CN110828593A - 一种太阳能发电瓦及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能发电瓦及其制作方法，太阳能发电瓦包括：透光基板；透光芯片层，设置在所述透光基板上；第一透光胶层，以及彩色透光前板，所述第一透光胶层设置于所述透光芯片层与所述彩色透光前板之间。本发明所涉及的太阳能发电瓦，比传统陶瓷瓦片质量轻，相比现有太阳能透光树脂瓦成本更低，并且可以具有多种颜色。

Description

一种太阳能发电瓦及其制作方法

技术领域

本发明涉及太阳能建筑材料领域，特别地涉及一种太阳能发电瓦及其制作方法。

背景技术

在前技术方案中，陶瓷瓦片重量大、质脆、易风化腐蚀、成本较高，难以做到高透光，应用场景受限，虽然现有的太阳能透光树脂瓦虽然解决了透光问题，但产品结构成本较高，功能有限，颜色及形状单一。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种太阳能发电瓦及其制作方法，使太阳能树脂复合瓦更加美观，且提高了太阳能树脂复合瓦的发电效率。

本发明的一个方面提供了一种太阳能发电瓦，包括：

基板；

透光芯片层，设置在所述基板上；

第一透光胶层，以及

彩色透光前板，所述第一透光胶层设置于所述透光芯片层与所述彩色透光前板之间。

其中，进一步包括：

所述彩色透光前板为彩色透光玻璃板或彩色透光树脂板。

其中，进一步包括：

水汽阻隔复合膜，设置在所述第一透光胶层靠近所述彩色透光前板的一面；

第二透光胶层，设置在所述水汽阻隔复合膜和所述彩色透光前板之间。

其中，进一步包括：

磨砂层，设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面。

其中，进一步包括彩色自洁涂层,设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面。

其中，进一步包括：彩色自洁涂层,设置在所述磨砂层远离所述彩色透光前板的一面。

其中，所述水汽阻隔复合膜包括：透光薄膜以及在透光薄膜上设置的水汽阻隔层，所述水汽阻隔层设置在所述透光薄膜远离所述第一透光胶层的一面。

本发明的另一个方面提供了一种太阳能发电瓦的制作方法，包括以下步骤：

将多个层依次叠片；

将叠片后的多个层进行压合；

其中，所述多个层包括基板、透光芯片层、第一透光胶层和彩色透光前板。

其中，所述多个层还包括磨砂层，设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面,所述磨砂层的制备方法包括，将磨砂粒子、防老化剂与有机高分子溶液混合，涂布在彩色透光前板表面上，进行固化。

其中，进一步包括以下步骤：在基板上沉积透光芯片层，对透光芯片层进行刻划；

在透光芯片层上制备液态硅胶湿膜，干燥后得到第一透光胶层。

本发明所涉及的太阳能发电瓦，比传统陶瓷瓦片质量轻，相比现有太阳能透光树脂瓦成本更低，并且可以具有多种颜色。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

现有的太阳能瓦多为陶瓷瓦，该陶瓷瓦虽然质量较轻，但是，由于施工过程中，往往需要铺设大量的瓦片，由此导致陶瓷瓦的总体质量还是较重，因此要求建筑物的屋面结构具有较高的承重力；同时，现有的陶瓷瓦通常质地较脆，成本较高，重叠处较多，容易漏水；此外，其还存在安装不便且容易风化腐蚀的缺陷。

本发明所涉及一种彩色太阳能发电瓦，可以满足透光、发电、简化结构、降低成本、以及颜色和形状多样性等要求。

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图。图2 是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦组件的结构示意图。如图1和图2 中所示，太阳能发电瓦102通过连接件101进行连接，连接方式包括卡扣等方式。

图3是根据本发明的第一实施例的太阳能发电瓦的结构示意图，如图3所示的太阳能发电瓦，包括依次设置的基板8、透光芯片层7、第一透光胶层6、水汽阻隔复合膜5、第二透光胶层4、彩色透光前板3、磨砂层2和彩色自洁涂层1。

根据本发明的这一实施例，基板8可以为厚度大于等于3mm浮法玻璃，另外，基板8可以加入不同材质制作成不同的颜色。透光芯片层7中的透光部分是通过激光刻划透光芯片层后获得的。第一透光胶层6和第二透光胶层4可以是高透光高耐老化透光硅胶层，其中，该高透光高耐老化透光硅胶层的透光率大于95％，耐老化年限大于25年，厚度为200-300um，当然将第一透光胶层6 和第二透光胶层4制作成带有不同的色彩的胶层，以增加太阳能发电瓦的色彩，具体地，由于使用了高透光高耐老化透光硅胶层，从而提高了产品的耐老化年限，同时使透光率提高到了95％以上，并且安全环保。水汽阻隔复合膜5包括透光薄膜,以及在透光薄膜上沉积的水汽阻隔层，水汽阻隔层设置在透光薄膜远离第一透光胶层的一面，其中，透光薄膜可以由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等制成。

作为一种优选实施例，彩色透光前板3可以为彩色透光玻璃板或彩色透光树脂板，其中，彩色透光树脂板具体可以包括PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、FRP(纤维增强复合材料)、PFA(可熔性聚四氟乙烯)中的一种或多种，需要说明的是，彩色透光前板3的透光率大于95％，耐候年限大于25 年，厚度大于2mm。磨砂层2由磨砂粒子、防老化剂与有机高分子溶液混合制成，其中，磨砂粒子包括PMMA等有机粒子或者SiO₂(二氧化硅)等无机粒子，有机高分子溶液包括丙烯酸类、聚氨酯类等材料中的一种或两种。彩色自洁涂层1包括氟碳树脂基材、抗老化剂和固化剂，因为增加了自洁涂层，因此拥有更好自洁效果，使得太阳能发电瓦更加耐腐蚀、耐老化。

根据本发明的第二实施例的一种太阳能发电瓦，可以只包括基板8，设置在基板8上的部分透光的透光芯片层7，设置在透光芯片层7上的第一透光胶层6，以及设置在第一透光胶层6上的彩色透光前板3。

根据本发明的第三实施例的一种太阳能发电瓦，可以只包括：基板8，设置在基板8上的部分透光的透光芯片层7，设置在透光芯片层7上的第一透光胶层6，以及设置在第一透光胶层6上的水汽阻隔复合膜5，设置在水汽阻隔复合膜5上的第二透光胶层4，以及设置在第二透光胶层4上的彩色透光前板 3。

在上述第二和第三实施例的太阳能发电瓦中，还可以包括设置在彩色透光前板3上的磨砂层2，或者设置在彩色透光前板3上的彩色自洁涂层1。

本发明所涉及的太阳能发电瓦，该瓦相比传统陶瓷瓦片具有大于25年的使用年限。因为使用树脂，硅胶等材料，因而质量轻。经过检测，其弯曲强度>40MPa、拉伸断裂强度>20MPa、简支梁冲击强度≥40KJ/m2、抗风压性能≥ 1.6kPa，因此其强度高，耐冲击性能好。同时可通过在彩色透光前板和/或硅胶层中增加不同材质，使太阳能发电瓦呈现无色透明、紫色、粉色、红色、蓝色、黄色等等多种颜色。并且可以将瓦片设计成不同的形状，满足不同客户对产品外观多样性需求，因为其透光率大于95％，相比现有部分透光太阳能树脂瓦发电效率高，并且还可设计出多种光线透过率，满足采光屋顶的不同采光需求。

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图，如图3所示，太阳能发电瓦的制作方法包括：

S201、将多个层依次叠片，多个层包括基板、透光芯片层、第一透光胶层和彩色透光前板；

S202、将叠片后的多个层进行压合。

其中在步骤S201中，还包括以下几种情况：

实施例1：

多个层还包括水汽阻隔复合膜和第二透光胶层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、水汽阻隔复合膜、第二透光胶层和彩色透光前板顺序层叠。

实施例2：

多个层进一步包括：磨砂层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、彩色透光前板和磨砂层顺序层叠，或

包括水汽阻隔复合膜、第二透光胶层或磨砂层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、水汽阻隔复合膜、第二透光胶层、彩色透光前板和磨砂层顺序层叠。

实施例3：

多个层进一步包括：彩色自洁涂层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、彩色透光前板和彩色自洁涂层顺序层叠，或

包括水汽阻隔复合膜、第二透光胶层或彩色自洁涂层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、水汽阻隔复合膜、第二透光胶层、彩色透光前板和彩色自洁涂层顺序层叠。

实施例4：

多个层进一步包括：水汽阻隔复合膜、第二透光胶层、磨砂层和彩色自洁涂层，将基板、透光芯片层、第一透光胶层、水汽阻隔复合膜、第二透光胶层、彩色透光前板、磨砂层和彩色自洁涂层顺序层叠。

根据本发明的一个具体的实施例，制作太阳能发电瓦的过程包括如下步骤：

步骤1：在厚度为3mm的基板8(比如浮法玻璃)上表面采用共蒸发技术沉积透光芯片层7，并采用激光刻划芯片层之间形成不同的间隔尺寸及排布密度，从而得到不同的透光率；

步骤2：将液态硅胶、防老化剂、增粘树脂、增塑剂、固化剂加入搅拌釜中，高速2000转/min搅拌混合均匀后，在透光芯片层7表面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备液态硅胶湿膜，干燥后得到第一透光胶层6，厚度200-300um；

步骤3：在PET、PEN等透光薄膜下表面采用原子层沉积工艺、磁控溅射工艺等水汽阻隔膜常用制备工艺沉积水汽阻隔膜，透光薄膜和水汽阻隔膜共同形成水汽阻隔复合膜5；

步骤4：采用喷淋、刮涂、辊涂等方式在水汽阻隔复合膜5不含有水汽阻隔层的一面制备高透光液态硅胶湿膜，干燥后得到第二透光胶层4，厚度 200-300um；

步骤5：将磨砂粒子、防老化剂与有机高分子溶液混合，高速搅拌机2000 转/min搅拌，混合均匀，在彩色透光前板3表面通过刮涂、辊涂等常用涂布方式制备磨砂涂层湿膜，湿膜在50-100℃温度下经UV(紫外光线)照射10-50S 后固化形成磨砂层2；

步骤6：采用步骤5制备的第二复合膜，将氟碳树脂基材、抗老化剂及固化剂加入混合容器，高速2000转/min搅拌混合均匀后，在磨砂层2上表面通过刮涂、喷涂等方式涂布氟碳彩色自洁涂层湿膜，然后上述样品置于鼓风干燥箱中，高温80-100℃烘干1-5min，室温干燥，得到彩色自洁涂层1；

步骤7：将步骤2，4，6制备的复合膜分别叠片组合，放入真空层压机中，抽真空20min,封装温度50-120℃，时间1-5min，进行层压,冷却至室温即可得到太阳能发电瓦。

值得一提的是，普通太阳能电池封装工艺操作温度需140℃以上，层压时间需20-30min，还需要特殊的封装设备，因此造成太阳能电池封装工艺复杂，工艺时间较长，成本更高，而本发明采用高透光液态硅胶，只要求产品封装温度50-120℃，时间1-5min，使得封装工艺省时简单，降低了工艺成本。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (10)

1.一种太阳能发电瓦，其特征在于，包括：

基板；

透光芯片层，设置在所述基板上；

第一透光胶层，以及

彩色透光前板，所述第一透光胶层设置于所述透光芯片层与所述彩色透光前板之间。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电瓦，其特征在于，进一步包括：

所述彩色透光前板为彩色透光玻璃板或彩色透光树脂板。

3.根据权利要求1所述的太阳能发电瓦，其特征在于，进一步包括：

水汽阻隔复合膜，设置在所述第一透光胶层靠近所述彩色透光前板的一面；

第二透光胶层，设置在所述水汽阻隔复合膜和所述彩色透光前板之间。

4.根据权利要求1或3所述的太阳能发电瓦，其特征在于，进一步包括磨砂层，设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面。

5.根据权利要求1或3所述的太阳能发电瓦，其特征在于，进一步包括设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面的彩色自洁涂层。

6.根据权利要求4所述的太阳能发电瓦，其特征在于，进一步包括设置在所述磨砂层远离所述彩色透光前板的一面的彩色自洁涂层。

7.根据权利要求3所述的太阳能发电瓦，其特征在于，所述水汽阻隔复合膜包括：透光薄膜以及在透光薄膜上设置的水汽阻隔层，所述水汽阻隔层设置在所述透光薄膜远离所述第一透光胶层的一面。

8.一种太阳能发电瓦的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多个层依次叠片；

将叠片后的多个层进行压合；

其中，所述多个层包括基板、透光芯片层、第一透光胶层和彩色透光前板。

9.根据权利要求8所述的太阳能发电瓦的制作方法，其特征在于，所述多个层还包括设置在所述彩色透光前板远离所述第一透光胶层的一面的磨砂层,所述磨砂层的制备方法包括:将磨砂粒子、防老化剂与有机高分子溶液混合，涂布在彩色透光前板表面上，进行固化。

10.根据权利要求8所述的太阳能发电瓦的制作方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：在基板上沉积透光芯片层，对透光芯片层进行刻划；

在透光芯片层上制备液态硅胶湿膜，干燥后得到第一透光胶层。

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