[发明专利]用于层压基本为板形的工件的压力机

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于在压力作用和热作用下层压基本为板形的工件的压力机，以及一种用于这种压力机的柔性隔膜。

背景技术

据此，这种压力机包括能够为打开和闭合压力机而彼此相对运动的下压力机半部和上压力机半部。下压力机半部和上压力机半部在闭合状态下借助于环绕的、一体式或多件式的密封部形成一真空腔，在所述真空腔内层压一个或多个工件。一柔性隔膜将所述真空腔划分成用于接纳至少一个工件的、能被抽真空的产品室和能被抽真空和/或能被加载压力的压力室。由于通过对所述产品室抽真空和/或通过对所述压力室加载压力而在所述真空腔中产生的压差，所述隔膜被压靠在所述工件上，因此所述隔膜将工件直接或间接地压抵到真空腔的下侧上，从而向工件施加层压所必需的外加负荷。通常，真空腔的下侧由加热板构成，从而在压制过程中将层压所必需的工艺热直接导入工件。当然也可以采用其它方式来引入工艺热。

这种类型的压力机优选用于层压光电模块。这种光电模块通常包括太阳能电池层，该太阳能电池层连同其电接触元件一起设置在玻璃板与耐环境变化的薄膜之间或者设置在两块玻璃板之间，并且利用一层或多层粘合剂层与玻璃板或薄膜层压在一起，从而以防潮并耐环境变化的方式封装在一可透光的分层复合体中。

现在为了层压一个工件或者同时层压多个工件——简单起见下面分别仅针对一个工件的情况进行说明，将工件放入真空腔的产品室内并闭合真空腔。接下来，通常首先给真空腔的压力室抽真空，以使隔膜被向上拉向上半腔。此后，通常在一段时间后产品室也被抽真空，控制真空腔的两个室的抽真空以使压力室与产品室之间始终存在压差，该压差将隔膜保持在上半腔内，并且避免隔膜提前与工件接触。

如果压力机腔的产品室被抽真空至一通常低于1mbar的目标压力，那么给该压力室通风从而使压力室与产品室之间的压差反转并且使隔膜压向工件。这样，通过控制压力室内的压力而设定一希望的隔膜压制压力，从而在工件上产生层压所必需的外加负荷。

通常以如下方式向工件提供层压所必需的工艺热：将真空腔的下侧设计成加热板，工件被隔膜压在该加热板上。这样，压力和工艺热共同用于软化和/或活化粘合剂层、必要时也用于其硬化和/或交联。

尽可能在明显加热工件之前就迅速地对真空腔的尤其是产品室抽真空，使得可能存在的残留空气(在各工件层之间的空气)或可能在加热时产生自工件的气体被抽出，然后才开始在粘合剂层中的粘合剂硬化和/或交联。因为在制成的层压工件中的气泡对其使用寿命有极为严重的不利影响或者在极端不利的情况下造成工件立即失效，因此制造时要避免气泡。

在现有技术的压力机中采用的柔性隔膜，通常由具有500％至600％的弹性或者说断裂伸长率的高弹性材料制成，具体来说在大多数情况下由硅树脂制成、而在少数应用情况下由天然橡胶制成。在主要的应用场合中、即在层压光电模块时，此前没有这种柔性隔膜的替代品。原因在于绝大多数光电模块包括含太阳能电池的太阳能电池层，这些太阳能电池由晶体的硅晶片制成并且材料厚度通常不大于0.1mm至0.2mm。因此该该层极易破裂。在多数情况下这种光电模块的结构又包括分层复合体，该分层复合体包括玻璃基质、第一EVA粘合膜、太阳能电池层、第二EVA粘合膜和背侧膜。由于晶体的太阳能电池极易破裂，所以在本领域中认为，为了压紧上述各层而在层压时采用的柔性隔膜必须由高弹性且肖式硬度小于50的柔软材料制成。此处，高弹性的特性之所以如此重要，主要是因为隔膜应当补偿所有在模块结构中存在的不平整度、尤其是在各硅太阳能电池与其线路之间存在的不平整度。

此外，必须为柔性隔膜使用高弹性材料的原因还在于，柔性隔膜必须被以机械方式预张紧以能够在任何情况下无褶皱地压在光电模块上。因为在层压过程中特别是前述类型的、即具有背侧膜的光电模块具有在层压过程中柔软的背侧，因此在压制过程中隔膜绝不会留下任何的褶皱、凹痕或者压痕。然而，为了能够使预张紧的隔膜实施一垂直于其表面的、层压过程所必须的运动、从而压靠在光电模块上，该隔膜必须具有高弹性特性。

由于柔性隔膜具有气密地将真空腔划分成压力室和产品室的功能，所以对柔性隔膜提出了另外的要求：该隔膜的材料必须是气密的。此外，由于层压过程的传热，该材料的温度耐受性必须高达约180℃至200℃。最后还必须对光电模块所用的薄膜和粘合材料具有一定的化学耐受性。