CN101192630B - 太阳能电池天窗及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池天窗，包括天窗玻璃和至少一个太阳能电池，所述天窗玻璃具有外凸的弧形外表面和内凹的内表面，所述内表面上具有至少一个平面，至少一个太阳能电池连接在该至少一个平面上。由于天窗玻璃的外表面可以与汽车车顶具有相同的弧度，因此更加美观。由于天窗玻璃的内表面具有与太阳能电池形状一致的平面，因此在将弧形的天窗玻璃与平的太阳能电池层压在一起时，太阳能电池不会由于变形而破碎或者相对于天窗玻璃移位。本发明还提供一种上述太阳能电池天窗的制造方法。

Description

太阳能电池天窗及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池天窗及其制造方法。
背景技术
CN 2646870 Y公开了一种太阳能电池天窗，其中天窗玻璃、太阳能电池和保护膜顺序叠置，外部的太阳光穿过天窗玻璃照射到太阳能电池上，转换为电能输出。太阳能电池可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅太阳能电池。该太阳能电池天窗可以是平板形状或者弧形形状。在天窗玻璃和太阳能电池之间以及在太阳能电池和保护膜之间可以使用粘结层连接。
在CN 2646870 Y中并没有公开太阳能电池天窗的更具体的结构和制造方法。
CN 1794472 A公开了一种太阳能电池天窗及其制造方法。太阳能电池天窗包括天窗玻璃、太阳能电池、背封材料层(保护膜)、粘结层、引出电极、电极覆盖层和封边材料，其中天窗玻璃为衬底，其上承托与天窗玻璃弧面互补的太阳能电池。天窗玻璃和太阳能电池通过一种模块化设计的弧面层压设备层压为一体化的弧面结构。
在CN 1794472 A中，在通过弧面层压设备层压天窗玻璃和太阳能电池的过程中，由于太阳能电池可能会由于变形而破碎，并且在层压过程中产生的冲击力还容易导致太阳能电池相对于天窗玻璃发生移位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够防止太阳能电池在弧形层压过程中破碎和相对于天窗玻璃移位的太阳能电池天窗及其制造方法。
根据本发明的一个方面，提供一种太阳能电池天窗，该天窗包括天窗玻璃和至少一个太阳能电池，所述天窗玻璃具有外凸的弧形外表面和内凹的内表面，所述内表面上具有至少一个平面，至少一个太阳能电池连接在该至少一个平面上。
根据本发明的另一个方面，提供一种太阳能电池天窗的制造方法，该方法包括在天窗玻璃的内表面固定连接至少一个太阳能电池，所述天窗玻璃具有外凸的外表面和内凹的内表面，所述外表面为弧形表面，所述内表面上具有连接所述至少一个太阳能电池的至少一个平面。
在本发明的太阳能电池天窗中，由于天窗玻璃的外表面可以与汽车车顶具有相同的弧度，因此更加美观。由于天窗玻璃的内表面具有与太阳能电池形状一致的平面，因此在将弧形的天窗玻璃与平的太阳能电池层压在一起时，太阳能电池不会由于变形而破碎或者相对于天窗玻璃移位。
附图说明
图1是一种现有的平板状太阳能电池天窗的示意图；
图2是一种现有的弧形太阳能电池天窗的示意图；
图3是本发明的一种太阳能电池天窗的示意图；
图4是制造图3中太阳能电池天窗中的预压物的示意图；
图5是制造图3中太阳能电池天窗的示意图；
图6是图3中太阳能电池天窗中的天窗玻璃的透视图；
图7是图6中的AA截面图；
图8是图6中的BB截面图；
图9是制造图3中太阳能电池天窗使用的凸模的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1和图2是现有技术中两种太阳能电池天窗的示意图。
图1中的太阳能电池天窗为平板结构。由于汽车车顶通常为弧形结构，因此将这种太阳能电池天窗安装在汽车上，将使得汽车的车顶不够平滑，从而不美观。
图2中的太阳能电池天窗为弧形结构。将这种太阳能电池天窗安装到一般的汽车上，能够克服平板式太阳能电池天窗的上述不足。但是，在这种弧形太阳能电池天窗中，由于太阳能电池31通常为易碎的单晶硅、多晶硅或非晶硅电池片，在将这些电池片与弧形的天窗玻璃1层压在一起时，容易导致电池片破碎。当使用多个电池片串连或者并联成电池组时，还会导致电池片相对于天窗玻璃以及电池片之间发生移位，从而影响太阳能电池天窗的产品质量。
为了解决上述问题，本发明提出了一种太阳能电池天窗。如图3所示，该天窗包括天窗玻璃1和至少一个太阳能电池31，所述天窗玻璃1具有外凸的外表面和内凹的内表面，所述外表面为弧形表面，所述内表面上具有连接所述至少一个太阳能电池31的至少一个平面11。太阳能电池天窗整体上为弧形结构，因此在安装到汽车上时能够与车顶保持一致，更加美观。并且，由于天窗玻璃1的内表面具有与太阳能电池31对应的平面，因此在将天窗玻璃1与太阳能电池31层压在一起时不会导致太阳能电池31破碎，也不会导致太阳能电池31相对于天窗玻璃1移位，从而显著提高了产品的合格率以及产品的质量。
太阳能电池天窗中可以使用单个的太阳能电池31，也可以使用彼此串连或者并联的多个太阳能电池31，这些太阳能电池31构成一个太阳能电池组3。在使用一个太阳能电池1时，天窗玻璃1的内表面可以具有与该一个太阳能电池1形状对应一致的平面11，而其它部分则仍然可以形成为弧形内表面。在使用太阳能电池组3时，天窗玻璃1的内表面可以具有多个平面11，其中一个平面11可以对应一个太阳能电池31，也可以对应多个太阳能电池31。优选地，所述一个平面11对应一个太阳能电池31，即一个平面11的大小和形状与一个太阳能电池31的大小和形状相匹配。例如，平面11的形状可以与太阳能电池31的形状相同，而平面11的大小可以与太阳能电池31的大小相同或者稍微大于太阳能电池31的大小，这是为了在将天窗玻璃1与太阳能电池31层压在一起时能够准确地将太阳能电池3 1定位平面11上。
在天窗玻璃1的内表面具有多个平面11时，所述多个平面11可以彼此连接，相邻两个平面11之间的夹角可以大于90度且小于180度，优选大于150度且小于180度。如果夹角太小，则会影响太阳能电池天窗内表面的美观，与汽车车顶内部不协调。
太阳能电池天窗优选包括背封材料层4，所述太阳能电池31被叠压在天窗玻璃1与背封材料层4之间。所述背封材料层4优选具有防腐、防潮、能有效保护太阳能电池31的特性。背封材料层4通常使用聚氟乙烯复合膜或者具有类似功能的材料。
为了增加太阳能电池31与天窗玻璃1以及背封材料层4之间的连接强度，优选使用粘结剂将太阳能电池粘结在天窗玻璃1与背封材料层4之间。通常，所述粘结剂构成位于所述平面11或天窗玻璃1与太阳能电池31之间的第一粘结层21和/或位于太阳能电池31与背封材料层4之间的第二粘结层22。所述粘结层21和22的材料优选具有较好的透光性和耐候性，如抗紫外线、膨胀系数与太阳能电池接近等，一般常用的有EVA、PVB等。
如上所述，为了使安装在汽车上的太阳能电池天窗美观，所述天窗玻璃1的外表面优选与车顶的外表面弧度一致。
下面，参照图4至图9对本发明的太阳能电池天窗的制造方法进行详细描述。
一种太阳能电池天窗的制造方法，包括在天窗玻璃1的内表面固定连接至少一个太阳能电池3，所述天窗玻璃1具有外凸的外表面和内凹的内表面，所述外表面为弧形表面，所述内表面上具有连接所述至少一个太阳能电池31的至少一个平面11。该太阳能电池天窗可以具有上述的一种或者多种或者全部特征。
在制造上述太阳能电池天窗时，优选使用下面的方法：
首先将第一粘结层21、太阳能电池31和第二粘结层22按顺序叠放，并放置到平板层压机中进行平板层压，制得预压物30；然后将天窗玻璃1、所述预压物30和背封材料层4按顺序叠放，并放置到弧形层压机中进行弧形层压，制得所述太阳能电池天窗。下面对该方法进行详细说明。
如图4所示，将第一粘结层21、太阳能电池3 1和第二粘结层22按顺序叠放，并放置到平板层压机中进行平板层压，制得预压物30。在平板层压机中进行平板层压是本领域熟知的技术，例如可以简单地通过平板状的上模和下模就可以实现，因此本发明再次不再赘述。
然后，如图5所示，将天窗玻璃1、在图4中制得的所述预压物30以及背封材料层4按顺序叠放，并放置到弧形层压机中进行弧形层压，制得所述太阳能电池天窗。其中，所述弧形层压机包括凹模51和凸模52，所述凹模5 1的凹面与所述天窗玻璃1的外表面形状一致，所述凸模52的凸面与所述天窗玻璃1的内表面形状一致。
所述凹模51和凸模52的材料优选使用导热性能良好的材料，例如铜或铝。由此，可以在层压过程中方便地将热量传递给第一和第二粘结层21和22。
为了进一步防止太阳能电池31在层压过程中破碎，所述凸模52的凸面上可以包覆一层橡胶材料层，或者所述凸模52也可以直接由橡胶材料制得。
所述天窗玻璃1可以通过模压制得，或者也可以通过直接成形制得。这对于玻璃加工制造领域来说是熟知的技术，因此不再赘述。
在图4所示的平板层压过程中，所述平板层压的温度优选低于第一粘结层21和第二粘结层22的材料硫化温度。否则，如果所述平板层压的温度高于第一粘结层21和第二粘结层22的材料硫化温度，则该粘结层的材料将会交联，从而在后续的操作中，即在第二次层压(弧形层压)时就不能够粘结到天窗玻璃上。
在图5所示的弧形层压过程中，所述弧形层压的温度等于或者高于第一粘结层21和第二粘结层22的材料硫化温度。如果所述弧形层压的温度低于第一粘结层21和第二粘结层22的材料硫化温度，则该粘结层的材料不能交联，从而至少不能高强度地粘结到天窗玻璃上。
图6是本发明太阳能电池天窗中的天窗玻璃1的透视图，图7是图6的AA剖视图，图8是图6的BB剖视图。通过图7和图8可以清楚地看出，该天窗玻璃1的内表面具有多个平面，平面的四边分别由线段1A、1B、1C和1D以及1E、1F、1G、1H、1I、1J和1K，这些线段一共构成了4×7＝28个平面。平面的数量可以根据太阳能电池31的数量或者其它需要来确定。每个平面的大小可以等于或者稍大于每个太阳能电池31的大小。例如，所述每个太阳能电池31的大小为100×100mm，则每个平面的大小可以是101×101mm。
图9是上述凸模52的示意图。从图中可以清楚地看出，该凸模的外表面具有与天窗玻璃1的内表面对应一致的形状，从而在通过层压形成本发明的太阳能电池天窗时，太阳能电池31始终通过两侧的平面进行层压，从而不会导致太阳能电池31由于变形而破碎或者移位。

Claims (17)

1.一种太阳能电池天窗，该天窗包括天窗玻璃(1)和至少一个太阳能电池(31)，其特征在于，所述天窗玻璃(1)具有外凸的弧形外表面和内凹的内表面，所述内表面上具有至少一个平面(11)，至少一个太阳能电池(31)固定连接在该至少一个平面(11)上。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池天窗，其中，所述太阳能电池(31)为彼此串连或者并联的多个太阳能电池(31)，所述多个太阳能电池(31)构成一个太阳能电池组(3)，固定连接在至少一个平面(11)上。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池天窗，其中，所述平面(11)为多个，该多个平面(11)组成内凹的内表面，每个平面(11)上连接有一个太阳能电池(31)，该平面(11)的大小与该太阳能电池(31)的大小相匹配。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池天窗，其中，所述多个平面(11)彼此连接，相邻两个平面(11)之间的夹角大于90度且小于180度。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能电池天窗，其中，该天窗还包括位于所述平面(11)与所述太阳能电池(31)之间的第一粘结层(21)。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池天窗，其中，该天窗还包括背封材料层(4)，所述太阳能电池(31)被叠压在所述平面(11)与背封材料层(4)之间。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池天窗，该天窗还包括位于太阳能电池(31)与背封材料层(4)之间的第二粘结层(22)。
8.一种太阳能电池天窗的制造方法，该方法包括在天窗玻璃(1)的内表面固定连接至少一个太阳能电池(3)，其特征在于，所述天窗玻璃(1)具有外凸的弧形外表面和内凹的内表面，所述内表面具有至少一个平面(11)，将至少一个太阳能电池(3)固定连接在该至少一个平面(11)上。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述太阳能电池(31)为彼此串连或者并联的多个太阳能电池(31)，所述多个太阳能电池(31)构成一个太阳能电池组(3)，固定连接在所述至少一个平面(11)上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述平面(11)为多个，该多个平面(11)组成所述内凹的内表面，每个平面(11)上连接一个太阳能电池(31)，该平面(11)的大小与该太阳能电池(31)的大小相匹配。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个平面(11)彼此连接，相邻两个平面(11)之间的夹角大于90度且小于180度。
12.根据权利要求8-11中的任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在所述平面(11)与所述太阳能电池(31)之间设置第一粘结层(21)，将太阳能电池(31)通过第一粘结层(21)粘结在平面(11)上。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述天窗还包括背封材料层(4)，该方法还包括将所述太阳能电池(31)叠压在天窗玻璃(1)与背封材料层(4)之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，该方法还包括在太阳能电池(31)与背封材料层(4)之间设置第二粘结层(22)，背封材料层(4)通过第二粘结层(22)粘结在太阳能电池(31)上。
15.根据权利要求9或14所述的方法，其中，该方法包括如下步骤：
(1)将第一粘结层(21)、多个太阳能电池(31)和第二粘结层(22)按顺序叠放，并放置到平板层压机中进行平板层压，制得预压物(30)；以及
(2)将天窗玻璃(1)、所述预压物(30)和背封材料层(4)按顺序叠放，使多个太阳能电池(31)和天窗玻璃(1)上的多个平面(11)的位置对应，并放置到弧形层压机中进行弧形层压，制得所述太阳能电池天窗。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述弧形层压机包括凹模(51)和凸模(52)，所述凹模(51)的凹面与所述天窗玻璃(1)的外表面形状一致，所述凸模(52)的凸面与所述天窗玻璃(1)的内表面形状一致。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述凸模(52)的凸面上包覆有橡胶材料层或者所述凸模(52)的材料为橡胶。
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