CN104011995A - 用于太阳能电池模块装置的柔性框架及使用其的太阳能电池模块装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电池模块的柔性框架以及使用该柔性框架的太阳能电池装置。所述柔性框架包括第一支撑部、从第一支撑部的一端向内延伸的第二支撑部、从第一支撑部的另一端向内延伸的第三支撑部、以及由第一至第三支撑部限定以接收太阳能电池模块的插入槽。所述插入槽的宽度沿远离第一支撑部的方向变窄。

Description

用于太阳能电池模块装置的柔性框架及使用其的太阳能电池模块装置
技术领域
实施例涉及一种用于太阳能电池模块的柔性框架以及使用该柔性框架的太阳能电池装置。
背景技术
太阳能电池可以定义为利用光入射到P-N结二极管上时产生电子的光伏效应将光能转化成电能的装置。根据构成结型二极管的材料，太阳能电池可以分为硅太阳能电池、主要包含I-III-VI族化合物或III-V族化合物的化合物半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池以及有机太阳能电池。
太阳能电池的最小组成为单元。通常，一个单元产生约0.5V到约0.6V的非常小的电压。因此，在基板上多个单元相互串联连接以产生几伏到几百伏范围内的电压的板状结构被称为模块，而在框架中安装有多个模块的结构则被称为太阳能电池装置。
典型地，太阳能电池装置具有玻璃/填充材料(乙烯-醋酸乙烯共聚物，EVA)/太阳能电池模块/填充材料(EVA)/表面材料(背板)这样的结构。
通常，所述玻璃包括低铁钢化玻璃。该玻璃必须具有高透光率，并被处理为可以减少入射光的表面反射损失。用作填充材料的EVA插在太阳能电池的前面/背面与背板之间，以保护脆弱的太阳能电池器件。当EVA长时间暴露在紫外线下时，EVA可能会变色，并且EVA的防潮性能会退化。因此，当制造模块时，重要的是选择一种适合于EVA片特性的过程，使得模块的寿命能够提高、并且模块的可靠性能够得到保证。背板设置在太阳能电池模块的背面。背板必须呈现优异的层间粘合强度、必须容易操作、以及必须保护太阳能电池器件免受外部环境的影响。
太阳能电池装置必须能抵御外部水分(H2O)或外部氧气(O2)，而且必须解决有关可靠性的问题，以便改善太阳能电池的性能。根据现有技术，为了解决上述问题，在安装框架之前对太阳能电池模块的侧面进行密封处理，然后安装框架。然而，根据上面的方案，需要涂覆密封剂，并且水分可以通过在框架上涂覆密封剂时所形成的气孔渗入。
发明内容
技术问题
实施例提供一种用于太阳能电池模块的柔性框架以及使用该柔性框架的无框架太阳能电池装置，所述柔性框架能够通过简单的过程制造，并能够提高可靠性与稳定性。
技术方案
根据实施例，提供一种用于太阳能电池模块的柔性框架。该柔性框架包括第一支撑部、从第一支撑部的一端向内延伸的第二支撑部、从第一支撑部的另一端向内延伸的第三支撑部、以及由第一至第三支撑部限定以接收太阳能电池模块的插入槽。所述插入槽的宽度沿远离第一支撑部的方向变窄。
根据实施例，提供一种太阳能电池装置，该装置包括太阳能电池模块和插入槽，所述插入槽具有开口，通过该开口插入太阳能电池模块。
有益效果
如上所述，实施例所述的用于太阳能电池模块的柔性框架利用弹性材料以带状来形成，以使该柔性框架能够与太阳能电池模块简单结合，并且在该柔性框架与太阳能电池模块结合之后能够防止该柔性框架发生分离。相应地，水分(H2O)或氧气(O2)向太阳能电池模块的渗入能降到最低。
另外，实施例所述的利用柔性框架制成的太阳能电池装置不需要涂覆密封剂的过程，使得太阳能电池装置的制造过程得到简化，并且制造成本得以降低。另外，根据实施例所述的太阳能电池装置，由于所述柔性框架能够执行框架功能以及密封剂的功能，因此不需要附加的框架，于是，太阳能电池装置的结构得以简化，并且其重量能够进一步减少。
附图说明
图1是剖视图，示出了本实施例所述的用于太阳能电池模块的柔性框架；
图2是透视图，示出了本实施例所述的太阳能电池装置；以及
图3是剖视图，示出了本实施例所述的太阳能电池装置。
具体实施方式
在实施例的描述中，应该明白，当某一层(膜)、区域、图形或结构被称作是在另一基板、另一层(膜)、另一区域、另一焊盘或者另一图形“之上”或者“之下”时，它可以是“直接”或“间接”地在该另一基板、层(膜)、区域、焊盘或图形之上或之下，或者也可以存在一个或更多的中间层。层的这种位置参照附图进行了描述。
图1是剖视图，示出了本实施例所述的用于太阳能电池模块的柔性框架100。本实施例所述的柔性框架100不仅具有高粘合强度，而且具有很强的耐用性。
柔性框架100可以包括绝缘弹性材料。详细地讲，柔性框架100可以包括弹性聚合物材料。更详细地讲，柔性框架100可以包括硅基树脂或者聚氨酯基树脂。再详细地讲，柔性框架100可以包括从硅橡胶、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚氨酯及其组合所构成的组中选取的材料，但本实施例不限于此。例如，硅橡胶可以包括加氟硅橡胶，但本实施例不限于此。
如上所述，本实施例所述的柔性框架100利用弹性材料以带状形成，以使柔性框架100能够与太阳能电池模块简单结合，并且在柔性框架100与太阳能电池模块200结合之后能够防止柔性框架100发生分离。相应地，可以使水分(H2O)或氧气(O2)渗入太阳能电池模块200最小化。另外，由于柔性框架100包括上述材料，因此，即使太阳能电池模块与柔性框架100结合，也能制出轻质太阳能电池装置。
参照图1，本实施例所述的用于太阳能电池模块200的柔性框架100包括第一支撑部10、第二支撑部20、第三支撑部30以及插入槽40。
第一支撑部10包括上面所述的绝缘弹性材料。另外，第一支撑部10包括第一内侧面11，当太阳能电池模块200插入柔性框架100时，该第一内侧面11与太阳能电池模块200的侧面直接接触。例如，第一内侧面11的宽度可以在约0.5mm到约2.5mm的范围内，更详细地讲，第一内侧面11的宽度可以约为2.5mm，但本实施例不限于此。
第二支撑部20从第一支撑部10的一端朝内侧延伸。详细描述中所使用的术语“内侧”是指所述框架的插入太阳能电池模块的一面。相应地，详细描述中所使用的术语“外侧”是指所述框架的不插入太阳能电池模块的一面，即，所述框架的暴露于外部水分或外部空气的一面。
更详细地讲，第二支撑部20可以从第一支撑部10的上端朝内侧延伸。第二支撑部20可以大体上垂直于第一支撑部10而与第一支撑部10交叉。
另外，第二支撑部20包括第二内侧面21，第二内侧面21与太阳能电池200的上表面接触。第二内侧面21可以相对于水平面具有约5°到约20°的倾角。另外，第二支撑部20可以是弯曲的，但本实施例不限于此。
第三支撑部30从第一支撑部10的另一端朝内侧延伸。更详细地讲，第三支撑部30可以从第一支撑部的下端朝内侧延伸。相应地，第三支撑部30可以大体上垂直于第一支撑部10而与第一支撑部10交叉。另外，第三支撑部30设置为与第二支撑部20相对。
第三支撑部30包括第三内侧面31，第三内侧面31与太阳能电池200的底面接触。第三内侧面31可以相对于水平面具有约5°到约20°的倾角。另外，第三支撑部30可以是弯曲的，但本实施例不限于此。
同时，尽管本实施例描述为第一至第三支撑部10至30彼此单独形成，但本实施例不限于此。换句话说，第一至第三支撑部10至30可以彼此一体地形成。
在第二支撑部20和第三支撑部30之间形成插入槽40。更详细地讲，插入槽40由第一至第三支撑部10至30包围起来。更详细地讲，插入槽40可以由第一内侧面11、第二内侧面21和第三内侧面31包围。换句话说，插入槽40由第一至第三内侧面11至31包围，使得插入槽40可以大体上呈C形或U形。
插入槽40包括开口41。通过开口41可以将太阳能模块200放入插入槽40中。
更详细地讲，开口41形成在没有第一至第三内侧面11至31的区域。例如，开口41可以面对第一内侧面11。
参照图1，插入槽40的宽度W1沿着远离第一支撑部10的方向变窄。更详细地讲，插入槽40的宽度W1从第一内侧面11朝着开口41变窄。
换句话说，如图1所示，限定插入槽40的第二内侧面21和第三内侧面31可以相对于水平面倾斜。例如，第二内侧面21与水平面之间的第一倾角θ1可以在约5°到约20°的范围内，但本实施例不限于此。另外，第三内侧面31与水平面之间的第二倾角θ2可以在约5°到约20°的范围内，但本实施例不限于此。另外，第一倾角θ1和第二倾角θ2可以相等或不同。
因此，彼此相对的开口41和第一内侧面11的宽度W3和W2可以彼此不同。换句话说，开口41的宽度W3可以比第一内侧面11的宽度W2窄。例如，开口41的宽度W3与第一内侧面11的宽度W2之比可以在约1:1.1到约1:1.5的范围内。更详细地讲，开口41的宽度W3与第一内侧面11的宽度W2之比可以在约1:1.15到约1:2的范围内，但本实施例不限于此。
由于以上结构之故，即使太阳能电池模块200与框架100相结合，也能防止框架100发生分离。此外，水分(H2O)或氧气(O2)向太阳能电池模块中的渗入也能降到最低。
图2是透视图，示出了本实施例所述的太阳能电池装置。图3是剖视图，示出了本实施例所述的太阳能电池装置。下文中，将参考上面对用于太阳能电池模块的柔性框架的描述来描述太阳能装置。
如图2所示，柔性框架100包围太阳能电池模块200的侧面。更详细地讲，柔性框架100包围太阳能电池模块200的四个侧面。换句话说，通过将太阳能电池模块200插入带状柔性框架100中，可以制成太阳能电池装置300。
参照图3，本实施例所述的太阳能电池装置包括太阳能电池模块200和柔性框架100，其中柔性框架100具有包含开口41的插入槽40，太阳能电池模块200插入其中。在这种情况下，如上所述，插入槽40的宽度朝开口41方向变窄。
参照图3，太阳能电池模块200包括设置在支撑基底210上的多个太阳能电池220、设置在太阳能电池220上的聚合物树脂层230、以及设置在聚合物树脂层230上的保护板240。
支撑基底210为平板状，并支撑太阳能电池220、聚合物树脂层230以及保护板240。
支撑基底210可以是刚性板或柔性板，另外，支撑基底210可以包括绝缘体。例如，支撑基底210可以包括玻璃基底、塑料基底或金属基底。更详细地讲，支撑基底210可以包括钠钙玻璃基底。另外，支撑基底210可以包括含有氧化铝的陶瓷基底、不锈钢或柔性聚合物。
太阳能电池220形成在支撑基底210上。太阳能电池220包括多个电池C1、C2、C3…以及Cn。电池C1、C2、C3…以及Cn彼此电相接。相应地，太阳能电池220可以把太阳能转化成电能。
例如，电池C1、C2、C3…以及Cn可以相互串联连接，但本实施例不限于此。另外，电池C1、C2、C3…以及Cn在相互平行的同时沿一个方向延伸。
太阳能电池300可以包括含I-III-IV族半导体化合物的太阳能电池(如CIGS基太阳能电池)、硅基太阳能电池、或者染料敏化太阳能电池，但本实施例不限于此。
更详细地讲，太阳能电池220可以包括含I-III-IV族半导体化合物的太阳能电池。在这种情况下，太阳能电池220可以包括在支撑基底210上的背电极层、在背电极层上的光吸收层、在光吸收层上的缓冲层、在缓冲层上的高阻缓冲层、以及在高阻缓冲层上的前电极层。
聚合物树脂层230设置在太阳能电池220上。更详细地讲，聚合物树脂层230插在太阳能电池220和保护板240之间。例如，聚合物树脂层230可以与太阳能电池220的上表面和/或侧面直接接触。聚合物树脂层230不仅能提高太阳能电池220和保护板240之间的粘合强度，而且能保护太阳能电池220免受外部冲击。
聚合物树脂层230可以是透明而柔性的。例如，聚合物树脂层230可以包括透明的丙烯酸酯基材料、三聚氰胺、聚苯乙烯、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。更详细地讲，聚合物树脂层230可以包括EVA膜，但本实施例不限于此。
保护板240设置在聚合物树脂层230上。保护板240保护太阳能电池220免受外部物理冲击和/或外部物质的影响。保护板240是透明的，例如，可以包括钢化玻璃。在这种情形下，钢化玻璃可以包括具有较低铁含量的低铁钢化玻璃。
柔性框架100包围太阳能电池模块200。更详细地讲，柔性框架100可以围绕支撑基底210到保护板240。
如上所述，在太阳能电池模块200与框架100结合之前，本实施例所述的太阳能电池装置300不需要在太阳能模块200的侧面覆盖密封剂的过程。因此，可以简化太阳能电池装置300的制造过程，使得制造成本得以降低。
另外，本实施例所述的柔性框架200利用如上所述的绝缘弹性材料能够防止该框架分离。相应地，水分(H2O)或氧气(O2)向太阳能电池模块的渗入能够降到最低。此外，由于柔性框架200能执行框架功能以及现有技术所使用的密封剂的功能，因此，不需要附加的框架。
在本说明书中每提及“一个实施例”、“某个实施例”、“示例性实施例”等时意味着，结合该实施例描述的具体特征、结构、或特性包含在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中不同地方出现的此类短语不一定都是指同一实施例。另外，当结合任何实施例描述具体特征、结构、或特性时，应当认为，结合其他实施例实现该特征、结构、或特性落入本领域技术人员的能力范围内。
虽然参照本发明的若干说明性实施例对实施例进行了描述，但应该知道，本领域技术人员可以构思出很多其它的变型和实施例，这些变型和实施例落入本发明原理的精神和范围内。更具体地讲，在本发明公开、附图和所附权利要求书的范围内，可以对主题组合结构的组成部分和/或排列作出各种改变和变型。除了所述组成部分和/或排列的改变和变型之外，其它用途对于本领域技术人员而言也是显然的。

Claims (20)

1.一种用于太阳能电池模块的柔性框架，该柔性框架包括：
第一支撑部；
从所述第一支撑部的一端向内延伸的第二支撑部；
从所述第一支撑部的另一端向内延伸的第三支撑部；以及
由所述第一到第三支撑部限定以接收太阳能电池模块的插入槽，
其中，所述插入槽的宽度沿远离所述第一支撑部的方向变窄。
2.如权利要求1所述的柔性框架，其中，所述第一支撑部包括与所述太阳能电池模块的侧面接触的第一内侧面，所述第二支撑部包括与所述太阳能电池模块的上表面接触的第二内侧面，所述第三支撑部包括与所述太阳能电池模块的下表面接触的第三内侧面。
3.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第二内侧面与所述水平面之间的第一倾角在约5°到约20°的范围内。
4.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述第三内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第三内侧面与所述水平面之间的第二倾角在约5°到约20°的范围内。
5.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第二内侧面与所述水平面之间的第一倾角在约5°到约20°的范围内，
其中，所述第三内侧面相对于所述水平面倾斜，并且所述第三内侧面与所述水平面之间的第二倾角在约5°到约20°的范围内，以及
其中，所述第一倾角和所述第二倾角相等或不同。
6.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二和第三内侧面都是弯曲的。
7.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述第一内侧面的宽度为约0.5mm到约2.5mm。
8.如权利要求2所述的柔性框架，其中，所述插入槽包括开口，所述太阳能电池模块通过该开口插入，并且，所述开口的宽度与所述第一内侧面的长度之比为1:1.1到1:1.5。
9.如权利要求1所述的柔性框架，其中，所述用于太阳能电池模块的柔性框架包括绝缘弹性材料。
10.如权利要求9所述的柔性框架，其中，所述绝缘弹性材料包括从硅橡胶、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚氨酯及其组合所构成的组中选取的材料。
11.一种太阳能电池装置，包括：
太阳能电池模块；以及
柔性框架，该柔性框架包括插入槽，该插入槽具有开口，通过该开口插入所述太阳能电池模块，
其中，所述插入槽的宽度朝所述开口的方向变窄。
12.如权利要求11所述的太阳能电池装置，其中，所述太阳能电池模块包括：
在支撑基底上的多个太阳能电池；
在所述太阳能电池上的聚合物树脂层；以及
在所述聚合物树脂层上的保护板。
13.如权利要求11所述的太阳能电池装置，其中，所述柔性框架包括绝缘弹性材料。
14.如权利要求13所述的太阳能电池装置，其中，所述柔性框架包括从硅橡胶、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚氨酯及其组合所构成的组中选取的材料。
15.如权利要求11所述的太阳能电池装置，其中，所述柔性框架包括：
第一支撑部，该第一支撑部包括与所述太阳能电池模块的一个侧面接触的第一内侧面；
第二支撑部，该第二支撑部从所述第一支撑部的一端向内延伸，并包括与所述太阳能电池模块的上表面接触的第二内侧面；
第三支撑部，该第三支撑部从所述第一支撑部的另一端向内延伸，并包括与所述太阳能电池模块的下表面接触的第三内侧面。
16.如权利要求15所述的太阳能电池装置，其中，所述插入槽由所述第一到第三支撑部限定。
17.如权利要求15所述的太阳能电池装置，其中，所述第二内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第二内侧面与所述水平面之间的第一倾角在约5°到约20°的范围内。
18.如权利要求15所述的太阳能电池装置，其中，所述第三内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第三内侧面与所述水平面之间的第二倾角在约5°到约20°的范围内。
19.如权利要求15所述的太阳能电池装置，其中，所述第二内侧面相对于水平面倾斜，并且所述第二内侧面与所述水平面之间的第一倾角在约5°到约20°的范围内，
其中，所述第三内侧面相对于所述水平面倾斜，并且所述第三内侧面与所述水平面之间的第二倾角在约5°到约20°的范围内，以及
其中，所述第一倾角和所述第二倾角相等或不同。
20.如权利要求15所述的太阳能电池装置，其中，所述第一内侧面的宽度为约0.5mm到约2.5mm。
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