CN105789357A - 一种太阳能电池贴膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆附件技术领域，特别是一种车辆天窗或车顶钣金用的太阳能电池贴膜，用于粘结在车顶钣金或天窗的上表面，其特征在于：包括离型膜、双面胶膜、太阳能电池板和输出电极，双面胶膜的一面设有离型膜，双面胶膜的另一面排列至少两个太阳能电池板，太阳能电池板通过并联、串联或混连导电连接，并通过输出电极连接外部电路，太阳能电池板包括超薄玻璃和设置在超薄玻璃上的太阳能电池，太阳能电池位于超薄玻璃和双面胶膜之间。优点在于：采用标准化太阳能电池板，利于进行批量生产，降低了生产成本，并且后续的安装和维护更方便。
Description
技术领域：
本发明涉及车辆附件技术领域，特别是一种车辆天窗或车顶钣金用的太阳能电池贴膜。
背景技术：
节能减排低碳环保已成为全球共识，随着汽车数量的急剧增加，汽车在能源消耗中所占的比重越来越大。为此，国家推出一系列政策，要求汽车在设计、制造和使用环节必须考虑以上问题，特别是在产品的设计研发上。资料显示，随着人们对汽车消费更安全更舒适更娱乐的高要求，汽车的油耗中只有15％是真正用来驱动车轮前进的，发动机中有15～22％的能量用于发电机。车用太阳能(天窗)玻璃是顺应节能减排、低碳环保社会发展趋势的一种新产品。
中国专利CN201010291294公开了一种太阳能汽车天窗玻璃的结构，在两层烘弯的玻璃中间排布太阳能电池板，玻璃和太阳能电池板间用PVB粘结而成，太阳能电池板包括晶体硅、CIGS薄膜电池等，各个电池片之间用导线或镀膜电极串并联并最终引出两根导线与外面用电设备连接。该太阳能天窗玻璃的生产工艺极其复杂，步骤繁多，成品率很低且影响组件的效率，譬如既要防止硅片排列不整齐引起的外观不良，又要防止由于PVB在加工过程中的流动所引起的晶硅片移位等。同时由于汽车玻璃的尺寸是固定的，因此还会造成边缘一定区域无法排布太阳能电池板(因太阳能电池板的尺寸也是固定的)，最致命的问题是晶硅太阳能电池板的不透明性使得天窗失去了玻璃透明的本性。
CIGS薄膜虽然可以做成柔性薄膜电池太阳能电池板排布夹层，但由于薄膜太阳能电池的衬底一般是超薄的不锈钢或不透明的布使得天窗也不透明。另外，现有的薄膜太阳能电池板制造设备和工艺绝大多数都是建立在平面衬底上的，如平板浮法玻璃等，这使得直接制造具有一定弯曲弧度的薄膜太阳能电池存在很大的困难。如果要通过在弯曲衬底上进行均匀镀膜来加工制造薄膜太阳能电池板，则需要对镀膜设备和工艺做较大的改动，这不仅会使成本大幅度提高，而且由于不同弯曲结构面具有不同的形状和弯曲程度，导致所述设备和工艺对不同弯曲幅度的天窗玻璃的适应程度也有很大的局限性。
中国专利CN201310164794公开了一种太阳能汽车天窗玻璃的结构，在一张大的超薄玻璃上镀上薄膜电池，然后把超薄玻璃直接粘在汽车天窗玻璃的上表面或下表面。由于汽车天窗玻璃是双曲带变曲的一个复杂的表面，把超薄玻璃基板的薄膜太阳能电池板直接贴在天窗上，与天窗吻合度很差，当面积大时会导致超薄玻璃的相对面积变大，在超薄玻璃和天窗玻璃之间会出现气泡，若填充气泡则影响外观，若强行挤压气泡又容易导致太阳能电池板破裂。同时，将薄膜太阳能电池板直接贴在天窗的外表面，超薄玻璃缺乏保护很容易受外力冲击而破坏。此外，如果使用层压工艺将薄膜太阳能电池板和天窗结合在一起，必须先将薄玻璃钢化后才能实施。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对现有车辆天窗用太阳能电池存在的上述技术问题，提供一种具有良好的抗腐蚀性、抗冲击性和安装性能的太阳能电池贴膜。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种太阳能电池贴膜，用于粘结在车顶钣金或天窗的上表面，其特征在于：包括离型膜、双面胶膜、太阳能电池板和输出电极，所述双面胶膜的一面设有所述离型膜，所述双面胶膜的另一面排列至少两个所述太阳能电池板，所述太阳能电池板通过并联、串联或混连导电连接，并通过所述输出电极连接外部电路，所述太阳能电池板包括超薄玻璃和设置在所述超薄玻璃上的太阳能电池，所述太阳能电池位于所述超薄玻璃和所述双面胶膜之间。
进一步地，所述太阳能电池板为矩形，相邻的两个太阳能电池板之间的间距为1～5mm。
进一步地，所述太阳能电池板的形状和大小相同。
进一步地，所述太阳能电池板的长度为150～300mm，宽度为150～300mm，均布在所述双面胶膜上。
进一步地，所述车顶钣金或天窗的上表面为沿着第一方向和第二方向弯曲的双曲面，所述上表面划分为若干个区域，在第一方向的曲率半径R大于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第一方向；在第一方向的曲率半径R小于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第二方向；在第一方向的曲率半径R等于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第一方向或第二方向。
优选地，在300mm≤R＜600mm且1000mm≤r＜2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～300mm，宽度为150～300mm；在600mm≤R＜3600mm且2100mm≤r＜6100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～800mm，宽度为150～300mm；在R≥3600mm且r≥2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～1200mm，宽度为150～300mm。
进一步地，所述太阳能电池板的周边包覆有包边条，所述包边条的材质为TPE、PU、PVC、EPDM或PP。
进一步地，所述双面胶膜为泡棉基材双面胶。
进一步地，所述太阳能电池为非晶硅、微晶硅、单晶硅或多晶硅薄膜电池。
进一步地，所述超薄玻璃的厚度为0.7～1.1mm，所述双面胶膜的厚度为0.1～0.4mm。
本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：
1)太阳能电池贴膜的形状可以根据车辆天窗和车顶钣金的曲面形状进行设计，并且适用于不同的供电功率需求；
2)太阳能电池贴膜是采用后装配方式进行安装的，与通过夹层工艺形成的太阳能天窗相比，无需设计昂贵的工装模具，降低了生产成本，并且后续的安装和维护更方便；
3)太阳能电池贴膜是由相同的、合适尺寸的太阳能电池拼接而成，利于太阳能电池板的标准化和进行批量生产；
4)太阳能电池板采用耐磨性和抗腐蚀性好的超薄玻璃，并在拼接的太阳能电池板之间设置包边条，可以起到遮蔽、美化和密封作用，此外，在太阳能电池板受到冲击时，包边条还能起缓冲和保护作用。
附图说明：
图1为本发明所述的一种太阳能电池贴膜的电池板排列示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明所述的另一种太阳能电池贴膜的电池板排列示意图；
附图中标号说明：1为超薄玻璃，2为太阳能电池，3为双面胶膜，4为离型膜，5为包边条，6为太阳能电池板。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1～3所示，本发明所述的一种太阳能电池贴膜，用于粘结在车顶钣金或天窗的上表面，其特征在于：包括离型膜4、双面胶膜3、太阳能电池板6和输出电极，所述双面胶膜3的一面设有所述离型膜4，所述双面胶膜3的另一面排列至少两个所述太阳能电池板6，所述太阳能电池板6通过并联、串联或混连导电连接，并通过所述输出电极连接外部电路，所述太阳能电池板6包括超薄玻璃1和设置在所述超薄玻璃1上的太阳能电池2，所述太阳能电池2可以通过胶膜(图中未示出)粘结在所述超薄玻璃1上，所述太阳能电池2位于所述超薄玻璃1和所述双面胶膜3之间。所述双面胶膜为优选为泡棉基材双面胶(由泡棉基材双面涂布丙烯酸胶组成)，如积水5200系列双面胶和汉高双面胶带，该类双面胶高防水、粘结力强、耐温、耐冲击。所述输出电极优选为扁平状，可以顺着排水槽从后备箱引入车内，通过MPPT控制器，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作。
优选地，所述太阳能电池板6为矩形，相邻的两个太阳能电池板6之间的间距为1～5mm(包括端点值)。选择合适的间隙范围，既能保证太阳能电池板排列紧凑，又能保证太阳能电池贴膜的弯曲度，满足待安装面(车辆天窗或车顶钣金)的曲率要求。
进一步地，所述太阳能电池板6的形状和大小相同。采用相同尺寸的太阳能电池板进行拼接，有利于产品的标准化，方便进行批量生产。
进一步地，所述太阳能电池板6的长度为150～300mm，宽度为150～300mm，均布在所述双面胶膜上(长宽范围均包括端点值)。采用较小的太阳能电池板进行拼接，能够适用于各种复杂的曲面，适用范围广。
进一步地，如图3所示，所述太阳能电池板6为矩形，所述车顶钣金或天窗的上表面为沿着第一方向X和第二方向Y弯曲的双曲面，所述上表面划分为若干个区域A、B和C，在第一方向X的曲率半径R大于第二方向Y的曲率半径r的区域B内，对应于该区域B排列的太阳能电池板6的长度方向平行于所述第一方向X；在第一方向X的曲率半径R小于第二方向Y的曲率半径r的区域A和区域C内，对应于该区域A和区域C排列的太阳能电池板6的长度方向平行于所述第二方向Y；在第一方向的曲率半径R等于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板6的长度方向平行于所述第一方向X或第二方向Y。本发明所述的平行是指基本平行，夹角大小在±15°范围内均可。
优选地，在300mm≤R＜600mm且1000mm≤r＜2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板6的长度为150～300mm，宽度为150～300mm；在600mm≤R＜3600mm且2100mm≤r＜6100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板6的长度为150～800mm，优选为300～800mm，宽度为150～300mm；在R≥3600mm且r≥2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板6的长度为150～1200mm，优选为800～1200mm，宽度为150～300mm。本发明所述的长宽范围均包括端点值，采用长条状的太阳能电池板，能够减少拼接数量，工艺简单，适用于一个方向的弯曲曲率较小的车辆天窗和车顶钣金，其中，长条的长度方向平行于曲率较小的方向布置。
在本发明中，可以根据车辆天窗或车顶钣金的曲面形状，设计出不同形状和尺寸的太阳能电池贴膜。首先裁切出所需形状的双面胶膜3，然后在双面胶膜3的一个表面上排列太阳能电池板6，即可得到所需形状的太阳能电池贴膜。太阳能电池贴膜可以全部或部分覆盖整个天窗或车顶钣金，其尺寸大小是由所需供电功率的大小决定的。
进一步地，所述太阳能电池板6的周边包覆有包边条5，材质为聚氨酯(PU)、热塑性弹性体(TPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)。包边条5位于太阳能电池板6之间的间隙或者位于太阳能电池板6的边部，使得最终产品的外形更加美观，还能够起到密封作用。此外，在太阳能电池板6受到冲击时，包边条5还能起缓冲作用，避免太阳能电池板6发生破损。
进一步地，所述太阳能电池2为非晶硅、微晶硅、单晶硅或多晶硅薄膜电池。当所述太阳能电池贴膜用于粘附在天窗上时，可以采用透明的非晶硅电池，所述天窗优选为镀膜玻璃，能够增加太阳能电池的发电效率，以及增强天窗和贴膜的整体隔热性能。
进一步地，所述超薄玻璃1的厚度为0.7～1.1mm，所述双面胶膜3的厚度为0.1～0.4mm(厚度范围包括端点值)。
将本发明所述的太阳能电池贴膜安装到车辆天窗或车顶钣金上包括如下步骤：1)提供与待粘结的车辆天窗或车顶钣金的形状相匹配的太阳能电池贴膜，将去除离型膜的所述太阳能电池贴膜粘附在所述车辆天窗或车顶钣金上；2)在太阳能电池贴膜的周围打密封胶进行固定；3)将输出电极沿车顶及后挡玻璃排水槽从后备箱进入车内并通过点胶和卡槽固定；4)采用MPPT给车内电瓶充电，为车载小电器供电，或直接供电给车载小电器。
以上内容对本发明所述的一种太阳能电池贴膜进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池贴膜，用于粘结在车顶钣金或天窗的上表面，其特征在于：包括离型膜、双面胶膜、太阳能电池板和输出电极，所述双面胶膜的一面设有所述离型膜，所述双面胶膜的另一面排列至少两个所述太阳能电池板，所述太阳能电池板通过并联、串联或混连导电连接，并通过所述输出电极连接外部电路，所述太阳能电池板包括超薄玻璃和设置在所述超薄玻璃上的太阳能电池，所述太阳能电池位于所述超薄玻璃和所述双面胶膜之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述太阳能电池板为矩形，相邻的两个太阳能电池板之间的间距为1～5mm。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述太阳能电池板的形状和大小相同。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述太阳能电池板的长度为150～300mm，宽度为150～300mm，均布在所述双面胶膜上。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述车顶钣金或天窗的上表面为沿着第一方向和第二方向弯曲的双曲面，所述上表面划分为若干个区域，在第一方向的曲率半径R大于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第一方向；在第一方向的曲率半径R小于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第二方向；在第一方向的曲率半径R等于第二方向的曲率半径r的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度方向平行于所述第一方向或第二方向。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：在300mm≤R＜600mm且1000mm≤r＜2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～300mm，宽度为150～300mm；在600mm≤R＜3600mm且2100mm≤r＜6100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～800mm，宽度为150～300mm；在R≥3600mm且r≥2100mm的区域内，对应于该区域排列的太阳能电池板的长度为150～1200mm，宽度为150～300mm。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述太阳能电池板的周边包覆有包边条，所述包边条的材质为TPE、PU、PVC、EPDM或PP。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述双面胶膜为泡棉基材双面胶。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述太阳能电池为非晶硅、微晶硅、单晶硅或多晶硅薄膜电池。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池贴膜，其特征在于：所述超薄玻璃的厚度为0.7～1.1mm，所述双面胶膜的厚度为0.1～0.4mm。
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