CN101922210B - 一种多功能光伏组件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能光伏组件,用以解决现有技术中光伏组件在满足隔热、隔音、或装饰等不同功能组合需求时,结构变化大造成的重量增加以及固定安装难度增加的问题。该光伏组件还包括至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层不同功能的夹胶材料位于所述背电极与背板玻璃之间。本发明还公开了一种多功能光伏组件的制作方法,如本发明提出的方案,光伏组件包括至少两层不同功能的夹胶材料,从而扩展了光伏组件的功能。由于只是在光伏组件中增加至少两层不同功能的夹胶材料,光伏组件的总重量不会发生很大的变化,因此不会增加光伏组件安装、使用的难度,并且能满足低能耗建筑和建筑美学的要求,同时也能满足客户对色彩的自行设计的要求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏建筑一体化技术领域,尤其涉及一种多功能光伏组件及其制作方法。
背景技术
光伏组件应用于光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaics,BIPV)中。图1为现有技术中光伏组件的组成结构示意图,光伏组件包括前板玻璃、光电转换薄膜、背电极、单层无色透明夹胶材料以及背板玻璃。光伏组件作为建筑材料,较多考虑的为发电和强度的需求。
但是光伏组件应用在建筑上只考虑发电和强度的需求还是远远不够的,对于低能耗建筑及建筑美学的要求还需要光伏组件必须具有隔热、隔音及装饰等功能。
为了使光伏组件满足隔热、隔音等功能,现有技术中采用将光伏组件封装在具有隔音层的玻璃夹层中,或者在电池板之间增加金属隔音网,或在太阳能电池板下填充PU发泡层或蜂巢层结构等改变光伏组件原有结构的实现方式。由于现有技术中的实现方式改变了光伏组件原有的结构,增加了光伏组件的重量,从而增加了光伏组件固定、安装难度,提高了安装成本。而对于光伏组件的装饰功能,多为使用光电转换膜本身颜色,装饰性较为单一。也有在背板玻璃使用胶版印刷或丝网印刷工艺印上各种彩釉。对于印制的彩釉,长期暴露于环境中由于色彩稳定性较差极易发生褪色甚至脱落,修补起来较为困难。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种多功能光伏组件及其制作方法,用以解决现有技术中光伏组件在满足隔热、隔音或装饰等不同功能及功能组合需求时,结构变化大造成的重量增加以及固定安装难度增加的问题。。
本发明实施例提供的一种多功能光伏组件,所述光伏组件包括前板玻璃、光电转换薄膜、背电极以及背板玻璃,所述多功能光伏组件还包括:
至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层夹胶材料位于所述背电极与背板玻璃之间其中,所述至少两层夹胶材料包括:
防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶,其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且所述防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结。
本发明实施例提供的一种多功能光伏组件的制作方法,包括:
在前板玻璃上沉积光电转换薄膜,并在光电转换薄膜上沉积背电极;
进行至少两层夹胶材料铺膜,及机械预压;
把前板玻璃,夹胶材料及背板玻璃进行合片、去边、层压及高压釜除气。
附图说明
本发明实施例提供了一种多功能光伏组件及其制作方法,该光伏组件中还包括至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层不同功能的夹胶材料位于所述背电极与背板玻璃之间,由于该光伏组件中包括至少两层不同功能的夹胶材料,从而扩展了光伏组件的功能,并且由于只是在光伏组件中增加至少两层不同功能的夹胶材料,光伏组件的总重量不会发生很大的变化,因此不会增加光伏组件安装、使用的难度。
图1为现有技术中光伏组件的组成结构示意图;
图2为本发明实施例提供的具有隔热功能的光伏组件的组成结构示意图;
图3为本发明实施例提供的多功能光伏组件在满足隔热功能需求时,其组成结构的一种示意图;
图4为本发明实施例提供的一种具备隔热功能的多功能光伏组件的组成结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种具有隔热功能的多功能光伏组件的结构;
图6为本发明实施例提供的具有隔音功能的多功能光伏组件的结构示意
图7为本发明实施例提供的满足隔音、隔热功能的光伏组件的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的具有内部装饰功能需求时,该多功能光伏组件的组成结构示意图;
图9为本发明实施例提供的多功能光伏组件在具有内部装饰功能和外部装饰功能时的组成结构示意图;
图10为本发明实施例提供的另一种满足内部装饰功能和外部装饰功能的光伏组件的组成结构示意图;
图11为本发明实施例提供的多功能光伏组件的制作过程。
具体实施方式
本发明实施例为了使光伏组件能够满足低能耗建筑和建筑美学的要求,提供了一种多功能光伏组件,该光伏组件中包括至少两层不同功能的,位于背电极以及背板玻璃之间的夹胶材料,通过该至少两层不同功能的夹胶材料满足不同功能组合的需求。并且该实现方式对光伏组件的结构改变较小,不会对光伏组件的其他性能造成影响,从而进一步扩大光伏组件的应用范围。
下面结合说明书附图,对本发明实施例进行详细说明。
本发明实施例提供的多功能光伏组件包括:前板玻璃、光电转换薄膜、背电极以及背板玻璃,并且该光伏组件还包括:
至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层不同功能的夹胶材料位于背电极和背板玻璃之间。
本发明实施例提供的多功能光伏组件中,在背电极以及背板玻璃之间包括至少两层不同功能的夹胶材料,因此可以根据不同的功能需求,采用对应功能的夹胶材料。在本发明实施例中该多功能光伏组件可以满足隔音、隔热以及颜色功能中的一种或几种功能的需求。
在本发明实施例中该夹胶材料可以包括:
聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。
图2为具有隔热功能的光伏组件的结构示意图,该满足隔热功能需求的光伏组件包含的至少两层不同功能的夹胶材料可以包括:防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶,其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且所述防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结。
本发明实施例中该光电转换薄膜可以包括:
硅基薄膜、硅锗薄膜、化合物薄膜,该化合物薄膜例如可以为CdTe薄膜、CIS薄膜、CIGS薄膜等。
在本发明实施例中背电极包括:
金属背电极或透明导电膜(TCO)背电极。
图3为本发明实施例提供的多功能光伏组件在满足隔热功能需求时,其组成结构的一种示意图。图3中该多功能光伏组件中还包括低辐射膜,该低辐射膜粘结在背板玻璃外侧。
该光伏组件的具体结构包括:在前板玻璃上沉积光电转换薄膜以及背电极,并且背电极与防紫外夹胶的一侧粘结,在防紫外夹胶的另一侧粘结有色透明或不透明夹胶的一侧,有色透明或不透明夹胶的另一侧与背板玻璃的一侧粘结,在背板玻璃的另一侧即背板玻璃的外侧粘结低辐射膜。
本发明实施例中当光伏组件实现隔热功能时,该光伏组件中包括防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶时,还可以包括:中层玻璃以及低辐射膜。其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且所述防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结,中层玻璃与所述有色半透明或不透明夹胶粘结,低辐射膜与所述背板玻璃的内侧粘结,在所述中层玻璃以及低辐射膜之间形成中空结构。
图4为本发明实施例提供的一种具备隔热功能的多功能光伏组件的具体组成结构示意图,在该图4中,该多功能光伏组件在包括防紫外夹胶、有色半透明或不透明夹胶时,还包括中层玻璃以及低辐射膜。光伏组件的具体结构包括; 在前板玻璃上沉积光电转换薄膜以及背电极,在背电极的另一侧粘结防紫外夹胶的一侧,防紫外夹胶的另一侧粘结有色半透明或不透明夹胶的一侧,在有色半透明或不透明夹胶另一侧粘结中层玻璃,低辐射膜与背板玻璃的内侧粘结,在中层玻璃与低辐射膜之间形成中空结构。
或者,在本发明实施例中当光伏组件实现隔热功能时,该光伏组件在包括防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶,还可以包括中层玻璃以及低辐射膜。其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结,中层玻璃的一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结,中层玻璃的另一侧与低辐射膜粘结,低辐射膜与背板玻璃之间形成中空结构。
在本发明实施中具有隔热功能的多功能光伏组件的结构也可以如图5所示,在该光伏组件中同样在包含防紫外夹胶、有色半透明或不透明夹胶时,还包括中层玻璃以及低辐射膜。该光伏组件的具体结构包括:前板玻璃、光电转换薄膜以及背电极粘结,在背电极的另一侧粘结防紫外夹胶的一侧,防紫外夹胶的另一侧粘结有色半透明或不透明夹胶的一侧,在有色半透明或不透明夹胶另一侧粘结中层玻璃的一侧,并在中层玻璃的另一侧粘结低辐射膜,在低辐射膜与背板玻璃之间形成中空结构。
上述多功能光伏组件的结构中,防紫外夹胶为透明夹胶,可以滤去光谱中99%的波长小于380nm的紫外线,从而提高光伏组件的防紫外线性能,减少室内陈设的老化。当该防紫外夹胶为防紫外PVB夹胶时,该防紫外PVB夹胶可以为 防紫外PVB夹胶。进一步当该光伏组件中包含低辐射膜时,例如该低辐射膜的辐射率可以为0.02~0.35的范围,可以进一步降低室内外温差造成的热辐射损失。
当光伏组件中采用中空结构时,可以进一步降低室内外温差造成的热传导和对流引起的热损失。有色半透明或不透明夹胶需满足光伏组件粘结密封性能的要求,并且隔热性能较无色透明夹胶强。较佳的,图3和图4所示的光伏组 件的结构可以应用在室外环境温度较低的场合,而图5所示的光伏组件的结构则应用在室外环境温度较高的场合。
本发明实施例提供的多功能光伏组件还可以满足隔音功能的需要。在多功能光伏组件满足隔音功能需要时,该多功能光伏组件中包含的至少两层不同功能的夹胶包括:隔音夹胶以及无色透明夹胶,其中隔音夹胶与所述背电极粘结,所述无色透明夹胶与所述隔音夹胶以及背板玻璃粘结。
图6为本发明实施例提供的具有隔音功能的多功能光伏组件的结构示意图,在该光伏组件的结构中包括隔音夹胶以及无色透明夹胶。该光伏组件的具体结构包括:前板玻璃、光电转换薄膜以及背电极粘结,隔音夹胶与背电极粘结,并且隔音夹胶与无色透明夹胶粘结,无色透明夹胶与背板玻璃粘结,从而构成隔音光伏组件的组成结构。
上述具有隔音功能的光伏组件的结构,可以明显降低高频段声音的声强,减噪率可以达到50%以上,因此该具有隔音功能的光伏组件可以应用在噪音较大的场合,例如机场、车站、高速公路隔音带等,或对环境安静系数要求比较高的场合,例如教育机构等应用。该光伏组件中采用的隔音夹胶为隔音PVB夹胶时,该隔音PVB夹胶可以为 隔音PVB夹胶或者也可以为 隔音PVB夹胶。
本发明实施提供的多功能光伏组件还可以同时满足两个或多个功能的需求。在本发明实施例中该多功能光伏组件可以同时满足隔热和隔音功能的需求,当该光伏组件同时满足隔热和隔音功能的需求时,该光伏组件中包括:防紫外夹胶、有色半透明或不透明夹胶、隔音夹胶以及低辐射膜,其中,防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结,隔音夹胶与有色半透明或不透明夹胶粘结,并粘结背板玻璃,低辐射膜粘结所述背板玻璃外侧。
图7为本发明实施例提供的该满足隔热、隔音功能的光伏组件的具体结构示意图,该光伏组件的具体结构包括:前板玻璃、光电转换薄膜以及背电极粘 结,背电极的另一侧粘结防紫外夹胶的一侧,该防紫外线夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶的一侧粘结,该有色半透明或不透明夹胶的另一侧与隔音夹胶的一侧粘结,该隔音夹胶的另一侧与背板玻璃粘结,该背板玻璃的外侧粘结低辐射膜。
为了使多功能光伏组件满足内部装饰功能和/或外部装饰功能的需求,在本发明实施例中该多功能光伏组件,可以包括一种或几种有色夹胶。当该多功能光伏组件满足内部装饰功能需求时,该多功能光伏组件中包括的至少两种功能不同的夹胶包括:半透明或不透明夹胶以及至少一层有色透明夹胶,其中该半透明或不透明夹胶与所述背电极粘结,至少一层有色透明夹胶顺序连接,并且该顺序连接的至少一层有色透明夹胶与所述半透明或不透明夹胶以及背板玻璃粘结。
图8为本发明实施例提供的该具有内部装饰功能需求时,该多功能光伏组件的组成结构示意图,在该多功能光伏组件中包括三层有色透明夹胶,当然在该多功能光伏组件中也可以包括一层或两层有色透明夹胶。当该多功能光伏组件包括三层有色透明夹胶时,该多功能光伏组件具体结构包括:光伏组件的前板玻璃、光电转换薄膜以及背电极粘结,半透明或不透明夹胶与背电极粘结,第一层有色透明夹胶与第二层有色透明夹胶以及第三层有色透明夹胶顺序粘结,并且第一层有色透明夹胶与半透明或不透明夹胶粘结,第三层有色透明夹胶与背板玻璃粘结。
在本发明实施例中还可以使光伏组件同时满足内部装饰功能和外部装饰功能的需求,在该多功能光伏组件同时满足内部装饰功能和外部装饰功能的需求时,该光伏组件为透光型光伏组件,即光电转换及背电极为透光型。在该多功能光伏组件中还包括不透明夹胶以及至少两层有色透明夹胶。其中不透明夹胶位于该至少两层有色透明夹胶之间。
图9为本发明实施例提供的多功能光伏组件在具有内部装饰功能和外部装饰功能时的组成结构示意图,该光伏组件的具体组成结构包括:前板玻璃、透 光光电转换薄膜以及透光背电极粘结,其中该透光背电极与第一层有色透明夹胶粘结,该有色透明夹胶与不透明夹胶粘结,该不透明夹胶还粘结第二层有色透明夹胶,该第二层有色透明夹胶与第三层有色透明夹胶粘结,并且第三层有色透明夹胶粘结背板玻璃。
上述多功能光伏组件中包含三层有色透明夹胶,在不透明夹胶与背板玻璃之间包括两层有色透明夹胶,当然该多功能光伏组件中也可以包括两层有色透明夹胶,此时,在透光背电极与不透明夹胶之间包括一层有色透明夹胶,并且在不透明夹胶与背板玻璃之间包括一层有色透明夹胶。
图10为本发明实施例提供的另一种满足内部装饰功能和外部装饰功能的光伏组件的组成结构示意图,该光伏组件的具体组成结构包括:前板玻璃、透光光电转换薄膜以及透光背电极粘结,其中该透光背电极与第一层有色透明夹胶粘结,该第一层有色透明夹胶与第二层有色透明夹胶粘结,并且该第二层有色透明夹胶与不透明夹胶粘结,该不透明夹胶还粘结第三层有色透明夹胶,并且第三层有色透明夹胶粘结背板玻璃。
上述多功能光伏组件中包含三层有色透明夹胶,在透光背电极与不透明夹胶之间包括两层有色透明夹胶,当然该多功能光伏组件中也可以包括两层有色透明夹胶,此时,在透光背电极与不透明夹胶之间包括一层有色透明夹胶,并且在不透明夹胶与背板玻璃之间包括一层有色透明夹胶。
在本发明实施例中该有色透明夹胶为有色透明PVB夹胶时,该有色透明PVB夹胶可以为具有PE夹层的 彩色夹胶,或者也可以为 彩色夹胶。由于彩色夹胶具有十多种标准色,因此通过至少一层或至少两层有色透明夹胶进行色彩组合,从而满足客户对色彩的自行设计。
图9和图10所示的多功能光伏组件的结构,可以使光伏组件具有两面色彩,并且当光伏组件中不透明夹胶的位置不同时,即当不透明夹胶与背板玻璃之间包括两层有色透明夹胶时,由于该两层有色透明夹胶的颜色可以任意选择,因此在光伏组件的内侧可以组合获得多种颜色。当该不透明夹胶与透光背 电极之间包括两层有色透明夹胶时,该光伏组件的外侧可以组合获得多种颜色。
并且在本发明实施例中为了进一步改变光伏组件的颜色,可以采用具有耐久色彩的镶嵌玻璃,或混色玻璃作为背板玻璃,从而增强光伏组件的内部装饰效果。
更换图8、图9和图10中的夹胶材料,将图8中的第一层或第二层有色透明夹胶替换为防紫外夹胶,则该光伏组件具有隔热和内部装饰功能,或者也可以将第一层或第二层有色透明夹胶替换为隔音夹胶。或将图8中的第一层有色透明夹胶替换为防紫外夹胶,以及将第二层有色透明夹胶替换为隔音夹胶,则该光伏组件具有隔热、隔音以及内部装饰功能。将图9中第一层或第二层有色透明夹胶替换为防紫外夹胶,则该光伏组件具有隔热和装饰功能;或将第一层或第二层有色透明夹胶替换为隔音夹胶,则该光伏组件具有隔音和装饰功能。或将图9中的第一层有色透明夹胶替换为防紫外夹胶,以及将第二层有色透明夹胶替换为隔音夹胶,则该光伏组件具有隔热、隔音以及装饰功能。图10第一层或第二层有色透明夹胶替换为隔热或隔音夹胶,或者将第一层有色透明夹胶替换为防紫外夹胶,将第二层有色透明夹胶替换为隔音夹胶等,从而获得具有装饰功能以及其他功能组合的光伏组件。
在本发明实施例中该至少两层不同功能的夹胶材料每层的厚度可以为0.38mm~0.74mm,并且该至少两层不同功能的夹胶材料在满足光伏组件不同功能的同时,还要具有光伏密封性以及粘结性能。
图11为本发明实施例提供的多功能光伏组件的制作过程,该过程包括以下步骤:
S1101:在前板玻璃上沉积光电转换薄膜,并在光电转换薄膜上沉积背电极。
S1102:进行至少两层不同功能的夹胶材料铺膜,及机械预压。
S1103:把前板玻璃、夹胶材料和背板玻璃进行合片、去边、层压及高压 釜除气。
在本发明实施例中该夹胶材料可以包括:
聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。
在本发明实施例中该光伏组件为了实现隔热功能,该光伏组件中至少两层不同功能的夹胶材料包括:防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶,其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且所述防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结。
并且,该光伏组件中还包括低辐射膜。
在光伏组件满足隔音功能需求时,该光伏组件中至少两层不同功能的夹胶包括:隔音夹胶以及无色透明夹胶,所述隔音夹胶与所述背电极粘结,所述无色透明夹胶与所述隔音夹胶以及背板玻璃粘结。
在光伏组件满足内部装饰功能需求时,该至少两层不同功能的夹胶包括:半透明或不透明夹胶以及至少一层有色透明夹胶,所述半透明或不透明夹胶与所述背电极粘结,所述至少一层有色透明夹胶顺序连接,并且该顺序连接的该至少一层有色透明夹胶与所述半透明或不透明夹胶以及背板玻璃粘结。
该光伏组件在同时满足内饰功能和外饰功能的需求时,该光伏组件为透光型光伏组件,即光电转换薄膜和背电极为透光型。所述至少两层不同功能的夹胶材料包括:不透明夹胶以及至少两层有色透明夹胶;所述不透明夹胶位于所述至少两层有色透明夹胶之间。
上述光伏组件在满足不同功能需求时,光伏组件的具体结构在这里就不一一赘述,与光伏组件具体结构部分相同,相信本领域技术人员可以根据本发明实施例的描述,确定光伏组件的具体结构。
本发明实施例提供了一种多功能光伏组件及其制作方法,该光伏组件中还包括至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层不同功能的夹胶材料位于所述背电极与背板玻璃之间,由于该光伏组件中包括至少两层不同功能的夹胶材料,从而扩展了光伏组件的功能,并且由于只是在光伏组件中增加至少两层 不同功能的夹胶材料,光伏组件的总重量不会发生很大的变化,因此不会增加光伏组件安装、使用的难度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种多功能光伏组件,所述光伏组件包括前板玻璃、光电转换薄膜、背电极以及背板玻璃,其特征在于,所述多功能光伏组件还包括:
至少两层不同功能的夹胶材料,其中该至少两层夹胶材料位于所述背电极与背板玻璃之间;
其中,所述至少两层夹胶材料包括:
防紫外夹胶和有色半透明或不透明夹胶,其中,所述防紫外夹胶的一侧与所述背电极粘结,并且所述防紫外夹胶的另一侧与有色半透明或不透明夹胶粘结。
2.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件中还包括:
低辐射膜,所述低辐射膜粘结在所述背板玻璃外侧。
3.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件中还包括:
中层玻璃以及低辐射膜;
其中所述中层玻璃与所述有色半透明或不透明夹胶粘结;
所述低辐射膜与所述背板玻璃的内侧粘结;并在所述中层玻璃以及低辐射膜之间形成中空结构。
4.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件中还包括:
中层玻璃以及低辐射膜;
所述中层玻璃的一侧与所述有色半透明或不透明夹胶粘结;
所述中层玻璃的另一侧与所述低辐射膜粘结;
所述低辐射膜与所述背板玻璃之间形成中空结构。
5.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述光伏组件中还包括:
隔音夹胶以及低辐射膜;
所述隔音夹胶与所述有色半透明或不透明夹胶粘结,并粘结所述背板玻璃;
所述低辐射膜粘结所述背板玻璃外侧。
6.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述至少两层夹胶材料包括:
隔音夹胶以及无色透明夹胶;
所述隔音夹胶与所述背电极粘结,所述无色透明夹胶与所述隔音夹胶以及背板玻璃粘结。
7.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,所述至少两层夹胶材料包括:
半透明或不透明夹胶以及至少一层有色透明夹胶;
所述半透明或不透明夹胶与所述背电极粘结,所述至少一层有色透明夹胶顺序连接,并且该顺序连接的该至少一层有色透明夹胶与所述半透明或不透明夹胶以及背板玻璃粘结。
8.如权利要求1所述的光伏组件,其特征在于,当所述光伏组件中所述光电转换薄膜为透光光电转换薄膜,所述背电极为透光背电极,所述至少两层夹胶材料包括:
不透明夹胶以及至少两层有色透明夹胶;
所述不透明夹胶位于所述至少两层有色透明夹胶之间。
9.一种制作多功能光伏组件的方法,其特征在于,所述方法包括:
在前板玻璃上沉积光电转换薄膜,并在光电转换薄膜上沉积背电极;
进行至少两层夹胶材料铺膜,及机械预压;
把前板玻璃、夹胶材料及背板玻璃进行合片、去边、层压及高压釜除气。
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