布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件
技术领域
1.本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件。
背景技术：2.光伏发电利用太阳能进行发电的一种技术，它利用半导体界面的光生伏特效应，将光能直接转变为电能。光伏发电设备主要由太阳能电池板(光伏电池组件)、控制器和逆变器三大部分组成，太阳能电池板采用太阳能电池片串联后，进行封装保护，形成大面积的太阳能电池，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
3.目前，光伏电池组件一般包括高效单晶/多晶太阳能电池片、低铁超白绒面钢化玻璃、封装材料和背板；其中，封装材料多采用eva或者poe等材料，背板多采用tpt或者tpe等材质制作；另外，还有互联条、汇流条、接线盒以及(铝合金)边框组成。现有的光伏电池组件比重较大，运输成本高，对支撑体的承重要求高，不利于投资成本控制。
技术实现要素：4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，包括面板、太阳能电池片和背板，所述太阳能电池片位于面板和背板之间且三者封装成一体；
5.所述面板和背板都采用eva胶制作成的eva胶膜片，其中，作为背板的eva胶膜片与太阳能电池片相对的表面设有反光层。
6.可选的，所述eva胶膜片采用聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物加入固化剂制作成板状；所述固化剂为含有羧基和酯基的共聚物，所述固化剂通过含有双键的酸、含有双键的酯、缓冲剂和调节剂以0.2-8：1：0.2：0.1的质量比在以预设温度下进行乳液聚合共聚得到；所述含有双键的酸包括丙烯酸、丁烯酸、甲基丙烯酸和醋酸乙烯中的一种或者多种，所述含有双键的酯包括甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲氧基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或者多种，所述缓冲剂采用na3po4·
12h2o，所述调节剂采用十二硫醇。
7.可选的，所述eva胶膜片的制作过程如下：
8.加热使得eva胶熔融充分；
9.按eva胶与固化剂质量比为10：1的比例，加入提前制备的固化剂，充分混合；
10.保温并静置设定时长，采用设定压力将混合物注入塑模空腔中直至充满；
11.降温至第一设定温度，再升温第二设定温度并保温20-50分钟，然后再缓慢降温使得注入的混合物凝固；
12.脱模并进行表面修整。
13.可选的，所述面板与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构。
14.可选的，所述太阳能电池片为多片呈阵列布置且相互串联；所述面板包括与阵列
中各太阳能电池片一一对应的多个第一网格区域，所述网格区域与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构。
15.可选的，所述背板与太阳能电池片相对的表面设有多个与太阳能电池片相适应的第二网格区域，所述第二网格区域的相邻边界位置设有聚光曲面；聚光曲面为单曲面或者双曲面。
16.可选的，所述面板、太阳能电池片和背板采用eva胶进行封装，封装方法如下：
17.s100采用沉积工艺在设有反光层的背板的上表面形成第一eva胶膜层；
18.s200在预设的第一工艺温度下，将太阳能电池片按照阵列布置贴装在背板上；
19.s300将所有太阳能电池片进行串联；
20.s400在预设的第二工艺温度下，在相邻太阳能电池片的间隙采用生长工艺形成eva胶膜填充层，并实施化学机械抛光处理；
21.s500再次采用沉积工艺在太阳能电池片的上表面形成第二eva胶膜层；
22.s600将面板贴装在第二eva胶膜层上。
23.可选的，所述沉积工艺的过程如下：
24.对设有反光层的背板进行预处理，所述预处理包括清洗处理；
25.将预处理后的背板装入工艺炉的内腔中，进行工艺调试；
26.对工艺炉的内腔进行抽真空，抽真空完毕进行加热；
27.对eva胶进行加热预熔；
28.对eva胶再次进行加热升温使得其蒸发，在第一预设时间内将蒸发出的eva胶送至工艺炉内腔，使得eva胶沉积到背板的上表面，形成eva胶沉积层；
29.降低工艺炉的内腔温度，使得eva胶沉积层成型为eva胶膜层。
30.可选的，所述生长工艺的过程如下：
31.加热至第二工艺温度，将eva胶融化；
32.保持第二工艺温度，将融化eva胶缓慢注入相邻太阳能电池片的间隙；
33.间隙注满后，静置第二预设时间使得第一eva胶膜层与注入的融化状态的eva胶充分结合，并使得相邻太阳能电池片的间隙内不留空隙；
34.降温使得eva胶成型，即在相邻太阳能电池片的间隙内形成eva胶膜填充层。
35.可选的，在光伏电池组件封装时，对于封装过程中的工艺温度的控制实施误差补偿，误差补偿方式如下：
36.实时测量环境温度和湿度；
37.将环境温度和湿度输入预先构建的系统误差评估模型进行训练；
38.通过训练得到当前情况下的系统误差系数；
39.根据系统误差系数对设定的工艺温度进行修正，以修正后的工艺温度进行封装过程中的温度控制。
40.本发明的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，通过采用eva胶制作成的eva胶膜片作为面板和背板，由于eva胶的密度比传统制作面板的低铁超白绒面钢化玻璃和制作背板的tpt或者tpe等材质的密度更小，由此可经减轻同样尺寸的光伏电池组件的重量，降低对光伏电池组件的支撑体承重要求高，降低运输成本和材料成本，降低光伏发电项目的初投资，有利于投资成本控制；作为背板的eva胶膜片与太阳能电池片相对的表面设置反
vinylacetate)是聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称，其低熔点，易流动，具有高透明度(透光率大于90％)、高粘着力和良好的耐久性，可以抵抗高温、潮气、紫外线等等，适宜作为光伏电池组件的封装薄膜使用；太阳能电池片可以采用上表面平齐并以网格式排列组合分别安装。
56.在一个实施例中，所述eva胶膜片采用聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物加入固化剂制作成板状；所述固化剂为含有羧基和酯基的共聚物，所述固化剂通过含有双键的酸、含有双键的酯、缓冲剂和调节剂以0.2-8：1：0.2：0.1的质量比在以预设温度下进行乳液聚合共聚得到；所述含有双键的酸包括丙烯酸、丁烯酸、甲基丙烯酸和醋酸乙烯中的一种或者多种，所述含有双键的酯包括甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲氧基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或者多种，所述缓冲剂采用na3po4·
12h2o，所述调节剂采用十二硫醇；
57.所述eva胶膜片的制作过程如下：
58.加热使得eva胶熔融充分；
59.按eva胶与固化剂质量比为10：1的比例，加入提前制备的固化剂，充分混合；
60.保温并静置设定时长，采用设定压力将混合物注入塑模空腔中直至充满；
61.降温至第一设定温度，再升温第二设定温度并保温20-50分钟，然后再缓慢降温使得注入的混合物凝固；
62.脱模并进行表面修整。
63.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对用于制作面板和背板的eva胶膜片采用聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物加入固化剂制成，采用的固化剂为含有羧基和酯基的共聚物，采用的固化剂与eva胶相溶性好，无毒环保，且不会对eva胶膜片的透光性能产生不利影响，可以增强制作成的eva胶膜片的强度和韧性，提高抵抗风沙或者冰雹冲击的性能，从而提高使用寿命；eva胶膜片的制作时，通过保温静置可以排除内部气泡，避免气泡对强度及透光性能的不利影响；塑模空腔中，通过分两个降温时段控制以及在两个降温时段中间插入升温过程，可以改善内部应力情况，增强产品韧性。
64.在一个实施例中，如图2和图3所示，所述面板与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构；
65.所述太阳能电池片为多片呈阵列布置且相互串联；如图4所示，所述面板包括与阵列中各太阳能电池片一一对应的多个第一网格区域，所述网格区域与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构。
66.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将面板与太阳能电池片相对的表面设置成菲涅尔透镜结构，一方面封装后面板的非菲涅尔透镜结构面位于光伏电池组件的外表面，不影响光伏电池组件的外表面的平整性，另一方面可以利用菲涅尔透镜结构形成聚光作用，将光伏电池组件边缘处的太阳光透射至偏向太阳能电池片内，提高对太阳能的转化利用效率；特别是对于由多个太阳能电池片拼装的光伏电池组件，相邻太阳能电池片间隙处的太阳光可以由菲涅尔透镜结构透射后作用到太阳能电池片表面，避免在相邻太阳能电池片间隙位置产生漏光，从而进一步提高对太阳能的转化利用效率。
67.在一个实施例中，所述反光层可以采用低温釉或改性tio2材料制作；
68.如图5、图6和图7所示，所述背板3与太阳能电池片2相对的表面设有多个与太阳能
电池片2相适应的第二网格区域5，所述第二网格区域5的相邻边界位置设有聚光曲面6；聚光曲面6可以为单曲面或者双曲面：当为单曲面时，则单曲面的聚光焦点位于间隙一侧的太阳能电池片上；当为双曲面时，则两个曲面的聚光焦点分别位于间隙两侧的太阳能电池片上。
69.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的反射层可以采用低温釉或改性tio2材料，可以进一步增强聚光曲面对太阳光的反射汇聚效果，降低太阳能在光传输过程中的能量损耗；通过在背板与太阳能电池片相对的表面设有多个与太阳能电池片相适应的第二网格区域，聚光曲面也设置有反射层，将聚光曲面制作成单曲面，则可以将太阳光反射汇聚到与曲面相对侧的太阳能电池片上；若将聚光曲面制作成双曲面，双曲面呈垂直方向对称设置，双曲面中任一都有一个相对的太阳能电池片，即间隙两侧的太阳能电池片，每一个曲面都可以将太阳光反射汇聚到与曲面相对侧的太阳能电池片上；由接收到的太阳能电池片进行能量转化，实现太阳能的高效收集与利用。
70.在一个实施例中，如图8所示，所述面板、太阳能电池片和背板采用eva胶进行封装，封装方法如下：
71.s100采用沉积工艺在设有反光层的背板的上表面形成第一eva胶膜层；
72.s200在预设的第一工艺温度下，将太阳能电池片按照阵列布置贴装在背板上；
73.s300将所有太阳能电池片进行串联；
74.s400在预设的第二工艺温度下，在相邻太阳能电池片的间隙采用生长工艺形成eva胶膜填充层，并实施化学机械抛光处理；
75.s500再次采用沉积工艺在太阳能电池片的上表面形成第二eva胶膜层；
76.s600将面板贴装在第二eva胶膜层上。
77.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于光伏电池组件封装，采用eva胶膜进行；封装时，以沉积工艺形成第一eva胶膜层可以保障第一eva胶膜层的均匀性与平整度，以保障太阳能电池片贴装的质量；通过控制第一工艺温度保障太阳能电池片贴装的可靠性和牢固性；通过控制第二工艺温度可以保障eva胶膜填充层生长成型质量，避免内部形成填充不实的小空腔，影响对太阳光的正常透射；以化学机械抛光处理可以使得eva胶膜填充层上表面与太阳能电池片的上表面平齐，兼具美观性与保障性能；第二eva胶膜层也采用沉积工艺保障其均匀性与平整度，提高光伏电池组件表面质量；其中，第一工艺温度和第二工艺温度的设定值需要根据采用的eva胶的物理性质确定。
78.在一个实施例中，所述沉积工艺的过程如下：
79.对设有反光层的背板进行预处理，所述预处理包括清洗处理；
80.将预处理后的背板装入工艺炉的内腔中，进行工艺调试；
81.对工艺炉的内腔进行抽真空，抽真空完毕进行加热；
82.对eva胶进行加热预熔；
83.对eva胶再次进行加热升温使得其蒸发，在第一预设时间内将蒸发出的eva胶送至工艺炉内腔，使得eva胶沉积到背板的上表面，形成eva胶沉积层；
84.降低工艺炉的内腔温度，使得eva胶沉积层成型为eva胶膜层。
85.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于光伏电池组件封装中采用的沉积工艺进行了具体化，选择采用的沉积工艺通过预处理进行背板表面清洁及其他处理，
避免存在异物污染影响工艺质量，增强背板表面与eva胶的粘合性；沉积工艺在真空状态下进行，可防止空气中的物质带来的不利影响；然后对eva胶进行分段加热，先预熔再蒸发，可以提高蒸发率水平，提高eva胶材料的使用率，节省成本；以蒸发的eva胶进行沉积形成eva胶沉积层，可以保障其均匀性与平整度。
86.在一个实施例中，所述生长工艺的过程如下：
87.加热至第二工艺温度，将eva胶融化；
88.保持第二工艺温度，将融化eva胶缓慢注入相邻太阳能电池片的间隙；
89.间隙注满后，静置第二预设时间使得第一eva胶膜层与注入的融化状态的eva胶充分结合，并使得相邻太阳能电池片的间隙内不留空隙；
90.降温使得eva胶成型，即在相邻太阳能电池片的间隙内形成eva胶膜填充层。
91.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于光伏电池组件封装中采用的生长工艺进行了具体化选择，生长工艺在第二工艺温度状态下进行，在间隙被注满后，进行第二预设时间的静置，使得eva胶与第一eva胶膜层充分结合，可以保障eva胶膜填充层生长成型质量，避免内部形成填充不实的小空腔，影响对太阳光的正常透射。
92.在一个实施例中，在光伏电池组件封装时，对于封装过程中的工艺温度的控制实施误差补偿，误差补偿方式如下：
93.实时测量环境温度和湿度；
94.将环境温度和湿度输入预先构建的系统误差评估模型进行训练；
95.通过训练得到当前情况下的系统误差系数；
96.根据系统误差系数对设定的工艺温度进行修正，以修正后的工艺温度进行封装过程中的温度控制。
97.上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在光伏电池组件封装时，对于封装过程中的工艺温度的控制实施误差补偿，从而弥补在环境温度和湿度差异影响下控制系统产生的系统误差，提高工艺温度控制精度，以保障工艺质量和产品品质，避免不同环境温度和湿度情况下导致的品质差异，提高产品品质的一致性和良品率；其中，封装过程中的工艺温度包括第一工艺温度和第二工艺温度。
98.在一个实施例中，所述系统误差评估模型包括经已知数据集训练优化后的卷积神经网络(cnn)，所述卷积神经网络(cnn)在训练时，采用以下损失函数进行训练：
[0099][0100]
上式中，n表示数据集的数据数量；n表示神经网络的节点总数；w表示数据集的掩码矩阵,w
ij
表示数据集的掩码矩阵中第i行及第j列对应的数据；p表示工艺控制系统各点的得分矩阵，p
ij
表示得分矩阵中第i行及第j列对应的得分值；f表示工艺控制系统各点的权重矩阵，f
ij
表示权重矩阵中第i行及第j列对应的权重值；kl表示kullback-leibler散度；q(hk||x,ak)表示环境温度和湿度分布图像的单一温度参数或者单一湿度参数分布图k中学习到的隐藏表示；m(h)表示标准高斯分布先验。
[0101]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将已知数据集作为数据样本用于系统误差评估模型训练，使得训练后的卷积神经网络更契合作为封装过程中的工艺环
境下的系统误差系数评估，让卷积神经网络适应封装过程中的工艺环境的真实情景；然后以训练后的卷积神经网络对后续接收到的环境温度和湿度数据进行处理，可以提高数据处理模块对环境温度和湿度数据处理的高效和可靠性，提高系统误差系数的评估精确度。
[0102]
在一个实施例中，在光伏电池组件的封装过程中，通过ccd相机拍摄获取图像，采用图像识别对面板、太阳能电池片和背板的相互定位进行定位检测；
[0103]
在图像识别时，先对图像进行双边滤波处理，双边滤波处理的公式如下：
[0104][0105]
上式中，h(i,j,k,l)表示图像滤波输出的像素值；f(i,j)表示图像边缘坐标(i,j)处的像素值；(i,j)表示图像的边缘坐标；f(k,l)表示图像中心坐标(k,l)处的像素值；(k,l)表示图像的中心坐标；σd表示高斯函数的空间域标准差；σr表示高斯函数的值域标准差。
[0106]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过ccd相机拍摄获取工艺过程中的图像，对图像采用上述公式进行双边滤波处理，可使得图像识别与定位更准确，能够提高光伏电池组件中面板、太阳能电池片和背板的相互定位精度和良品率；采用双边滤波公式，可以避免由于eva胶的透光特性造成的图像边界模糊影响的识别误差，降低识别与定位发生误差的几率；若配合用于前述呈菲涅尔透镜结构的面板或者设有聚光曲面的背板情况，可以使得太阳能电池片边缘的间隙的太阳光准确作用于太阳能电池片上，避免由于定位偏差削弱呈菲涅尔透镜结构的面板或者设有聚光曲面的背板的作用，避免甚至浪费更多太阳光能量未得到利用的情况发生。
[0107]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
技术特征：1.一种布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，包括面板、太阳能电池片和背板，所述太阳能电池片位于面板和背板之间且三者封装成一体；所述面板和背板都采用eva胶制作成的eva胶膜片，其中，作为背板的eva胶膜片与太阳能电池片相对的表面设有反光层。2.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述eva胶膜片采用聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物加入固化剂制作成板状；所述固化剂为含有羧基和酯基的共聚物，所述固化剂通过含有双键的酸、含有双键的酯、缓冲剂和调节剂以0.2-8：1：0.2：0.1的质量比在以预设温度下进行乳液聚合共聚得到；所述含有双键的酸包括丙烯酸、丁烯酸、甲基丙烯酸和醋酸乙烯中的一种或者多种，所述含有双键的酯包括甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲氧基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或者多种，所述缓冲剂采用na3po4·
12h2o，所述调节剂采用十二硫醇。3.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述eva胶膜片的制作过程如下：加热使得eva胶熔融充分；按eva胶与固化剂质量比为10：1的比例，加入提前制备的固化剂，充分混合；保温并静置设定时长，采用设定压力将混合物注入塑模空腔中直至充满；降温至第一设定温度，再升温第二设定温度并保温20-50分钟，然后再缓慢降温使得注入的混合物凝固；脱模并进行表面修整。4.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述面板与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构。5.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述太阳能电池片为多片呈阵列布置且相互串联；所述面板包括与阵列中各太阳能电池片一一对应的多个第一网格区域，所述网格区域与太阳能电池片相对的表面呈菲涅尔透镜结构。6.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述背板与太阳能电池片相对的表面设有多个与太阳能电池片相适应的第二网格区域，所述第二网格区域的相邻边界位置设有聚光曲面；聚光曲面为单曲面或者双曲面。7.根据权利要求1所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述面板、太阳能电池片和背板采用eva胶进行封装，封装方法如下：s100采用沉积工艺在设有反光层的背板的上表面形成第一eva胶膜层；s200在预设的第一工艺温度下，将太阳能电池片按照阵列布置贴装在背板上；s300将所有太阳能电池片进行串联；s400在预设的第二工艺温度下，在相邻太阳能电池片的间隙采用生长工艺形成eva胶膜填充层，并实施化学机械抛光处理；s500再次采用沉积工艺在太阳能电池片的上表面形成第二eva胶膜层；s600将面板贴装在第二eva胶膜层上。8.根据权利要求7所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述沉积工艺的过程如下：
对设有反光层的背板进行预处理，所述预处理包括清洗处理；将预处理后的背板装入工艺炉的内腔中，进行工艺调试；对工艺炉的内腔进行抽真空，抽真空完毕进行加热；对eva胶进行加热预熔；对eva胶再次进行加热升温使得其蒸发，在第一预设时间内将蒸发出的eva胶送至工艺炉内腔，使得eva胶沉积到背板的上表面，形成eva胶沉积层；降低工艺炉的内腔温度，使得eva胶沉积层成型为eva胶膜层。9.根据权利要求7所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，所述生长工艺的过程如下：加热至第二工艺温度，将eva胶融化；保持第二工艺温度，将融化eva胶缓慢注入相邻太阳能电池片的间隙；间隙注满后，静置第二预设时间使得第一eva胶膜层与注入的融化状态的eva胶充分结合，并使得相邻太阳能电池片的间隙内不留空隙；降温使得eva胶成型，即在相邻太阳能电池片的间隙内形成eva胶膜填充层。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的布置有eva胶膜反射结构的光伏电池组件，其特征在于，在光伏电池组件封装时，对于封装过程中的工艺温度的控制实施误差补偿，误差补偿方式如下：实时测量环境温度和湿度；将环境温度和湿度输入预先构建的系统误差评估模型进行训练；通过训练得到当前情况下的系统误差系数；根据系统误差系数对设定的工艺温度进行修正，以修正后的工艺温度进行封装过程中的温度控制。
技术总结本发明提供了一种布置有EVA胶膜反射结构的光伏电池组件，包括面板、太阳能电池片和背板，所述太阳能电池片位于面板和背板之间且三者封装成一体；所述面板和背板都采用EVA胶制作成的EVA胶膜片，其中，作为背板的EVA胶膜片与太阳能电池片相对的表面设有反光层。本发明通过采用EVA胶制作成的EVA胶膜片作为面板和背板，由于EVA胶的密度比传统制作面板的低铁超白绒面钢化玻璃和制作背板的TPT或者TPE等材质的密度更小，由此可经减轻同样尺寸的光伏电池组件的重量，降低对光伏电池组件的支撑体承重要求高，降低运输成本和材料成本，降低光伏发电项目的初投资，有利于投资成本控制；背板设置反光层可以将漏光反射回太阳能电池片加以利用，提高太阳能转化率。提高太阳能转化率。提高太阳能转化率。
技术研发人员：盛鹤祺 戴光斌 黄伟 陈翔
受保护的技术使用者：盐城百佳年代薄膜科技有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/5
