RU2848424C1 - Method of solar cells module manufacturing - Google Patents
Method of solar cells module manufacturingInfo
- Publication number
- RU2848424C1 RU2848424C1 RU2024135694A RU2024135694A RU2848424C1 RU 2848424 C1 RU2848424 C1 RU 2848424C1 RU 2024135694 A RU2024135694 A RU 2024135694A RU 2024135694 A RU2024135694 A RU 2024135694A RU 2848424 C1 RU2848424 C1 RU 2848424C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar cell
- silicone
- siel
- solar
- tires
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно, к способам изготовления модулей трехкаскадных солнечных элементов на германиевой подложке в солнечных батареях космических аппаратов.The invention relates to electrical engineering, namely, to methods for manufacturing modules of three-cascade solar cells on a germanium substrate in solar batteries of spacecraft.
Известен способ изготовления модуля солнечных элементов (см. патент РФ №275820, опубл. 26.10.2021 г.), принятый за аналог, в котором на тыльную сторону солнечных элементов наносят капельным распылением слой промоутера адгезии, затем наносят капельным распылением слой силиконового компаунда СИЭЛ на лицевую, тыльную стороны солнечного элемента и на поверхность защитной подложки, выполняют термообработку вышеуказанных слоев силиконового компаунда СИЭЛ, затем наносят силиконовый наполнитель, выполняют наклейку на силиконовый наполнитель стеклянной пластины и защитной стеклотекстолитовой подложки, при этом в качестве силиконового наполнителя используют силиконовый компаунд СИЭЛ марки 159-322«А».A method for manufacturing a solar cell module is known (see Russian Federation Patent No. 275820, published on October 26, 2021), adopted as an analogue, in which a layer of adhesion promoter is applied to the back side of solar cells by drop spraying, then a layer of SIEL silicone compound is applied by drop spraying to the front, back sides of the solar cell and to the surface of the protective substrate, heat treatment of the above layers of SIEL silicone compound is performed, then silicone filler is applied, a glass plate and a protective fiberglass substrate are glued to the silicone filler, while SIEL silicone compound of brand 159-322 "A" is used as a silicone filler.
Недостаток аналога заключается в технологической сложности очистки солнечного элемента от излишков силиконового наполнителя СИЭЛ марки 159-322«А» при наклейке стеклянной пластины и защитной стеклотекстолитовой подложки из-за неконтролируемого перехода силиконового компаунда СИЭЛ от жидкого к отвержденному состоянию при нагревании.The disadvantage of the analogue is the technological complexity of cleaning the solar cell from excess silicone filler SIEL brand 159-322 "A" when gluing the glass plate and protective fiberglass substrate due to the uncontrolled transition of the silicone compound SIEL from a liquid to a hardened state when heated.
Признаки аналога, общие с предлагаемым способом изготовления модуля солнечных элементов: на тыльную сторону солнечных элементов наносят слой промоутера адгезии, выполняют термообработку солнечных элементов, затем наносят силиконовый наполнитель, выполняют наклейку на силиконовый наполнитель защитной стеклянной пластины и защитной стеклотекстолитовой платы при этом в качестве силиконового наполнителя используют силиконовый компаунд СИЭЛ.The features of the analog, common with the proposed method for manufacturing a solar cell module, are as follows: a layer of adhesion promoter is applied to the back side of the solar cells, the solar cells are heat-treated, then a silicone filler is applied, and a protective glass plate and a protective fiberglass board are glued onto the silicone filler, while the SIEL silicone compound is used as the silicone filler.
Известен способ изготовления модуля солнечных элементов (см. патент РФ №2804057, опубл. 26.09.2023 г.), принятый за прототип, в котором фиксируют стеклянную пластину, солнечный элемент и защитную подложку на опорных рамках из пленки имидофлекса, в которых выполнены направляющие отверстия, обеспечивая при этом совмещение между собой стеклянной пластины, тины, солнечного элемента и защитной подложки при последующей наклейке, далее наносят на тыльную сторону солнечных элементов слой промоутера адгезии, выполняют термообработку солнечных элементов, затем наносят силиконовый наполнитель, выполняют наклейку на силиконовый наполнитель защитной стеклянной пластины и защитной подложки, при этом в качестве силиконового наполнителя используют смесь компонентов силиконового компаунда СИЭЛ марки 159-322 «А», взятых в соотношении: пасты 1 объемная часть, отвердителя 0,8÷1,2 объемных частей, а после гелеобразования силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией удаляют излишки силиконового наполнителя посредством механической очистки, затем создают фиксированный прогиб солнечного элемента и выполняют термообработку.A method for manufacturing a solar cell module is known (see Russian Federation Patent No. 2804057, published on September 26, 2023), adopted as a prototype, in which a glass plate, a solar cell and a protective substrate are fixed on support frames made of imidoflex film, in which guide holes are made, thereby ensuring the alignment of the glass plate, film, solar cell and protective substrate during subsequent gluing, then an adhesion promoter layer is applied to the back of the solar cells, heat treatment of the solar cells is performed, then a silicone filler is applied, gluing of the protective glass plate and the protective substrate onto the silicone filler is performed, while a mixture of components of the SIEL silicone compound brand 159-322 "A" is used as the silicone filler, taken in the ratio: paste 1 volume part, hardener 0.8 ÷ 1.2 volumetric parts, and after the gelation of the SIEL silicone compound with a highly viscous consistency, excess silicone filler is removed by mechanical cleaning, then a fixed deflection of the solar cell is created and heat treatment is performed.
Недостаток прототипа заключается в том, что гелеобразование силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией (состояния, характеризуемого возможностью вытягивания тонких нитей компаунда СИЭЛ) достигается при комнатной температуре через 4÷4,5 часа, что снижает производительность выполнения операции. Кроме того, при механической очистке возможно нежелательное всасывание воздуха по краю солнечного элемента из-за локального прогиба стеклотекстолитовой платы и снижения клеящей способности силиконового наполнителя вследствие пассивирующего воздействия на платиновый катализатор СИЭЛ аминоалкилтриалкоксисилана, входящего в состав адгезионного подслоя Пента П-12Э, что обусловливает необходимость дополнительных работ по заполнению данных участков, увеличивающих трудоемкость.A drawback of the prototype is that gelation of the highly viscous SIEL silicone compound (a state characterized by the ability to draw thin strands of SIEL compound) is achieved at room temperature after 4 to 4.5 hours, which reduces the throughput of the operation. Furthermore, during mechanical cleaning, unwanted air suction may occur along the edge of the solar cell due to localized deflection of the fiberglass board and a decrease in the adhesive strength of the silicone filler due to the passivating effect of the aminoalkyltrialkoxysilane, which is part of the Penta P-12E adhesive sublayer, on the platinum catalyst of SIEL. This necessitates additional work to fill these areas, increasing labor intensity.
Признаки прототипа, общие с предлагаемым способом изготовления модуля солнечных элементов: фиксируют стеклянную пластину, солнечный элемент и защитную подложку на опорных рамках, в которых выполнены направляющие отверстия, обеспечивая при этом совмещение между собой стеклянной пластины, солнечного элемента и защитной подложки при последующей наклейке, далее наносят на тыльную сторону солнечных элементов слой промоутера адгезии, выполняют термообработку солнечных элементов, затем наносят силиконовый наполнитель, выполняют наклейку на силиконовый наполнитель защитной стеклянной пластины и защитной подложки, при этом в качестве силиконового наполнителя используют смесь компонентов силиконового компаунда СИЭЛ марки 159-322 «А», взятых в соотношении: пасты 1 объемная часть, отвердителя 0,8÷1,2 объемных частей, после гелеобразования силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией удаляют излишки силиконового наполнителя посредством механической очистки, затем создают фиксированный прогиб солнечного элемента и выполняют термообработку.The prototype features common with the proposed method for manufacturing a solar cell module: a glass plate, a solar cell, and a protective substrate are fixed on support frames in which guide holes are made, thereby ensuring that the glass plate, solar cell, and protective substrate are aligned with each other during subsequent gluing, then an adhesion promoter layer is applied to the back of the solar cells, the solar cells are heat treated, then a silicone filler is applied, the protective glass plate and the protective substrate are glued to the silicone filler, while a mixture of components of the SIEL silicone compound grade 159-322 "A" is used as the silicone filler, taken in the ratio: paste 1 volume part, hardener 0.8 ÷ 1.2 volume parts, after gelling of the SIEL silicone compound with a highly viscous consistency, excess silicone filler is removed by mechanical cleaning, then a fixed the solar cell is bent and heat treated.
Отличительные признаки, обеспечивающие соответствие предлагаемого способа изготовления модуля солнечных элементов критерию «новизна», следующие: в качестве промоутера адгезии на тыльную сторону солнечного элемента и внутреннюю сторону защитной подложки наносят капельным распылением первый адгезионный слой из эпоксидного клея ВК-9, затем наносят второй адгезионный слой из промоутера адгезии П-21, кроме того, для контроля растекания силиконового наполнителя при наклейке выполняют переворачивание солнечного элемента за счет закрепления опорных рамок с направляющими отверстиями на штифтах съемной скобы, а после растекания силиконового наполнителя выполняют механическую очистку поверхности солнечного элемента и шин посредством двух встречно вращающихся валиков, затем осуществляют гелеобразование силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией путем низкотемпературной обработки солнечного элемента, после которой выполняют сухую механическую очистку шин в областях, прилегающих к солнечному элементу, затем выполняют дополнительно низкотемпературную обработку солнечного элемента для увеличения химической стойкости силиконового компаунда СИЭЛ, а после снятия солнечного элемента с опорной рамки осуществляют финишную очистку поверхности солнечного элемента и шин с использованием растворителей, при этом для фиксации положения шин и предотвращения их деформации применяют к шинам магнитный прижим гибких коваровых пластин.The distinctive features that ensure that the proposed method for manufacturing a solar cell module meets the "novelty" criterion are as follows: a first adhesive layer of VK-9 epoxy glue is applied by drop spraying to the back of the solar cell and the inner side of the protective substrate as an adhesion promoter, then a second adhesive layer of P-21 adhesion promoter is applied, in addition, to control the spreading of the silicone filler during gluing, the solar cell is turned over by securing support frames with guide holes on the pins of the removable bracket, and after the silicone filler has spread, the surface of the solar cell and the tires are mechanically cleaned by means of two counter-rotating rollers, then gelation of the SIEL silicone compound with a highly viscous consistency is carried out by low-temperature treatment of the solar cell, after which dry mechanical cleaning of the tires in the areas adjacent to the solar cell is carried out, then additional low-temperature treatment of the solar cell is performed for increasing the chemical resistance of the SIEL silicone compound, and after removing the solar cell from the support frame, a final cleaning of the surface of the solar cell and the tires is carried out using solvents, while magnetic clamping of flexible kovar plates is applied to the tires to fix the position of the tires and prevent their deformation.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом изготовления модуля солнечных элементов заключается в повышении производительности за счет уменьшения времени гелеобразования компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией, снижения трудоемкости выполнения наклейки солнечных элементов за счет устранения воздушных полостей по краю солнечного элемента.The technical result achieved by the proposed method for manufacturing a solar cell module consists of increasing productivity by reducing the gelation time of the SIEL compound with a highly viscous consistency, and reducing the labor intensity of gluing solar cells by eliminating air cavities along the edge of the solar cell.
Достигается вышеуказанный технический результат тем, что в предложенном способе изготовления модуля солнечных элементов фиксируют стеклянную пластину, солнечный элемент и защитную подложку на опорных рамках, в которых выполнены направляющие отверстия, обеспечивая при этом совмещение между собой стеклянной пластины, солнечного элемента и защитной подложки при последующей наклейке, наносят на тыльную сторону солнечных элементов слой промоутера адгезии, выполняют термообработку солнечных элементов, наносят силиконовый наполнитель СИЭЛ, выполняют наклейку на силиконовый наполнитель защитной стеклянной пластины и защитной подложки, при этом в качестве силиконового наполнителя используют смесь компонентов силиконового компаунда СИЭЛ марки 159-322 «А», взятых в соотношении: пасты 1 объемная часть, отвердителя 0,8÷1,2 объемных частей, после гелеобразования силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией удаляют излишки силиконового наполнителя посредством механической очистки, создают фиксированный прогиб солнечного элемента и выполняют термообработку, при этом в качестве промоутера адгезии на тыльную сторону солнечного элемента и внутреннюю сторону защитной подложки наносят капельным распылением первый адгезионный слой из эпоксидного клея ВК-9, затем наносят второй адгезионный слой из промоутера адгезии П-21, кроме того, для контроля растекания силиконового наполнителя при наклейке выполняют переворачивание солнечного элемента за счет закрепления опорных рамок с направляющими отверстиями на штифтах съемной скобы, а после растекания силиконового наполнителя выполняют механическую очистку поверхности солнечного элемента и шин посредством двух встречно вращающихся валиков, затем осуществляют гелеобразование силиконового компаунда СИЭЛ с высоковязкой консистенцией путем низкотемпературной обработки солнечного элемента, после которой выполняют сухую механическую очистку шин в областях, прилегающих к солнечному элементу, выполняют дополнительно низкотемпературную обработку солнечного элемента для увеличения химической стойкости силиконового компаунда СИЭЛ, а после снятия солнечного элемента с опорной рамки осуществляют финишную очистку поверхности солнечного элемента и шин с использованием растворителей, при этом для фиксации положения шин и предотвращения их деформации применяют магнитный прижим к шинам гибких коваровых пластин.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed method for manufacturing a solar cell module, a glass plate, a solar cell and a protective substrate are fixed on support frames in which guide holes are made, thereby ensuring the alignment of the glass plate, the solar cell and the protective substrate with each other during subsequent gluing, an adhesion promoter layer is applied to the back side of the solar cells, heat treatment of the solar cells is performed, a SIEL silicone filler is applied, gluing of the protective glass plate and the protective substrate onto the silicone filler is performed, wherein a mixture of components of the SIEL silicone compound of brand 159-322 "A" is used as the silicone filler, taken in the ratio: paste 1 volume part, hardener 0.8 ÷ 1.2 volume parts, after gelation of the SIEL silicone compound with a highly viscous consistency, excess silicone filler is removed by mechanical cleaning, create a fixed deflection of the solar cell and perform heat treatment, while as an adhesion promoter, the first adhesive layer of epoxy glue VK-9 is applied by drop spraying to the back side of the solar cell and the inner side of the protective substrate, then a second adhesive layer of adhesion promoter P-21 is applied, in addition, to control the spreading of the silicone filler during gluing, turn the solar cell over by fixing the support frames with guide holes on the pins of the removable bracket, and after the silicone filler has spread, mechanical cleaning of the surface of the solar cell and tires is performed by means of two counter-rotating rollers, then gelation of the SIEL silicone compound with a highly viscous consistency is carried out by low-temperature treatment of the solar cell, after which dry mechanical cleaning of the tires in the areas adjacent to the solar cell is performed, additional low-temperature treatment of the solar cell is performed to increase the chemical resistance of the silicone SIEL compound, and after removing the solar cell from the support frame, a final cleaning of the surface of the solar cell and the busbars is carried out using solvents, while magnetic clamping of flexible kovar plates to the busbars is used to fix the position of the busbars and prevent their deformation.
Для обоснования соответствия предлагаемого способа изготовления модуля солнечных элементов критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам и реестру изобретений. Отличительных признаков заявляемого решения, дающих в совокупности с известными признаками вышеуказанный технический результат в литературных источниках и реестре изобретений не обнаружено, поэтому, по мнению авторов, предлагаемый способ изготовления модуля солнечных элементов соответствует критерию «изобретательский уровень».To substantiate the compliance of the proposed method for manufacturing a solar cell module with the "inventive step" criterion, an analysis of known solutions was conducted using literature and the invention registry. No distinguishing features of the claimed solution that, when combined with known features, would yield the aforementioned technical result were found in the literature or the invention registry. Therefore, in the authors' opinion, the proposed method for manufacturing a solar cell module meets the "inventive step" criterion.
В качестве двухслойного адгезионного покрытия на тыльной стороне солнечного элемента и на внутренней стороне защитной подложки (стеклотекстолитовой платы) формируют адгезионные слои эпоксидного клея ВК-9 и промоутера адгезии П-21 (ТУ 1-535-28-1295-2012, производитель НИЦ «Курчатовский институт», г. Москва), оказывающие существенно меньшее деактивирующее воздействие на платиновый катализатор силиконового наполнителя СИЭЛ в сравнении с промоутером адгезии Пента П-12Э (ТУ38.303-04-06-90, производитель ООО «Пента-91»), при этом обеспечиваются вязкость и клейкость наполнителя необходимые для предотвращения воздушных полостей по краю солнечного элемента. Опорные рамки со склеиваемыми слоями фиксируют на направляющих штифтах съемной скобы, что позволяет при наклейке выполнять контроль растекания силиконового наполнителя путем переворачивания солнечного элемента без снятия опорной рамки с направляющих штифтов, а после растекания силиконового наполнителя выполнять сухую механическую очистку (протирку) поверхности от излишков неотвержденного наполнителя с двух сторон солнечного элемента и шин посредством встречно вращающихся валиков. Для ускорения гелеобразования силиконового компаунда применяют низкотемпературную обработку. При этом опорная рамка с солнечным элементом зафиксирована на съемной скобе и находится в подвешенном состоянии, что обеспечивает равномерный двухсторонний прогрев склеиваемых слоев. Излишки силиконового компаунда высоковязкой консистенции с поверхности шин в областях, прилегающих к краю солнечного элемента (в угловой конфигурации шины и солнечного элемента), труднодоступных для протирочной поверхности валика, удаляют посредством кисти с укороченным ворсом насухо. При этом на поверхности шин и солнечного элемента остается тонкая полимерная пленка СИЭЛ. Затем осуществляют дополнительно низкотемпературную обработку для повышения химической стойкости силиконового наполнителя СИЭЛ к воздействию растворителей и его частичного отверждения. При этом поверхностная пленка СИЭЛ остается легко удаляемой. Выполняют финишную очистку солнечного элемента и шин с использованием растворителей, защищая шины от деформации посредством магнитного прижима к шинам гибких коваровых пластин.As a two-layer adhesive coating on the back side of the solar cell and on the inner side of the protective substrate (fiberglass board), adhesive layers of VK-9 epoxy glue and P-21 adhesion promoter (TU 1-535-28-1295-2012, manufacturer National Research Center "Kurchatov Institute", Moscow) are formed. These layers have a significantly smaller deactivating effect on the platinum catalyst of the SIEL silicone filler in comparison with the Penta P-12E adhesion promoter (TU38.303-04-06-90, manufacturer Penta-91 LLC), while providing the viscosity and stickiness of the filler necessary to prevent air cavities along the edge of the solar cell. The support frames with the layers to be bonded are secured to the guide pins of a removable bracket. This allows for monitoring the silicone filler spread during bonding by inverting the solar cell without removing the support frame from the guide pins. After the silicone filler has spread, the surface can be mechanically cleaned (wiped) to remove excess uncured filler from both sides of the solar cell and busbars using counter-rotating rollers. Low-temperature treatment is used to accelerate the gelation of the silicone compound. The support frame with the solar cell is secured to a removable bracket and suspended, ensuring uniform heating of the layers to be bonded on both sides. Excess highly viscous silicone compound is removed from the busbar surface in areas adjacent to the edge of the solar cell (in an angular busbar and solar cell configuration), which are difficult to reach with the wiping roller. A thin polymer film of SIEL remains on the surface of the busbars and solar cell. Then, a low-temperature treatment is performed to increase the chemical resistance of the SIEL silicone filler to solvents and partially cure it. The surface SIEL film remains easily removable. A final cleaning of the solar cell and busbars is performed using solvents, protecting the busbars from deformation by magnetically pressing flexible Kovar plates to the busbars.
Пример конкретного выполнения предлагаемого способа изготовления модуля солнечных элементов иллюстрирован на фиг.1÷8.An example of a specific implementation of the proposed method for manufacturing a solar cell module is illustrated in Fig. 1÷8.
На фиг.1 представлен вид съемной скобы с направляющими штифтами. На фиг.2а, б представлены виды опорной рамки с солнечным элементом, зафиксированной на направляющих штифтах съемной скобы: а) - тыльной стороной; б) - лицевой стороной солнечного элемента вверх. На фиг.3а, б, в, г представлены виды лицевой стороны солнечного элемента и шин: а) - до; 6, в) - в процессе; г) - после механической очистки посредством вращающихся валиков. На фиг.4 представлен вид солнечных элементов в процессе термообработки на подвеске с применением съемной скобы. На фиг.5 представлен вид солнечного элемента в процессе очистки областей шин, прилегающих к краю солнечного элемента. На фиг.6 представлен вид солнечного элемента в процессе финишной очистки с применением растворителей. На фиг.7 представлен вид участка шины, прилегающего к солнечному элементу, после очистки. На фиг.8 представлен вид модуля солнечных элементов.Fig. 1 shows a view of a removable bracket with guide pins. Fig. 2a, b show views of the support frame with a solar cell fixed on the guide pins of the removable bracket: a) - back side; b) - with the front side of the solar cell facing up. Fig. 3a, b, c, d show views of the front side of the solar cell and busbars: a) - before; 6, c) - during; d) - after mechanical cleaning by means of rotating rollers. Fig. 4 shows a view of solar cells during heat treatment on a suspension using a removable bracket. Fig. 5 shows a view of a solar cell during cleaning of the areas of the busbars adjacent to the edge of the solar cell. Fig. 6 shows a view of a solar cell during final cleaning using solvents. Fig. 7 shows a view of a section of the busbar adjacent to the solar cell after cleaning. Fig. 8 shows a view of a solar cell module.
Для конкретного примера применения предлагаемого способа изготовления модуля солнечных элементов используют трехкаскадные фотопреобразователи с эпитаксиальной структурой GaInP/GaInAs/Ge, выращенной на германиевой подложке. Тыльный контакт солнечных элементов выполнен из последовательно напыленных слоев металлизации Cr/Au/Ag/Au. Выводные шины изготовлены из серебра толщиной ~ 16 мкм.A specific application example of the proposed solar module fabrication method utilizes three-stage photovoltaic converters with a GaInP/GaInAs/Ge epitaxial structure grown on a germanium substrate. The back contacts of the solar cells are made of sequentially deposited Cr/Au/Ag/Au metallization layers. The lead wires are made of silver with a thickness of ~16 µm.
Выполняют фиксацию защитной стеклянной пластины, солнечного элемента и стеклотекстолитовой платы на опорных рамках с направляющими отверстиями. На тыльной стороне солнечных элементов и внутренней стороне защитных подложек (стеклотекстолитовых плат толщиной 100 мкм) в качестве промоутера адгезии формируют капельным распылением первый адгезионный слой из эпоксидного клея ВК-9, после термообработки которого наносят второй адгезионный слой из промоутера адгезии П-21. Выполняют термообработку солнечных элементов при 100°С в течение ~30 мин. Покрытие эпоксидным клеем ВК-9 позволяет сохранить плоскостность защитных подложек при нанесении и термообработке адгезионного подслоя П-21, что необходимо для предотвращения прогибов защитной подложки и возникновения воздушных полостей по краю солнечного элемента при последующей наклейке. Предложенное адгезионное покрытие П-21 на основе кремнийорганических смол оказывает минимальное деактивирующее («отравляющее») воздействие на платиновый катализатор силиконового компаунда СИЭЛ и целесообразно при повышенных термовакуумных нагрузках.The protective glass plate, solar cell, and fiberglass board are secured to support frames with guide holes. A first adhesive layer of VK-9 epoxy adhesive is applied by droplet spraying to the back of the solar cells and the inner side of the protective substrates (100-µm-thick fiberglass boards) as an adhesion promoter. After heat treatment, a second adhesive layer of P-21 adhesion promoter is applied. The solar cells are heat-treated at 100°C for approximately 30 minutes. The VK-9 epoxy adhesive coating maintains the flatness of the protective substrates during application and heat treatment of the P-21 adhesive sublayer, which is necessary to prevent deflection of the protective substrate and the formation of air pockets along the edge of the solar cell during subsequent gluing. The proposed adhesive coating P-21 based on organosilicon resins has a minimal deactivating (“poisoning”) effect on the platinum catalyst of the SIEL silicone compound and is suitable for increased thermal vacuum loads.
Далее выполняют наклейку стеклянной пластины, солнечного элемента и стеклотекстолитовой платы на силиконовый наполнитель, в качестве которого смесь компонентов силиконового компаунда СИЭЛ марки 159-322 «А» (ТУ 2157-170-00209013-2016, производитель АО «ГНИИХТЕОС»), взятых в соотношении объемных частей: пасты - 1 часть, отвердителя - 1 часть. При этом склеиваемые слои совмещаются посредством направляющих отверстий опорных рамок, которые фиксируются на штифтах съемной скобы приспособления для наклейки (см. фиг.1, 2). В процессе растекания наполнителя на поверхности солнечных элементов и шин образуется слой излишков силиконового компаунда (см. фиг.3а). Излишки силиконового компаунда удаляют сухой механической протиркой посредством двух встречно вращающихся (со скоростью ~240 оборотов/мин) валиков, выполненных из поролона и обернутых в протирочный материал, в качестве которого используют безворсовые салфетки ТХ-609 (см. фиг.3б, в). Валики обеспечивают мягкое равномерное прижатие протирочного материала к поверхности солнечного элемента и шин, при этом после протирки остается тонкая полимерная пленка (см. фиг.3г) с измененным в результате контакта с протирочным материалом химического составом, легко удаляемая в последующем с помощью растворителей. Применение съемной скобы позволяет выполнить сухую очистку солнечных элементов с двух сторон, не снимая опорных рамок с направляющих штифтов, что исключает рассовмещение склеиваемых слоев с неотвержденным силиконовым наполнителем. Затем выполняют низкотемпературную обработку солнечных элементов при ~ 50°С в термошкафу. При этом для обеспечения равномерного прогрева с лицевой и тыльной сторон солнечные элементы находятся в подвешенном состоянии на опорных рамках, закрепленных на съемных скобах (см. фиг.4). Силиконовый компаунд СИЭЛ приобретает высоковязкую консистенцию за ~30 мин, что более производительно в сравнении с выдержкой при комнатной температуре.Next, the glass plate, solar cell, and fiberglass board are glued onto the silicone filler, which is a mixture of components of the SIEL silicone compound brand 159-322 "A" (TU 2157-170-00209013-2016, manufactured by JSC GNIIKHTEOS), taken in the following volumetric ratio: paste - 1 part, hardener - 1 part. In this case, the layers to be glued are aligned by means of guide holes in the support frames, which are fixed on the pins of the removable bracket of the gluing device (see Figs. 1, 2). As the filler spreads, a layer of excess silicone compound is formed on the surface of the solar cells and busbars (see Fig. 3a). Excess silicone compound is removed by dry mechanical wiping using two counter-rotating (at ~240 rpm) foam rollers wrapped in lint-free TX-609 wipes (see Fig. 3b, c). The rollers provide gentle, even pressure against the surface of the solar cell and busbars, leaving a thin polymer film (see Fig. 3d) with a chemical composition altered by contact with the wiping material. This film is easily removed later with solvents. A removable clamp allows dry cleaning of solar cells from both sides without removing the support frames from the guide pins, preventing misalignment of the bonded layers with uncured silicone filler. The solar cells are then subjected to low-temperature processing at ~50°C in a heating cabinet. To ensure uniform heating from both the front and back, the solar cells are suspended on support frames secured with removable brackets (see Fig. 4). The SIEL silicone compound acquires a highly viscous consistency in approximately 30 minutes, which is more efficient than maintaining it at room temperature.
Поверхность шин в областях, непосредственно прилегающих к солнечному элементу, протирают от остатков загустевшего силиконового компаунда посредством кисти с укороченным ворсом (см. фиг.5). Воздушные пустоты по периметру солнечного элемента при этом не возникают благодаря высокой клеящей способности, эластичности используемого состава компаунда СИЭЛ, минимизации «отравляющего» воздействия на платиновый катализатор наполнителя адгезионных слоев эпоксидного клея и промоутера адгезии П-21. Затем выполняют дополнительно низкотемпературную обработку солнечных элементов при ~ 50°С в течение 60 мин для повышения химической стойкости силиконового компаунда СИЭЛ к воздействию растворителей. При этом происходит отверждение силиконового наполнителя СИЭЛ. Снимают опорные рамки с направляющих штифтов съемной скобы. Отделяют солнечные элементы от опорных рамок и выполняют финишную доочистку поверхности от полимерной пленки с использованием растворителей (смеси ацетона и бензина), при этом для предотвращения деформации шин от воздействия протирочным материалом применяют к шинам магнитный прижим гибких коваровых пластин (см. фиг.6, 7).The surface of the busbars in areas directly adjacent to the solar cell is wiped clean of any remaining thickened silicone compound using a short-bristled brush (see Fig. 5). This prevents air pockets around the solar cell perimeter due to the high adhesive strength and elasticity of the SIEL compound used, as well as the minimized toxic effects of the epoxy adhesive filler and P-21 adhesion promoter on the platinum catalyst. The solar cells are then further low-temperature treated at ~50°C for 60 minutes to improve the chemical resistance of the SIEL silicone compound to solvents. This cures the SIEL silicone filler. The support frames are removed from the guide pins of the removable bracket. The solar cells are separated from the support frames and a final cleaning of the surface from the polymer film is carried out using solvents (a mixture of acetone and gasoline), while in order to prevent deformation of the tires from the impact of the cleaning material, magnetic clamping of flexible kovar plates is applied to the tires (see Fig. 6, 7).
Применение сочетания адгезионных слоев эпоксидного клея ВК-9 и П-21 позволяет сохранить плоскостность защитной стеклотекстолитовой подложки при наклейке и минимизировать деактивирующее воздействие каталитических «ядов» на платиновый катализатор силиконового наполнителя СИЭЛ; сухая механическая очистка встречно вращающимися валиками обеспечивает мягкое снятие излишков силиконового наполнителя с поверхности солнечного элемента и шин; применение съемной скобы позволяет без снятия опорных рамок с направляющих штифтов и рассовмещения склеиваемых слоев выполнять механическую протирку с двух сторон солнечного элемента и шин, кроме того, при низкотемпературных обработках обеспечивается равномерный прогрев солнечного элемента, находящегося в подвешенном состоянии на съемной скобе; финишная очистка солнечного элемента и шин от полимерной пленки осуществляется с применением растворителей при этом для фиксации положения шин и предотвращения их деформации применяют магнитный прижим гибкими коваровыми пластинами. Соединенные с помощью выводных шин солнечные элементы образую фотоэлектрический модуль (см. фиг.8). Используемый в качестве наполнителя компаунд СИЭЛ марки 159-322«А» не требует дегазации, обеспечивает прочное и эластичное клеевое соединение в процессе вакуумного термоциклического воздействия.The use of a combination of adhesive layers of VK-9 and P-21 epoxy adhesives helps maintain the flatness of the protective fiberglass substrate during gluing and minimizes the deactivating effect of catalytic "poisons" on the platinum catalyst of the SIEL silicone filler; dry mechanical cleaning with counter-rotating rollers ensures gentle removal of excess silicone filler from the surface of the solar cell and busbars; the use of a removable bracket allows mechanical wiping from both sides of the solar cell and busbars without removing the support frames from the guide pins and misaligning the layers being glued; in addition, low-temperature treatments ensure uniform heating of the solar cell, which is suspended on a removable bracket; final cleaning of the solar cell and busbars from the polymer film is carried out using solvents, while magnetic clamping with flexible kovar plates is used to fix the position of the busbars and prevent their deformation. Solar cells connected via busbars form a photovoltaic module (see Fig. 8). The SIEL compound grade 159-322A used as a filler does not require degassing and ensures a strong and flexible adhesive bond during vacuum thermal cycling.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2848424C1 true RU2848424C1 (en) | 2025-10-17 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2234172A1 (en) * | 2008-01-15 | 2010-09-29 | Affinity Co., Ltd. | Solar cell module and method for manufacturing the same |
| US20150000738A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Solar cell module and making method |
| RU2758203C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-10-26 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Solar element module manufacturing method |
| RU2760378C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-11-24 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Solar element module manufacturing method |
| RU2804057C1 (en) * | 2022-12-13 | 2023-09-26 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Method for manufacturing solar cell module |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2234172A1 (en) * | 2008-01-15 | 2010-09-29 | Affinity Co., Ltd. | Solar cell module and method for manufacturing the same |
| US20150000738A1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Solar cell module and making method |
| RU2758203C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-10-26 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Solar element module manufacturing method |
| RU2760378C1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-11-24 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Solar element module manufacturing method |
| RU2804057C1 (en) * | 2022-12-13 | 2023-09-26 | Акционерное общество "Сатурн" (АО "Сатурн") | Method for manufacturing solar cell module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101458143B1 (en) | Method for processing, in particular, thin rear sides of a wafer, wafer-carrier arrangement and method for producing said type of wafer-carrier arrangement | |
| CN101242951B (en) | Sheet glass laminate and method of manufacturing display device using the sheet glass laminate | |
| CN102947923B (en) | Manufacturing device and method | |
| KR101907010B1 (en) | Wafer processing laminate, wafer processing member, temporary bonding arrangement, and thin wafer manufacturing method | |
| EP2461419B1 (en) | Method for manufacturing dye-sensitized solar cell | |
| RU2848424C1 (en) | Method of solar cells module manufacturing | |
| EP2879808B1 (en) | Process for the manufacture of a multilayer silicone structure | |
| JP2022159549A (en) | Photovoltaic module, photovoltaic encapsulant and method for producing photovoltaic module | |
| US20130201635A1 (en) | Fluorinated silane coating compositions for thin wafer bonding and handling | |
| US20110155327A1 (en) | Adhesive Injection Device | |
| CN111912683A (en) | PDMS-based block transfer fixing method | |
| Pern et al. | Enhanced adhesion of EVA laminates to primed glass substrates subjected to damp heat exposure | |
| RU2760378C1 (en) | Solar element module manufacturing method | |
| JP6269527B2 (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
| RU2833325C2 (en) | Solar cell module manufacturing method | |
| JPH02269157A (en) | Adhesive silicone protective coating | |
| JP4185693B2 (en) | Manufacturing method of electrical device | |
| CN118299118A (en) | Embedded flexible electrode, preparation method thereof and method for electrically connecting gold electrode | |
| CN115180590B (en) | Wafer bonding method | |
| JP2016006819A (en) | Manufacturing method of solar cell module | |
| JP2014072301A (en) | Carrier for conveying substrate | |
| US20060066127A1 (en) | Method of manufacturing a panel assembly and panel assembly | |
| RU2021116370A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELL MODULE | |
| JP2904192B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| CN117253779A (en) | Back side glue brushing method of semiconductor wafer |