CN104465823A - 太阳能天窗 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能天窗，包括柔性太阳能电池片、天窗玻璃和柔性封装层，所述柔性太阳能电池片的两面分别经封装胶层与所述天窗玻璃和所述柔性封装层粘结。由于柔性太阳能电池具有柔韧性好、轻薄、透光性好等特点，可有效克服太阳能天窗中电池片易断裂以及不适应有曲面或者异形组件的缺陷，并保证天窗的透光性能；同时，由于柔性太阳能电池可以随意裁剪，从而大大增强了本发明对产品多样化的适应性，且结构轻巧、成本低，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种可利用太阳能的天窗，属于光伏应用领域。
背景技术
汽车天窗已经有了大约一百多年的历史，美国每年有40万辆车加装汽车天窗，韩国每年也有5万辆车加装天窗，而中国的汽车安装天窗数量也是越来越多。汽车天窗能够方便车内空气流通、换气柔和，使车内空气新鲜，尤其是上层的清新空气可使司机头脑保持清醒，驾车更安全可靠，为车主带来舒适健康的享受，受到众多消费者的青睐。
在汽车技术不断发展的今天，各种各样不同功能的电器设备被整合到汽车中，有的电器在汽车发动的时候工作，有的会在汽车发动机不工作的时候工作，对电能的需求也不断增加，用电需求的多样性，使汽车上的发电机和蓄电池显得越来越力不从心，需要从其他方面入手，寻求新的供电和储能方式来解决这些问题，如在汽车发动机不工作的时候还能发电，在电量富余的时候为蓄电池充电。
另外，随着人们的环保意识不断加强，石油价格不断上涨，环保节能成为人们选购汽车的一个重要指标，且政府对汽车尾气排放的标准也在不断调高，这就需要有清洁环保的新型能源应用到汽车上。
以上种种因素，都为将太阳能技术应用到汽车上提供很好的机会，太阳能汽车天窗就是一个非常经典的案例。它可以吸收清洁的太阳能来发电，摆脱了对石油、天然气等传统能源的依赖，只要有太阳的地方就可以发电，且在汽车发动机不工作的时候也能发电，还可以对蓄电池充电，使蓄电池保持满电的状态，不会因为停车时汽车电器过度耗电，引起蓄电池电量不足，使蓄电池性能下降，从而起到延长蓄电池寿命的作用。
为了配合汽车外观的美观，汽车天窗一般设计成流线状的弧形，目前市场上量产的汽车太阳能天窗大部分都是晶体硅组件，普通的晶体硅电池片柔韧性非常差，弯曲时极易断裂，在封装到弧形的汽车天窗里时，晶体硅电池片就容易发生断裂。另外，受生产设备及工艺的局限，无法进行多样化生产，一般一条生产线只能生产一种规格尺寸或者规格近似的产品，这就造成了太阳能天窗产品规格比较单一、生产成本高，从而限制了太阳能汽车天窗的市场普及。
太阳能天窗的市场前景非常广阔，随着太阳能技术的推陈出新，太阳能天窗的应用范围不断扩大，开发一种低成本，能满足多样化需求的太阳能天窗是非常有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、适应性广、结构轻巧、透光性好的太阳能天窗。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种太阳能天窗，包括柔性太阳能电池片、天窗玻璃和柔性封装层，所述柔性太阳能电池片的两面分别经封装胶层与所述天窗玻璃和所述柔性封装层粘结。
本发明所述的天窗玻璃可采用汽车、游艇等正常使用的天窗玻璃，不会对原有结构产生影响，也不需要对原有结构进行改变就可以使用。
进一步地，所述太阳能天窗还包括从侧面将各层封合的密封条，即对该太阳能天窗进行封边。所述密封条主要密封层与层之间的结合面，对柔性太阳能电池片起到更好的密封保护作用，同时还可以减缓外界振动对太阳能天窗组件的破坏，使其在整个寿命周期内不会因为密封或粘结层的失效而失去功能；另外，所述密封条还具有真空胶圈的功能。
选择性地，所述柔性太阳能电池片可以为非晶硅柔性太阳能电池、铜铟镓硒柔性太阳能电池、碲化镉柔性太阳能电池、双层膜异质结柔性太阳能电池、体异质结柔性太阳能电池、染料敏化柔性太阳能电池、量子阱柔性太阳能电池、纳米柔性太阳能电池、石墨烯柔性太阳能电池或纳米天线柔性太阳能电池中的一种。
所述柔性太阳能电池片可由衬底层和薄膜太阳能电池层组成，其中，所述衬底层可采用薄的金属箔片、柔性玻璃，也可采用其他柔性衬底材料；所述薄膜太阳能电池层可以包括背反射层、背导电层、吸收层和窗口导电层，所述薄膜太阳能电池层附着在衬底层上，从衬底层开始依次为背反射层、背导电层、吸收层和窗口导电层。
柔性太阳能电池片可以裁剪成任意形状，在采用不透明的柔性太阳能电池片时，可裁剪成多片规则的形状，通过片与片之间的间隙来实现透光。
在采用透光的柔性太阳能电池片时，可依据天窗玻璃的形状裁剪成一整块。
本发明中，所述柔性太阳能电池片可以直接从市场采购，而无需配备固定的专门的生产线，从而大大简化了天窗的生产工艺流程，不存在复杂的上下游关系，可大幅度降低生产成本；柔性太阳能电池片外形美观、衬底柔软、质量轻、厚度薄，可以被装配于各种曲面装置，实现各种新颖的应用，可以弥补晶体硅太阳能电池在天窗中使用时易断裂以及不适用有曲面或者异形组件的情形的缺陷；现有的卷对卷技术可以方便地生产任意尺寸的柔性太阳能电池，并可根据需要裁减成任意形状，从而可以弥补采用晶体硅太阳能电池的天窗产品规格单一的缺陷。
选择性地，所述柔性封装层可以使用柔性透明的材料，如柔性玻璃或柔性透明塑料片。
选择性地，所述封装胶层可以为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、TPE胶膜或POE胶膜等透光的粘合材料。
选择性地，可将所述柔性太阳能电池片和所述柔性封装层一体化设置。
本发明通过将柔性太阳能电池片应用到天窗内，充分利用柔性太阳能电池片柔韧性好、透光性强、可随意裁剪等特点，解决了现有太阳能天窗中存在的晶体硅太阳能电池片易断裂、透光性差、产品适应性弱、结构笨重以及成本高等问题，提供了一种结构轻巧、成本低、适应性强、透光性好、多样性广的太阳能天窗，具有广阔的应用前景，除了可以应用在汽车上，还可应用在游艇、船舶、高尔夫球车以及光伏建筑一体化(BIPV)的建筑物上等等，为太阳能天窗的推广打下了基础。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1所述太阳能天窗的结构分解示意图；
图2是本发明实施例1所述太阳能天窗的纵截面视图；
图3是本发明实施例2所述太阳能天窗的结构分解示意图；
图4是本发明实施例2所述太阳能天窗的纵截面视图，
图中：
1、柔性太阳能电池片；2、封装胶层；3、柔性封装层；4、天窗玻璃；5、汇流条；6、接线盒；7、密封条。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示的太阳能天窗，包括柔性太阳能电池片1、天窗玻璃4和柔性封装层3，所述柔性太阳能电池片1的两面分别经封装胶层2与所述天窗玻璃4和所述柔性封装层3粘结成一个整体的叠层，再用密封条7从侧面将各叠层密封保护起来，所述柔性太阳能电池片1产生的电流通过置于其上方的汇流条5汇集，然后接入放置在叠层侧边的接线盒5。
本实施例中，所述柔性太阳能电池片1采用不锈钢衬底的铜铟镓硒柔性太阳能电池片，该电池片本身是不透光的，从上到下依次是：TCO窗口导电层、CdS吸收层、CIGS吸收层、钼背导电层和超薄不锈钢衬底。所述封装胶层2采用EVA胶膜，选择性地，还可以是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、TPE胶膜、POE胶膜等透光的粘合材料。所述柔性封装层3采用100微米的柔性玻璃，选择性地，还可根据需要采用其他不同厚度的柔性玻璃或透明聚酯塑料等。
本实施例所述太阳能天窗可以按照如下工艺制造：
在将所述天窗玻璃4清洗后，在其与所述柔性太阳能电池片1粘结的一面涂一层试剂，以增强所述天窗玻璃4和所述封装胶层2的粘接强度，再从下至上依次放置天窗玻璃4、封装胶层2、多片裁剪好的合适尺寸规格的柔性太阳能电池片1、封装胶层2和柔性封装层3，用所述汇流条5连接各柔性太阳能电池片1后，从两侧边引出，然后将各叠层经层压工艺得到一个整体的叠层，从两侧引出的所述汇流条5接入两侧对应的所述接线盒6，最后套上所述密封条7进行密封保护，其中，相邻的各所述柔性太阳能电池片1之间留有一定的间隙，以使得光可以从缝隙中透过。
实施例2
如图3、图4所示的太阳能天窗，其与实施例1的区别在于：将所述柔性太阳能电池片1与所述柔性封装层3一体化设置。
本实施例中，所述柔性太阳能电池片1采用柔性玻璃衬底的非晶硅太阳能电池片，该电池片的是透光的，作为衬底的柔性玻璃也是透光的，且有一定的机械强度，该衬底可以替代所述柔性封装层3和相应的所述封装胶层2，可大大简化工艺流程，节省生产成本。该电池片产生的电流通过置于所述柔性太阳能电池片1上方的所述汇流条5汇集，然后接入所述接线盒6。
所述太阳能天窗可以按照如下工艺制造：
从下至上依次放置所述天窗玻璃4、封装胶层2、一片裁剪好的合适尺寸规格且采用柔性玻璃衬底的柔性太阳能电池片1，所述汇流条5置于所述封装胶层2与所述柔性太阳能片1之间，并从两侧边引出，然后对各叠层进行层压，再将从两侧引出汇流条5接入两侧对应的接线盒6，最后套上密封条7进行密封。
该太阳能天窗可直接供电也可给蓄电池充电，其透光性好、结构轻巧、制作方法简单、成本低、产品多样化性能好、使用寿命长，极大推动了太阳能天窗的市场普及。
以上实施例仅用于对本发明进行具体说明，其并不对本发明的保护范围起到任何限定作用，本发明的保护范围由权利要求确定。根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种太阳能天窗，其特征在于：包括柔性太阳能电池片(1)、天窗玻璃(4)和柔性封装层(3)，所述柔性太阳能电池片(1)的两面分别经封装胶层(2)与所述天窗玻璃(4)和所述柔性封装层(3)粘结。
2.根据权利要求1所述的太阳能天窗，其特征在于：还包括从侧面将各层封合的密封条(7)。
3.根据权利要求1所述的太阳能天窗，其特征在于：所述柔性太阳能电池片(1)为非晶硅柔性太阳能电池、铜铟镓硒柔性太阳能电池、碲化镉柔性太阳能电池、双层膜异质结柔性太阳能电池、体异质结柔性太阳能电池、染料敏化柔性太阳能电池、量子阱柔性太阳能电池、纳米柔性太阳能电池、石墨烯柔性太阳能电池或纳米天线柔性太阳能电池中的一种。
4.根据权利要求1所述的太阳能天窗，其特征在于：所述柔性封装层(3)为柔性玻璃或柔性透明塑料片。
5.根据权利要求1所述的太阳能天窗，其特征在于：所述封装胶层(2)为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、TPE胶膜或POE胶膜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能天窗，其特征在于：所述柔性太阳能电池片(1)和所述柔性封装层(3)一体化设置。
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