CN106788233B - 一种光伏光热一体化组件及其制备方法 - Google Patents

一种光伏光热一体化组件及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于太阳能发电发热技术领域,公开了一种光伏光热一体化组件及其制备方法,所述光伏光热一体化组件包括边框、封装在所述边框一侧的盖板、镀制在所述盖板内侧的镀膜层、设置在所述镀膜层表面的导热件、焊接在所述导热件远离所述镀膜层的一侧的多个待加热部件,以及填充在所述边框、导热件和待加热部件之间的保温层。本发明通过设置盖板和镀膜层用于将吸收的太阳光转化为电能,而部分透过的太阳光转化为热量,由导热件传送给焊接在导热件下方的多个待加热部件,从而加热待加热部件中的物质,同时在边框、导热件和待加热部件之间填充保温层,进一步防止热量散失,使得太阳光的部分余热得到充分利用。

Description

一种光伏光热一体化组件及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能发电发热技术领域,尤其涉及一种光伏光热一体化组件及其制备方法。
背景技术
目前,光伏发电已经为人们提供了很多的便利,但是仅仅使用光伏组件将太阳能转化为电能,会导致光伏组件在使用的过程中浪费太阳光的部分余热。因此,市场上出现了光伏光热一体化的组件,多为晶体硅太阳能光伏光热一体化组件,然而,其结构复杂,成本较高,安装不便。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种光伏光热一体化组件,其结构简单,且充分利用了太阳光的部分余热。
本发明的技术方案是:提供一种光伏光热一体化组件,包括边框、封装在所述边框一侧的盖板、镀制在所述盖板内侧的镀膜层、设置在所述镀膜层表面的导热件、焊接在所述导热件远离所述镀膜层的一侧的多个待加热部件,以及填充在所述边框、导热件和待加热部件之间的保温层。
本发明还提供了一种光伏光热一体化组件的制备方法,包括以下步骤:
在盖板上层积镀膜层;
将待加热部件通过激光焊焊接在导热件上,将镀膜盖板与所述导热件及待加热部件封装在边框内;
在所述边框、导热件及待加热部件之间填充保温层。
实施本发明的一种光伏光热一体化组件,具有以下有益效果:通过设置盖板和镀膜层用于将吸收的太阳光转化为电能,而部分透过的太阳光转化为热量,由导热件传送给焊接在导热件下方的多个待加热部件,从而加热待加热部件中的物质,同时在边框、导热件和待加热部件之间填充保温层,进一步防止热量散失,使得太阳光的部分余热得到充分利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光伏光热一体化组件的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的镀膜层的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的光伏光热一体化组件的制备方法流程图;
图4是图3中步骤S1的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是,本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,而不应该认为是具有限制性的。
如图1所示,本发明实施例提供的光伏光热一体化组件包括边框1、盖板2、镀膜层3、导热件4、待加热部件5和保温层6。其中,盖板2封装在边框1的一侧,具体地,盖板2封装在边框1具有开口的一侧。镀膜层3镀制在盖板2的内侧,即镀制在盖板2朝向边框1的一侧。导热件4设置在镀膜层3的内侧,且导热件4用于传导热量。优选地,导热件4为铝板。在导热件4远离镀膜层3的一侧焊接有多个待加热部件5,优选地,该待加热部件5是进出口水管,该待加热部件5内流通有水,且待加热部件5的具体数量根据实际需要确定。进一步优选地,该待加热部件5由导热材料制成,且通过激光焊将多个待加热部件5焊接在导热件4的一侧。在边框1、导热件4和多个待加热部件5之间填充有保温层6,该保温层6具有保温功能,主要用于防止热量散失。优选地,该保温层6由保温材料制成。
本发明实施例的光伏光热一体化组件,其通过设置盖板2和镀膜层3用于将吸收的太阳光转化为电能,而部分透过的太阳光转化为热量,由导热件4传送给焊接在导热件4下方的多个待加热部件5,从而加热待加热部件5中的物质,同时在边框1、导热件4和待加热部件5之间填充保温层6,进一步防止热量散失,使得太阳光的部分余热得到充分利用。
进一步地,如图2所示,镀膜层3包括第一透明导电氧化物层31、非晶硅层32、第二透明导电氧化物层33和绝缘层34。其中,第一透明导电氧化物层31通过磁控溅射溅射在盖板2靠近导热件4的一侧上;非晶硅层32通过射频电场产生辉光放电分解气体形成在第一透明导电氧化物层31上;第二透明导电氧化物层33通过磁控溅射溅射在非晶硅层32上;绝缘层34通过磁控溅射溅射在第二透明导电氧化物层33上。
优选地,在本发明的一个实施例中,上述第一透明导电氧化物层31为以盖板2为衬底通过磁控溅射溅射一层膜厚为500nm~1000nm的透明导电氧化物,该透明导电氧化物可选用ITO、FTO、ZnO及AZO中的一种。可以理解的是,在本发明的其它实施例中,该第一透明导电氧化物层31的厚度也可以是其它可实现的数值。
优选地,在本发明的一个实施例中,上述第二透明导电氧化物层33是以镀制有非晶硅层32的盖板2为衬底通过磁控溅射溅射的一层膜厚为500nm~1000nm的透明导电氧化物,该透明导电氧化物可选用ITO、FTO、ZnO及AZO中的一种。可以理解的是,在本发明的其它实施例中,该第二透明导电氧化物层31的厚度也可以是其它可实现的数值。
进一步地,上述绝缘层34为二氧化硅膜层,可起到绝缘的作用,该绝缘层34的膜层厚度为0~100nm。
进一步地,非晶硅层32包括依次通过射频电场产生辉光放电分解气体形成的P型非晶硅321、I型非晶硅322和N型非晶硅323。具体地,把硅烷与硼烷(SiH4+B2H6)的混合气体通入真空度保持在10Pa~1000Pa的反应室中,射频电场产生辉光放电,硅烷与硼烷的混合气体被分解,在盖板2上形成P型非晶硅321;把硅烷(SiH4)气体通入真空度保持在10Pa~1000Pa的反应室中,射频电场产生辉光放电,硅烷气体被分解,在层积有P型非晶硅321的盖板2上形成I型非晶硅322;把硅烷与磷烷(SiH4+PH3)的混合气体通入真空度保持在10Pa~1000Pa的反应室中,射频电场产生辉光放电,硅烷与磷烷的混合气体被分解,在层积有I型非晶硅322的盖板2上形成N型非晶硅323,从而实现非晶硅层32的层积。
优选地,盖板2为钢化玻璃,且该盖板2的透过率大于91.6%。
进一步地,为了将盖板2、镀膜层3、导热件4、待加热部件5和保温层6更好地封装在边框1内,在边框1的一侧形成有限位部11,盖板2远离镀膜层3的一侧抵接在限位部11上,使得本发明实施例的光伏光热一体化组件结构紧凑,方便安装。
如图3所示,本发明还提供了一种光伏光热一体化组件的制备方法,该方法具体包括以下步骤:
S1、在盖板2上层积镀膜层3;
S2、将待加热部件5通过激光焊焊接在导热件4上,将镀膜盖板2与导热件4及待加热部件5封装在边框1内;
S3、在边框1、导热件4及待加热部件5之间填充保温材料。
具体地,在上述步骤S1中,盖板2为钢化玻璃,且该盖板2的透过率大于91.6%。
具体地,在上述步骤S2中,导热件4为铝板;待加热部件5由导热材料制成,且通过激光焊将多个待加热部件5焊接在导热件4的一侧;保温层6由保温材料制成,具有保温功能。
进一步地,如图4所示,上述步骤S1中的在盖板2上层积镀膜层3具体包括以下步骤:
S11、将经过检测的盖板2投入到加热除杂腔室进行加热除杂,接着进入导电氧化物镀膜腔室并通过磁控溅射方法在盖板2上镀制一层厚度为500nm-1000nm的透明导电氧化物;
S12、以镀有导电氧化物的盖板2为衬底,依次通过射频电场产生辉光放电分解气体在其表面形成P型非晶硅321、I型非晶硅322和N型非晶硅323;
S13、在层积好非晶硅薄膜的盖板2上通过磁控溅射镀制一层透明导电氧化物及一层二氧化硅绝缘材料,即镀制第二透明导电氧化物层33和绝缘层34。
具体地,在上述步骤S11中,首先将经过检测的钢化玻璃投入到加热除杂腔室,经过加热腔以后,进入导电氧化物镀膜腔室,镀制第一透明导电氧化物层31。该第一透明导电氧化物层31优选为AZO膜层,镀膜过程中溅射靶选用2%的AZO靶,溅射气体采用Ar气,工作压力为0.3Pa~0.5Pa,溅射电源采用DC电源,该AZO膜层的膜厚为500nm~1000nm,镀制完后,进入雾化腔、冷却处理腔,待温度冷却至室温后取出镀制好第一透明导电氧化物层31的钢化玻璃。
具体地,在上述步骤S12中,通过以镀制有第一透明导电氧化物层31的钢化玻璃为衬底,在其表面形成非晶硅薄膜材料,即形成非晶硅层32。首先将硅烷与硼烷气体通入真空度为10Pa~1000Pa的反应室中,采用射频电场产生辉光放电使得通入的气体分解,在镀制有第一透明导电氧化物层31的钢化玻璃上形成P型非晶硅321。将层积好P型非晶硅321的衬底送至下一个腔室,该腔室通入硅烷气体,同样采用射频电场产生辉光放电使得通入的气体分解,在层积有P型非晶硅321的钢化玻璃上形成I型非晶硅322。将层积好I型非晶硅322的衬底送至下一个腔室,该腔室通入硅烷与硼烷气体,采用射频电场产生辉光放电使得通入的气体分解,在层积有I型非晶硅322的钢化玻璃上形成N型非晶硅323,从而实现非晶硅层32的层积。
具体地,在上述步骤S13中,第二透明导电氧化物层33可选用ITO、FTO、ZnO、AZO导电氧化物中的一种;绝缘层34可起到绝缘的作用,该绝缘层34的膜层厚度为0~100nm。
本发明实施例提供的光伏光热一体化组件的制备方法,其镀膜设备主要通过磁控溅射与射频电场产生辉光放电层积膜层,设备简单。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光伏光热一体化组件,其特征在于,包括边框(1)、封装在所述边框(1)一侧的盖板(2)、镀制在所述盖板(2)内侧的镀膜层(3)、设置在所述镀膜层(3)表面的导热件(4)、焊接在所述导热件(4)远离所述镀膜层(3)的一侧的多个待加热部件(5),以及填充在所述边框(1)、导热件(4)和待加热部件(5)之间的保温层(6),所述边框(1)的一侧形成有限位部(11),所述盖板(2)远离所述镀膜层(3)的一侧抵接在所述限位部(11)上;
所述镀膜层(3)包括第一透明导电氧化物层(31)、形成在所述第一透明导电氧化物层(31)上的非晶硅层(32)、形成在所述非晶硅层(32)上的第二透明导电氧化物层(33),以及形成在所述第二透明导电氧化物层(33)上的绝缘层(34)。
2.如权利要求1所述的光伏光热一体化组件,其特征在于,所述非晶硅层(32)包括依次通过射频电场产生辉光放电分解气体形成的P型非晶硅(321)、I型非晶硅(322)和N型非晶硅(323)。
3.如权利要求1所述的光伏光热一体化组件,其特征在于,所述第一透明导电氧化物层(31)为ITO、FTO、ZnO及AZO中的一种;所述第二透明导电氧化物层(33)为ITO、FTO、ZnO及AZO中的一种。
4.如权利要求1所述的光伏光热一体化组件,其特征在于,所述第一透明导电氧化物层(31)的厚度为500nm-1000nm。
5.如权利要求1所述的光伏光热一体化组件,其特征在于,所述绝缘层(34)为二氧化硅膜层,且所述绝缘层(34)的膜层厚度为0-100nm。
6.如权利要求1所述的光伏光热一体化组件,其特征在于,所述盖板(2)为钢化玻璃,且所述盖板(2)的透过率大于91.6%。
7.一种光伏光热一体化组件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将经过检测的盖板(2)投入到加热除杂腔室进行加热除杂,接着进入导电氧化物镀膜腔室并通过磁控溅射方法在所述盖板(2)上镀制一层厚度为500nm-1000nm的透明导电氧化物;
以镀有导电氧化物的所述盖板(2)为衬底,依次通过射频电场产生辉光放电分解气体在其表面形成P型非晶硅(321)、I型非晶硅(322)和N型非晶硅(323);
在层积好非晶硅薄膜的所述盖板(2)上通过磁控溅射镀制一层透明导电氧化物及一层二氧化硅绝缘材料,以在盖板(2)上层积镀膜层(3);
将待加热部件(5)通过激光焊焊接在导热件(4)上,将镀膜盖板(2)与所述导热件(4)及待加热部件(5)封装在边框(1)内;
在所述边框(1)、导热件(4)及待加热部件(5)之间填充保温层(6)。
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