摘要：太阳能电池层压板与铝合金边框分别采用胶粘剂和胶条进行粘接时，整个组件所具有的力学性能是不同的，利用有限元软件ANSYS，对其进行有限元分析。结果表明：不同粘接方式对太阳能电池层压板与铝合金边框胶接接头应力大小及组件的变形具有明显影响。其中胶层的弹性模量对太阳能层压板和铝合金边框之间应力的影响较大。在选择太阳能电池层压板与铝合金的连接方式时，了解这种应力与变形规律，对保证组件在风、积雪和覆冰的复杂气候条件下，能够长期正常工作具有一定的指导作用。

关键词：粘接；太阳能电池层压板；铝合金边框；有限元

       组件承受飓风、积雪和覆冰是一个最基本的性能要求。为了保证晶体硅光伏组件在规定的气候条件下长期使用，IEC61215和国家标准GB/T9535中规定组件要通过一系列试验要求，其中有一项机械载荷试验，该试验规定组件经受风、雪或覆冰等静态载荷的能力。在试验中，组件要承受5400Pa的静态载荷，组件强度满足工作需要。因太阳能电池层压板与铝合金边框连接处属于薄弱点，对其连接接头力学性能的分析具有必要性。

       粘接具有高的连接强度、应力分布更均匀、密封性能持久可靠、对不同材质实现高强度连接等优点，太阳能电池层压板与铝合金边框采用胶粘剂粘接也被众多的组件厂家采用。随着组件单班产量的增大，胶粘剂组装工艺也暴露出固化时间偏长，残胶需要清理的弱点。为了提高组件的装配效率，较少清理环节，有些组件厂采用压装胶条装配太阳能电池层压板和铝合金边框，其最大的优点是装配简便快捷，不需要清洗；但其最大的问题是胶条与铝合金边框、玻璃和背板材料的粘接强度不高。胶条与铝合金、玻璃和背板的粘接剪切强度最高不超过0.5MPa；而胶粘剂与上述三种材料的粘接剪切强度在2.2MPa以上。

       本文对太阳能电池板与铝合金边框分别采用胶粘剂和胶条时的连接性能进行有限元分析。IEC61215和国家标准GB/T9535中规定晶体硅光伏组件要求能承受5400Pa的静态载荷，我们利用有限元软件ANSYS，通过对晶体硅光伏组件在此载荷下产生的最大位移及胶层应力的比较，得出不同连接方式对太阳能电池层压板与铝合金边框连接性能的影响，为太阳能电池组件选择材料和工艺提供参考依据。

       1 建立有限元模型

       1.1 实体模型

       由于太阳能电池板与铝合金边框连接处属于薄弱点，因而建模时主要考虑次连接部位，太阳能电池层压板与铝合金边框连接模型的重要尺寸如图1所示。采用胶粘剂连接时，先将胶粘剂涂于凹槽，然后插入太阳能电池层压板进行装配胶接；采用胶条连接时，先将宽为18mm、厚为0.5mm的胶条包裹粘住太阳能电池层压板，然后插入凹槽进行装配。