所述热减粘改性剂为具有高温分子链重排或相分离特性的有机硅改性树脂；

7、催化剂0.05至2份。

8、进一步地，所述乙烯基硅氧烷基础聚合物包括乙烯基封端聚二甲基硅氧烷以及乙烯基mq树脂；按质量份数计，所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷为30至50份，所述乙烯基mq树脂为10至20份，且两者质量份数之和为30至60份。

9、进一步地，所述热减粘改性剂选自聚酯改性有机硅树脂、聚乙二醇改性有机硅树脂、端长链烷基改性有机硅树脂、氟烷基改性有机硅树脂中的一种或多种。

10、进一步地，所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷在25℃下的动力粘度为8000至25000mpa·s；所述乙烯基mq树脂在25℃下的动力粘度为10000至35000mpa·s；所述含氢聚硅氧烷交联剂的含氢量为质量分数0.3%至2.5%。

11、进一步地，所述催化剂选自铂-乙烯基硅氧烷配合物、铂-环戊二烯基配合物或氯铂酸-醇配合物中的一种；所述缓冲胶中还包括0.01至1份抑制剂，所述抑制剂选自甲基丁炔醇、苯基丁炔醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇或乙炔基环己醇中的一种。

12、进一步地，所述缓冲胶中还包括1至15份补强填料，所述补强填料为比表面积为100至350m2/g的气相法白炭黑；所述缓冲胶中还包括0.1至3份硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。

13、进一步地，所述缓冲胶还包括流变调节剂、光稳定剂或抗氧剂中的一种或多种，按质量份数计，添加量为0.1至2份。

14、进一步地，所述缓冲胶固化后的邵氏硬度为20至60a，且在温度不低于200℃的条件下受热30至60s后，胶层与电池片基材表面的180度剥离强度较常温状态降低80%以上。

15、进一步地，所述缓冲胶固化后的邵氏硬度为25至35a；在波长380至1100nm范围内的透光率大于90%。

16、本发明还包含一种预涂胶焊带，所述缓冲胶预先涂覆于金属焊带表面的局部或整体，在叠片封装过程中直接使用。

17、本发明还提供一种用于太阳能电池片叠片的缓冲胶及其叠片焊接方法，采用前述的缓冲胶或预涂胶焊带，包括以下步骤：

18、步骤一，施胶或提供预涂胶焊带：在第一电池片的边缘焊接区域或待焊接焊带表面涂布所述缓冲胶形成缓冲胶层，或者直接提供预先涂覆有所述缓冲胶层的预涂胶焊带；

19、步骤二，叠片：将第二电池片与第一电池片按照叠片方式进行叠放，使所述缓冲胶层及焊带处于所述第一电池片与所述第二电池片之间的叠合夹持区间，形成电池串；

20、步骤三，焊接同步固化：将所述电池串送入焊接设备中加热，在完成焊带与电池片电极焊接的同时，利用焊接过程的热量同步完成所述缓冲胶层的高温加成固化；

21、步骤四，封装：对焊接完成的所述电池串进行层压封装，得到光伏组件。

22、进一步地，在步骤一中，施胶方式选自钢板印刷、丝网印刷、压电喷射点胶、气动点胶或辊涂中的一种。

23、进一步地，所述缓冲胶层呈离散胶点、连续胶条或阵列图样布设于焊带正下方，所述缓冲胶层的长度不小于1.2mm，宽度为0.3至0.8mm，涂布高度为0.20至0.40mm。

24、进一步地，在步骤三中，焊接设备的热源选自红外灯箱热辐射源、热风对流源、热压焊接头或感应加热源中的一种。

25、进一步地，在步骤三中，采用红外灯箱热辐射方式进行焊接与固化，焊接区域的升温峰值温度为160至185℃，处于170至185℃区间的加热维持时间为1至3s。

26、进一步地，若所述电池串存在缺陷，则执行返修拆片步骤，所述返修拆片步骤包括：

27、对存在缺陷的电池串中的待返修区域进行加热，使处于待拆解电池片处的缓冲胶层升温至200℃以上并维持30至60s，诱发热减粘效应；

28、将待拆解电池片从所述电池串上分离；

29、在替换的新电池片或焊带上重新施加所述缓冲胶，叠片后再次进行加热焊接与同步固化。

30、所述返修拆片步骤中采用恒温加热台、锡焊枪点烫、热风吹拂、红外辐射源或电磁感应加热源对所述待返修区域进行局部加热。

31、本发明还提供了由上述叠片焊接方法制造得到的太阳能电池串，以及包含该太阳能电池串或缓冲胶固化后形成的缓冲胶层的光伏组件。

32、本发明具有以下有益效果：

33、第一，通过在有机硅基体中引入具有高温分子链重排或相分离特性的改性树脂，该材料在室温及常规焊接固化温度下具有适宜的粘接强度与弹性模量，能够在叠片和层压过程中对焊带形成柔性包裹，分散局部机械应力；而在200℃以上高温作用下，改性链段与有机硅骨架发生相分离与分子链重排，使得胶层与电池片界面的粘接力降低80%以上，实现缺陷电池片的无破损完整剥离，显著提升返修效率并降低材料损耗。

34、第二，采用先叠片、后焊接同步固化的工艺路线，未固化的胶体在相邻两片电池片机械叠合夹持的作用下能够发生自适应微流动与铺展，有效弥补了点胶或印刷过程中的高度和位置公差，使焊带下方的应力分布更加均匀，组件层压后的电池片零隐裂率可达到89%以上。

35、第三，配方中的催化剂与抑制剂协同调控了加成反应动力学，使胶体在160至185℃加热条件下仅需1至3s即可完成深度交联，与常规电池串焊接工位的时间节拍高度吻合，无需在产线中额外增设紫外光固化灯箱或热烘道，缩减了设备投资与车间占地面积。

36、第四，本发明拓展了施胶载体与工艺适应性，缓冲胶既可以直接印刷于电池片表面，也可以预先涂覆于焊带表面形成预涂胶焊带，同时兼容红外、热风、热压与感应加热等多种焊接手段，大幅提升了在不同光伏自动化产线中的推广实用性。