本申请涉及光伏技术领域， 特别涉及一种柔性光伏组件制造方法以及采用 该制造方法制 备得到的柔性光伏组件。

背景技术

随着能源价格的上涨， 开发利用新能源成为当今能源领域研宄的主要 课题。 由于太阳能 具有无污染、 无地域性限制、 取之不竭等优点， 研宄太阳能发电成为开发利用新能源的主要 方向。 利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的 一种主要方式。

现有太阳能光伏组件产品正面板材采用玻璃材 质， 重量大且易碎， 不方便搬运， 适用于 大型地面电站或者屋顶电站， 不适用于经常搬运的民用生活光伏产品。 当前新能源蓄电池应 用设备快速增长， 包括各种电动车、 各种蓄电池储能包， 可以满足人们户外移动生活的一定 需求， 但在无法提供市电供应的场合， 这些产品在电力消耗后都将面临困境， 没有补充的后 备方案。 实际当前晶体硅的工业化光伏产品过于笨重， 非晶体硅的薄膜组件轻便可以满足大 功率的需求但又过于昂贵。 市面上也有可以满足低功率需求的柔性光伏应 用， 但实际功率都 比较小， 拓展大功率应用就比较困难， 不适合大功率的户外补充发电的需求。

柔性光伏组件由多个太阳能光伏面板连接而成 ， 单个小光伏面板的封装到大量小光伏面 板的连接就涉及到电路连接性能安全和户外耐 候性、 可靠性以及重量变化等多方面挑战， 柔 性光伏组件在大功率拓展应用在户外耐候能力 方面有待提升。如申请号 CN201711040972、名 称为： 一种柔性光伏组件制造方法的发明专利， 该专利中的技术方案还是具有柔性光伏组件 的生产工艺流程较多、 难以形成大规模生产、 生产加工成本较高的缺点， 需要进一步的提升 设计以适应自动化和高效率制造的变化。

所以现有技术中至少存在如下问题： 柔性光伏组件的生产工艺流程较多， 难以形成大规 模生产， 导致生产加工成本较高， 限制了其推广应用。

发明内容

有鉴于此， 为了克服现有技术的缺陷， 本申请的目的是提供一种改进的柔性光伏组件 制 造方法， 以简化柔性光伏组件制造工艺， 能够实现柔性光伏组件的大规模生产， 降低生产加 工成本。

本申请提供一种柔性光伏组件制造方法是这样 实现的：

一种柔性光伏组件制造方法， 所述制造方法包括如下步骤：

1） 将多片电池片串联， 组成电池串 2） 将多个所述电池串采用电性连接材料进行串联 和 /或并联， 组成电池层， 相邻所述电 池串之间具有间隙；

3）按照前板材料层、 前封装材料层、 所述电池层、 后封装材料层、 后板材料层的层叠顺 序进行层叠并进行层压处理， 得到层压件： 其中前板材料层、 前封装材料层、 后封装材料层、 后板材料层分别由前板材料、 前封装材料、 后封装材料、 后板材料形成； 前板材料和后板材 料可以相同或者不相同， 前封装材料和后封装材料可以相同或者不相同 ；

4） 对所述层压件进行冲压处理， 将位于所述间隙中的前板材料、 前封装材料、 后封装 材料、 后板材料冲除， 得到光伏组件， 所述光伏组件包括多个光伏组件单元， 所述光伏组件 单元通过所述电性连接材料电性连接；

5） 按照复合材料层、 所述光伏组件、 柔性基材层的层叠顺序进行层叠并进行层压处 理， 得到柔性光伏组件， 即制备得到的柔性光伏组件为一个整体， 其可折叠弯曲。

在一些实施例中， 每个电池串包括两个或者两个以上串联连接的 电池片， 电池层包括两 串或两串以上的串联或并联连接的电池串。 在本发明的其他实施例中， 所述复合材料层也可 同时覆盖在所述柔性光伏组件单元的正面和背 面。

根据本发明的一些优选实施方面， 步骤 2） 中， 多个所述电池串并联后再将多个并联后 的电池串进行串联组成所述电池层； 或， 多个所述电池串串联后再将多个串联后的电池 串进 行并联组成所述电池层。 电池层由多个电性连接的电池串构成， 电池串之间可以采用并联或 串联， 电池串内部的电池片是串联连接的。

优选地， 步骤 2） 中， 所述电性连接材料为导线， 多个所述电池串之间采用所述导线进 行串联和 /或并联。 采用导线连接的设置， 能够将相邻的光伏组件单元进行弯折以达到柔 性的 效果。 导线为可以重复弯曲的导电材料， 包括柔性电线或者柔性电缆。

根据本发明的一些优选实施方面， 所述导线包括用于与电池串进行电性连接的导 电部以 及套设在所述导电部外的绝缘部， 所述绝缘部位于相邻电池串的间隙中。 导电部的材质为能 够导电的金属如铜， 绝缘部的材质为能够起到绝缘作用的高分子如 PVC或布料等。

在一些实施例中， 步骤 1） 中各所述电池串内的电池片通过焊带或导电胶 带进行串联； 所述电池片上具有多个相互平行设置的焊带或 导电胶带， 位于所述电池串端部的电池片上的 焊带或导电胶带与所述导线的导电部连接。 即当位于所述电池串端部的电池片上具有多个 相 互平行设置的焊带或导电胶带， 同一电池片上的焊带或导电胶带通过导线一端 的导电部实现 并联， 相邻电池串上的焊带或导电胶带也通过导线的 导电部实现串联或并联。

根据本发明的一些优选实施方面， 步骤 3） 中的所述前板材料层和 /或后板材料层上设置 有导线引出孔， 所述导线引出孔开设在所述前板材料层和所述 后板材料层对应于所述绝缘部 的位置处。 开设导线引出孔的目的在于可以在层叠和层压 时， 使得导线的绝缘部位于导线引 出孔内， 不仅方便定位前板和 /或后板与电池层的位置， 也方便了后续冲压的操作， 防止冲压 操作过程中将导线冲切掉， 导致产品瑕疵或损坏。

在一些实施例中， 步骤 5） 层叠的时候， 所述光伏组件与柔性基材层之间也同时具有复 合材料层， 即光伏组件的两侧都具有复合材料层， 且光伏组件背面的复合材料层的远离光伏 组件的一侧贴合有柔性基材层。

根据本发明的一些优选实施方面， 所述前板材料层的材质为 PC、 PET、 ETFE、 FEP或 PMMA； 所述后板材料层的材质为 PC、 PET、 ETFE、 FEP、 PMMA或碳纤维。 PC、 PET、 ETFE、 FEP或 PMMA均为高分子材料领域的常见材质， 原料易得且透明度好， 对光线阻挡 作用小， 不仅能够起到保护电池片的作用， 且具有一定的韧性和弯曲能力， 尤其适用于柔性 光伏组件的产品中。

根据本发明的一些优选实施方面， 所述制造方法还包括： 6）对步骤 5）层压后的柔性光 伏组件再次进行冲压处理， 将所述间隙中除导线之外的所有材料冲除。 即将步骤 5） 覆盖在 光伏组件上的复合材料层和柔性基材层对应相 邻电池串的间隙冲切掉， 使得柔性光伏组件中 各单元之间的活动自由度更大， 更容易折叠和弯曲， 不会受到复合材料层和柔性基材层的束 缚。 且无论进行多少次冲切， 电池串之间仍然是电性连接的。

在一些实施例中， 所述方法还包括： 7）对经过步骤 6）冲压处理后的柔性光伏组件再次 进行层压复合处理： 将复合材料层覆盖在所述柔性光伏组件的正面 和背面； 或， 将复合材料 层覆盖在所述柔性光伏组件的正面， 将柔性基材层覆盖在所述柔性光伏组件的背面 ； 或， 在 复合材料层和 /或柔性基材层远离柔性光伏组件的一侧上设� �耐磨材料。通过再次层压复合处 理已在柔性光伏组件的正背面形成保护， 延长产品的使用寿命。

优选地， 所述方法还包括： 7）对经过步骤 6）冲压处理后的柔性光伏组件再次进行层压 复合处理： 将复合材料层覆盖在所述柔性光伏组件的正面 ， 将柔性基材层覆盖在所述柔性光 伏组件的背面， 且在柔性基材层远离柔性光伏组件的一侧上设 置耐磨材料。

再次冲压和层压时，层压材料中的正面必须是 透明的复合材料 ，背面可基于需要选取透 明材质或不同的颜色复合材料， 中间放置经第一次层压后第一次冲压处理的柔 性光伏组件半 成品本身。 其中复合材料是柔性材料， 具有可以任意折弯的特性， 还具有耐候性、 绝缘、 阻 燃、 阻水的特点。

利用上述的二次封装工艺， 不仅可以实现光伏组件的柔性化， 还可以实现组件的全面阻 水电路防护， 可以有效满足各种应用场景所需的轻便、 耐候等性能要求， 延长组件的使用寿 命。 具体的， 所述耐磨材料条形设置在所述柔性光伏组件的 表面上， 其长度延伸方向垂直于 所述柔性光伏组件的宽度方向或长度方向。

根据本发明的一些优选实施方面， 所述复合材料层的材质为热塑性高分子， 如热塑性橡 胶材质或热塑性塑料材质。

优选地， 所述复合材料层的材质为 TPU、 TPE或 TPV。

根据本发明的一些优选实施方面， 所述电池串内部相邻电池片的间距为 -1.5mm〜 2mm _; 相邻的电池串之间的距离为 2mm〜 50mm。 当电池串内部相邻电池片的间距小于 0的时候， 即 相邻电池片之间具有部分重叠， 形成类似于叠瓦光伏组件的形式， 电池串之间的距离决定了 后续收卷柔性光伏组件的程度。

优选地， 所述电池串内部相邻电池片的间距为 -1.5mm ; 相邻的电池串之间的距离为 20mm _c

根据本发明的一些优选实施方面， 所述电池片为晶体硅电池片、 由晶体硅电池片切分而 成的分体电池片、 背接触式电池片、 叠片电池片、 非晶体硅电池片中的一种或多种。

优选地， 所述电池片为 5寸晶体硅电池片、 6寸晶体硅电池片、或将所述 5寸晶体硅和 6 寸晶体硅切割成多等份的电池片，所述的多等 份为 2〜24等份。即本发明中的柔性光伏组件适 用于多种类型和尺寸的电池片，且尺寸越小的 电池片，最终制备得到的组件的柔性相对更好 。

本发明还提供了一种采用如上所述的制造方法 制造得到的柔性光伏组件。

与现有技术相比， 本发明的有益之处在于： 本发明的柔性光伏组件制造方法， 通过导线 连接相邻的电池串， 后续进行层压和冲压， 可以实现自动化设备实施， 进而可以实现柔性光 伏组件规模化大批量制造， 提高生产效率。 可以有效降低柔性光伏组件的制造成本， 使柔性 光伏组件的性价比优于现有的光伏组件或者薄 膜柔性组件。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本申请中记 载的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。

图 1是本发明优选实施例中柔性光伏组件制造方� �的流程示意图；

图 2是本发明优选实施例中将电池串串联后的结� �示意图；

图 3是本发明优选实施例中采用导线串联相邻电� �串的结构示意图；

图 4是本发明另一优选实施例中将两个电池串进� �并联后再与相邻的两个电池串串联的 结构示意图 图 5是本发明优选实施例中层压件的结构示意图� �

图 6是本发明优选实施例中正面材料层和 /或背面材料层的结构示意图；

图 7是本发明优选实施例中进行冲压处理后光伏� �件单元之间的连接结构示意图； 图 8是本发明优选实施例中柔性光伏组件的结构� �意图；

图 9是本发明优选实施例中柔性光伏组件的剖面� �构示意图；

图 10是本发明优选实施例中光伏组件单元的剖面� ��构示意图；

附图中， 电池串 -1， 焊带或导电胶带 -11， 导线 -12， 导电部 -121， 绝缘部 -122， 封装材料 -2， 前板材料层或后板材料层 -3， 导线引出孔 -4， 光伏组件单元 -5， 电池片 -101， 复合材料层 -102， 柔性基材层 -103， 耐磨材料条 -104。

具体实施方式

本申请实施例提供一种柔性光伏组件及其制造 方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中 的技术方案， 下面将结合本申请实施例中 的附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅 是本申请一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申请中的实施例， 本领域普通技术人 员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例， 都应当属于本申请保护的范围。

图 1是本实施例中柔性光伏组件制造方法的一种� �施例的方法流程示意图。 虽然本申请 提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步 骤或装置结构， 但基于常规或者无需创造性的 劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更 少的操作步骤或模块单元。 在逻辑性上不存在 必要因果关系的步骤或结构中， 这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于 本申请实施例 或附图所示的执行顺序或模块结构。

具体的， 如图 1所述， 本实施例的柔性光伏组件的制造方法包括如下 步骤：

S1： 将多片电池片 101串联， 组成电池串 1。

其中， 采用的电池片 101包括晶体硅电池片、 由晶体硅电池片切分而成的分体电池片、 背接触式电池片、 叠片电池片、 非晶体硅电池片等。 串焊电池串 1时控制电池片 101的间距 为 -1.5mm， 当电池串 1完成后焊接下一个电池串时， 相邻电池串 （片） 间的间隙就扩大到 20mm， 只需要对设备参数调整就可以。

图 2是本实施例中得到的将电池串 1进行串联的结构示意图。 如图 2所示， 每个电池串 1由三片电池片 101串联组成， 电池片 101之间通过焊带或导电胶带 11连接， 电池串 1内部 电池片 101的间距 AB为 -1.5mm~2mm。 相互连接的电池串 1之间的电池片 101间距 CD为 2mm~50mm, 所述的 -1.5mm意思是电池串 1内相邻的电池片 101重叠 1.5mm的宽度， 即形 成类似于叠瓦光伏组件的形式。 所采用的电池片可以采用市面上销售的 5寸晶体硅电池片或 6寸晶体硅电池片， 也包括 将所述 5寸晶体硅和 6寸晶体硅切割成多等份的电池片，所述的多� �份为 2~24等份。即本实 施例中的柔性光伏组件的制造方法适用于多种 类型、 多种尺寸的电池片， 且电池片的尺寸越 小， 最终得到的柔性光伏组件相对的柔性更好。

S2: 将多个电池串 1进彳丁串联和 /或并联， 组成电池层。

图 3是本实施例中采用导线 12将单排电池串 1进行串联的结构示意图。如图 3所示，本 例中， 可以选择将多个电池串 1中的电池片 101进行串联， 之后将多个如图 3所示的结构进 行并联，组成所述电池层。所述电池串 1之间通过导线 12将同一电池片 101上的焊带或导电 胶带 11实现并联， 导线 12两端分别与相邻的电池串 1的焊带或导电胶带 11电性连接。

导线 12包括用于与电池串 1进行电性连接的导电部 121以及套设在导电部 121外的绝缘 部 122， 绝缘部 122对应位于相邻电池串 1的间隙中。 导电部 121的材质为能够导电的金属 如铜， 绝缘部 122的材质为能够起到绝缘作用的高分子如 PVC或布料等。即导电部 121用于 与电池片 101上的焊带或导电胶带 11电性连接，绝缘部 122套设在导电部 121的外部起到绝 缘作用， 用于后续使得导线 12裸露在外也不会发生危险。

图 4是本发明的另一个实施例中得到将两个电池� � 1进行并联的结构示意图。 如图 4所 示， 本例中， 选择将两个或多个电池串 1进行并联后再串联， 形成电池层。 电池串 1中的用 于焊接电池片 101的焊带 11之间通过导线 12的导电部 121实现并联， 两个左右相邻的并联 后的电池串 1之间通过导线 12实现串联，导线 12与电池串 1的焊带或导电胶带 11电性连接， 最终整体形成电路相互连接， 并带有正负极电路引出线， 形成电池层。

S3： 按照前板材料层、 前封装材料层、 上述电池层、 后封装材料层、 后板材料层的层叠 顺序进行层叠并进行层压处理， 得到层压件。

其中， 层叠时， 前板材料层 3通过前封装材料层 2与电池层的正面相贴合， 后板材料层 3通过后封装材料层 2与电池层的背面相贴合， 前板材料层 3和后板材料层 3均开设有导线 引出孔 4。

导线引出孔 4开设在前板材料层 3和后板材料层 3对应于绝缘部 122的位置处， 即导线 引出孔 4对应开设在电池串 1之间的间隙中。 开设导线引出孔 4的目的在于可以在层叠和层 压时， 使得导线 12的绝缘部 122位于导线引出孔 4内， 不仅方便定位前板材料层和 /或后板 材料层 3与电池层的位置，也方便了后续冲压的操作� �防止冲压操作过程中将导线 12冲切掉， 导致产品瑕疵或损坏。

图 5是本例中层压件的结构示意图。 图 6是本例中层压件的前板材料层和后板材料层� � 结构示意图。 如图 5所示， 前板材料层 3和后板材料层 3与电池层层压后， 电池层中用于连 接各电池串 1之间的导线 12通过设置在每两个相邻电池串 1之间的导线引出孔 4引出。任何 相邻的电池串 1的导线 12连接对应都设计有导线引出孔 4。 如图 6所示， 导线引出孔 4设置 在前板材料层 3和后板材料层 3对应于导线 12弯曲的位置处即绝缘部 122的地方。

图 10是本实施例中提供的光伏组件单元的剖面结� ��示意图。 如图 10所述， 光伏组件单 元由上至下依次包括前板材料层、 前封装材料层、 电池层、 后封装材料层、 后板材料层， 其 中前封装材料和后封装材料材质相同， 在进行层压之后前封装材料与后封装材料部分 融合， 二者之间没有明确的界限。 前板材料层可以为 PC板、 PET板、 ETFE板、 FEP板或 PMMA板， 中间层为电池层， 后板材料层为 PC板、 PET板、 ETFE板、 FEP板、 环氧板、 PCB板或 PMMA 板， 碳纤维板， 中间的封装材料采用 EVA, POE、 PVB、 胶水、 硅胶材料密封连接。

S4： 对层压件进行冲压处理， 将间隙中的前板材料、 前封装材料、 后封装材料、 后板材 料冲除， 得到光伏组件， 光伏组件包括多个光伏组件单元， 光伏组件单元之间通过电性连接 材料即导线 12电性连接。

图 7是本例中提供的电性连接的多个光伏组件单� �的连接结构示意图。 如图 7所示， 本 例中， 将各电池串 1之间间隙中的前板材料、 前封装材料、 后封装材料、 后板材料以及多余 的电池片 101之间的电性连接材料如焊带或导电胶带 11等冲除，只保留连接各电池串 1的导 线 12， 各电池串之间的电性仍然通过导线 12保持连接， 得到通过导线 12电性连接的多个光 伏组件单元。

S5： 将多个光伏组件单元复合成一个整体。

将复合材料层、步骤 S4中制备的光伏组件、柔性基材层的层叠顺序� ��行层叠并进行层压 处理， 得到可折叠弯曲的柔性光伏组件。 其中单独的复合材料是柔性且可以任意弯折的 。

本例中，所述复合材料层为热塑性橡胶或者热 塑性塑料材质，可以为 TPU,TPE,TPV等材料。 图 8是本例中提供的所述柔性光伏组件的结构示� �图。 将复合材料层 102叠层在光伏组 件的正面， 将柔性基材层 103叠层在光伏组件的背面， 而后进行层压处理， 得到可折叠弯曲 的柔性光伏组件。

图 9是本例中提供的所述柔性光伏组件的剖面结� �示意图。 如图 9所示， 制备得到的柔 性光伏组件从上到下依次为复合材料层 102、 光伏组件单元 5、 柔性基材层 103, 光伏组件单 元 5之间通过导线 12电性连接。

为了进一步增加柔性光伏组件的柔性和使用寿 命， 本实施例中的制造方法还包括以下步 骤：

S6：对层压后的柔性光伏组件再次进行冲压处� ��，将间隙中除导线之外的所有材料冲除。 即再此冲压处理之后， 相邻光伏组件中最多只存在导线以实现电性连 接， 不存在其他的 物质。

S7： 对经过步骤 S6冲压处理后的柔性光伏组件再次进行层压复� ��处理

如： 将复合材料层覆盖在柔性光伏组件的正面和背 面； 或， 将复合材料层覆盖在柔性光 伏组件的正面， 将柔性基材层覆盖在柔性光伏组件的背面； 或， 在复合材料层和 /或柔性基材 层远离柔性光伏组件的一侧上设置耐磨材料。

本实施例中选择在步骤 S7中将经 S6冲压后的柔性光伏组件的正面再次覆盖复合� ��料层 102、 背面再次覆盖柔性基材层 103 , 且在柔性基材层 103远离光伏组件单元的一侧上设置有 多条耐磨材料条 104， 耐磨材料条 104的长度延伸方向垂直于柔性光伏组件的宽度 方向或长 度方向。 如图 8和 9所示， 本实施例中的耐磨材料条 104的长度延伸方向垂直于柔性光伏组 件的宽度方向或长度方向。

以上实施列中的每个电池串包括三个串联的电 池片， 在其他实施例中电池串内的电池片 数量可以为两片、 三片或多片。 利用上述各实施例提供的一种柔性光伏组件制 造方法的实施 方式， 可以实现利用自动化设备实施所述方法， 进而可以实现柔性光伏组件规模化大批量制 造， 提高生产效率。 可以有效降低柔性光伏组件的制造成本， 使柔性光伏组件的性价比优于 现有的光伏组件或者薄膜柔性组件。 另外， 本实施例中采用二次封装工艺， 不仅可以实现光 伏组件的柔性化， 还可以实现组件的全面阻水电路防护， 可以有效满足各种应用场景所需的 轻便、 耐候等性能要求， 延长组件的使用寿命。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方 法操作步骤， 但基于常规或者无创造性的 手段可以包括更多或者更少的操作步骤。 实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行 顺序 中的一种方式， 不代表唯一的执行顺序。 术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 产品或者设备不仅包括那些 要素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 产品或者设 备所固有的要素。 在没有更多限制的情况下， 并不排除在包括所述要素的过程、 方法、 产品 或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述 ， 各个实施例之间相同或相似的部分互相 参见即可， 每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不 同之处。

虽然通过实施例描绘了本申请， 本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形 和变化而 不脱离本申请的精神， 希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不 脱离本申请的精神。