CN102912946B - 太阳能光伏瓦及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能光伏瓦及其制作方法。一种太阳能光伏瓦，包括基片和设置在基片的太阳能电池，所述基片的上表面设有斑马纹。制作方法为制作出基片，在基片表面涂设深颜色釉料形成深颜色的纹，基片没有着色部分的本色形成白颜色的纹，深颜色的纹和白颜色的纹构成斑马纹，将太阳能电池粘接到基片上。本发明的目的旨在提供一种能促进基片上表面空气流动的太阳能光伏瓦及其制作方法，解决了现有的光伏瓦由于散热效果差而导致的隔热效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏瓦及其制作方法，属于太阳能光伏电池领域。
背景技术
随着经济的发展，以及全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑使用能耗不断增加，其中以采暖、制冷的空调系统能耗为最，约占建筑使用总能耗的60%~70%。
目前大部分节能建筑采用在内墙及屋顶下添加隔热材料，以阻当室内、外的热交换。但是这种方法阻挡了室内的空气流通，节能效果不佳。生产隔热材料用的玻璃纤维需要在高温熔融下生产，是高能耗产品。并且将太阳能拒之门外，并不能有效解决能源的来源问题。
太阳能作为一种可再生的绿色能源，近年来受到了国内外的广泛关注。并通过将太阳能电池制作在瓦上而制得太阳能光伏瓦，太阳能光伏瓦既能实现降温节能，又能将光照资源转化为生活所需的电能，还不占用宝贵的土地资源且省却了太阳能电池的安装空间。如在中国专利号为2010206909617、授权公告日为2011年11月9日、名称为“平板式光伏瓦”的专利文献中公开了一种光伏瓦，该专利中的光伏瓦包括光伏瓦本体（基片）和安装在光伏瓦本体的太阳能电池。
现有的太阳能光伏瓦存在以下不足：仅顾及对太阳能的利用，但是基片中没有被太阳能电池覆盖的部分所吸收的太阳能的热量不能有效散失掉、故散热效果差，散热效果差则隔热效果差，导致室内外的温差小；基片同太阳能电池之间连接的可靠性差；生产时良品率低。
发明内容
本发明的第一个目的旨在提供一种能促进基片上表面空气流动的太阳能光伏瓦及其制作方法，解决了现有的光伏瓦由于散热效果差而导致的隔热效果差的问题。
本发明的第二目的旨在提高一种太阳能电池同基片之间连接牢固的太阳能光伏电池及其制作方法，解决了现有的太阳能光伏瓦中的太阳能电池同基片之间连接可靠性差的问题。
本发明的第三个目的旨在提供一种能提高生产过程中的良品率和生产效率的太阳能光伏瓦的制作方法，解决了现有的太阳能光伏瓦生产过程中生产效率低、良品率低的问题。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种太阳能光伏瓦，包括基片和设置在基片的太阳能电池，所述基片的上表面设有斑马纹。在太阳光的照射下，构成斑马纹的白颜色的纹反射大部分的光照，吸收较少的热量，表面温度较低；构成斑马纹的深颜色的纹吸收较多的热量，表面温度较高。使得白颜色的纹上的空气要比深颜色的纹上的空气温度低，两种纹上方的空气形成压力差，从而促进空气流动而形成在光伏瓦表面上流动的风，起到对光伏瓦进行散热的作用，热量被及时散失到空气中，基片的温度上升慢且小，使得光伏瓦的隔热效果得到提高。斑马纹可以为条纹和环纹以及斑点纹。但从试验所得的结果看，条纹的散热效果最好而斑点纹的散热效果最差。通过对比试验测出，在同一个房顶上依次用基片表面设有斑马纹的光伏瓦盖100平方米、基片表面为黑色的光伏瓦盖100平方米、基片表面为白色的光伏瓦盖100密封面，太阳照射5小时后测量房顶对应与三种光伏瓦的三个区域的中间部位的温度，结果为斑马纹光伏瓦盖区域的温度比白光伏瓦区域的温度低2～5℃，白光伏瓦区域的温度比黑光伏瓦区域的温度低1～2℃。
作为优选，所述基片为长方形，所述斑马纹为条纹，所述斑马纹从基片一侧边缘开始延伸至另一侧边缘，构成所述斑马纹的纹的起始端和终止端所确定的直线同基片的边平行。当本发明的光伏瓦盖在房顶上时，相邻的光伏瓦上的深颜色的条纹同深颜色的条纹、白颜色的条纹同白颜色的条纹能对接在一起，从而在房顶上形成大色块的斑马纹，促进光伏瓦表面空气流动的效果好。只需要一种规格的光伏瓦即能实现在房顶上形成大色块的斑马纹，提高了光伏瓦制作时以及盖设到房顶上时的方便性。
作为优选，所述斑马纹为直条纹。制作斑马纹时方便。
作为优选，所述太阳能电池位于所述斑马纹中的深颜色的纹上。能加速雨过天晴时太阳能电池表面的水的蒸发，降低太阳能表面的雨水对进入太阳能电池的光线的阻挡作用，提高太阳光的利用率。
作为优选，所述基片上表面设有聚光槽，所述聚光槽的横断面为弧形，聚光槽位于所述斑马纹中的白颜色的纹上，由聚光槽反射光而形成的光带位于所述斑马纹中的深颜色的纹的上方。当太阳光照射到聚光槽上时，聚光槽反射回的光线形成光带，而该光带位于深颜色的纹的上方，使得深颜色的纹的上方的温度上升得更高，能更好地促进光伏瓦上表面的空气的流动，以增加散热效果。
作为优选，所述基片包括基片主体、位于基片主体一侧边缘上的拱形的上盖边和位于基片主体另一侧边缘上的下盖边，上盖边、基片主体和下盖边构成沟槽结构，所述上盖边的两侧上都设有所述聚光槽。光伏瓦盖设在房顶上时，相邻两块光伏瓦中一块光伏瓦上的上盖边扣在另一块光伏瓦上的下盖边上，来实现光伏瓦的防水对接。结构紧凑性好。
作为优选，所述太阳能电池位于基片主体上，太阳能电池的上表面同基片主体上表面平齐或超出基片主体上表面。太阳能电池表面不会积水，能降低太阳能表面的积水对进入太阳能电池的光线的阻挡作用，提高太阳光的利用率；水不容易渗透到太阳能电池内部，太阳能电池同基片之间及太阳能电池自身不容易产生脱离分层现象，安全性好，使用寿命长。
作为优选，所述基片设有贯通基片上下表面的通孔，通孔为上端开口大下端开口小的台阶孔，所述太阳能电池搁置在通孔的台阶上，太阳能电池和通孔之间通过胶层粘接在一起，所述胶层包括丁基热熔胶层和硅胶层，丁基热熔胶层覆盖并粘接在太阳能电池的侧面和顶面，硅胶层覆盖并粘接在通孔的孔壁和台阶、以及太阳能电池的底面上，丁基热熔胶层和硅胶层粘结在一起，丁基热熔胶层和硅胶层都为环形。同时采用了硅胶和丁基热熔胶两种粘合剂将太阳能电池粘结到基片上且配合技术方案中的结构位置关系。充分同时利用了硅胶的粘结力、抗老化性和稳定性，以及丁基热熔胶的密封性，保证了瓦片具有良好的防水性能和稳固的连接，且安装使方便。胶层覆盖到太阳能电池的正面，能优选防止水渗入到太阳能电池内部。
一种太阳能光伏瓦的制作方法，其特征在于：
步骤1、制作基片；
步骤1包括：
步骤101、将用于制造基片的原材料用混料机搅拌均匀。原材料为现有材料，在不添加色素或颜料时，固化后呈白色。
步骤102，根据基片重量，称取混合均匀的原材料；
步骤103，将称取好的原材料装进制作基片的模具；
步骤104，将制作基片的模具加热至280℃～320℃，并保温5～7分钟，使原材料在模具内固化为基片；
步骤105，将模具冷却至150℃以下；
步骤106，将基片从模具内取出，并在室温下冷却；
步骤107，在基片主体的上表面涂上黑色或其它深色釉料，制作出深颜色的纹，基片没有涂釉料的部位形成白颜色的纹，白颜色的纹和深颜色的纹构成斑马纹。为了提高白颜色的纹的反光效果，可以涂上白色的反光性好的白色釉料。
步骤2、将太阳能电池安装到基片上；
步骤2包括：
步骤201，在基片的通孔的台阶面上涂一层硅胶；
步骤202，在太阳能电池的侧面和正面涂上一层丁基热熔胶；
步骤203，将涂有丁基热熔胶的太阳能电池安装于基片的涂有硅胶的通孔内且搁置于通孔的台阶面上，按压太阳能电池使得台阶面上的硅胶沿通孔的孔壁向上和向下渗出；丁基热熔胶固化后形成丁基热熔胶层，硅胶固化后形成硅胶层，丁基热熔胶层和硅胶层粘结在一起。
作为优选，步骤102中所取的原材料的重量比基片重量重；步骤202中，太阳能电池的侧面和正面上的丁基热熔胶通过L型喷嘴同步涂出；步骤203中待丁基热熔胶处于半固化状态且温度在75℃~90℃时才将太阳能电池安装到基片的通孔内。原材料重量多于基片重量，能防止制作出的基片产生缺失现象，提高成品率。优选高于5克，则既能保持材料充分利用又能提高良品率。太阳能电池侧面和正面同时涂胶，能提高生产效率，且侧面和正面的胶的粘结效果好，挤出的胶平整度好，能提高装配到基片上时的方便性。丁基热熔胶半固化且温度在75℃~90℃时将太阳能电池装配到基片内，能降低硅胶同丁基热熔胶之间的相互影响，连接效果好。
作为优选，步骤105和步骤103中通过风冷的方式进行降温。
本发明具有下述优点：
1、基片上的斑马纹使得光伏瓦表面形成空气流动，降低光伏瓦的表面温度和室内温度；
2、利用太阳能电池将太阳能转化为电能，能有效减少60%以上的建筑使用能耗；
3、利用低温成型工艺生产基片，降低基片的生产能耗，同时使基片无收缩、变形；
4、同时使用硅胶和丁基热熔胶，且通过控制胶体温度，有效保证了产品的密封性能；
5、L型喷嘴同时涂胶，封装效率高和封装精度高，减少了胶体使用量；
6、使用风冷的方式进行降温，让胶体快速固化，使封装、包装、入库同步。
附图说明
图1为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的横截面示意图。
图2为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的俯视示意图。
图3为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的基片没有涂上深颜色的纹时的俯视示意图。
图4为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的基片涂上深颜色的纹时的俯视示意图。
图5为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的基片涂上硅胶时的俯视示意图，图中没有将黑颜色的纹画出。
图6为图5的A—A截面示意图。
图7为本发明实施例一中的太阳能光伏瓦的太阳能电池涂上丁基热熔胶时的俯视示意图。
图8是图7的B—B截面示意图。
图9是本发明制作光伏瓦时所用的喷头的立体结构示意图。
图10为本发明实施例二中的太阳能光伏瓦的结构示意图。
图11为实施例二中的两片太阳能光伏瓦连接在一起时的结构示意图。
图中：基片1，基片主体11，通孔的台阶面111，上盖边12，下盖边13，通孔14，聚光槽15，太阳能电池2，胶层3，丁基热熔胶层31，硅胶层32，硅胶4，丁基热熔胶5，喷头6，喷口61，光线7，光带8，丁基热熔胶覆盖在太阳能电池正面部分的宽度L。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一，参见图1，一种太阳能光伏瓦，包括基片1、太阳能电池2和胶层3。
基片1包括基片主体11、位于基片主体11左侧边缘上的上盖边12和位于基片主体11右侧边缘上的下盖边13。上盖边12为拱形。上盖边12、基片主体11和下盖边13构成沟槽结构。
夹片主体11设有贯通基片上下表面的通孔14。通孔14为上端开口大下端开口小的台阶孔。太阳能电池2搁置在通孔14的台阶上且通过胶层3同基片1粘接在一起。
胶层3包括丁基热熔胶层31和硅胶层32。丁基热熔胶层31和硅胶层32都为环形。丁基热熔胶层31覆盖并粘接在太阳能电池2的侧面和顶面上。硅胶层32覆盖并粘接在通孔14的孔壁和台阶、以及太阳能电池2的底面上。丁基热熔胶层31和硅胶层32粘结在一起。太阳能电池2的上表面超出基片主体11的上表面。
参见图2，基片1为长方形。上盖边12的上表面和下盖边13的上表面都为白颜色，该白颜色表面构成从基片1的前端边缘延伸至后端边缘的白颜色的直条纹。基片主体11的上表面为黑颜色，该黑颜色表面构成从夹片1的前端边缘延伸至后端边缘的黑颜色的直条纹。白颜色的直纹和黑颜色的直纹在基片1的上表面形成直条形的斑马纹。黑颜色的直纹的前端和后端所确定的直线同基片11的左右侧边平行。
该太阳能光伏瓦的制作过程如下：
步骤1、制作基片；
步骤1包括：
步骤101、将用于制造基片的原材料用混料机搅拌均匀。每次投入混料机的原材料不多于200KG，搅拌时间约为30分钟，搅拌期间禁止水分或其他杂质进入混料机。
步骤102，根据基片重量，称取混合均匀的原材料。原材料的重量比瓦片重量多5克。
步骤103，将称取好的原材料装进制作基片的模具；
步骤104，将制作基片的模具加热至280℃，并保温5分钟，使原材料在模具内固化为基片；
步骤105，用风冷装置将模具冷却至150℃以下；
步骤106，将基片从模具内取出，并在室温下冷却。从模具中取出的基片的结构如图3。
步骤107，参见图4，在基片主体11的上表面涂上黑色或其它深色釉料，制作出深颜色的直纹，基片1没有涂釉料的部位的本色为白色而形成白颜色的直纹，白颜色的直纹和深颜色的直纹构成直条形的斑马纹；
步骤2、将太阳能电池安装到基片上；
步骤2包括：
步骤201，参见图5，将基片1固定在工作台上，在基片1上的通孔的台阶面111上涂一层硅胶4；硅胶4沿通孔14的周向延伸满通孔的台阶面111而形成环形。参见图6，硅胶4涂设的厚度为通孔的台阶面111距离基片主体11上表面的距离的一半。硅胶4涂设的宽度小于通孔的台阶面111的宽度。
步骤202，参见图7，在太阳能电池2的周缘上涂一层丁基热熔胶5；参见图8，丁基热熔胶5覆盖太阳能电池2的侧面和正面。丁基热熔胶5的厚度为2mm，丁基热熔胶覆盖在太阳能电池正面部分的宽度L为6mm。丁基热熔胶5的横断面为“7”字形。丁基热熔胶5位于太阳能电池2侧面和正面上的部分是通过如图9所示的喷头6同时涂的。喷头6设有“7”字形的喷口61。涂胶速度为0.1m/s，出胶温度控制在120℃~130℃。
步骤203，参见图1，待丁基热熔胶处于半固化状态且温度在75℃~90℃时，将涂有丁基热熔胶的太阳能电池2安装于基片的涂有硅胶的通孔14内且搁置于通孔14的台阶面上。按压太阳能电池2使得台阶面上的硅胶沿通孔的孔壁向上和向下渗出；丁基热熔胶固化后形成丁基热熔胶层31，硅胶固化后形成硅胶层32，丁基热熔胶层31和硅胶层32粘结在一起。
实施例二，参见图10，同实施例一的不同之处为：在上盖边12的左右两侧上给设有一条聚光槽15。聚光槽15的横断面为弧形。太阳能电池2的上表面同基片主体11上表面平齐。
步骤107中在上盖边12的上表面和下盖边13的上表面上涂上白色亚光釉料而构成白颜色的直条纹。涂设白色亚光釉料的目的为提高白颜色的纹的反光效果。
步骤104中为将制作基片的模具加热至320℃，并保温7分钟。
参见图11，使用过程中，聚光槽15反射光线7而形成位于基片主体11上方的光带8。
在以上实施例中设置在基片上表面的斑马纹为直条纹，很显然可以设计为波浪形条纹，环纹或者斑点纹的形式。
Claims (9)
1.一种太阳能光伏瓦，包括基片，基片设有太阳能电池，其特征在于，所述基片的上表面设有斑马纹，所述斑马纹为条纹，所述斑马纹从基片一侧边缘开始延伸至另一侧边缘。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述斑马纹为直条纹。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述太阳能电池位于所述斑马纹中的深颜色的纹上。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述基片上表面设有聚光槽，所述聚光槽的横断面为弧形，聚光槽位于所述斑马纹中的白颜色的纹上，由聚光槽反射光而形成的光带位于所述斑马纹中的深颜色的纹的上方。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述基片包括基片主体、位于基片主体一侧边缘上的拱形的上盖边和位于基片主体另一侧边缘上的下盖边，上盖边、基片主体和下盖边构成沟槽结构，所述上盖边的两侧上都设有所述聚光槽。
6.根据权利要求5所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述太阳能电池位于基片主体上，太阳能电池的上表面同基片主体上表面平齐或超出基片主体上表面。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏瓦，其特征在于，所述基片设有贯通基片上下表面的通孔，通孔为上端开口大下端开口小的台阶孔，所述太阳能电池搁置在通孔的台阶上，太阳能电池和通孔之间通过胶层粘接在一起，所述胶层包括丁基热熔胶层和硅胶层，丁基热熔胶层覆盖并粘接在太阳能电池的侧面和顶面，硅胶层覆盖并粘接在通孔的孔壁和台阶、以及太阳能电池的底面上，丁基热熔胶层和硅胶层粘结在一起，丁基热熔胶层和硅胶层都为环形。
8.一种适用于权利要求1所述的太阳能光伏瓦的制作方法，其特征在于：
步骤1、制作基片；
步骤1包括如下步骤：
步骤101、将用于制造基片的原材料用混料机搅拌均匀；
步骤102，根据基片重量，称取混合均匀的原材料；
步骤103，将称取好的原材料装进制作基片的模具；
步骤104，将制作基片的模具加热至280℃～320℃，并保温5～7分钟，使原材料在模具内固化为基片；
步骤105，将模具冷却至150℃以下；
步骤106，将基片从模具内取出，并在室温下冷却；
步骤107，在基片主体的上表面涂上黑色或其它深色釉料，制作出深颜色的纹，基片没有涂釉料的部位形成白颜色的纹，白颜色的纹和深颜色的纹构成斑马纹；
步骤2、将太阳能电池安装到基片上；
步骤2包括如下步骤：
步骤201，在基片的通孔的台阶面上涂一层硅胶；
步骤202，在太阳能电池的侧面和正面涂上一层丁基热熔胶；
步骤203，将涂有丁基热熔胶的太阳能电池安装于基片的涂有硅胶的通孔内且搁置于通孔的台阶面上，按压太阳能电池使得台阶面上的硅胶沿通孔的孔壁向上和向下渗出；丁基热熔胶固化后形成丁基热熔胶层，硅胶固化后形成硅胶层，丁基热熔胶层和硅胶层粘结在一起。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏瓦的制作方法，其特征在于，步骤102中所取的原材料的重量比基片重量重；步骤202中，太阳能电池的侧面和正面上的丁基热熔胶通过L型喷嘴同步涂出；步骤203中待丁基热熔胶处于半固化状态且温度在75℃~90℃时才将太阳能电池安装到基片的通孔内。
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