CN110581192A - 一种光伏电池组件及光伏墙 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光伏电池组件及光伏墙，涉及太阳能组件技术领域，为减轻光伏电池组件的整体质量、增强隔音效果、提高冲击性能以及提高效率而设计。所述光伏电池组件包括相对设置的第一封装板和第二封装板，以及太阳能电池片组件，所述太阳能电池片组件夹设在所述第一封装板和第二封装板之间，所述太阳能电池片组件包括电池串，所述电池串包括相串联的电池片，所述相串联的电池片至少部分层叠设置；其中，所述第一封装板和/或第二封装板选自高分子材料板。本发明光伏电池组件及光伏墙用于提高光伏电池组件使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能组件技术领域，尤其涉及一种光伏电池组件及光伏墙。
背景技术
现有的光伏隔音墙中的光伏电池组件，一般采用双玻光伏电池组件或者单玻光伏电池组件，其中，双玻光伏电池组件使用两片钢化玻璃作为太阳能电池片的封装结构，单玻光伏电池组件使用一片钢化玻璃和其他封装板作为太阳能电池片的封装结构，双玻光伏电池组件相比单玻光伏电池组件的应用范围更广泛。
但是，由于钢化玻璃质量大，导致双玻光伏电池组件整体较重，使用不便；且钢化玻璃隔音效果差；韧性差，容易破裂，同时，现有的太阳能电池串中的电池片之间具有间隙，间隙位置未被电池片覆盖，降低了整个光伏电池组件的发电效率。
发明内容
本发明的实施例提供一种光伏电池组件及光伏墙，减轻了光伏电池组件的整体质量、增强了隔音效果、提高了抗冲击性能，以及提高了发电效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种光伏电池组件，包括：
相对设置的第一封装板和第二封装板；和夹设在所述第一封装板和所述第二封装板之间的太阳能电池片组件，其特征在于，所述太阳能电池片组件包括电池串，所述电池串包括相串联的电池片，相串联的所述电池片至少部分层叠设置；
其中，所述第一封装板和/或第二封装板为高分子材料板。
本发明实施例提供的光伏电池组件，将夹设太阳能电池片的现有钢化玻璃替换成高分子塑料板(如PC(聚碳酸酯)板、PETG(改性PET)板或PCTG (改性PET)板)，相比同等体积的钢化玻璃，质量可减轻至少一半，且抗冲击性能好，不易破裂，隔音效果也优于钢化玻璃，同时，电池片采用至少部分层叠方式串联形成电池串，避免电池片之间存在间隙的现象，提高了光伏电池组件的发电效率。
可选的，所述电池串至少有两个且至少两个所述电池串相并联和/或串联，相邻两个所述电池串的边缘至少部分层叠设置。
可选的，相串联的所述电池片通过导电胶连接。
可选的，相邻两个所述电池串并联时，相邻两个所述电池串中的层叠区交错布设，其中，所述层叠区为所述电池串中相邻两个所述电池片的层叠区域。
可选的，所述电池串至少有三个，至少三个所述电池串中除了位于两端的两个电池串以外，任一所述电池串的一端边缘设置在与其相邻一侧电池串的上方，另一端边缘设置在与其相邻另一侧电池串的下方。
可选的，所述电池串至少有三个，至少所述三个电池串中除了位于两端的两个电池串以外，任一所述电池串的两端边缘均设置在与其相邻的两个电池串的上方或下方。
可选的，所述第一封装板和第二封装板与所述太阳能电池片组件之间设置有封装胶膜。
可选的，所述封装胶膜包括EVA膜、PVB膜、PU膜和POE膜中的至少一种。
可选的，所述太阳能电池片组件与所述封装胶膜的周围通过防水胶框封装，所述防水胶框与所述第一封装板和第二封装板粘结。
可选的，所述高分子材料板包括PC板、PETG板或PCTG板中的至少一种。可选的，所述太阳能电池片组件为双面太阳能电池片组件。
本发明另一方面还提供了一种光伏墙，包括安装件和上述技术方案提供的光伏电池组件，所述光伏电池组件通过所述安装件安装在建筑物上。
本发明实施例提供的光伏墙，光伏墙采用了上述所述的光伏电池组件，其中，光伏电池组件所具有的质量轻，抗冲击性能好，不易破裂，隔音效果佳和发电效率高优点，使光伏墙的使用性能也进一步得到提高。
可选的，所述光伏电池组件上开设有用于固定安装件的安装孔。
可选的，所述光伏墙包括光伏隔音墙。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光伏电池组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种光伏电池组件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种多个电池串的连接关系图；
图4为图3的俯视图；
图5为图4的A-A剖面图；
图6为图4的B-B剖面图；
图7为本发明实施例提供的另一种多个电池串的连接关系图；
图8为本发明实施例提供的一种光伏墙的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种光伏电池组件的制备方法的流程框图。
附图标记：
1-第一封装板；2-第二封装板；3-电池串；301-电池片；4-封装胶膜；5- 防水胶框；6-安装孔；7-连接件；8-安装件；P-层叠区；L-电池串的并列方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例光伏电池组件及光伏墙进行详细描述。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内段的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
光伏电池组件能够将太阳能转化为电能为其他设备利用。例如，光伏电池组件可以作为光伏墙中的重要组件，则需要光伏电池组件具有很好的隔音效果，同时由于光伏隔音墙一般所处的环境比较恶劣，例如，高速公路两侧、列车轨道两侧等，这样对光伏电池组件的抗冲击性能也有较高的要求，且质量小、发电效率高也作为评价光伏电池组件性能的重要参数。
本发明实施例提供一种光伏电池组件，下述对光伏电池组件进行具体描述：
参照图1，所述光伏电池组件包括相对设置的第一封装板1和第二封装板 2，以及夹设在所述第一封装板1和第二封装板2之间的太阳能电池片组件，所述太阳能电池片组件包括电池串3，所述电池串3包括相串联的电池片301，所述相串联的电池片301至少部分层叠设置，其中，所述第一封装板1和/或第二封装板2为高分子材料板。所述第一封装板1和第二封装板2的材质相同或者不同，如包括选自PC板、PETG板和PCTG板中的至少一种。
其中，作为封装板的高分子材料板替换了现有光伏电池组件中的钢化玻璃。高分子材料板的比重、冲击强度和隔音效果都比钢化玻璃好，且具有透明度高、隔热、难燃、抗老化等特点。以PC板、PETG板或PCTG板为例。PC 板、PETG板和PCTG板与钢化玻璃的性能参数对比如表1所示：
表1
由表1得出：
相同体积时，PC板、PETG板和PCTG板比钢化玻璃的质量接近小一半，这样使光伏电池组件的整体质量可至少减轻一半。
PC板、PETG板和PCTG板也明显比钢化玻璃的冲击强度大，则说明PC板、 PETG板和PCTG板抗冲击，进而提高了光伏电池组件的耐冲击性。
PC板、PETG板和PCTG板也比钢化玻璃的隔音效果好。
综上所述：本发明提供的光伏电池组件具有质量轻、隔音效果好、耐冲击的优点。除此之外，高分子材料板(如PC板、PETG板或PCTG板)破碎后也不会飞溅，有效降低对人身的伤害。
本发明提供的多个相串联的电池片301至少部分层叠设置，可以将电池片301以紧密的方式互相连接，使两个电池片301连接处的缝隙尺寸降到最小，这样在单位面积中就可串联更多的电池片301，最终提高光伏电池组件的发电效率。
具体串联时，在一个具体的实施例中，可以采用导电胶将相串联的两个电池片301连接。
需要说明的是：光伏电池组件在具体使用时，发电太阳能电池片组件至少具有两个电池串3，如图3和图4所示，将相邻两个电池串3的边缘至少部分层叠设置，采用这种搭接方式，能够保证相邻两个电池串3之间无缝隙，相比现有连接方式消除了电池串3之间的间隙，在单位面积内可并联或串联设置较多的电池串3，有效提高光伏电池组件的发电效率。当然，所述至少两个电池串也可分别通过每个电池串两端的导电线引出电流，将导电线串联或并联。
上述所述的相邻两个所述电池串的边缘至少部分层叠设置不仅适用于相邻两个所述电池串的串联还适用于相邻两个所述电池串的并联。
在相邻两个所述电池串并联时，通过电池片301之间的至少部分层叠设置以及电池串3之间的边缘至少部分层叠设置共同作用，进一步提高光伏电池组件的发电效率。
具体实施时，相邻两个电池串3的边缘重叠区域的宽度为1mm～2mm。
电池串3至少具有三个时，除了位于两端的两个电池串3以外，其中，两端为沿着电池串并联方向的两端，相邻两个电池串3的边缘进行重叠设置时具有多种重叠布设结构，下述对其中两种结构进行描述：
示例的，如图3所示，任一所述电池串的一端边缘设置在与其相邻一侧电池串的上方，另一端边缘设置在与其相邻另一侧电池串的下方。
由于电池串3中的多个电池片301以至少部分层叠设置，如图4所示，则在相邻两个电池片301之间就具有层叠区P(即所述层叠区为所述电池串中相邻两个所述电池片的层叠区域)，若相邻两个电池串3的层叠区P位置对应，则电池串边缘再层叠时就会出现相邻两个电池串3之间的层叠区P再次重叠，影响发电效率。为了避免这种现象，如图5、图6和图7所示，相邻两个所述电池串3的层叠区P交错布设，这样达到的效果为：1.层叠区P交错布设可减少相邻两个电池串3之间的距离，减少整个双面发电太阳能电池片组件的厚度尺寸；沿着多个电池串3的并列方向L(如图4所示)看，整个太阳能电池片组件的两侧具有凸出部，凸出部可有效的接受太阳能，这样相比层叠区P完全重叠，可避免出现较多的阴影挡区，从而提高光伏电阻的发电效率。
示例的，如图7所示，任一所述电池串的两端边缘均设置在与其相邻的两个电池串的上方或下方，这样相邻三个电池串形成品字形结构。相比图3 所示的重叠结构，该结构可进一步节省多个电池串的安装空间，在单位面积内布设更多的电池串。
电池片301采用HIT太阳能电池片，即在P型掺杂层(P型非晶硅或微晶硅层，如氢化非晶硅层)和N型掺杂层(N型非晶硅或微晶硅层，如氢化非晶硅)与单晶硅片衬底(N型或P型)之间增加一层非掺杂(本征)薄膜。采用该结构，改变了PN结的性能，能够提高光电转换效率和开路电压。
示例的，所述太阳能电池片组件为双面太阳能电池片组件。
第一封装板1和第二封装板2与所述太阳能电池片组件之间设置有封装胶膜4，封装胶膜4将第一封装板1、第二封装板2和发电太阳能电池片组件粘结呈一体。两层封装胶膜4可为同一种胶膜，也可为不同的胶膜。优选的，所述封装胶膜4选自EVA膜、PVB膜、PU膜和POE膜的至少一种。
光伏电池组件在具体使用过程中难免遇到水等液体的侵蚀，参照图2，发电太阳能电池片组件与所述封装胶膜4的周围通过防水胶框5封装，所述防水胶框5与所述第一封装板1和第二封装板2粘结，防水胶框5就可保障发电太阳能电池片组件免受腐蚀物的侵蚀，也可保证封装胶膜4的使用性能，延长封装胶膜4的使用寿命。
所述防水胶框5由丁基胶软化、凝固形成。其他具有类似功能的胶也可用于本发明。
示例的，所述第一封装板1和第二封装板2的厚度为3mm～8mm。
本发明实施例还提供了一种光伏墙，参考图8，包括上述所述的光伏电池组件和安装件8，所述光伏电池组件通过所述安装件8安装在建筑物上，所述光伏电池组件安装(如固定安装)在安装件8上，具体实施时，安装件8为固定光伏电池组件的支撑架、龙骨或者其他结构。通过采用上述光伏电池组件，使光伏墙具有质量小、抗冲击和隔音效果好的优点，同时，利用以至少部分层叠设置串联的电池串3增大了光伏墙的发电效率。
所述光伏墙在具体安装时，可在该光伏电池组件上开设安装孔6，通过连接件7将该光伏电池组件与安装件8进行固定连接，若采用钢化玻璃作为光伏电池组件的封装板，由于钢化玻璃易碎，只能利用夹持件将光伏电池组件与安装件8固定连接，所以，具有PC板、PETG板或PCTG板等高分子材料板的光伏电池组件在与其他结构连接时，可有效提高装配效率，降低装配成本。
示例的，所述光伏墙包括光伏隔音墙，所述光伏隔音墙包括隔音部件，所述隔音部件可为现有技术中的隔音部件，如可包括吸音板和吸音孔，吸音板如聚酯纤维吸音板、波峰吸音海绵或隔音毡中的至少一种。通过所述隔音部件与所述光伏电池组件中的高分子材料板(例如PC板、PETG板或PCTG板) 相结合，进一步提高光伏隔音墙的隔音效果。
本发明实施例还提供了一种光伏电池组件的制造方法，参照图9，制造方法包括：
步骤S1、将待封装光伏电池组件放置在封装装置中。
其中，所述待封装光伏电池组件包括依次层叠设置的第一封装板、太阳能电池片组件和第二封装板，以及设置在所述第一封装板和第二封装板与所述太阳能电池片组件之间的封装胶膜；所述太阳能电池片组件包括电池串，所述电池串包括相串联的电池片，所述相串联的电池片至少部分层叠设置，所述第一封装板和/或第二封装板为高分子材料板。
步骤S2、采用封装装置对所述待封装光伏电池组件进行温度和压强调节，进而对所述待封装光伏电池组件进行层压，以制得光伏电池组件。
其中，所述第一封装板和第二封装板的材质相同或者不同，如包括选自 PC板、PETG板和PCTG板中的至少一种所达到的技术效果上述已作详细描述，此处不做描述。
在步骤S2中，对所述待封装光伏电池组件进行温度和压强调节具体包括：对所述待封装光伏电池组件依次进行升温升压、升温保压、保温保压和降温保压四个调节阶段。
第一阶段：升温升压阶段，在2h～3h时间段内，对所述待封装光伏电池组件进行升温升压，压强升高至1.1MPa～1.2Mpa。
温度的上限值高于所述封装胶膜的软化温度5℃～10℃，这样操作的目的是：温度升高过程中，一般封装胶膜需经软化阶段和固化阶段，当封装胶膜处在高于软化温度5℃～10℃这个温度区间时，封装胶膜的流动状态最佳，若低于此温度，则封装胶膜处于刚熔融状态，流动性还较差，若高于此温度，即温度趋近封装胶膜固化温度，封装胶膜的流动状态逐渐变差，所以当温度升高至高于所述封装胶膜的软化温度5℃～10℃时，能够使封装胶膜在流动性较好的状态下，使第一封装板和第二封装板与太阳能电池片组件进行粘结，保障粘结强度。
根据PC板、PETG板和PCTG板与封装胶膜的粘结特性，只有当压强升高至1.1MPa～1.2Mpa时，才能保证他们之间的粘结强度。
第二阶段：升温保压阶段，在1h～1.5h时间段内，对所述待封装光伏电池组件进行升温保压；温度升高至接近封装胶膜的固化温度，且在温度升高过程中，封装装置内的压强需保持在1.1MPa～1.2Mpa。
在温度升高过程中，采用上述两个升温阶段，其中，在第一个升温过程中所需时间较长，也就是在较慢升温过程中，可将封装胶膜中的分解的气泡尽量排出；在第二个升温过程中时间相对较短，且在恒定压强下升温，此时压强有效阻止封装胶膜的过氧化物继续分解形成气泡，更好的将第一封装板和第二封装板与太阳能电池片组件粘结。与现有技术中的仅具有一个升温升压过程相比，能够最大化的将封装胶膜中的气泡排出，保障封装胶膜的粘结性能。
第三阶段：保温保压，在2.5h～3h时间段内，对所述待封装光伏电池组件进行保温保压。
第四阶段：降温保压，在3h～3.5h时间段内，对所述待封装光伏电池组件进行降温保压。
在进行升温升压调节前，对所述封装腔进行抽真空，将所述待封装光伏电池组件中层叠设置的各元件中的空气排出，提高最终制得的光伏电池组件的整体强度。
在将待封装光伏电池组件放置在封装装置前，采用封条封住所述待封装光伏电池组件的周边，且使所述待封装光伏电池组件与所述封条之间具有缝隙，在完成对所述待封装光伏电池组件的层压之后，将所述封条去除。所述封条采用硅胶材料，且封条的宽度大于所述待封装光伏电池组件的厚度 1mm～2mm。封条先将层叠设置的所述待封装光伏电池组件连接呈一体，便于后续封装胶膜的粘性连接，为了将封装胶膜中的气泡排出，封条在安装时，需要使所述待封装光伏电池组件与封条之间具有缝隙。
优选的，封条上具有气孔，气孔与上述待封装光伏电池组件与封条之间的缝隙共同将封装胶膜中的气泡排出。
为了防止PC板、PETG板或PCTG板在层压过程中变形，以及所述待封装光伏电池组件产生效率损失，在将待封装光伏电池组件放置在封装装置之前，采用保护层贴覆在所述第一封装板和第二封装板的表面，在完成对所述待封装光伏电池组件的层压之后，需将所述保护层去除。具体实施时，所述保护层为铝箔或者锡箔，且所述保护层需平整贴覆在所述第一封装板和第二封装板的表面。
本发明提供的封装装置为蒸压釜，将待封装光伏电池组件放置在蒸压釜的真空袋中进行封装。采用蒸压釜相比现有的层压机，可满足层压压强大于 1.0MPa的压强要求，相比现有的高压釜，通过对蒸汽的控制对所述待封装光伏电池组件进行温度压强调节，能够针对PC板、PETG板或PCTG板与封装胶膜的特性进行合适的温度压强控制，保障太阳能电池片组件、封装胶膜和PC 板、PETG板、PCTG板的粘结强度。
在将待封装光伏电池组件放置在封装装置前，采用防水胶涂覆在所述封装胶膜和所述太阳能电池片组件的周边，以使得在完成层压后，所述防水胶形成防水胶框，且所述防水胶框与所述第一封装板和第二封装板粘结。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种光伏电池组件，包括：
相对设置的第一封装板和第二封装板；和夹设在所述第一封装板和所述第二封装板之间的太阳能电池片组件，其特征在于，所述太阳能电池片组件包括电池串，所述电池串包括相串联的电池片，相串联的所述电池片至少部分层叠设置；
其中，所述第一封装板和/或第二封装板为高分子材料板。
2.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述电池串至少有两个且至少两个所述电池串相并联和/或串联，相邻两个所述电池串的边缘至少部分层叠设置。
3.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，相串联的所述电池片通过导电胶连接。
4.根据权利要求2所述的光伏电池组件，其特征在于，相邻两个所述电池串并联时，相邻两个所述电池串中的层叠区交错布设，其中，所述层叠区为所述电池串中相邻两个所述电池片的层叠区域。
5.根据权利要求2所述的光伏电池组件，其特征在于，所述电池串至少有三个，至少三个所述电池串中除了位于两端的两个电池串以外，任一所述电池串的一端边缘设置在与其相邻一侧电池串的上方，另一端边缘设置在与其相邻另一侧电池串的下方。
6.根据权利要求2所述的光伏电池组件，其特征在于，所述电池串至少有三个，至少三个所述电池串中除了位于两端的两个电池串以外，任一所述电池串的两端边缘均设置在与其相邻的两个电池串的上方或下方。
7.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述第一封装板和第二封装板均与所述太阳能电池片组件之间设置有封装胶膜。
8.根据权利要求7所述的光伏电池组件，其特征在于，所述封装胶膜包括EVA膜、PVB膜、PU膜和POE膜中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的光伏电池组件，其特征在于，所述太阳能电池片组件与所述封装胶膜的周围通过防水胶框封装，所述防水胶框与所述第一封装板和第二封装板粘结。
10.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述高分子材料板包括PC板、PETG板或PCTG板中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述太阳能电池片组件为双面太阳能电池片组件。
12.一种光伏墙，其特征在于，包括安装件以及如权利要求1～11中任一所述的光伏电池组件，所述光伏电池组件通过所述安装件安装在建筑物上。
13.根据权利要求12所述的光伏墙，其特征在于，其特征在于，所述光伏电池组件上开设有用于固定安装件的安装孔。
14.根据权利要求12或13所述的光伏墙，其特征在于，所述光伏墙包括光伏隔音墙。
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