CN110212855A - 一种易回收光伏组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易回收光伏组件，包括发电芯片、前板和后板，发电芯片放在前板与后板中间，形成层叠件，层叠件的四周通过四周保护结构密封；发电芯片与前板完全粘连或布局粘连，发电芯片与后板局部粘连；在后板外壁上安装有用于引出电极的接线盒。发电芯片没有与前板和背板牢牢粘接在一起，而是让发电芯片形成独立芯片。在进行组件回收时，只需要把四周保护结构去掉，或者再加入局部处理，前后板就很容易从发电芯片上拿下来，组件在进行回收或者发电芯片维修或更换时，能简单容易进行拆分，实现经济回收。

Description

一种易回收光伏组件

技术领域

本发明属于光伏板技术领域，特别涉及一种易回收光伏组件。

背景技术

当前全球光伏产业发展迅速，光伏能源以其具有充分的清洁性、安全性与资源相对广泛性等，被认为是二十一世界最重要的清洁能源之一。近几年，我国、欧美各国乃至东南亚等地区和国家先后出台对光伏研发和应用的扶持政策，支持本国光伏产业发展。到2017年底，全球光伏装机量超过400GWp。从我国国家能源局统计数据显示，截至2017年底，我国光伏累计装机达到了130.25GWp。其中新增装机量连续5年位居全球首位，累计装机也连续3年位居全球第一。光伏组件本质是一种电子器件，到一定时期就会报废。据统计，到2030年，单中国废弃的光伏组件可以产生145万吨碳钢、110万吨玻璃、54万吨塑料、26万吨铝、17万吨铜、5万吨硅和550吨银。保守计算，到2050年，废弃的光伏组件则会达到0.78亿吨，全球商品市场价值将达到150亿美元。由于光伏作为能源大规模应用是在2008年至今这十年间，人们更多关注的是如何使用、如何提高效率降低成本上，以致光伏发电能早日实现平价上网，可以与火电成本比拼。在光伏组件寿命到时如何回收相对研究较少。从全球范围内来看，有关这方便研究比较薄弱，目前已报道出来的回收方法有化学回收法和热处理回收法，从实际回收情况来看，投入远远大于产出的经济效益，难以进行产业化、规模化回收。

传统光伏组件的结构是用胶片把前板玻璃、电池片、背板(包括玻璃背板)牢牢的粘接在一起，形成一个完整的层压件。在进行组件回收时，胶片与前板玻璃及背板很难分开或者是分开所需的经济代价较大，电池片也很难与封装胶膜分开或者是分开所需的经济代价较大，难以实现经济回收。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易回收光伏组件，在不增加现有组件制造成本的基础上，发电芯片、前板和后板易分离，实现组件易回收。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种易回收光伏组件，包括发电芯片、前板和后板，发电芯片放在前板与后板中间，形成层叠件，层叠件的四周通过四周保护结构密封；

发电芯片与前板完全粘连或局部粘连，发电芯片与后板局部粘连；

在后板外壁上安装有用于引出电极的接线盒。

进一步，发电芯片包括上胶膜、电池片和下胶膜，电池片封装在上胶膜和下胶膜中间。

进一步，在电池片上下两面涂覆有与上胶膜和下胶膜不沾的不沾膜。

进一步，上胶膜和下胶膜的材料为聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物EVA、聚烯烃PO、聚乙烯醇缩丁醛PVB和硅胶中的一种或多种。

进一步，当制作与前板和后板均局部粘连的发电芯片时，在上胶膜和下胶膜外面局部涂覆有不沾膜，或在前板和后板(的内侧局部涂覆有不沾膜；

当制作与前板完全粘连，且与后板局部粘连的发电芯片时，在下胶膜外面局部涂覆有不沾膜，或在后板的内侧局部涂覆有不沾膜。

进一步，当需要取出前板与上胶膜间的不沾膜时，在发电芯片与前板间预留有局部密封口；

当需要取出后板与下胶膜间的不沾膜时，在发电芯片与后板间预留有局部密封口。

进一步，不沾膜的材料为聚四氟乙烯。

进一步，局部粘连为成片粘连、成线粘连或点状粘连。

进一步，四周保护结构为密封胶或金属边框，当采用金属边框时，在金属边框与层叠件之间加设缓冲器件。

进一步，缓冲器件为液态胶或固态胶带。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的一种易回收光伏组件，包括发电芯片、前板和后板，发电芯片放在前板与后板中间，形成层叠件，发电芯片与前板完全粘连或局部粘连，发电芯片与后板局部粘连；上胶膜与前板或下胶膜与背板之间没有完全粘接，在进行组件回收时，需要把前后板划开，就可以实现前后板与发电芯片分离，发电芯片没有与前板和背板牢牢粘接在一起，而是让发电芯片形成独立芯片。在进行组件回收时，只需要把四周保护结构去掉，或者再加入局部处理，前后板就很容易从发电芯片上拿下来，组件在进行回收或者发电芯片维修或更换时，能简单容易进行拆分，实现经济回收。

进一步，发电芯片由电池片和上下胶膜构成，在电池片上下两面涂覆有与上胶膜和下胶膜不沾的不沾膜，电池片与上下胶膜完全不粘连，也可以通过切割胶膜，把上下胶膜划开，就可以取出电池片，使电池片和胶膜分离，轻易获得到完整电池片，进行回收或者个别电池片更换维修，从而实现经济回收电池片和维修电池片的效果。

进一步，为了方便取出不沾膜，在发电芯片与前后板之间预制局部密封口，当需要取出不沾膜时，就可以从该密封口取出。

进一步，上下胶膜选用聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛或硅胶等，使得发电部件能够很好抵抗紫外线、外界水汽和腐蚀。

进一步，不沾膜材料选用聚四氟乙烯，该材料在高温下与大部分电池片封装胶不沾，同时又易得价廉，是一种很好的不沾材料。

进一步，四周保护结构选用金属型材时，在金属型材与层叠件之间添加缓冲材料，使得前板和后板与发电芯片组合在一起，提高组件抗风等级。

附图说明

图1为本发明的易回收光伏组件的正面结构示意图；

图2为本发明的易回收光伏组件的侧面结构示意图；

图3为本发明的制作发电芯片时的正面结构示意图；

图4为本发明的发电芯片的侧面结构示意图；

图5为四周用密封胶密封时示意图。

其中，1为发电芯片、1-1为上胶膜、1-2为下胶膜、1-3为电池片、1-4为芯片上边沿、1-5为芯片左边沿、1-6为芯片右边沿、1-7为芯片下边沿、1-8为局部密封口、2为层叠件、2-1为前板、2-2为后板、3为四周保护结构、3-1为金属边框、3-2为缓冲器件、3-3为密封胶、4为接线盒、5为不沾膜。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1和图2，本发明的一种易回收光伏组件，包括发电芯片1、前板2-1和后板2-2，发电芯片1放在前板2-1与后板2-2中间，形成类似三明治结构的层叠件2，层叠件2的四周通过四周保护结构3密封；在后板2-2外壁上安装有用于引出电极的接线盒4。

发电芯片1包括上胶膜1-1、电池片1-3和下胶膜1-2，电池片1-3封装在上胶膜1-1和下胶膜1-2中间。发电芯片1是通过耐候性、绝缘性能良好材料把电池片1-3封装在里面，形成发电部件；上胶膜1-1和下胶膜1-2的材料可以是聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物EVA、聚烯烃PO、聚乙烯醇缩丁醛PVB和硅胶中的一种或多种，使得电池片能够很好抵抗紫外线、外界水汽和腐蚀。

与常规晶硅组件封装工艺相兼容，电池片1-3尚未层压前，在电池片1-3上下表面覆盖一层与上下胶膜不沾的不沾材料，再在上胶膜1-1与前板2-1之间和下胶膜1-2与后板2-2之间局部覆盖或者仅下胶膜1-2与后板2-2之间局部覆盖不沾材料，然后进行层压，形成层压件，再在层压件四周打密封胶3-3或者安装金属边框。

在制作发电芯片1时，把串焊好的电池片1-3上下敷设或者涂抹不沾膜5，然后再在其上覆盖上胶膜1-1和下胶膜1-2。当制作与前板2-1和后板2-2均局部粘连的发电芯片1时，在上胶膜1-1和下胶膜1-2外面局部涂覆有不沾膜5，或在前板2-1和后板2-2的内侧局部涂覆有不沾膜5；当制作与前板2-1完全粘连，且与后板2-2布局粘连的发电芯片1时，在下胶膜1-2外面局部涂覆有不沾膜5，或在后板2-2的内侧局部涂覆有不沾膜5。

发电芯片1的尺寸大小不等，根据发电芯片1的尺寸来确定不沾膜5的尺寸。芯片上边沿1-4与不沾膜5上边沿的距离一般在5mm-1/2发电芯片1长度，芯片左边沿1-5与不沾膜5左边沿的距离一般在5mm-1/2发电芯片1宽度，芯片右边沿1-6与不沾膜5右边沿的距离一般在5mm-1/2发电芯片1宽度，芯片下边沿1-7完全覆盖不沾膜5下边沿或局部覆盖不沾膜5下边沿。

不沾膜5的材料可选用与常规材料不沾的含氟材料，比如聚四氟乙烯材料，该材料在高温下与封装胶不沾，同时又易得价廉，是一种很好的不沾材料。

局部粘连为成片粘连、成线粘连或者点状粘连。组件在进行回收或者发电芯片1维修或更换时，能简单容易进行拆分。

上胶膜1-1和下胶膜1-2没有把前板2-1和背板牢牢粘接在一起，而是让发电芯片1局部与前板2-1和后板2-2粘接，电池片1-3与封装胶膜不粘接。在进行组件回收时，只需要把边框或者四周密封胶3-3去掉，或者再加入局部处理，前板2-1和后板2-2就很容易从发电芯片1上拿下来，电池片1-3也可以通过切割封装胶膜，轻易获得到完整电池片1-3，进行回收或者个别电池片1-3更换维修，从而实现经济回收组件和维修组件的效果。

前板2-1和后板2-2的材料选用玻璃、金属薄板或者光伏业内共识背板等，使得封装的组装件具有很好的耐候性、耐老化并阻挡水汽。

不沾膜5根据设计局部覆盖，然后再将发电芯片1放置在前板2-1与后板2-2中间，形成待层压件，进行层压。

有时不沾膜5在层压后需要从层叠件2中取出，要在层压时，预留局部密封口1-8，以便在层压后，取出不沾膜5。有时不沾膜5在层压后可以保留在层叠件2内，则不需要取出。

层叠件2制备完后，需对其四周进行保护处理。当进行边部密封材料密封时，在层压前，把密封材料放置到层叠件2边部合适位置，层压后，形成一体密封结构。当添加金属边框3-1时，需要在边框和层叠件2之间添加具有缓冲、粘接和阻水性能的缓冲器件3-2，这样通过金属边框3-1和缓冲器件3-2就可以把发电芯片1及前板2-1和后板2-2封装成一个密封的产品，提高组件抗风等级。

为了更好地保护发电芯片1，更好地阻止水汽、有害气体从金属边框3-1处进去层叠件2内部，也为了使整个层叠件2有更好地抗冰雹冲击能力，边框可以是厚度可调节的，带有锁紧装置边框。在层叠件2装上边框之后，锁紧边框上的锁紧装置，使前板2-1和后板2-2与发电芯片1贴合的更紧，也使边框与层叠件2之间贴合的更紧。

这种把发电芯片1与前板2-1和后板2-2分开或局部分开，再用四周保护结构3对层叠件2进行整体加固和保护的封装方法，能使组件具有很好的耐候性，同时在进行回收或组件修复时，可以容易实现组件的整体拆分和回收。

Claims (10)

1.一种易回收光伏组件，其特征在于，包括发电芯片(1)、前板(2-1)和后板(2-2)，发电芯片(1)放在前板(2-1)与后板(2-2)中间，形成层叠件(2)，层叠件(2)的四周通过四周保护结构(3)密封；

发电芯片(1)与前板(2-1)完全粘连或局部粘连，发电芯片(1)与后板(2-2)局部粘连；

在后板(2-2)外壁上安装有用于引出电极的接线盒(4)。

2.根据权利要求1所述的易回收光伏组件，其特征在于，发电芯片(1)包括上胶膜(1-1)、电池片(1-3)和下胶膜(1-2)，电池片(1-3)封装在上胶膜(1-1)和下胶膜(1-2)中间。

3.根据权利要求2所述的易回收光伏组件，其特征在于，在电池片(1-3)上下两面涂覆有与上胶膜(1-1)和下胶膜(1-2)不沾的不沾膜(5)。

4.根据权利要求2所述的易回收光伏组件，其特征在于，上胶膜(1-1)和下胶膜(1-2)的材料为聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物EVA、聚烯烃PO、聚乙烯醇缩丁醛PVB和硅胶中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的易回收光伏组件，其特征在于，当制作与前板(2-1)和后板(2-2)均局部粘连的发电芯片(1)时，在上胶膜(1-1)和下胶膜(1-2)外面局部涂覆有不沾膜(5)，或在前板(2-1)和后板(2-2)的内侧局部涂覆有不沾膜(5)；

当制作与前板(2-1)完全粘连，且与后板(2-2)局部粘连的发电芯片(1)时，在下胶膜(1-2)外面局部涂覆有不沾膜(5)，或在后板(2-2)的内侧局部涂覆有不沾膜(5)。

6.根据权利要求5所述的易回收光伏组件，其特征在于，当需要取出前板(2-1)与上胶膜(1-1)间的不沾膜(5)时，在发电芯片(1)与前板(2-1)间预留有局部密封口(1-8)；

当需要取出后板(2-2)与下胶膜(1-2)间的不沾膜(5)时，在发电芯片(1)与后板(2-2)间预留有局部密封口(1-8)。

7.根据权利要求3或5所述的易回收光伏组件，其特征在于，不沾膜(5)的材料为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的易回收光伏组件，其特征在于，局部粘连为成片粘连、成线粘连或点状粘连。

9.根据权利要求1所述的易回收光伏组件，其特征在于，四周保护结构(3)为密封胶(3-3)或金属边框(3-1)，当采用金属边框(3-1)时，在金属边框(3-1)与层叠件(2)之间加设缓冲器件(3-2)。

10.根据权利要求9所述的易回收光伏组件，其特征在于，缓冲器件(3-2)为液态胶或固态胶带。