CN111540793A - 一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件及其制备方法，所述组件由下至上依次包括：碲化镉发电玻璃、硅胶层和保温层，所述保温层包括多层隔热板层，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜。所述组件传热系数低，保温性好，光电转换效率为高。

Description

一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件及其制备方法。
背景技术
碲化镉太阳能电池组件是采用光伏技术直接将光能转换为电能的一种器件，其中碲化镉薄膜太阳能电池被广泛认为是结构简单，生产成本相对低廉，商业化进展最快的高效廉价的薄膜电池。光伏建筑一体化(BuildingIntegatedPhotovoltaies，简称BIPV)指在建筑外围结构的表面安装光伏组件提供电力，同时作为建筑结构的功能部分，取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等，也可以做成光伏多功能建筑组件，实现更多的功能。将传统光伏建筑一体化领域采用的太阳电池能组件存在导热系数大，保温性差，不能满足外墙的正常保温要求。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件及其制备方法，所述组件传热系数低，保温性好，光电转换效率为高。
为解决以上技术问题，本申请提供的技术方案是一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件，由下至上依次包括：碲化镉发电玻璃、硅胶层和保温层，所述保温层包括多层隔热板层，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜。
优选的，所述硅胶层的硅胶材料为天山硅胶，型号：1527；所述保温材料选自聚氨酯泡沫、酚醛树脂泡沫、聚苯乙烯泡沫、泡沫玻璃和玻璃棉中的任意一种。
优选的，所述保温层包括四层隔热板层，所述各层隔热板层由三个隔热板水平拼接而成。
优选的，所述保温层由下至上依次包括：第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为33mm。
优选的，所述碲化镉太阳能电池组件还包括接线盒，所述接线盒设于第一隔热板层上，第二层的隔热板层两侧。
优选的，所述硅胶层厚度为2～4mm。
优选的，所述隔热层厚度为12.5～13.5mm；所述隔热板的抗压强度为300kpa，导热系数为0.025W.m/K；所述PET/AL/PE复合膜氧气透过率≤0.024ml/(m.24h.·0.1mPa),复合强度≥25N/15mm，刺穿强度＞24磅，厚度为0.12mm。
本发明还提供了上述的碲化镉太阳能电池组件的制备方法，包括：所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层，所述硅胶层上粘接隔热层，压合。
优选的，所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层过程具体为：所述碲化镉发电玻璃上涂每间隔20mm敷设宽度为8mm，厚度为5mm，长度为1200mm的所述硅胶材料；敷设的硅胶材料厚度为2～4mm。
优选的，所述硅胶层上粘接隔热层过程具体为：所述硅胶层上由下至上依次粘接各层隔热板层，多个隔热板水平拼接形成各层隔热板层。
优选的，所述硅胶层上粘接隔热层过程具体为：所述硅胶层上由下至上依次粘接第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，三个隔热板水平拼接形成各层隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为33mm。
优选的，第二隔热板层先粘接中间的隔热板，后粘接两侧的隔热板。
优选的，所述制备方法还包括：在所述第一隔热板层上接线盒，所述接线盒设于所述第二层的隔热板层两侧。
优选的，所述压合过程压合温度为24～26℃，压合压力为1Mpa，压合时间为4h。
优选的，所述制备方法还包括：所述组件接缝采用铝箔密封。
优选的，所述碲化镉发电玻璃由下至上依次包括：减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉。碲化镉发电玻璃结构：所述碲化镉发电玻璃由下至上依次包括：减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉。(其中现场制作的样品是不包含减反膜涂层)
优选的，所述制备方法还包括：制备碲化镉发电玻璃，所述制备碲化镉发电玻璃过程包括：至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉得到得到层叠好的材料II；所述层叠好的材料II进行层压II。
优选的，所述制备碲化镉发电玻璃过程还包括：透明颜色AR减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部，40℃初步加热固化10分钟，AR减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部，80℃高温加热固化20分钟，散热，得到所述底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底。
优选的，所述层叠好的材料II进行层压II过程具体包括：将叠好的材料II置于真空层压机中，160℃加热20min，真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa，层压10min。
优选的，所述制备碲化镉发电玻璃过程还包括：所述层压II后，所述发电玻璃背板玻璃层上固定连接接线盒，送入高压釜，光照处理条件下升温加压，并通电，从高压釜中取出，取下接线盒。
优选的，所述光照处理光照度为1000w/㎡。
优选的，所述光照处理过程采用1000w/㎡强度的LED灯进行光照处理。
优选的，所述升温升压过程150℃，抽真空：300秒，压力强度：75Kpa，保持：300秒；。
优选的，所述通电过程具体为：直流电流源与所述接线盒的线缆点连接，输入1A的正向电流。
优选的，所述通电过程具体为：直流电流源与所述接线盒的线缆点连接，输入1A的正向电流，通电环境温度：25±2℃，通电时间2分钟；。
优选的，所述光照处理为采用LED灯进行光照处理。
本申请与现有技术相比，其详细说明如下：
一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件，由下至上依次包括：碲化镉发电玻璃、硅胶层和保温层，所述保温层包括多层隔热板层，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜。市售硅胶层具有导热，有较强的耐老化及粘接固定的作用，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜，PET/AL/PE复合膜起到保护保温材料的作用，采用本发明保温层的碲化镉太阳能电池组件传热系数低，保温性好，降低功率损失，光电转换效率为高。
进一步的，所述保温层包括多层隔热板层，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，而非依次成型的保温层，避免制备组件时贴合面产生气泡和贴合不紧密的情况，影响保温性。使用铝膜密封可以存在一定的保温和外观的美化。本发明制备方法简单，操作性强，进一步的，制备过程第二隔热板层先粘接中间的隔热板，后粘接两侧的隔热板，可避免整体歪斜，影响保温性。进一步的，制备方法还包括：在所述第二隔热板层上接线盒，所述接线盒设于所述第三层的隔热板层两侧，外观美观，且不影响保温性。
附图说明
图1为本发明保温层的碲化镉太阳能电池组件示意图；
图2为本发明保温层示意图；
图3为本发明高压釜内升温加压工艺曲线图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件，由下至上依次包括：碲化镉发电玻璃、硅胶层和保温层，所述保温层包括四层隔热板层，所述各层隔热板层由三个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜(市售铝箔袋)
其中，
所述硅胶层的硅胶材料为天山硅胶，型号：1527(市售)；所述硅胶层厚度为2～4mm；
所述保温材料为聚氨酯泡沫；
所述保温层由下至上依次包括：第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板(A板)长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板(C板)长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板(B板)长度为53mm，宽度为33mm；
所述隔热层厚度为12.5～13.5mm；所述隔热板的抗压强度为300kpa，导热系数为0.025W.m/K；所述PET/AL/PE复合膜氧气透过率≤0.024ml/(m.24h.·0.1mPa),复合强度≥25N/15mm，刺穿强度＞24磅，厚度为0.12mm；
所述碲化镉太阳能电池组件还包括接线盒，所述接线盒设于第一隔热板层上，第二层的隔热板层两侧；
所述碲化镉发电玻璃由下至上依次包括：减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉；
所述碲化镉发电玻璃长1600mm，宽1200mm；
上述的碲化镉太阳能电池组件的制备方法，包括：清洗上述碲化镉发电玻璃，所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层，所述硅胶层上粘接隔热层，压合；
其中，
所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层过程具体为：所述碲化镉发电玻璃上涂每间隔20mm敷设宽度为8mm，厚度为5mm，长度为1200mm的所述硅胶材料；敷设的硅胶材料厚度为2～4mm；
所述硅胶层上粘接隔热层过程具体为：所述硅胶层上由下至上依次粘接第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，三个隔热板水平拼接形成各层隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板(A板)长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板(C板)长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板(B板)长度为53mm，宽度为33mm；
第二隔热板层先粘接中间的隔热板(C板1)，后粘接两侧的隔热板(C板2和C板3)；
所述压合过程压合温度为24～26℃，压合压力为1Mpa，压合时间为4h；
所述制备方法还包括：在所述第一隔热板层上接线盒，所述接线盒设于所述第二层的隔热板层两侧；所述组件接缝采用铝箔密封；
所述制备方法还包括：制备碲化镉发电玻璃，所述制备碲化镉发电玻璃过程包括：至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉得到得到层叠好的材料II；所述层叠好的材料II进行层压II。
所述制备碲化镉发电玻璃过程还包括：所述制备碲化镉发电玻璃过程包括：
(1a)透明颜色的AR减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部，40℃初步加热固化保持10分钟，AR减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部，80℃高温加热固化保持20分钟，散热，得到所述底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底；
(1b)至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电玻璃胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、封装材料层和发电玻璃背板玻璃层；吸收层的材料为碲化镉得到得到层叠好的材料II；
将叠好的材料II置于真空层压机中，160℃加热20min，真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa，层压10min；
(1c)所述层压II后，所述碲化镉发电玻璃背板玻璃层上固定连接接线盒，送入高压釜，采用LED灯进行光照处理条件下升温加压，并通电，从高压釜中取出，取下接线盒
所述光照处理光照度为1000w/㎡；
所述升温升压过程工艺①：60分钟内缓慢升温至135℃，压力由0缓慢上升至1.3Mpa；工艺②：温度达到：135℃，压力达到1.3Mpa后，工艺保持60分钟，工艺③：温度由135℃缓慢降至35℃，压力由1.3Mpa缓慢降至0Mpa，工艺时间60分钟；，升温加压工艺曲线图见图1；
所述通电过程具体为：直流电流源与碲化镉发电玻璃背板玻璃层上固定的接线盒的线缆点连接，输入1A的正向电流，通电10分钟。
本实施例的碲化镉太阳能电池组件，传热系数经测试为＜1.5W/(m2·K)，光电转换效率为14％。
实施例2
本实施例和实施例1的区别仅在于：所述保温材料为酚醛树脂泡沫。
实施例3
本实施例和实施例1的区别仅在于：所述保温材料为聚苯乙烯泡沫。
实施例4
本实施例和实施例1的区别仅在于：所述保温材料为泡沫玻璃。
实施例5
本实施例和实施例1的区别仅在于：所述保温材料为玻璃棉。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带有保温层的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，由下至上依次包括：碲化镉发电玻璃、硅胶层和保温层，所述保温层包括多层隔热板层，所述各层隔热板层由多个隔热板水平拼接而成，所述隔热板内部为保温材料，所述隔热板外表面设置PET/AL/PE复合膜。
2.根据权利要求1所述的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，所述硅胶层的硅胶材料由聚二甲硅氧烷、白碳黑、乙烯基肟基硅烷制成；所述保温材料选自聚氨酯泡沫、酚醛树脂泡沫、聚苯乙烯泡沫、泡沫玻璃和玻璃棉中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，所述保温层包括四层隔热板层，所述各层隔热板层由三个隔热板水平拼接而成。
4.根据权利要求3所述的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，所述保温层由下至上依次包括：第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为33mm。
5.根据权利要求4所述的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，所述碲化镉太阳能电池组件还包括接线盒，所述接线盒设于第一隔热板层上，第二层的隔热板层两侧。
6.根据权利要求1所述的碲化镉太阳能电池组件，其特征在于，所述隔热层厚度为12.5～13.5mm；所述隔热板的抗压强度为300kpa，导热系数为0.025W.m/K；所述PET/AL/PE复合膜氧气透过率≤0.024ml/(m.24h.·0.1mPa),复合强度≥25N/15mm，刺穿强度＞24磅，厚度为0.12mm。
7.权利要求1～6任意一项所述的碲化镉太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括：所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层，所述硅胶层上粘接隔热层，压合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碲化镉发电玻璃上涂覆硅胶层过程具体为：所述碲化镉发电玻璃上涂每间隔20mm敷设宽度为8mm，厚度为5mm，长度为1200mm的所述硅胶材料；敷设的硅胶材料厚度为2～4mm。
9.据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硅胶层上粘接隔热层过程具体为：所述硅胶层上由下至上依次粘接各层隔热板层，多个隔热板水平拼接形成各层隔热板层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硅胶层上粘接隔热层过程具体为：所述硅胶层上由下至上依次粘接第一隔热板层、第二隔热板层、第三隔热板层和第四隔热板层，三个隔热板水平拼接形成各层隔热板层，第一隔热板层和第四隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为40mm，第二层的隔热板长度为6mm，宽度为48mm，第三层的隔热板层的隔热板长度为53mm，宽度为33mm。
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