CN102664201B - 一种玻充中空太阳能电池薄膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玻充中空太阳能电池薄膜组件，包括前板电池片，支撑结构，背板.其特征在于，所述薄膜组件包括：第一支撑结构和封装结构，其配置于所述前板电池片和背板的边缘；第二支撑结构，其配置于所述前板电池片和背板之间的中空部分；在前板电池片和背板之间的中空部分充入惰性气体。本发明有效的解决了现有太阳能电池薄膜中空组件安全系数低，破碎后危害大的问题，还解决了现有中空太阳能电池薄膜组件的机械载荷强度不够的问题以及现有中空太阳能电池薄膜组件阻隔水汽性能不佳的问题。

Description

一种玻充中空太阳能电池薄膜组件

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池薄膜组件，更具体地，涉及一种结合太阳能电池封装技术，建筑中使用的中空玻璃技术和汽车防爆玻璃技术的太阳能电池薄膜组件。

背景技术

太阳能电池薄膜组件工作寿命的长短和封装材料，封装工艺有很大的关系。如果电池片不封装或封装效果不佳的话，很容易导致太阳能电池组件的光电转化效率下降。所以，太阳能电池薄膜组件必须进行有效封装以保证其能够长时间的使用。

现有的太阳能电池薄膜组件主要封装方式有用EVA/PVB等封装材料将电池板与背板玻璃或Backsheet背膜(主要是PET、ETFE等组成的复合封装膜)相互粘接等封装技术方案。其次，现有的中空太阳能电池薄膜组件多采用“三玻结构”，即先将薄膜电池与背板玻璃用EVA或PVB等封装材料，通过层压工艺封装成普通太阳能电池薄膜组件，然后再采用中空玻璃的生产方式将其制造成太阳能电池中空组件。上述现有的太阳能电池中空组件的技术方案的主要优点是技术成熟，工艺相对简单，生产技术风险相对较小。但其也存在较多缺点，首先自身重量较大，背板钢化玻璃无保护，一旦发生背板钢化玻璃自爆或受外力导致的爆裂，影响人身财产安全；其次，现有的部分双玻中空太阳能电池薄膜组件的机械载荷强度不够，当较大面积的中空太阳能电池薄膜组件受到外力挤压时(雪压、强风，冰雹等)，前板电池片容易破裂，影响人身财产安全；再次，现有的中空太阳能电池薄膜组件没有良好的阻隔水汽的性能，容易造成电池性能下降，使用寿命减短.

发明内容

为了解决现有太阳能电池薄膜组件安全系数低，破碎后危害大，以及现有中空太阳能电池薄膜组件的机械载荷强度不够的技术问题，还有现有中空太阳能电池薄膜组件阻隔水汽性能不佳的技术问题，本发明提供了一种玻充中空太阳能电池薄膜组件，包括前板电池片，支撑结构，背板，其特征在于，所述薄膜组件包括：

第一支撑结构和封装结构，其配置于所述前板电池片和背板的边缘；

第二支撑结构，其配置于所述的前板电池片和背板之间的中空部分；

在所述的前板电池片和背板之间的中空部分充入惰性气体。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中的所述封装结构所使用的材料是丁基热熔胶。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中制作所述支撑结构的材料是结构硅胶。

根据本发明的一个优选实施例，玻中空太阳能电池薄膜组件中所述前板电池片和所述背板的形状是任意的相同的几何图形。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述前板电池片和所述背板是正方形或长方形。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述前板电池片包括透明平板结构和电池沉积薄膜。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述背板采用透明平板结构。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中在所述的前板电池片和所述背板的边缘内侧配置所述的封装结构，外侧配置所述的第一支撑结构。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述第二支撑结构的位置可以根据所述太阳能电池薄膜组件的尺寸进行调整。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述第二支撑结构的组成部分的宽度可以根据所述太阳能电池薄膜组件的尺寸进行调整。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中所述第二支撑结构的形状是“井”字形。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中在所述的前板电池片和背板之间充入一种或多种的惰性气体。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中在所述前板电池片的所述透明平板结构的上表面或下表面粘贴防爆膜。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中在所述背板的上表面或下表面粘贴防爆膜。

根据本发明的一个优选实施例，玻充中空太阳能电池薄膜组件中在粘贴所述防爆膜时使用特殊粘接胶。

本发明有效的完善了现有技术，放弃了传统的封装制作方式，进而采用了薄膜电池/防爆膜/惰性气体/结构硅胶/背板玻璃的结构。本发明采用了最新的太阳能电池封装技术方案并借鉴了建筑用中空玻璃的技术方案和汽车防爆玻璃的技术方案，使三者有效结合起来，发挥三种技术的优势，大大提高了中空太阳能电池薄膜组件的可靠性，实用性和安全性。首先，采用了太阳能电池Butyl Edge-sealing的封装技术。即在中空太阳能电池薄膜组件边缘采用了丁基热熔胶和结构硅胶密封的方式。丁基热熔胶主要作用是密封，但其硬度校小，结构硅胶是结构胶，粘接强度较强，可以保护丁基热熔胶，故丁基热熔胶在内，结构硅胶在外。丁基热熔胶具有良好的阻隔水汽的性能，利用此性能可以极大提高组件的阻水性，增强组件抵抗恶劣环境的能力，提高可靠性，延长中空太阳能电池薄膜组件的使用寿命。其次，采用了中空玻璃技术，其中空玻璃是由两层或多层平板玻璃构成。四周用高强高气密性复合粘结剂，将两片或多片玻璃与密封条、玻璃条粘接、密封。中间充入干燥惰性气体，使其具有良好的隔热、隔音效果。最后，采用了玻璃防爆膜技术，在玻璃表面粘贴防爆膜，除了具有防爆功能外，还具有隔热作用。优质的防爆膜是用特殊的聚酯膜作基材，防爆膜本身就具有很强的韧性，并配合粘接胶，遇到意外时，玻璃破裂后被薄膜粘牢而不会飞溅伤人。

本发明所涉及的太阳能电池薄膜组件可以适应不同安装环境，有效的解决现有太阳能电池薄膜中空组件安全系数低，破碎后危害大的问题，以及现有中空太阳能电池薄膜组件的机械载荷强度不够的问题，还有现有中空太阳能电池薄膜组件阻隔水汽性能不佳的问题，并在保证组件可靠性，实用性，安全性的情况下，降低组件成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所述的中空太阳能电池薄膜组件的截面图。

图2为本发明所述的中空太阳能电池薄膜组件的俯视图。

其中，附图中的相应附图标记指代的含义如下：

1.前板电池

2.结构硅胶

3.背板

4.防爆膜

5.丁基热熔胶

具体实施方式

下面结合附图1-2对本发明的实施方式做进一步详细描述。

图1是所述的中空太阳能电池薄膜组件的截面图。如图1所示，丁基热熔胶5主要作用是密封，但其硬度较小，结构硅胶2是结构胶，粘接强度较强，可以保护丁基热熔胶5，故丁基热熔胶5在内，结构硅胶2在外。该密封方式具有良好的隔热、隔音效果。该方式可以有效防止水汽进入，但制作成中空太阳能电池薄膜组件后，由于所述中空太阳能电池薄膜组件的前板电池片1厚度一般较薄，且前板电池片1主要采用浮法玻璃，机械强度较钢化玻璃差，当较大面积组件受到外力时(雪压、强风等)，浮法玻璃容易破裂。如图2所示，为提高其机械载荷强度，在上述中空薄膜组件中前板电池片1与背板3之间增加结构硅胶2，优选地，背板3为钢化玻璃；更加优选地，所述结构硅胶2的位置宽度可以根据组件的大小尺寸进行调整，该结构硅胶2可以有效提高组件抗压能力，提中空太阳能电池薄膜组件的安全性、可靠性。

具体地，如图1所示，在前板电池片1所沉积薄膜上贴一测层防爆膜，优选地，所述防爆膜4一面有粘性，使用特殊粘接胶实现，所述防爆膜的主要作用为：1.保护所沉积薄膜，防止在加工过程中划伤。2.在户外长期使用中由于胶体老化等造成水汽进入，容易造成电池性能下降，该防爆膜4能够有效阻隔水汽，延长电池寿命。3.该防爆膜4也可以有效防止由于前板电池片1破裂，玻璃碎片对人的危害。

如图1所示，普通中空组件钢化背板3在自爆、外界撞击等情况下发生破裂，破裂所产生的玻璃碎渣危害极大。在钢化背板玻璃3背面粘贴防爆膜4，可以有效解决应背板钢化玻璃3破碎产生的危害。

优选地，所述封装结构的制作材料不仅可以是丁基热熔胶，其它合适的热熔胶也都可以。丁基热熔胶在常温下为固体，加热至120-140℃后，会软化变为有一定流动程度且有一定粘性的胶体。在实际应用中，在选择合适的热熔胶时，其首先要考虑的标准是热熔胶的性能，即热熔胶的水汽阻隔性能，与电池前板背板材料的粘接性能，抗紫外性能；其二，要考虑的是被接着物表面的处理，只有被接着物表面的灰尘、油污做适当的处理，才能使热熔胶更好地发挥粘合作用；其三，要考虑所述热熔胶的作业时间，随着现代生产方式---流水线的广泛应用，对热熔胶的作业时间要求越来越短；其四，热熔胶的抗温性也是必须考虑的因素之一，当温度达到一定数值时，热熔胶开始软化，低于一定的温度值，热熔胶会硬化变脆，所以选择热熔胶必须充分考虑；其五，要考虑所述热熔胶的粘性(早期粘性和后期粘性)，只有早期粘性和后期粘性一致，才能使热熔胶与被接着物保持稳定。此外，被接着物材质的不同，热熔胶所发挥的粘性也有所不同，因此，应根据不同的材质选择不同的热熔胶到产品所在环境的温度变化.

优选地，所述支撑结构的材料应该为结构硅胶。结构硅胶主要指有机硅胶，其不溶于水，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：耐候性强、热稳定性好、化学性质稳定、电气绝缘性好、有较高的机械强度等。

优选地，所述电池片和所述背板是任意相同的形状，且上下相对应。根据客户的需要，其形状可以是长方形，正方形，圆形，或其它不规则形状。

更加优选地，所述透明平板结构所采用的是坚固、柔韧，允许太阳光穿过，且不易碎的材料来制成。前板电池片所采用的透明平板结构与背板所采用的透明平板结构因为使用功能而不同。背板所采用的透明平板结构需要坚固，不易碎，对透光度没有要求，比如钢化玻璃。而前板电池片所采用的透明平板结构，不仅需要坚固，不易碎，且对透光度也有很高的要求，比如超白浮法玻璃。

优选地，所述第二支撑结构所采用的材料为结构硅胶。因为玻充中空太阳能电池薄膜组件的形状，大小和结构硅胶的宽度会因为用户的需求而不同，所以第二支撑结构也会因为客户的需求而优选恰当的形状，以满足不同的客户要求。如果玻充中空太阳能电池薄膜组件所安装的地点不会有大雪，冰雹等恶劣的自然环境；或者对玻充中空太阳能电池薄膜组件的抗压性和抗打击性要求不高，客户可以选择采用结构硅胶使用量较少的第二支撑结构形状，以节约成本。反之，客户可以选择采用结构硅胶使用量较大的第二支撑结构形状。例如，如图二所示，第二支撑结构所采用形状为“井”字形。

优选地，在前板电池片和背板之间充入干燥的惰性气体，以保证玻璃片间空气的干燥，使其具有良好的隔热、隔音效果。此外，也可以充入其他的可保证玻璃片间空气干燥的其他气体，以保证良好的隔热和隔音效果。

优选地，根据实际的使用和安装要求，在前板电池片的上表面粘贴防爆膜或下表面粘贴防爆膜，抑或上下表面同时粘贴防爆膜。在前板电池片粘贴防爆膜，除了防爆功能，还具有隔热作用，优质的防爆膜是用特殊的聚酯膜作基材，膜本身就具有很强的韧性，并配合特殊粘接胶，遇到意外时，前板玻璃破裂后被膜粘牢而不会飞溅伤人。

优选地，根据实际的使用安装要求，在背板的上表面粘贴防爆膜或下表面粘贴防爆膜或上下表面同时粘贴防爆膜。在背板粘贴防爆膜，除了防爆功能，还具有隔热隔光作用，优质的防爆膜是用特殊的聚酯膜作基材，防爆膜本身就具有很强的韧性，并配合特殊粘接胶，遇到意外时，背板玻璃破裂后被膜粘牢而不会飞溅伤人。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (12)

1.一种玻充中空太阳能电池薄膜组件,包括前板电池片，支撑结构和背板，所述支撑结构包括第一支撑结构和第二支撑结构；

其特征在于，所述薄膜组件包括：

第一支撑结构和封装结构，其配置于所述前板电池片和背板的边缘；

第二支撑结构，其配置于所述的前板电池片和所述背板之间的中空部分；

在所述的前板电池片和所述背板之间的中空部分充入惰性气体；

其中制作所述支撑结构的材料是结构硅胶；

其中所述前板电池片包括透明平板结构和电池沉积薄膜。

2.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中制作所述封装结构的材料是丁基热熔胶。

3.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述前板电池片和所述背板的形状是任意相同的几何图形。

4.根据权利要求3所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述前板电池片和所述背板是正方形或长方形。

5.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述背板采用透明平板结构。

6.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中在所述的前板电池片和所述背板的边缘内侧配置所述的封装结构，外侧配置所述的第一支撑结构。

7.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述第二支撑结构的位置可以根据所述太阳能电池薄膜组件的尺寸进行调整。

8.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述第二支撑结构的组成部分的宽度可以根据所述太阳能电池薄膜组件的尺寸进行调整。

9.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中所述第二支撑结构的形状是“井”字形。

10.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中在所述的前板电池片和背板之间充入一种或多种的惰性气体。

11.根据权利要求1所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中在所述前板电池片的所述透明平板结构的上表面或下表面粘贴防爆膜。

12.根据权利要求5所述的玻充中空太阳能电池薄膜组件，其中在所述背板的上表面或下表面粘贴防爆膜。