基于光伏组件层压机的自动化系统集成与应用研究

【摘要】：随着我国经济的快速发展,环境保护的意识也越米越高,节能、减排、低碳、环保已成为了全社会共同关注的焦点话题。随着煤炭和石油等资源日渐枯竭,人类对于能源的需求越来越人,消耗速度也越来越快,并逐渐转移到可再生能源方面。太阳能作为理想的新能源,格外收到重视和关注。太阳能因为不会威胁人类身体健康和破坏环境,同时也具有安全、清洁、可存生等优点,使得太阳能成为最为理想的新能源之一。 目前,我国光伏产业多集中在电池组件封装环节,主要采用真空热压法对太阳能电池组件进行封装,真空层压机是制造太阳能电池组件的一种重要设备,国内大部分厂家的层压机加热方式采取导热油加热方式,而国外层压机则采取电加热方式。通过层压机把EVA、太阳能电池片、钢化玻璃、TPT背等材料在真空高温的条件下压成具有一定刚性的整体。层压过程是组件生产过程中的特殊工艺过程,它对组件产品的质量起到关键的影响。本文则是基于电加热层压机自动化化系统研究的基础上,介绍了层压机的结构和工作原理。 由于真空层压机对制造精度,稳定性和人员安全要求较高,所以我们采用了电加热的层压方式,来提高工作的安全性；而层压参数(层压温度/层压时间等)设置正确与否直接决定了层压效果,EVA的交联度好坏也直接影响到组件的性能以及使用寿命。为了对层压温度进行有效监控,确保层压机加热温度的均引入了多点动态测温装置来对层压机进行温度监控。通过对层压后不同厂家EVA的各项性能进行交义对比试验,探索出合理的层压参数,提高层压效果,既能达到提高层压质量、降低报废率等口的,又可以提高工作效率和系统稳定。 本论文以电加热真空层压机为实例,主要完成了以下几方面的工作： (1)介绍了光伏发电原理,以及光伏组件生产工艺流程； (2)介绍了真空层压机工作原理,以及自动化系统结构； (3)依据EVA胶膜在高温下发生交联机理,对层压后EVA材料的交联度,透光率,剥离强度,以及层压机温度均匀性进行试验分析,得出与层压参数的对应关系,最终调整并优化层压机温度参数； (4)根据实际工作遇到产品质量问题,寻找原因并提出一些改善对策; 【关键词】：太阳能 层压机 交联度 自动化系统
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-25
• 1.1 光伏产业发展现状及趋势7-10
• 1.1.1 什么是人阳能9-10
• 1.1.2 光伏效应10
• 1.2 太阳电池工作原理10-15
• 1.2.1 太阳电池工作原理10-12
• 1.2.2 太阳电池电路模型12-15
• 1.3 太阳电池的分类15-18
• 1.3.1 单晶硅太阳电池15-16
• 1.3.2 多晶硅太阳电池16-17
• 1.3.3 薄膜太阳电池17-18
• 1.4 光伏组件主要封装材料概况18-23
• 1.4.1 EVA胶膜简介18-20
• 1.4.2 背板简介20-23
• 1.5 光伏组件层压机发展概况23
• 1.6 本论文的主要研究内容23-25
• 第二章 光伏组件工艺介绍25-33
• 2.1 光伏组件简介25-26
• 2.2 组件工艺流程26-32
• 2.2.1 电池片分选27
• 2.2.2 单片焊接27
• 2.2.3 焊串27-28
• 2.2.4 层叠28
• 2.2.5 层压28-30
• 2.2.6 固化30
• 2.2.7 修边/装框/接线30-31
• 2.2.8 擦拭31
• 2.2.9 终测31
• 2.2.10 终检31-32
• 2.2.11 包装32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 电压热层压机自动化系统33-45
• 3.1 层压机的种类33-34
• 3.1.1 半自动层压机33
• 3.1.2 全自动层压机33-34
• 3.1.3 国内不同层压机厂家参数对比34
• 3.2 层压机上作原理34-36
• 3.2.1 抽真空程序35
• 3.2.2 加压程序35-36
• 3.2.3 开盖过程36
• 3.3 层压机结构介绍36-39
• 3.3.1 进料段36-37
• 3.3.2 层压段37-38
• 3.3.3 出料段38-39
• 3.4 层压机自动化系统实例39-44
• 3.4.1 真空系统40-41
• 3.4.2 加热系统41-42
• 3.4.3 腔室升降系统42
• 3.4.4 控制系统42-43
• 3.4.5 传输系统43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 层压机EVA性能测试与分析45-60
• 4.1 EVA各项性能测试与分析45-57
• 4.1.1 交联度测试原理45
• 4.1.2 试样制备流程45-47
• 4.1.3 交联度测试与分析47-52
• 4.1.4 EVA剥离强度试验分析52-55
• 4.1.5 EVA透光率和收缩率试验与分析55-57
• 4.2 组件层压质量控制措施57-59
• 4.2.1 影响层压质量的因素57
• 4.2.2 层压不良产生的原因及对策57-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 基于温度均匀性试验与分析60-65
• 5.1 温度均匀性试验与分析60-64
• 5.1.1 热电偶测温原理60
• 5.1.2 温度测试与分析60-64
• 5.2 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-66
• 6.1 工作总结65
• 6.2 工作展望65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69

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