CN110034198A - 轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统 - Google Patents

轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统，该组件为无框结构，包括组件本体和设置在组件本体正面的接线盒，所述的组件本体由从上到下依次设置的透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板组成，组件本体的正面表面为压花面，将上述组件通过设置在组件本体背面的粘合剂与屋顶粘合连接，即可得到屋顶太阳能系统。与现有技术相比，本发明具有使用寿命长、重量轻、安装方便、安装效率高、输出功率高等优点。

Description

轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统
技术领域
本发明属于光伏组件领域，涉及一种轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统。
背景技术
目前晶硅组件要么是玻璃+EVA+电池片+EVA+有机聚合材料的背板，要么是玻璃+EVA+电池片+EVA+玻璃，二者都离不开玻璃。玻璃由于具有如下优点(1)透光率高，使得照射到电池片上的辐照量比较大，太阳能电池发电量大；(2)硬度大，强度大，能很好的起到支撑作用，保护电池片不会由于外界的震动或者撞击而受到破坏，影响电池片发电。因此玻璃被光伏行业青睐，得到广泛的应用。但是，由于玻璃的这种特性，导致玻璃的重量比较大，单层玻璃面积1.2m2的电池板重量就达到13.6kg以上。这就出现了2个问题：(1)对于一些承重量有限的屋顶，不方便安装；(2)组件安装需要支架，搬运和安装至少需要2个人抬，导致安装成本和人力成本比较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轻质柔性晶硅太阳能组件、层压方法及屋顶太阳能系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种轻质柔性晶硅太阳能组件，适用于屋顶，该组件为无框结构，包括组件本体和设置在组件本体正面的接线盒，所述的组件本体由从上到下依次设置的透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板组成，组件本体的正面表面为压花面。
优选地，所述的透明薄膜的厚度小于100μm，所述的上EVA层和下EVA层的厚度为0.7～0.8mm，所述的有机聚合物背板的厚度为1.3～1.7mm。
优选地，所述的透明薄膜的厚度为80μm，所述的上EVA层和下EVA层的厚度为0.75mm，所述的有机聚合物背板的厚度为1.5mm。
优选地，所述的透明薄膜采用PVDF薄膜，所述的有机聚合物背板为EPE背板。
优选地，所述的电池片阵列为晶硅太阳能电池片阵列。
优选地，每1.2m2的该组件重量为5.8～6.2kg。
所述的轻质柔性晶硅太阳能组件的层压方法，敷设透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板，并将透明薄膜的一面朝下承载于钢化压花玻璃的压花面上，进行层压。
采用所述的组件的屋顶太阳能系统，包括屋顶及铺设于屋顶上的至少一个所述的组件，所述的组件通过设置在组件本体背面的粘合剂与屋顶粘合连接。
本发明的晶硅太阳能电池组件的各部件的作用为：
接线盒：输出电流与外界连接；保护晶体硅组件不被烧毁；
透明薄膜：透光，保护晶体硅电池片；
上EVA层和下EVA层：粘结透明薄膜、电池片阵列和背板；保护晶体硅电池片阵列；
有机聚合物背板：支撑、保护晶体硅电池片阵列。
本发明通过透明薄膜透射太阳光，透明薄膜厚度只有不到100μm，晶体硅太阳能组件的使用寿命一般在25年，因此对其透光率，耐老化，耐紫外要求非常高，直接影响晶体硅太阳能组件的发电量和寿命。因此，寻找一款适合作为前膜的透明薄膜至关重要，因此我们选择PVDF薄膜。由于缺少了常规太阳能组件作为前膜的玻璃的支撑保护，因此本发明通过增加上EVA层和下EVA层的厚度，使用两层0.75mm的EVA，在尽量控制成本的情况下，保护电池片不受到损害。进一步地，由于透明薄膜不能作为支撑，因此背板使用了一款相对硬度较大，厚度在1.5mm左右的树脂材料EPE，既能满足25年的使用寿命，又不会对环境造成污染，起到支撑和保护电池片的作用。通过上述措施，面积1.2m2的组件重量大约在6kg左右。
本发明的太阳能组件在制作工艺(特别是层压工艺)上与常规的太阳能组件也有所不同，常规的太阳能组件在生产过程中作为前膜的玻璃面朝下，EVA-电池片-EVA-背板承载于厚度3.2mm并且硬度大的前膜玻璃上是毫无问题的，前膜玻璃能在层压过程中很好的起到支撑作用。然而，取代前膜玻璃的透明薄膜只有不到100μm，自身就需要有支撑，更无法支撑EVA、电池片和背板的重量，因此需要一块玻璃作为辅助作为支撑，由于透明薄膜较软(柔性材质)、较轻，容易褶皱和变形，因此作为辅助支撑的玻璃不能太光滑，否则在层压过程中容易变形、皱褶，本发明优选采用钢化压花玻璃，并将压花面与透明薄膜接触，既能防止滑动、皱褶变形，而且通过在层压过程中采用钢化压花玻璃辅助支撑，使得层压后的组件本体正面呈现压花面，能减少太阳光的反射，从而增加光伏组件的输出功率。
本发明的轻质柔性晶硅太阳能组件与常规的太阳能组件安装方式也不相同，常规的太阳能组件的安装需要支架，一般采用螺钉或者压块的安装方式。而本发明的轻质柔性晶硅太阳能组件只需要在组件本体背面设置粘结剂(例如黏贴高强度双面胶等)，一个人拿着组件两边平放在屋顶上即可，多个组件时，铺设呈阵列即可。操作方便，安装效率高。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过采用无框结构，设置各层的合适的厚度，在保证强度的同时，大大降低了组件重量，并且适用于屋顶。
(2)本发明的组件与常规的组件相比，使用寿命不变(可达25年)，重量大大降低，载荷满足使用要求。
(3)安装方便，安装效率高，一个人即可实现安装，而且安装不使用支架，降低了整个系统重量的同时，节约了成本。
附图说明
图1为本发明的轻质柔性晶硅太阳能组件的分解示意图；
图2为本发明的屋顶太阳能系统的结构示意图。
图中，1为接线盒，2为透明薄膜，3为上EVA层，4为电池片阵列，5为下EVA层，6为有机聚合物背板，I为轻质柔性晶硅太阳能组，II为屋顶。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种轻质柔性晶硅太阳能组件，如图1所示，适用于屋顶，该组件为无框结构，包括组件本体和设置在组件本体正面的接线盒1，组件本体由从上到下依次设置的透明薄膜2、上EVA层3、电池片阵列4、下EVA层5和有机聚合物背板6组成，组件本体的正面表面为压花面。
一般地，透明薄膜2的厚度小于100μm，上EVA层3和下EVA层5的厚度为0.7～0.8mm，有机聚合物背板6的厚度为1.3～1.7mm。优选透明薄膜的厚度为80μm，上EVA层和下EVA层的厚度为0.75mm，有机聚合物背板的厚度为1.5mm。本发明通过透明薄膜透射太阳光，透明薄膜厚度只有不到100μm，晶体硅太阳能组件的使用寿命一般在25年，因此对其透光率，耐老化，耐紫外要求非常高，直接影响晶体硅太阳能组件的发电量和寿命。因此，寻找一款适合作为前膜的透明薄膜至关重要，因此我们采用PVDF薄膜。由于缺少了常规太阳能组件作为前膜的玻璃的支撑保护，因此本发明通过增加上EVA层和下EVA层的厚度，使用两层0.75mm的EVA，在尽量控制成本的情况下，保护电池片不受到损害。进一步地，由于透明薄膜不能作为支撑，因此背板使用了一款相对硬度较大，厚度在1.5mm左右的树脂材料EPE，既能满足25年的使用寿命，又不会对环境造成污染，起到支撑和保护电池片的作用。通过上述措施，每1.2m2的该组件重量为5.8～6.2kg，例如优选透明薄膜的厚度为80μm，上EVA层和下EVA层的厚度为0.75mm，有机聚合物背板的厚度为1.5mm时，面积1.2m2的组件重量大约在6kg左右。
本实施例的轻质柔性晶硅太阳能组件的层压采用以下方法：敷设透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板，并将透明薄膜的一面朝下承载于钢化压花玻璃的压花面上，进行层压。本发明的太阳能组件在制作工艺(特别是层压工艺)上与常规的太阳能组件也有所不同，常规的太阳能组件在生产过程中作为前膜的玻璃面朝下，EVA-电池片-EVA-背板承载于厚度3.2mm并且硬度大的前膜玻璃上是毫无问题的，前膜玻璃能在层压过程中很好的起到支撑作用。然而，取代前膜玻璃的透明薄膜只有不到100μm，自身就需要有支撑，更无法支撑EVA、电池片和背板的重量，因此需要一块玻璃作为辅助作为支撑，由于透明薄膜较软(柔性材质)、较轻，容易褶皱和变形，因此作为辅助支撑的玻璃不能太光滑，否则在层压过程中容易变形、皱褶，本发明优选采用钢化压花玻璃，并将压花面与透明薄膜接触，既能防止滑动、皱褶变形，而且通过在层压过程中采用钢化压花玻璃辅助支撑，使得层压后的组件本体正面呈现压花面，能减少太阳光的反射，从而增加光伏组件的输出功率。
采用上述组件的屋顶太阳能系统，包括屋顶II及铺设于屋顶II上的至少一个轻质柔性晶硅太阳能组件I，轻质柔性晶硅太阳能组件I通过设置在组件本体背面的粘合剂与屋顶II粘合连接，如图2所示。安装方便，安装效率高，而且安装不使用支架，降低了整个系统重量的同时，节约了成本。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轻质柔性晶硅太阳能组件，适用于屋顶，其特征在于，该组件为无框结构，包括组件本体和设置在组件本体正面的接线盒，所述的组件本体由从上到下依次设置的透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板组成，组件本体的正面表面为压花面。
2.根据权利要求1所述的轻质柔性晶硅太阳能组件，其特征在于，所述的透明薄膜的厚度小于100μm，所述的上EVA层和下EVA层的厚度为0.7～0.8mm，所述的有机聚合物背板的厚度为1.3～1.7mm。
3.根据权利要求2所述的轻质柔性晶硅太阳能组件，其特征在于，所述的透明薄膜的厚度为80μm，所述的上EVA层和下EVA层的厚度为0.75mm，所述的有机聚合物背板的厚度为1.5mm。
4.根据权利要求3所述的轻质柔性晶硅太阳能组件，其特征在于，所述的透明薄膜采用PVDF薄膜，所述的有机聚合物背板为EPE背板。
5.根据权利要求2所述的轻质柔性晶硅太阳能组件，其特征在于，每1.2m2的该组件重量为5.8～6.2kg。
6.如权利要求1～5任一所述的轻质柔性晶硅太阳能组件的层压方法，其特征在于，敷设透明薄膜、上EVA层、电池片阵列、下EVA层和有机聚合物背板，并将透明薄膜的一面朝下承载于钢化压花玻璃的压花面上，进行层压。
7.采用权利要求1～5任一所述的组件的屋顶太阳能系统，其特征在于，包括屋顶及铺设于屋顶上的至少一个所述的组件，所述的组件通过设置在组件本体背面的粘合剂与屋顶粘合连接。
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