CN108988747A - 一种双玻光伏瓦及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种双玻光伏瓦，该双玻光伏瓦采用层状结构，包括太阳能电池组件、胶膜、双玻玻璃、防水条和密封条，所述太阳能电池组件通过胶膜与双玻玻璃内层粘结，其特征在于，所述双玻玻璃采用波形结构，所述双玻玻璃的波形设置为正弦曲线波形，所述波形的振幅A≤20mm。本发明另外提供了一种双玻光伏瓦的制备方法，将太阳能电池组件、胶膜和双玻玻璃经过层压机层压预处理后送入高压釜一体成型，制备了成本低、结构简单、防水、耐高温的光伏瓦。本发明制备的双玻光伏瓦可应用在平面、斜面、异形等多种结构的屋顶上，且提供的双玻光伏瓦的制备方法亦有效提升光伏瓦的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏建材领域，特别涉及一种可应用在屋顶建材的一种双玻光伏瓦。
背景技术
太阳能光伏发电技术发展到今天，光伏发电的应用领域越来越广，将薄膜太阳能组件集成到建筑上，使其成为建筑物不可分割的一部分，即发挥遮风挡雨隔热等建筑功能，替换现有的水泥材质建材，又能够发电。
目前双玻光伏瓦是光伏瓦的热点。双玻光伏瓦是由两块玻璃、胶膜和太阳能电池组件组成，经过层压机高温层压组成复合层。公开号CN106685323A的专利公开了一种轻量化双玻结构双面发电光伏瓦，包括边框和光伏瓦单片，所述光伏瓦单片主要由第一玻璃层、第二玻璃层和电池片层组成，所述电池片层设置于第一玻璃层和第二玻璃层之间，电池片层为双面发电电池片，第一玻璃层、第二玻璃层和电池片层固定于边框内、并通过边框安装于建筑物墙体。但是此种光伏瓦为平面结构，不仅影响了建筑的整体美观，而且在制备时采用层压机高温层压会产生气泡，气泡的产生严重影响了电池组件寿命。另外，平面光伏瓦不利于建筑屋顶的排水、隔热。
发明内容
为解决目前的双玻光伏瓦不利于建筑屋顶的美观、排水、隔热，本发明公开了一种层状结构的双玻光伏瓦，所述双玻光伏瓦可应用在任何形式的屋顶，且具有成本低、结构简单、防水、耐高温以及使用寿命长等优势。
一种双玻光伏瓦，采用层状结构，包括太阳能电池组件2、胶膜3、双玻玻璃、防水框和密封条，所述太阳能电池组件通过胶膜与双玻玻璃内层粘结，所述双玻玻璃采用波形结构。因外层玻璃结构的光伏瓦其水蒸气透过率几乎为零，不需要考虑水蒸汽进入光伏瓦内部诱发胶膜水解的问题，所以采用双玻结构的光伏瓦尤其适用于海边、水边和湿度较高的建筑屋顶。另外，玻璃主要是由无机物二氧化硅组成，与沙子属于同种物质，其玻璃的耐候性、耐腐蚀性超过任何一种金属、水泥、陶瓷等建筑材质，所以采用双玻结构的光伏瓦可有效解决在户外耐风沙、耐高温的问题。
进一步，所述双玻玻璃的波形包括正弦曲线波形，所述波形的振幅A ≤20mm。
进一步，所述双玻玻璃还包括密封条，所述密封条从侧面将所述双玻玻璃封合，所述密封条具有真空胶圈的结构。即使在玻璃表面有大量露珠的情况下，也可有效防止水汽从胶膜和柔性太阳能电池组件缝隙侵入，影响太阳能电池的寿命；以及，所述密封条可增加胶膜与柔性太阳能电池组件的粘合力，起到减震的效果。
进一步，所述还包括防水框，所述防水框从侧面将所述双玻玻璃套合。优选的所述防水框可选用铝合金防水框。
进一步，所述胶膜包含非酸性胶体或热熔性胶体中的一种。所述胶膜的厚度d≤0.5mm。目前胶膜主要采用乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或乙烯-辛稀共聚物等一种或几种，其具有熔点低，流动性好，透明度高，层压工艺成熟等优点，保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长效使用。
进一步，所述太阳能电池组件采用柔性太阳能电池组件。所述柔性太阳能电池组件包括至少一组柔性太阳能电池芯片和至少一组汇流条。以往的光伏瓦多采用的是晶硅太阳能电池片，但是晶硅太阳能电池片易断裂、透光性差、结构笨重，使用的条件极其苛刻，不能用于大范围使用，但是本发明光伏瓦采用的是柔性太阳能电池组件，所述柔性太阳能电池组件可选用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一种。采用柔性太阳能电池片其可弯曲的弧度可完美地贴合波形玻璃结构，不仅美观，而且增加了双波光伏瓦的寿命。
本发明提供的一种制备双玻光伏瓦的制备方法，通过太阳能电池组件通过胶膜与双玻玻璃内层粘结，运用层压机经过层压预处理后再经过高压釜一体成型，提高双玻光伏瓦的使用寿命，既不影响房屋的整体美观，亦可增长光伏瓦的使用寿命，减少光伏瓦因破损增加人力时间和成本。
根据本发明实施例的一个方面提供了一种方法，该方法包括如下步骤：
a.提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括至少一块太阳能电池芯片；
b.提供一种胶膜，所述胶膜包含至少一种非酸性胶体或可热熔型胶体；
c.提供一种双玻玻璃，所述双玻玻璃为波形结构双玻玻璃；
d.使上述步骤a至c提供的原料，依次从下往上铺设，顺序为双玻玻璃的下层玻璃、胶膜、太阳能电池组件、胶膜和双玻玻璃的上层玻璃；
e.将步骤d得到的双波光伏瓦送入层压机完成层压，所述层压机完成层压时的气压为2～5KPa，温度为110～130℃，抽真空时间为5～10分钟，层压时间为10～15分钟；该波形玻璃在高压釜中直接压制的话组件内部的空气难以完全消除，造成气泡不良，因此在层压机真空腔室内低压预制可有效解决组件气泡不良。
f.将步骤e完成的双波光伏瓦送入高压釜完成一体化成型，所述高压釜完成一体化成型时的气压为100～200KPa，温度为130～150℃，成型时间为2～3小时。所述波形玻璃在层压机内由于造型原因，接触面积过小，导致局部压力过大，在层压机设置压力大于10KPa时，玻璃会出现碎裂不良，而高压釜的设计原理为压缩空气加压，对于异型组件压力均匀，不会出现局部受力不均的现象，可有效解决玻璃碎裂问题。
在本发明制备方法中，所述步骤d后还包括将步骤d得到的双波光伏瓦从侧面用密封条封合，以及将所述防水框从侧面将所述双玻玻璃套合。
另外，本发明还提供了一种太阳能光伏发电设备，包括为太阳能光伏发电设备运行的控制系统和双玻光伏瓦，其中，所述双玻光伏瓦用于给太阳能发电设备提供电能。
本发明实施例的有益效果在于：
(1)结构简单，耗材用料少，可广泛应用于农业、渔业、林业建筑屋顶上，实现了光伏发电，又负载了生产建设，同时又可以兼顾到建筑屋顶的美观，增加了观赏效果；
(2)采用的胶膜能在较短的时间内实现结构有效粘接密封固化；
(3)耐高温，双玻光伏瓦的波形结构设计是的内部空间增大，具有散热性好的效果；
(4)内部防水效果好，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的双玻光伏瓦的立体结构；
图2是图1的结构分解示意图；
图3是图1的纵截面视图；
图4是太阳能电池组件的结构示意图；
图5是本发明提供的双玻光伏瓦制备方法的流程图；
图中：
100-双玻玻璃；1-上层玻璃；2-太阳能电池组件；21—太阳能电池芯片；22-汇流条；3-胶膜；4-密封条；5-防水框；6-下层玻璃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提供一种双波光伏瓦，双波光伏瓦采用层状结构，包括太阳能电池组件2、胶膜3、双玻玻璃100、防水框5和密封条4，太阳能电池组件2安装在双波玻璃100夹层内则，通过胶膜3使太阳能电池组件2固定在双波玻璃100内。双波玻璃100的侧面通过密封条4将胶膜3和太阳能电池组件2密封在双波玻璃100内；防水框5设置为凹型框条，将防水框 5从双波玻璃100外层的两侧将双波玻璃套合。
本发明中，双波光伏瓦所使用的胶膜3包含非酸性胶体或热熔性胶体中的一种；胶膜3的厚度d≤0.5mm；其胶膜3可选用目前胶膜主要采用乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或乙烯-辛稀共聚物等一种或几种。
本发明中，双波玻璃采用柔性太阳能电池组件2；所述柔性太阳能电池组件包括至少一组柔性太阳能电池芯片21和至少一组汇流条22；所述柔性太阳能电池组件2可选用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一种。
本发明还提供了一种双玻光伏瓦的制备方法，包括如下步骤：
a.提供一种太阳能电池组件2，所述太阳能电池组件2包括至少一块太阳能电池芯片21；
b.提供一种胶膜3，所述胶膜3包含至少一种非酸性胶体或可热熔型胶体；
c.提供一种双玻玻璃100，所述双玻玻璃100为波形结构双玻玻璃；
d.使上述步骤a至c提供的原料，依次从下往上铺设，顺序为双玻玻璃的下层玻璃1、胶膜3、太阳能电池组件2、胶膜3和双玻玻璃的上层玻璃6；
e.将步骤d得到的双波光伏瓦送入层压机完成层压，所述层压机完成层压时的气压为5～10KPa，温度为110～130℃，抽真空时间为5～10分钟，层压时间为10～15分钟；
f.将步骤e完成的双波光伏瓦送入高压釜完成一体化成型，所述高压釜完成一体化成型时的气压为100～200KPa，温度为130～150℃，成型时间为2～3小时。
较佳的，在所述步骤d后还包括将步骤d得到的双波光伏瓦从侧面用密封条4封合；将所述防水框5从侧面将所述双玻玻璃100套合。
实施例一
本实施例中，双波光伏瓦的制备过程提供三种所需基料：太阳能电池组件2、胶膜3、双波玻璃100，则本实施例另外提供的层压机和高压釜，层压机用于预处理，高压釜用于一体成型，密封条4用于将双波光伏瓦从侧面封合，防水框5用于从侧面将所述双玻玻璃100套合。
如图2、3所示，将太阳能电池组件2、胶膜3、双波玻璃100依次从下往上依次通过自动机械手臂进行铺设，顺序为双玻玻璃的下层玻璃6、胶膜3、太阳能电池组件2、胶膜3和双玻玻璃的上层玻璃1。
如图5所示，将步骤d得到的双波光伏瓦通过传送带送入层压机，所述层压机完成层压时的调整至气压为5～10KPa，温度为110～130℃，抽真空时间为5～10分钟后，将双波光伏瓦层压10～15分钟。层压机是制造太阳能电池组件所需的一种重要设备，是把EVA、太阳能电池片、玻璃、胶膜在高温真空的条件下压成具有一定刚性整体的一种设备，制备平面玻璃的光伏瓦在层压机时压力越大，产品质量越好。但是本发明使用的是波形双玻光伏瓦，如果只使用层压机，其双玻光伏瓦无法在各个方向上受压均匀，不能满足制备波形双玻光伏瓦的制备需求。
如图5所示，将步骤e得到的完成层压机预处理后，将双波光伏瓦放置层压机内进行冷却后，待冷却5～10分钟后，将双波光伏瓦送入高压釜完成一体化成型，通过预处理后的双波光伏瓦套入真空袋中，将其再送入高压釜的真空设备抽取真空袋真空，完成预抽真空过程,调整高压釜气压为 100～200KPa，温度为130～150℃，将双波光伏瓦成型2～3小时；然后通过高压釜设备的加热工艺完成双玻玻璃的下层玻璃6、胶膜3、太阳能电池组件2、胶膜3和双玻玻璃的上层玻璃1可实现一体成型。
如图5所示，将步骤f得到的双波光伏瓦冷却至20～50℃时，将其从高压釜中取出，从双波光伏瓦的侧面贴上密封条4；待得到的双波光伏瓦冷却至20℃左右，用防水框从侧面将双波光伏瓦套合。
本发明实施例中，选用的太阳能电池组件2为柔性太阳能电池组件，具体可采用一种柔性铜铟镓硒电池组件，其尺寸680*500mm、厚度＜16mm、发电功率不小于25w。
本发明在双波光伏瓦从下至上依次铺设下层玻璃6、胶膜3、太阳能电池组件2、胶膜3和上层玻璃1，将其得到的双波光伏瓦送入层压机进行预处理，可有效减少气泡，通过预处理后的双波光伏瓦套入真空袋中，将其再送入高压釜的真空设备抽取真空袋真空，完成预抽真空过程；然后通过高压釜设备的加热工艺完成一体成型；最后利用高压釜的真空和加压工艺，将物理叠合的双玻光伏瓦的气体抽去，并使固化。采用波形双波光伏瓦有利于建筑物的整体美观；其波形的结构更有利于其屋顶的排水、隔热以及空气流通，且结构简单实用。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (15)
1.一种双玻光伏瓦，采用层状结构，包括太阳能电池组件、胶膜、双玻玻璃、防水框和密封条，所述太阳能电池组件通过胶膜与双玻玻璃内层粘结，其特征在于，所述双玻玻璃采用波形结构。
2.根据权利要求1所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，所述双玻玻璃的波形包括正弦曲线波形，所述波形的振幅A≤20mm。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，还包括密封条，所述密封条从侧面将所述双玻玻璃封合。
4.根据权利要求1所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，还包括防水框，所述防水框从侧面将所述双玻玻璃套合。
5.根据权利要求1所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，所述胶膜包含非酸性胶体或热熔性胶体中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，所述胶膜的厚度d≤0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，所述太阳能电池组件采用柔性太阳能电池组件。
8.根据权利要求7所述的一种双玻光伏瓦，其特征在于，所述柔性太阳能电池组件包括至少一组柔性太阳能电池芯片和至少一组汇流条。
9.根据权利要求1-8项任一所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括至少一块太阳能电池芯片；
b.提供一种胶膜，所述胶膜包含至少一种非酸性胶体或可热熔型胶体；
c.提供一种双玻玻璃，所述双玻玻璃为波形结构双玻玻璃；
d.使上述步骤a至c提供的原料，依次从下往上铺设，顺序为双玻玻璃的下层玻璃、胶膜、太阳能电池组件、胶膜和双玻玻璃的上层玻璃；
e.将步骤d得到的双波光伏瓦送入层压机完成层压，所述层压机完成层压时的气压为5～10KPa，温度为110～130℃，抽真空时间为5～10分钟，层压时间为10～15分钟；
f.将步骤e完成的双波光伏瓦送入高压釜完成一体化成型，所述高压釜完成一体化成型时的气压为100～200KPa，温度为130～150℃，成型时间为2～3小时。
10.根据权利要求9所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，在所述步骤d后还包括将步骤d得到的双波光伏瓦从侧面用密封条封合。
11.根据权利要求10所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，将所述防水框从侧面将所述双玻玻璃套合。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，所述双玻玻璃采用波形结构，所述双玻玻璃的波形包括正弦曲线波形，所述波形的振幅A≤20mm。
13.根据权利要求12所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，胶膜包含非酸性胶体或热熔性胶体中的一种；以及
所述胶膜的厚度d≤0.5mm。
14.根据权利要求13所述的一种双玻光伏瓦的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池组件采用柔性太阳能电池组件；
所述柔性太阳能电池组件包括至少一组柔性太阳能电池芯片和至少一组汇流条。
15.一种太阳能光伏发电设备，其特征在于，包括为太阳能光伏发电设备运行提供的控制系统和权利要求1-8中任一项所述的双玻光伏瓦，其中，所述双玻光伏瓦用于给太阳能发电设备提供电能。
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