CN111987178A - 真空光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空光伏组件，包括：相对设置的光伏单元和真空单元，以及设置于光伏单元和真空单元之间的粘结单元；真空单元包括真空腔和靠近粘结单元的一侧并与真空腔连通的通孔，通孔位于粘结单元在真空单元正投影的范围内。本发明通过将真空单元设置通孔的一侧与光伏单元相对，在光伏单元和真空单元通过层压方式结合的过程中，层压方式的抽真空阶段，可以对真空腔进行抽真空，使真空腔达到预期的真空度，然后在层压时，粘结单元可以覆盖通孔，进而密封真空腔，实现了在一个工艺下，完成两个工艺步骤，进而减少的生产节拍，提升了生产效率。本发明还公开了一种上述真空光伏组件的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种真空光伏组件及其制备方法。
背景技术
真空光伏组件将真空玻璃和光伏组件有机结合，既具有真空玻璃的隔音降噪功能，又具有光伏组件的发电功能，是一种极具潜力的建筑材料。
光伏组件一般采用层压的方式进行封装，层压包括抽真空和层压两个阶段。真空光伏组件一般情况下，先将真空玻璃与光伏组件通过层压的方式结合，然后在对真空玻璃抽真空，以形成真空光伏组件，此种生产方式工艺步骤繁多复杂，影响生产效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种真空光伏组件，包括：相对设置的光伏单元和真空单元，以及设置于光伏单元和真空单元之间的粘结单元；真空单元包括真空腔和靠近粘结单元的一侧并与真空腔连通的通孔，通孔位于粘结单元在真空单元正投影的范围内。
本发明还提供了一种真空光伏组件的制备方法，包括：依次层叠真空单元、粘结单元和光伏单元，形成待层压件；在温度T1下，对待层压件进行抽真空，抽真空时间为t1，其中T1小于粘结单元的熔融温度T0；抽真空时间达到t1后，继续对待层压件抽真空的同时升温，在温度T2下，对待层压件进行层压，形成真空光伏组件，其中T2大于T0。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明提供的真空光伏组件的结构示意图；
图2为本发明提供的另一种光伏单元结构示意图；
图3为本发明提供的另一种真空单元结构示意图；
图4为图3所示真空单元的主视图；
图5为本发明提供的真空光伏组件的制备方法流程图。
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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本发明提供了一种真空光伏组件，如图1所示，包括：相对设置的光伏单元10和真空单元30，以及设置于光伏单元10和真空单元30之间的粘结单元20；真空单元30包括真空腔38和靠近粘结单元20的一侧并与真空腔38连通的通孔34，通孔34位于粘结单元20在真空单元30正投影的范围内。
本发明通过将真空单元30设置通孔34的一侧与光伏单元10相对，在光伏单元10和真空单元30通过层压方式结合的过程中，在抽真空阶段，除了排除层间的空气外，还可以对真空腔38进行抽真空，使真空腔38达到预期的真空度，然后在层压时，粘结单元20可以覆盖通孔34，进而密封真空腔38，即在真空单元30和光伏单元10的过程中即实现了真空单元30和光伏单元10的结合，又实现了真空单元30的真空腔38抽真空，减少了生产工艺，提高了生产效率。
进一步，通孔34设置在靠近真空单元30边缘的位置。这样有利于真空腔38内气体的排出。当然，通孔34为多个，多个通孔34对称设置。
在一些实施例中，如图3和图4所示，真空单元30靠近粘结单元20的一侧设置有与通孔34连通并延伸到真空单元30边缘的沟槽37，沟槽37被粘结单元20填充。粘结单元可以为热熔胶膜，沟槽和粘结单元之间会形成抽气通道，进而在抽真空阶段，沟槽37可以防止粘结单元20覆盖通孔34，影响真空腔38内气体的排出。
在一些实施例中，如图1所示，真空单元30包括沿远离所述光伏单元10方向依次设置的第一结构体31、支撑结构32和第二结构体33，第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘密封连接，通孔34设置于第一结构体31上。
进一步地，如图1所示，第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘设置结构胶36和密封胶35，结构胶36相对于密封胶35更靠近真空单元30内侧。
在一些实施例中，如图1和图2所示，光伏单元10包括沿远离真空单元30方向依次设置的背板13、光伏电池12和前板11，背板13和光伏电池12之间和/或前板11和光伏电池12之间设置封装胶膜34；或者光伏单元10包括沿远离真空单元30方向依次设置的光伏电池12和前板11；或者光伏单元10包括沿远离真空单元30方向依次设置的光伏电池12和前板11，光伏电池12和第二保护层之间设置封装胶膜34。
在一些实施例中，粘结单元20的制作材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃材料中的一种。
本发明还提供了一种真空光伏组件的制备方法，如图5所示，包括：依次层叠真空单元30、粘结单元20和光伏单元10，形成待层压件；在温度T1下，对待层压件进行抽真空，抽真空时间为t1，其中T1小于粘结单元20的熔融温度；抽真空时间达到t1后，继续对待层压件抽真空的同时升温，在温度T2下，对待层压件进行层压，形成真空光伏组件。
本发明提供的真空光伏组件的制备方法，通过在温度T1下，对待层压件抽真空，排出真空腔38内气体，由于T1温度低于粘结单元20的熔融温度，所以粘结单元20不会完全密封通孔34，在抽真空后，升高温度，使得粘结单元20熔融填充通孔34，从而密封真空腔38，实现在真空单元30和光伏单元10结合时，完成真空单元30真空腔38的抽真空和密封，在一个工艺下，实现光伏单元和真空单元结合以及真空单元真空密封的两个工艺步骤，进而减少的生产节拍，提升了生产效率。
进一步地，T1满足：T0-30℃≤T1≤T0-15℃。
在一些实施例中，当真空单元30包括沿远离光伏单元10方向依次设置的第一结构体31、支撑结构32和第二结构体33，且第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘通过结构胶36和密封胶35密封连接时，结构胶36和密封胶35的熔融温度大于粘结单元20的熔融温度。这样在真空单元30和光伏单元10层压结合的过程中结构胶36和密封胶35的密封结构不会被破坏。
实施例一
本发明提供了一种真空光伏组件，如图1和图2所示，包括：相对设置的光伏单元10和真空单元30，以及设置于光伏单元10和真空单元30之间的粘结单元20；真空单元30包括真空腔38和靠近粘结单元20的一侧并与真空腔38连通的通孔34，通孔34位于粘结单元20在真空单元30正投影的范围内。
光伏单元10包括沿远离真空单元30方向依次设置的背板13、光伏电池12和前板11，即前板11设置在真空光伏组件的外侧。前板11为透光，可以使用玻璃或树脂材料制成，例如，前板11可以使用钢化玻璃、浮法玻璃、含氟树脂板、聚对苯二甲酸乙二醇酯板等，在此不做具体的限定。光伏电池12的受光面与前板11相对，光伏电池12可以为晶硅电池，也可以为薄膜电池，例如铜铟镓硒电池、砷化镓电池和非晶硅电池。薄膜电池可以形成单体电池，类似晶硅，也可以直接沉积在前板11或背板13上，在此不做限定。背板13设置在光伏电池12的背光面，背板13可以选择与前板11相同的材料，也可以选择非透光的材料，例如金属复合板。金属复合板是指金属箔两侧增加绝缘层形成三明治结构的复合材料。如图3所示，背板13和光伏电池12之间和前板11和光伏电池12之间通过封装胶膜14粘结固定，封装胶膜14可以为热熔胶膜，例如热熔胶膜的制备材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃中的一种。当光伏电池12为薄膜电池，并且沉积在前板11或背板13上时，封装胶膜14只需要在薄膜电池的一侧设置热熔胶膜。需要说明的是，本实施例中，可以不使用背板13，真空单元30起到背板13的作用。具体的，如图1所示，前板11为玻璃，光伏电池12选择薄膜电池，可选的，薄膜电池为非晶硅电池，并且沉积在前板11上。光伏单元10的端部设置接线盒15，光伏电池12的引出线与接线盒15电连接。
真空单元30与光伏单元10相对，真空单元30包括真空腔38和与真空腔38连通的通孔34，其中通孔34位于真空单元30靠近光伏单元10的一侧。如图1所示，真空单元30可以包括第一结构体31和第二结构体33，以及设置于第一结构体31和第二结构体33之间的支撑结构32，第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘密封粘结，第一结构体31上设置通孔34，通孔34与第一结构体31和第二结构体33之间形成真空腔38连通。第一结构体31和第二结构体33可以是透光的，也可以是不透光的，根据产品的需要确定。第一结构体31和第二结构体33可以由玻璃或树脂材料制成，例如第一结构体和第二结构体可以采用钢化玻璃。
支撑结构32起到支撑作用，可以提升第一结构体31和第二结构体33的抗压能力。支撑结构32可以使用玻璃粉材料制成，一种可行的方式为:将玻璃粉制成浆料，然后采用丝网印刷的方式印刷在第一结构体31或第二结构体33表面，固化后形成支撑结构32。支撑结构32为点状方状、椭圆形、线状、格子状等。制造支撑结构32的材料也可以是不锈钢、碳化钨钢、铬钢、铝合金、镍、锢、担、陶瓷等。支撑结构32的高度为0.1mm-0.5mm，即第一结构体31和第二结构体33之间的间隙为0.1mm-0.5mm。可选的，支撑结构32的高度为0.1mm-0.2mm。当支撑结构32采用其他结构时，第一结构体31和第二结构体33之间的间隙可以为0.1mm-10mm，例如采用隔条。
第一结构体31和第二结构体33相对侧的边缘密封连接。密封的方式可以采用粘结。当第一结构体31和第二结构体33为玻璃时，可以采用玻璃粉或金属玻璃粉进行焊接。具体的，第一结构体31和第二结构体33为玻璃，支撑结构32为点状方阵，第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘设置结构胶36和密封胶35，结构胶36相对于密封胶35更靠近真空单元30内侧。第一结构体31设置有通孔34。其中，结构胶36可以为硅酮胶。密封胶35可以为硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、聚硫密封、丙烯酸密封胶、厌氧密封胶、环氧密封胶、丁基密封胶、氯丁密封胶、PVC密封胶或沥青密封胶等。
真空单元30的具体制备方法：在设置支撑结构32的第一结构体31边缘涂覆密封胶35和结构胶36，结构胶36距离密封胶35内侧2-5mm，密封胶35和结构胶36涂胶厚度相同，比支撑结构32高1-3mm，密封胶35和结构胶36的宽度为5-16mm，将第二结构体33和第一结构体31合片，使用层压机完成层压。
粘结单元20设置在光伏单元10和真空单元30之间。粘结单元20可以使用热熔胶膜，例如丁基胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃。粘结单元20在真空单元30上的正投影覆盖通孔34，以便对真空腔38进行密封。
真空光伏组件制备方法如下：依次层叠真空单元30、粘结单元20和光伏单元10，形成待层压件；在温度T1下，对待层压件进行抽真空，抽真空时间为t1，其中T1小于粘结单元20的熔融温度T0；抽真空时间达到t1后，继续对待层压件抽真空的同时升温，在温度T2下，对待层压件进行层压，形成真空光伏组件。其中T1可以为室温，也可以是低于粘结单元20的熔融温度T0的其他合适的温度，根据真空光伏组件的结构确认。可选的，T1可以为比粘结单元20的熔融温度低15℃-30℃。抽真空时间t1根据通孔34的数量和层压设备的抽真空的性能确定，t1可以为10min-20min。温度T2根据粘结单元20的具体性质和工艺需求确认，例如，如果使用EVA，T2可以为130℃-150℃。
本发明通过将真空单元30设置通孔34的一侧与光伏单元10相对，在光伏单元10和真空单元30通过层压方式结合，在抽真空阶段，除了可以排除层间的气体外，还可以对真空腔38进行抽真空，使真空腔38达到预期的真空度，然后在层压阶段，粘结单元20可以覆盖通孔34，进而密封真空腔38。因此本实施例提供的真空光伏组件，在真空单元30和光伏单元10层压结合过程中即实现了真空单元30和光伏单元10的结合，又实现了对真空单元30的真空腔38抽真空，即在一个工艺下，实现两个工艺步骤，进而减少的生产节拍，提升了生产效率。
进一步地，真空腔38内可以设置吸气剂，有利于保持真空腔的真空度。
进一步地，通孔34设置在真空单元30的边缘位置。此边缘位置可以理解为相对靠近真空单元30的边缘，例如通孔34的中心线距离边缘10mm-20mm，其中真空单元30的边缘可以是一侧边缘，也可以是相邻的两侧。通孔34设置在真空单元30的边缘位置，可以降低因粘结单元20覆盖通孔34对气体的排出速率的影响。可选的，通孔34可以为多个，且对称设置。
进一步地，如图3和图4所示，真空单元30靠近粘结单元20的一侧设置有与通孔34连通并延伸到真空单元30边缘的沟槽37，沟槽37被粘结单元20填充。具体的，通孔34的中心线垂直于第一结构体31靠近光伏单元10一侧的侧面。沟槽37设置在第一结构体31上，通孔34与沟槽37的底部连通，沟槽37延伸方向上的端面与第一结构体31的边缘线共平面。在抽真空阶段，沟槽37可以防止粘结单元20覆盖通孔34，提升真空腔38的排气速率。同时沟槽37还增加了与粘结单元20的接触面积，提升真空单元30和粘结单元20的结合强度。需要说明的是，沟槽37可以是如图4所示由多个凸起间形成的沟槽，亦可以是在第一结构体31向内凹陷形成的沟槽37，在此不做限定，只要能实现沟槽37的功能即可。
实施例二
本发明还提供了一种真空光伏组件的制备方法，如图5所示，包括：
S101，依次层叠真空单元30、粘结单元20和光伏单元10，形成待层压件；
具体的，按照真空光伏组件的结构和各单元的位置关系，依次层叠真空单元30、粘结单元20和光伏单元10。其中，真空单元30上的通孔34朝向粘结单元20。需要说明的是，位置关系可以指实际产品中各单元的关系，也可以指在自动化设备进行叠层时，各单元在坐标器中的位置关系。
S102，在温度T1下，对待层压件进行抽真空，抽真空时间为t1，其中T1小于粘结单元20的熔融温度T0；
层压机包括上腔室和下腔室，上腔室和下腔室通过软质的硅胶板隔开，下腔室用于放置待层压件。具体的，将待层压件转移到层压机的下腔室内，层压机温度设定为T1，对下腔室抽真空，真空度可以为-80kPa～-100kPa，抽真空的时间为t1，t1可以为10min-20min。其中，T1＜T0，例如，T0-30℃≤T1≤T0-15℃。因为在T1大于T0时，粘结单元20融化后会填充通孔34，进而影响真空腔38内气体排出。所以T1的温度尽量不能高于T0。当然，T1的温度尽量不要过低，因为层压设备从T1升温至T2时，加热时间过长，影响生产效率。
S103，抽真空时间达到t1后，继续对待层压件抽真空的同时升温，在温度T2下，对待层压件进行层压，形成真空光伏组件。
具体的，待层压件抽真空时间达到t1后，继续抽真空的同时，升高层压机设定温度，使温度达到T2，此时粘结单元20处于熔融状态，接着层压机的上腔室充气，通过硅胶板对待层压件施压，施加的压力为80kPa～100kPa，完成层压后，冷却，形成真空组件。其中T2的具体温度与粘结单元20的性质有关，例如，如果粘结单元20选着EVA，T2可以设置在130℃-150℃之间；如果粘结单元20选择PVB，T2可以设置在130℃-160℃之间。
需要说明的是，层压设备还可以选择高压釜等，在此不做具体限定。
本发明提供的真空光伏组件的制备方法，通过在温度T1下，对待层压件抽真空，排出真空腔38内气体，由于T1温度低于粘结单元20的熔融温度T0，所以粘结单元20不会完全密封通孔34，在抽真空后，升高温度，使得粘结单元20熔融填充通孔34，从而密封真空腔38，实现在真空单元30和光伏单元10结合时，完成真空单元30真空腔38的抽真空和密封，在一个工艺下，实现两个工艺步骤的功能，进而减少的生产节拍，提升了生产效率。
在一些实施例中，当第一结构体31和第二结构体33相对侧边缘通过结构胶36和密封胶35密封连接时，结构胶36和密封胶35的熔融温度大于T0。这样在真空单元30和光伏单元10层压结合的过程中结构胶36和密封胶35的密封结构不会被破坏。
在本发明的描述中，需要理解的是，所说的“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种真空光伏组件，其特征在于，包括：相对设置的光伏单元(10)和真空单元(30)，以及设置于所述光伏单元(10)和所述真空单元(30)之间的粘结单元(20)；所述真空单元(30)包括真空腔(38)和靠近粘结单元(20)的一侧并与所述真空腔(38)连通的通孔(34)，所述通孔(34)位于所述粘结单元(20)在所述真空单元(30)正投影的范围内。
2.根据权利要求1所述的真空光伏组件，其特征在于，所述通孔(34)设置在靠近所述真空单元(30)边缘的位置。
3.根据权利要求1所述的真空光伏组件，其特征在于，所述通孔(34)为多个，多个所述通孔(34)对称设置。
4.根据权利要求1所述的真空光伏组件，其特征在于，所述真空单元(30)靠近所述粘结单元(20)的一侧设置有与所述通孔(34)连通并延伸到所述真空单元(30)边缘的沟槽(37)，所述沟槽(37)被所述粘结单元(20)填充。
5.根据权利要求1-4任一项所述的真空光伏组件，其特征在于，所述真空单元(30)包括沿远离所述光伏单元(10)方向依次设置的第一结构体(31)、支撑结构(32)和第二结构体(33)，所述第一结构体(31)和所述第二结构体(33)相对侧边缘密封连接，所述通孔(34)设置于所述第一结构体(31)上。
6.根据权利要求5所述的真空光伏组件，其特征在于，所述第一结构体(31)和所述第二结构体(33)相对侧边缘设置结构胶(36)和密封胶(35)，所述结构胶(36)相对于所述密封胶(35)更靠近所述真空单元(30)内侧。
7.根据权利要求1-4任一项所述的真空光伏组件，其特征在于，所述光伏单元(10)包括沿远离所述真空单元(30)方向依次设置的背板(13)、光伏电池(12)和前板(11)，所述背板(13)和所述光伏电池(12)之间和/或所述前板(11)和所述光伏电池(12)之间设置封装胶膜(14)；或者所述光伏单元(10)包括沿远离所述真空单元(30)方向依次设置的光伏电池(12)和前板(11)；或者所述光伏单元(10)包括沿远离所述真空单元(30)方向依次设置的光伏电池(12)和前板(11)，所述光伏电池(12)和所述前板(11)之间设置封装胶膜(14)。
8.根据权利要求1-4任一项所述的真空光伏组件，其特征在于，所述粘结单元(20)的制作材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃材料中的一种。
9.一种真空光伏组件的制备方法，其特征在于，包括
依次层叠真空单元(30)、粘结单元(20)和光伏单元(10)，形成待层压件；
在温度T1下，对所述待层压件进行抽真空，抽真空时间为t1，其中T1小于所述粘结单元(20)的熔融温度T0；
抽真空时间达到t1后，继续对所述待层压件抽真空的同时升温，在温度T2下，对所述待层压件进行层压，形成所述真空光伏组件，其中，T2大于T0。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述T1满足：T0-30℃≤T1≤T0-15℃。
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|---|---|---|---|
| CN201910430971.2A CN111987178A (zh) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | 真空光伏组件及其制备方法 |
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| CN (1) | CN111987178A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115799401A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-14 | 新源劲吾(北京)科技有限公司 | 一种利用真空吸附封装光伏组件的方法 |
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2019
- 2019-05-22 CN CN201910430971.2A patent/CN111987178A/zh active Pending
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