光伏收集器的制造方法及光伏收集器与流程

1.本发明涉及光伏收集器(或光伏板)，特别是涉及其制造。


背景技术：

2.光伏收集器通常为大体平面形状并且由层叠式叠片形成，叠片按叠置包括透明前保护板、前封装层、用于将光伏电池互连并将其连接到允许将光伏电池联接到负载的连接盒的光伏电池以及连接层、后封装层以及后支撑板，该叠片由支撑框架框绕，并且连接盒通常设置在后支撑板上。
3.前保护板被设置用于保护光伏收集器不受天气影响并接收太阳辐射。例如，其由玻璃制成。
4.前和后封装层允许夹持光伏电池以对光伏电池进行封装和保护。封装层由例如乙烯-醋酸乙烯(eva)制成。
5.后支撑板和框架被设置为支撑整个光伏收集器并将其固定在支持结构上。后支撑板例如由玻璃或聚氟乙烯(pvf)制成。框架例如由金属制成，特别是铝。
6.光伏收集器例如通过提供前保护板、封装层和后支撑板，然后形成包括夹持在封装层之间的光伏电池组成的组件，再添加前保护板和后支撑板，并将整体固定在框架的内部而制造。
7.期望能够提供高效、可靠、易于使用和低成本的光伏收集器。


技术实现要素：

8.为此，本发明提供了一种制造光伏收集器的方法，该光伏收集器被构造为将太阳辐射转换为电能，该光伏收集器包括至少一个光伏电池，每个光伏电池均被封装在封装基底中，该制造方法包括通过将至少一种封装材料在液体状态下成型于每个光伏电池上来实现封装基底。
9.在液体状态下成型封装基底允许容易地赋予封装基底期望形状。
10.此外，在液体状态下成型封装基底可以容易、廉价地且规模地实现。在液体状态下成型封装基底例如通过注射模制、旋转模制和/或挤压模制实现。
11.在液体状态下成型封装基底还可允许光伏电池沿着非平面表面，例如凹形表面或凸形表面设置，以提高光伏收集器将太阳辐射转化为电力的效率。
12.根据特定的实施例，该制造方法包括以下可选特征中的一个或多个，这些特征可以单独采用或以任何技术上可能的组合采用：
[0013]-该制造方法包括通过旋转模制对所述封装材料进行成型；
[0014]-成型包括将每个光伏电池设置于旋转模制模具中、将所述封装材料引入旋转模制模具中、并在旋转模制模具中对该封装材料进行模制；
[0015]-该制造方法包括将第一封装材料引入旋转模制模具并在旋转模制模具中在液体状态下对该第一封装材料进行成型，其中第一封装材料至少部分固化，打开旋转模制模具
将每个光伏电池引入旋转模制模具，将第二封装材料引入旋转模制模具，并在旋转模制模具中和每个光伏电池上在液体状态下对该第二封装材料进行成型；
[0016]-第一封装材料和第二封装材料是相同的；
[0017]-至少一种封装材料通过注射模制成型于每个光伏电池上；
[0018]-至少一种封装材料通过挤压模制成型于每个光伏电池上；以及
[0019]-每种封装材料成型在至少一个连接元件上，该至少一个连接元件被构造为将多个光伏电池彼此电连接和/或将每个经封装的光伏电池电连接到连接盒以将光伏收集器电连接到电网或负载。
[0020]
本发明还涉及一种光伏收集器，包括封装基底以及至少一个光伏电池，每个光伏电池均被封装在封装基底中，封装基底至少部分地被包覆模制在每个光伏电池上。
附图说明
[0021]
本发明及其优点将通过以下描述中更好地理解，这些描述仅作为非限制性示例给出并参照附图，其中。
[0022]-[图1]图1是光伏收集器的示意性截面图；
[0023]-[图2]图2是旋转模制模具在模制第一封装材料的步骤时的示意性截面图；
[0024]-[图3]图3是图2的旋转模制模具在引入光伏电池的步骤时的示意性截面图；
[0025]-[图4]图4是图2的旋转模制模具在第一封装材料和光伏电池上模制第二封装材料的步骤时的示意性截面图；
[0026]-[图5]图5是注射模制模具在模制第一封装材料的步骤时的示意性截面图；
[0027]-[图6]图6是用于在第一封装材料和光伏电池上模制第二封装材料的注射模制模具的示意性截面图；
[0028]-[图7]图7是通过挤压模制将第一封装材料模制在光伏电池上的步骤的示意图；以及
[0029]-[图8]图8是通过挤压模制将第二封装材料模制在第一封装材料和光伏电池上的步骤的示意图。
具体实施方式
[0030]
图1中所示的光伏收集器2(或光伏板)被构造为接收太阳辐射s并将其转化为电能。
[0031]
光伏收集器2包括封装在封装基底8中的光伏电池4和连接元件6。
[0032]
封装基底8围绕光伏电池4。每个光伏电池4穿过封装基底8接收太阳辐射s。
[0033]
每个光伏电池4均被构造为将太阳辐射s转换成电能。连接元件6被构造为将光伏电池4互连并将光伏电池4连接到光伏收集器2的连接盒10，该连接盒允许将光伏收集器2电联接至电网或负载。
[0034]
光电收集器2具有前表面2a，其用于接收太阳辐射以将其转化为电能。
[0035]
在下文中，术语"前"和"后"是指用于接收太阳辐射的前表面2a以及光伏收集器2的相反后表面2b。
[0036]
封装基底8例如包括两个封装层12，该两个封装层夹持光伏电池4和使光伏电池4
彼此联接的连接元件6。
[0037]
封装基底8优选地包括前封装层12和后封装层12，光伏电池4和使光伏电池4彼此联接的连接元件6位于前封装层12和后封装层12之间。
[0038]
封装基底8限定光伏收集器2的前保护层。确保保护光伏收集器2，特别是光伏电池4免受天气影响。
[0039]
封装基底8尤其限定了光伏收集器2的用于接收太阳辐射的前表面2a。
[0040]
光伏收集器2没有与封装基底8不同的且位于光伏电池4前方的前保护板，特别是玻璃保护板。
[0041]
本文中更特别地，封装基底8的前封装层12限定光伏收集器2的前保护层。
[0042]
特别地，封装基底8的前封装层12限定光伏收集器2的用于接收太阳辐射的前表面2a。
[0043]
封装基底8限定光伏收集器2的后支撑层。光电收集器2没有与封装基底8不同的且位于光伏电池4后方的后支撑板。
[0044]
本文中更特别地，保护基底8的后封装层12限定光伏收集器2的后支撑层。
[0045]
在操作中，光伏收集器2被设置为在其前面2a上接收太阳辐射s，该太阳辐射s穿过封装基底8，特别是穿过前封装层12到达光伏电池4，并由每个光伏电池4转化为电能。
[0046]
因此产生的电能尤其通过连接元件6被传送至连接箱10，以例如被在电网上进行传输或为联接至连接箱10的负载供电。
[0047]
根据光伏收集器2的制造方法，封装基底8通过在液体状态下在每个光伏电池4上成型至少一种封装材料而制成。因此，封装基底至少部分地包覆模制在光伏电池4上。
[0048]
在示例性实施例中，封装基底8通过旋转模制形成，也称为"旋转模塑"或"旋转成型"。
[0049]
通常，旋转模制包括将封装材料引入旋转模制模具中并对加热并使旋转模制模具围绕旋转轴线或多个不同旋转轴线，特别是两个不同旋转轴线旋转，使得由于加热而被带入和/或保持在液体状态的封装材料由于旋转模制模具的旋转而分布在旋转模制模具的内部。
[0050]
然后，旋转模制模具被动冷却(即在环境空气中等待冷却)或主动冷却(例如借助强制孔气流或通过冷却液体在模具的壁中循环)，以允许在旋转模制模具打开之前使封装材料固化。
[0051]
封装材料可以以粉末状态或液体状态引入旋转模制模具中。加热模具允许以粉末状态引入的封装材料进入液体状态并将封装材料保持在液体状态，以允许在旋转模制模具旋转时使封装材料分布于该旋转模制模具中。
[0052]
在旋转模制模具中对封装材料进行模制包括加热模具以及围绕一个或多个旋转轴线旋转模具。
[0053]
通过利用在同一旋转模制模具中连续模制多种模制材料的旋转模制方法工艺，可以制造多个叠置层。
[0054]
在图2至图4所示的光伏收集器2的制造方法的实施例中，制造方法包括：
[0055]-将第一封装材料m1引入旋转模制模具14，并在旋转模制模具14中在液体状态下对该第一封装材料m1进行模制(图2)，
[0056]-至少部分地固化该第一封装材料m1，
[0057]-打开旋转模制模具14并将每个光伏电池4以及优选地每个连接元件6引入旋转模制模具14中(图3)，然后
[0058]-将第二封装材料m2引入旋转模具14，并在旋转模具中在液体状态下并在光伏电池4及优选地连接元件6上对该第二封装材料m2进行模制(图4)。
[0059]
然后，在对由光伏电池4以及需要时的连接元件6所形成的组件进行脱模之前，制造方法当然包括第一封装材料m1和第二封装材料m2的充分固化，该光伏电池4以及需要时的连接元件6被封装在由第一封装材料m1和第二封装材料m2形成的封装基底8中。
[0060]
在旋转模制时，旋转模制模具14例如围绕平行于图2至4所示正交标志的轴线x的旋转轴线旋转和/或围绕平行于正交标志的轴线y的旋转轴线旋转。
[0061]
当引入光伏电池4时，每个光伏电池4优选地设置在至少部分固化的第一封装材料m1的表面上。
[0062]
在光伏电池4上模制第二封装材料m2之后，光伏电池4被夹设在第一封装材料m1和第二封装材料m2之间。
[0063]
在实施例中，当封装基底8包括夹持光伏电池的前封装层12和后封装层12时，例如执行旋转模制为使得第一封装材料m1和第二封装材料m2各自形成前封装层12和后封装层12中的相应层。
[0064]
有利地，第一封装材料m1和第二封装材料m2在模制第二封装材料m2时彼此接触和联结。换言之，第二封装材料m2至少部分地被包覆模制在第一封装材料m1上。
[0065]
当制造方法使用第一封装材料m1和第二封装材料m2时，第一封装材料m1和第二封装材料m2可以相同，也可以不同。
[0066]
在实施例中，第一封装材料m1和第二封装材料m2是相同的。这允许获得第一封装材料m1和至少部分地模制在第一封装材料m1上的第二封装材料m2的良好内聚力。
[0067]
在实施例中，第一封装材料m1和第二封装材料m2是不同的。使用不同的第一封装材料m1和第二封装材料m2允许使用具有不同性质，特别是不同光学和/或机械性质的封装材料。
[0068]
例如，每种封装材料均可以根据其形成前封装层12或后封装层12来选择，该前封装层尤其应该确保保护免受天气条件影响并且是透明的以允许太阳辐射s穿过其通过，并且后封装层应该可能确保对光伏收集器2的支撑。
[0069]
优选地，第一封装材料m1和不同地第二封装材料m2相对彼此选择为当其中一种材料被模制于另一材料上时彼此之间具有良好内聚特性。
[0070]
优选地，通过旋转模制进行模制以获得封装基底8的每种封装材料选自：低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)和乙烯-醋酸乙烯(eva)。
[0071]
这些材料表现出适合旋转模制的良好流变行为，特别是在旋转模制时的均匀凝聚，而没有材料前沿。
[0072]
特别地，通过旋转模制成型的低密度或高密度聚乙烯可以具有以下优点：抗冲击性、耐磨性、可调节刚性(柔性或刚性)、化学惰性(抵抗某些侵害的能力，特别是化学或电化学侵害)和电绝缘。
[0073]
通过旋转模制成型的聚丙烯可以具有以下优点：高刚性、抗冲击性和耐高温性，特
别是耐100℃以上甚至140℃的温度，以及化学惰性。
[0074]
有可能的是，封装基底8至少部分地通过注射模制而形成。
[0075]
在制造方法的实施例中，至少一种封装材料在液体状态下通过注射模制成型于每个光伏电池4上。
[0076]
在注射模制方法中，封装材料在液体状态注入闭合的注射模制模具中以获取模具的模制腔体的形状，然后，在封装材料冷却和固化后，打开注射模制模具以将因此获得的零件脱模。
[0077]
在光伏收集器2的制造方法中，可以将光伏电池4，以及优选地连接元件6定位于打开的注射模制模具中、闭合注射模制模具、将处于液体状态的封装材料注入闭合的注射模制模具中以在注射模制模具中成型处于液体状态的封装材料，封装材料因此被包覆模制在光伏电池4上。
[0078]
因此，封装基底至少部分地被包覆模制在光伏电池上。
[0079]
在图5和图6所示的实施例中，制造方法包括：
[0080]-在第一注射模制模具16中注射模制第一封装材料m1(图5)，
[0081]-将光伏电池4以及优选地连接元件6定位于经注射模制的第一封装材料m1上(图6)，
[0082]-将因此获得的中间部件(成型的第一封装材料m1和光伏电池4)定位于第二注射模制模具18中，并在第二模具18中注射模制第二封装材料m2，并对中间部件，特别是光伏电池4以及优选地连接元件6以及在第一注射模制时成型的第一封装材料m1进行包覆模制。
[0083]
有利地，在利用两种模制材料实施注射模制制造方法的实施例中，第一封装材料m1和第二封装材料m2各自限定了封装基底8的前封装层12和后封装层12中的相应层。
[0084]
与之前的旋转模制一样，用于注射模制的第一封装材料m1和第二封装材料m2可以是相同或不同的，并具有相同或相似的优点。
[0085]
优选地，通过注射模制进行模制以获得封装基底8的每种封装材料选自：低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)和乙烯-醋酸乙烯(eva)。
[0086]
在注射模制的情况下，这些材料提供了与旋转模制相同的优势，且此外提供高流动性，这有利于注射，以及快速再结晶速度。
[0087]
有可能的是，封装基底8至少部分地通过挤压模制形成。
[0088]
因此，在示例性实施例中，封装基底8至少部分地通过挤压模制获得。
[0089]
在示例性实施例中，封装基底8至少部分地通过将至少一种封装材料挤压模制在每个光伏电池上而获得。
[0090]
在制造方法的示例性实施例中，封装基底8至少部分地通过将第一封装材料m1挤压模制并将第二封装材料m2挤压模制在光伏电池4上以及优选地连接元件6上而获得。
[0091]
如图7和图8所示，材料的挤压模制通过挤压机20实现，该挤压机允许迫使处于液体状态的材料通过出口开口22，从而允许获得材料的期望形状。
[0092]
为了将封装材料挤压模制于光伏电池4上，光伏电池4相对于挤压机20位移使得封装材料在挤压机20的出口处施加到光伏电池4上，并因此在液体状态下成型于光伏电池4上。
[0093]
在示例性实施例中，第一封装材料m1和第二封装材料m2例如挤压模制为使得第一
封装材料m1和第二封装材料m2中的每个形成夹持光伏电池4的两层。
[0094]
特别地，第一封装材料m1和第二封装材料m2形成例如封装基底8的前封装层12和后封装层12中的相应层。
[0095]
在示例性实施例中，第一封装材料m1和第二封装材料m2依次被挤压模制。
[0096]
例如，将第一封装材料挤压模制在光伏电池4上使得第一封装材料m1形成光伏电池位于其一面的层(图7)，然后将第二封装材料m2挤压模制在由第一封装材料m1形成的层的所述面上(图8)。
[0097]
因此，光伏电池4被夹设由第一封装材料m1挤压模制形成的层和由第二封装材料m2挤压模制形成的层之间。
[0098]
第一封装材料m1和第二封装材料m2的挤压模制可以如图7和图8中所示用同一挤压机20实现，也可以用不同的挤压机实现。
[0099]
在另一示例性实施例中，第一封装材料m的挤压模制和第二封装材料m2的挤压模制是同时实现的，例如各自在光伏电池组7的相应面上实现。
[0100]
与旋转模制和注射模制一样，第一封装材料m1和第二封装材料m2可以是相同或不同的，并具有上述相同或相似的优点。
[0101]
优选地，通过挤压模制进行模制以获得封装基底8的每种封装材料都选自上述用于旋转模制和注射模制的材料：低密度聚乙烯(ldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)或乙烯-醋酸乙烯(eva)。
[0102]
寻求与上述相同的优点。此外，这里选择的材料优选地具有相对高的粘度。
[0103]
借助本发明，可以容易获得具有期望形状的光伏收集器2。为了简单起见，光伏收集器2在图1至图8中示出为具有大体平面形状，但将基底的至少一部分模制于光伏电池4允许不同的形状，特别是弯曲前表面，尤其是凹形或凸形，光伏电池4沿着该弯曲表面设置。此外，在液体状态下成型封装基底还可以容易、廉价且规模地实现。
[0104]
本发明不限于图1至图8中描述和说明的实施例。可以预见其他实施例。
[0105]
例如，可以结合不同的模制技术来获得封装基底。
[0106]
因此，在示例性实施例中，封装基底部分地由旋转模制实现、部分地由注射模制实现和/或部分地由挤压模制实现。
[0107]
特别地，在示例性实施例中，通过使用选自旋转模制、注射模制和挤压模制中的第一模制技术模制第一封装材料m1以及使用选自旋转模制、注射模制和挤压模制中的不同于第一模制技术的第二模制技术模制第二封装材料m2来获得封装基底。
[0108]
第一封装材料m1和第二封装材料m2中的至少一种通过液体状态下成型而模制于光伏电池4上。因此其被包覆模制于光伏电池4上。
[0109]
优选地，光伏电池4被夹设在第一封装材料m1和第二封装材料m2之间，例如限定了封装基底8的前封装层12和后封装层12。
[0110]
此外，可以为光伏收集器提供结构框架，其沿着封装光伏电池的封装基底8的外围边缘延伸。
[0111]
框架可以由金属或塑料材料制成。
[0112]
框架可以例如通过由围绕封装基底彼此组装的框架元件所形成而联接于封装基底8上。
[0113]
作为变型，框架可以例如通过注射或旋转模制而包覆模制于封装基底8上，特别是在封装基底8的外围边缘上。在这种情况下，框架例如由塑料制成。