CN107170852A - 一种轻型太阳能组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻型太阳能组件及其制造方法，所述轻型太阳能组件包括:由上至下依次叠合在一起的透明面板层、第一热熔胶膜层、电池层、第二热熔胶膜层、背板层；所述透明面板层采用纳米二氧化硅‑聚碳酸脂复合材料，其上表面设置有陷光结构。本发明所提供的轻型太阳能组件，减少了太阳入射光镜面反射，相对增大了太阳能组件受光面的受光面积，在长期使用过程中降低电势诱导衰减，减少组件功率损失，采用无边框设计，减轻其自身重量，方便安装及运输，同时，透明面板层具有良好的抗冲击性能，很好的保护太阳能电池，使得电池不易破碎。

Description

一种轻型太阳能组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏领域，尤其涉及的是一种轻型太阳能组件及其制造方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，人民生活水平质量日益提高，由此带来的能源危机及环境问题也日益凸显出来，各国政府及社会各界都开始重视新能源的发展。太阳能光伏发电应用体现了可持续发展能源及循环经济的理念，在改善及保护地球环境、确保人类社会可持续发展中占据日益重要的地位。太阳能光伏发电正是各国当下发展的一个新能源产业。
现有技术的太阳能组件一般由钢化玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、电池片、EVA及背板层叠合而成，同时采用铝合金作为太阳能组件的边框。但是由于该太阳能组件自身重量大，导致不能在承重能力较弱的支撑物上使用，且运输不方便，在长期使用过程中太阳能电池功率衰减过快。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轻型太阳能组件及其制造方法，旨在解决现有技术中的太阳能组件自身重量大，导致不能在承重能力较弱的支撑物上使用及运输不方便，在长期使用过程中太阳能电池功率衰减过快的问题。
本发明的技术方案如下：
一种轻型太阳能组件，其中，所述轻型太阳能组件包括:
由上至下依次叠合在一起的透明面板层、第一热熔胶膜层、电池层、第二热熔胶膜层、背板层；
所述透明面板层采用纳米二氧化硅-聚碳酸脂复合材料层，其上表面设置有陷光结构。
优选地，所述的轻型太阳能组件，其中，所述透明面板层厚度为1-6mm。
优选地，所述的轻型太阳能组件，其中，所述陷光结构包括多个间隔设置呈尖锥形或条纹状的凸起。
优选地，所述的轻型太阳能组件，其中，所述第一热熔胶膜层及第二热熔胶膜层皆采用厚度为0.3mm-0.8mm的乙烯-醋酸乙烯共聚物层、乙烯-辛烯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层或热塑性聚烯烃弹性体层。
优选地，所述的轻型太阳能组件，其中，所述电池层是厚度为150μm-200μm的单晶或多晶电池。
优选地，所述的轻型太阳能组件，其中，所述背板层采用厚度为1mm-3mm的铝板、PCB板或铝塑板。
一种如上所述的轻型太阳能组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤如下：
A、单晶或多晶电池的上表面、下表面分别压合第一热熔胶膜层、第二热熔胶膜层；
B、在第一热熔胶膜层上表面压合透明面板层；
C、在第二热熔胶膜层下表面压合背板层，形成轻型太阳能组件。
与现有技术相比，本发明所提供的轻型太阳能组件及其制造方法，由于采用纳米二氧化硅-聚碳酸脂复合材料，其上表面设置有陷光结构，减少了太阳入射光镜面反射，相对增大了太阳能组件受光面的受光面积，在长期使用过程中降低电势诱导衰减（PID），减少组件功率损失，增加输出功率，此外透明面板层具有良好的抗冲击性能，背板采用铝板、PCB板或铝塑板，能够很好的保护太阳能电池，使得电池不易破碎，在安装及使用中具备一定的耐撞击能力，所述轻型太阳能组件各层皆采用轻质材料封装，使得其重量更轻，易于安装及运输。
附图说明
图1是本发明中的轻型太阳能组件较佳实施例的横向截面图。
图2是本发明中的轻型太阳能组件较佳实施例的俯视图。
具体实施方式
本发明提供一种轻型太阳能组件及其制造方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。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。
如图1所示，本发明实施例提供的一种轻型太阳能组件，其中，所述轻型太阳能组件包括:
由上至下依次叠合在一起的透明面板层1、第一热熔胶膜层2、电池层3、第二热熔胶膜层4、背板层5；
所述透明面板层1采用纳米二氧化硅-聚碳酸脂复合材料，其上表面设置有陷光结构。
纳米二氧化硅-聚碳酸脂复合材料的作用是：聚碳酸脂是一种具有优良性能的材料，它具有良好的透光性，较高的刚度和较强的耐蠕变性能。为了进一步提高它的性能，采用纳米二氧化硅对其进行改性，在聚碳酸酯表面形成一层纳米二氧化硅无机涂层，增加材料的耐磨性能。在户外环境下保护太阳能组件不受水汽侵蚀，阻隔氧气防止将太阳能组件内部氧化，具有很好的绝缘性、阻水性、耐老化性、耐高低温、耐腐蚀性，同时可以反射太阳光，提高太阳能组件的转换效率，较高的红外反射率，降低组件温度。
在本发明进一步较佳实施例中，所述陷光结构（图中未示出）包括多个间隔设置呈尖锥形的凸起，太阳光照射到透明面膜层1上表面的凸起，经过凸起的反射作用将太阳光反射到相邻的凸起，不会直接反射到空气中，从而提高太阳光的透光率，使得更多的太阳光能够穿透到电池层，另一方面，由于太阳光在凸起上经过几次反射，增加了太阳光的光程，更多的太阳光会被电池层所吸收。
在本发明进一步较佳实施例中，所述陷光结构用于减少太阳入射光镜面反射及提高透光率。
在本发明进一步较佳实施例中，所述透明面板层1厚度为1-6mm。
这里的透明面板厚度选择1-6mm，一方面有利于减轻整个太阳能组件的重量，还有利于太阳光的入射，从而提高光电转化效率。另一方面增加了组件的抗冲击性能，能保护电池片不易破碎。
在本发明进一步较佳实施例中，所述第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4厚度皆为0.3mm-0.8mm。
在本发明进一步较佳实施例中，所述第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4皆采用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）层、乙烯-辛烯共聚物层（POE）层、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）层或热塑性聚烯烃弹性体(TPO)。
通过第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4将电池片密封起来，所以，第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4需要采用阻隔水气的材料。而EVA、POE、PVB或TPO皆具有较好的阻隔水气和耐候性，减小水汽透入到电池层中的概率，可以在太阳能组件不使用封边的情况下，仍然能够保证环境中的水汽很少会渗透到电池层3，从而影响电池的功能。由于太阳能组件安装在室外，一旦安装后就不方便移动，该太阳能组件需要承受各种环境（比如高温、低温等）的考验，由此，选用耐候性比较好的EVA、POE、PVB或TPO材料为第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4。采用EVA、POE、PVB或TPO能够同时满足第一热熔胶膜层2及第二热熔胶膜层4对电池的保护作用，同时还能够抵抗各种极限环境。
在本发明进一步较佳实施例中，所述电池层3是厚度为150μm-200μm的单晶或多晶电池。
单晶或多晶电池的区别在于它们的原子结构排列，单晶电池是有序排列，多晶电池是无序排列，这主要是由它们的加工工艺所决定，多晶电池通常采用浇注法生产,即直接把硅料倒入到锅炉中融化定型，而单晶电池通常是采取西门子法改良直拉,直拉过程就是一个原子结构的重组过程。以我们的肉眼来看，单晶电池看起来表面是一样的，多晶电池表面看起来就像有很多碎玻璃在里面，闪闪发光的。
同时，在一般光照条件下，单晶电池或多晶电池的光电转化效率差不多，但是在阳光特别充足的地方，单晶电池的光电转化效率要比多晶电池更高。单晶电池所需要的材料要比多晶电池好，在生产过程中不容易损坏，但是单晶电池的生产成本要远高于多晶电池。对于电池的选择应该考虑各种因素（比如环境，成本），选择出性价比高的太阳能电池。
在本发明进一步较佳实施例中，所述背板层5采用厚度为1mm-3mm的铝板、PCB板或铝塑板。
铝板由于具有很好的抗氧化性，在太阳能组件中可以起到很好的抗氧化性，比如它在太阳光和一些水成分中不会发生一些腐蚀性，也会保持它长久的实用性。其次，铝板还可以起到很好抗污性，对于太阳能产品的使用都是在外界的环境下，非常容易受到一些环境的污染，如果它很容易被污染那就会让它的使用效率大大降低。
PCB板的加工工艺简单，成品率高，重量更轻，同时，PCB板上可印制电路，该电路可以用于连接到外电路，使用过程中衰减底，使用寿命长。
铝塑板的组成铝塑复合板是由多层材料复合而成，上下层为高纯度铝合金板，中间为无毒低密度聚乙烯（PE）芯板，其正面还粘贴一层保护膜。对于室外，铝塑板正面涂覆氟碳树脂（PVDF）涂层，对于室内，其正面可采用非氟碳树脂涂层。采用抗静电涂料涂覆铝塑板形成静电铝塑板，表面电阻率在109Ω以下，比普通铝塑板表面电阻率小，因此不易产生静电，空气中尘埃也不易附着在其表面。
背板层5采用铝板、PCB板或铝塑板，在把电池片封装在上述材料后, 电池片的整体受力点作用在背板层5上的铝板、PCB板和铝塑板，产生的效果更好，同时铝板、PCB板或铝塑板都由一个共同的特点就是重量轻，减轻整个太阳能组件的重量。
如图1及图2所示，在本发明进一步较佳实施例中，所述透明面板层1上表面设置有接线盒6。
接线盒6是用于连接太阳能电池与充电装置，接线盒6内设置有旁路二极管，当组件被异物部分遮挡时，会发生“热斑效应”，通过该旁路二极可以避免组件持续发热，防止组件损坏。
在本发明进一步较佳实施例中，所述轻型太阳能组件由于自身重量轻，可以安装在各种承重能力较弱（比如屋顶）的支撑物上。
一种如上所述的轻型太阳能组件的制造方法，其中，所述制造方法包括步骤如下：
S100、单晶或多晶电池的上表面、下表面分别压合第一热熔胶膜层2、第二热熔胶膜层4；
S200、在第一热熔胶膜层2上表面压合透明面板层1；
S300、在第二热熔胶膜层4下表面压合背板层5，形成轻型太阳能组件。
综上所述，本发明所提供的轻型太阳能组件及其制造方法，由于在采用纳米二氧化硅-聚碳酸酯复合复合材料的透明面板层上表面设置有陷光结构，减少太阳入射光镜面反射，提高透明面板层的透光率，从而提高电池对太阳光的吸收效率，提高太阳能组件的光电转化效率，增加太阳能组件的输出功率，采用了无边框设计，减轻其自身重量，方便安装及运输，在长期使用过程中降低电势诱导衰减（PID）,减少组件功率损失，同时，背板层采用铝板、PCB板或铝塑板，使得电池不易破碎，在安装及使用中具备一定的耐撞击能力，所述轻型太阳能组件各层皆采用轻质材料封装，使得其重量更轻，易于安装及运输。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种轻型太阳能组件，其特征在于，所述轻型太阳能组件包括:
由上至下依次叠合在一起的透明面板层、第一热熔胶膜层、电池层、第二热熔胶膜层、背板层；
所述透明面板层采用纳米二氧化硅-聚碳酸脂复合材料层，其上表面设置有陷光结构。
2.根据权利要求1所述的轻型太阳能组件，其特征在于，所述透明面板层厚度为1-6mm。
3.根据权利要求1所述的轻型太阳能组件，其特征在于，所述陷光结构包括多个间隔设置呈尖锥形或条纹状的凸起。
4.根据权利要求1所述的轻型太阳能组件，其特征在于，所述第一热熔胶膜层及第二热熔胶膜层皆采用厚度为0.3mm-0.8mm的乙烯-醋酸乙烯共聚物层、乙烯-辛烯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层或热塑性聚烯烃弹性体层。
5.根据权利要求1所述的轻型太阳能组件，其特征在于，所述电池层是厚度为150μm-200μm的单晶或多晶电池。
6.根据权利要求1所述的轻型太阳能组件，其特征在于，所述背板层采用厚度为1mm-3mm的铝板、PCB板或铝塑板。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的轻型太阳能组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括步骤如下：
A、单晶或多晶电池的上表面、下表面分别压合第一热熔胶膜层、第二热熔胶膜层；
B、在第一热熔胶膜层上表面压合透明面板层；
C、在第二热熔胶膜层下表面压合背板层，形成轻型太阳能组件。
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