CN112811828B - 渐变色太阳能前板及制造方法和太阳能组件封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了一种渐变色太阳能前板，基板表面设有渐变膜结构，渐变膜结构包括第一渐变膜层和第二渐变膜层，第一渐变膜层使用材料为Nb2O5，第二渐变膜层使用材料为SiO2；第一渐变膜层和第二渐变膜层中心位置的膜厚度至边缘位置的膜厚度呈线性变化。使得渐变色太阳能前板可以呈现一种颜色逐渐变化的视觉效果。本发明还给出了一种上述渐变色太阳能前板的制作方法，包括以下步骤：在基板与蒸发源之间放置膜厚修正挡板；按照正常镀膜流程，在基板表面形成第一渐变膜层和第二渐变膜层。本发明又给出了一种太阳能组件封装结构，太阳能电池芯片通过封装用胶膜与渐变色太阳能前板和背板封装，光伏接线盒设置在背板上。
Description
技术领域
本发明涉及一种渐变色太阳能前板。
本发明还涉及一种渐变色太阳能前板的制造方法。
本发明又涉及一种太阳能组件封装结构。
背景技术
太阳能薄膜光伏组件可以采用彩色镀膜玻璃作为前板，是为了实现提高红外波段的热反射及达到低辐射的目的。镀膜玻璃的膜层主要含金属层，成膜工艺主要采用磁控溅射法。目前，利用含有金属层的镀膜玻璃制备的太阳能薄膜光伏组件主要用在建筑上。热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃都是常见的太阳能组件的前板镀膜玻璃。
热反射镀膜玻璃又称阳光控制镀膜玻璃，是在玻璃表面镀制一层金属或金属化合物组合膜层的产品，通过按需控制阳光透过率来达到理想的遮阳效果并产生需要的反射颜色，实现红外波段的高反射，低透过。
低辐射镀膜玻璃，又称Low-E玻璃，是在玻璃表面镀制一层具有低辐射功能的金属或化合物组合的薄膜，使玻璃表面具有极高的远红外线反射率，从而达到保温的目的。目前常见的低辐射镀膜玻璃有：单银低辐射镀膜玻璃、双银低辐射镀膜玻璃和三银低辐射镀膜玻璃。
常规的彩色镀膜玻璃主要应用于建筑节能领域，主要是反射红外光，红外波段(780-1100nm)呈现高反射，低透过，但在太阳能组件的发电波长范围(例如，铜铟镓硒(CuInxGa(1-x)Se2，CIGS)薄膜太阳能电池和晶硅太阳能电池的380nm至1100nm发电波长范围)内的平均透过率较低，不利于太阳能组件发电。而且该膜系结构含有金属膜层，金属膜层本身的成本就高，且金属膜层不稳定，极易被氧化，需要做金属保护层以避免金属膜层被氧化，又大大增加了生产成本。此外，目前应用于建筑上的光伏组件主要是偏黑色、蓝色的，不够美观，其他颜色的光伏组件的阳光反射率高，阳光透过率较低，导致太阳能发电效果不佳，且太阳能组件前板外观单一，颜色单一，没有立体感效果。
现有的太阳能组件用前板主要有，(1)空白的玻璃前板或PET透明塑胶类基板，封装后制得的组件外观主要呈现偏黑色、蓝色，颜色单一。(2)经镀膜等表面处理后的太阳能前板，封装后的太阳能组件为单一的一种颜色，且是平面效果，没有3D立体效果，没有多彩的多颜色的3D立体感效果，外观偏向保守单一，不能适应丰富多彩的场合及其需求。尤其随着渐变色手机后盖色的流行，多彩的立体外观效果的移动能源产品越来越受年轻人的青睐，太阳能组件也开始多彩的前板上的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理、具有渐变效果的渐变色太阳能前板。
本发明还要解决的技术问题是提供一种渐变色太阳能前板的制造方法。
本发明又要解决的技术问题是提供一种太阳能组件封装结构。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种渐变色太阳能前板，包括基板；
所述基板表面设有渐变膜结构，渐变膜结构包括若干第一渐变膜层和至少一层第二渐变膜层，所述第一渐变膜层所使用的镀膜材料为Nb2O5，所述第二渐变膜层所使用的镀膜材料为SiO2，所述第一渐变膜层和所述第二渐变膜层依次分布，距离基板表面最近和最远的膜层都为第一渐变膜层；
所述第一渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度呈线性变化，所述第二渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度也呈线性变化。
采用这样的结构后，使得渐变色太阳能前板可以呈现一种颜色逐渐变化的视觉效果，使颜色渐变过渡时更自然，更能达到客户所需的渐变效果。
作为本渐变色太阳能前板的优选，渐变膜结构包括两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层，分别是第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层、第三层第一渐变膜层；
第一层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm；
第二层第二渐变膜层的厚度为24nm～32nm；
第三层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm。
采用这样的结构后，本渐变色太阳能前板可以呈现金色的渐变膜效果。
作为本渐变色太阳能前板的优选，基板表面设有打印而成微结构层，渐变膜结构设置在所述微结构层表面；采用这样的结构后，先在基板的镀膜面做成各图案或凹凸等微结构纹理(图案或纹理等可以自由订制)，再经镀膜后提升立体感效果。
作为本渐变色太阳能前板的优选，基板选用玻璃或者PET透明塑胶类的基板。
作为本渐变色太阳能前板的优选，渐变膜结构还设置有透明耐高温油墨层；采用这样的结构后，使得从前板的前表面观察，镜像效果更明显。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种上述渐变色太阳能前板的制作方法，包括以下步骤：
a)将基板放置在真空镀膜设备的基板架上，所述基板的微结构层对准蒸发源；
b)在基板与蒸发源之间放置膜厚修正挡板；
c)按照正常镀膜流程，在基板表面由镀膜形成第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层和第三层第一渐变膜层。
作为本方法的优选，所述的膜厚修正挡板处于基板距离蒸发源1/2位置处，膜厚修正挡板与基板平行放置，膜厚修正挡板的截面为轴对称图形。
采用这样的结构后，渐变色太阳能前板的制作方法是在均匀性良好的镀膜设备的待镀膜基板前，再添加一膜厚修正挡板，使得镀在基板上的薄膜物理厚度呈现渐变式改变，由薄膜干涉效应从而使得镀膜后的基板表面呈现渐变色。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种太阳能组件封装结构，包括太阳能电池芯片、封装背板、光伏接线盒和上述渐变色太阳能前板，所述渐变色太阳能前板、太阳能电池芯片和封装背板依次叠置组装，太阳能电池芯片两侧端面通过封装用胶膜分别与所述渐变色太阳能前板和封装背板封装，光伏接线盒设置在背板上。
采用这样的结构后，改变现有的太阳能组件整体呈现单一颜色的问题，本太阳能组件封装结构呈现3D立体感，并且渐变色太阳能前板从视觉上看具有渐变效果，可以使太阳能组件封装结构外观丰富多彩。
附图说明
图1是太阳能组件封装结构实施例一的装结构示意图。
图2是本渐变色太阳能前板的制作方法实施例一的示意图。
图3是本渐变色太阳能前板实施例一的光谱图。
图4是太阳能组件封装结构实施例二的装结构示意图。
图5是其他形状的膜厚修正挡板之一。
图6是其他形状的膜厚修正挡板之二。
图7是其他形状的膜厚修正挡板之三。
具体实施方式
实施例一
本渐变色太阳能前板1包括基板11，基板11表面设有打印而成微结构层12，所述基板11选用PET透明塑胶类的基板11。
所述微结构层12表面设置在渐变膜结构13，渐变膜结构13包括渐变膜结构13包括两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层，分别是第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层、第三层第一渐变膜层，第一渐变膜层所使用的镀膜材料为Nb2O5，第二渐变膜层所使用的镀膜材料为SiO2，两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层依次间隔分布，距离基板11表面最近和最远的膜层都为第一渐变膜层。
第一层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm；
第二层第二渐变膜层的厚度为24nm～32nm；
第三层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm。
第一渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度呈线性变化，第二渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度也呈线性变化。
如图1所示，本实施例中太阳能组件封装结构包括太阳能电池芯片31、封装背板、光伏接线盒51和上述的渐变色太阳能前板1，渐变色太阳能前板1、太阳能电池芯片31和封装背板依次叠置组装，太阳能电池芯片31两侧端面通过封装用胶膜21分别与所述渐变色太阳能前板1和封装背板41封装，封装用胶膜21可选择POE/EVA，光伏接线盒51设置在背板41上。
根据上述渐变色太阳能前板1结构，具体介绍介绍本渐变色太阳能前板1的制作方法，包括以下步骤：
a)在太阳能前板的PET透明塑胶类基板11上，通过打印或方式制得的可以为各种图案或凹凸形状等的立体微结构层12；
b)选择成膜均匀性良好的真空镀膜设备(蒸发/磁控溅射)，将基板11放置在真空镀膜设备的基板架8上，基板11的微结构层12对准蒸发源71；
c)如图2所示，再在镀膜材料(蒸发源71/靶材)与待镀膜基板11之间人为地加一膜厚修正挡板6后再进行镀膜，所述的膜厚修正挡板6处于基板11距离蒸发源71的1/2位置处，膜厚修正挡板6与基板11平行放置，膜厚修正挡板6的截面为轴对称图形，膜厚修正挡板6的在基板11表面的投影面积与基板11表面积的比值1/2，使得制得的薄膜物理膜厚呈现渐变式地变化，从而制得渐变色薄膜；
d)按照正常镀膜流程，在基板11表面由镀膜形成第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层和第三层第一渐变膜层；
以待镀膜基板11上某一点为基准参考，按设计的膜系结构，将此点光谱调试成需要的光谱，镀膜材料72为Nb2O5和SiO2，本实施例中选用高透过率的金黄色膜系：基板/Nb2O5(90nm-97nm)/SiO2(24nm-32nm)/Nb2O5(90nm-97nm)/Air)，镀膜后，基板11上为所设计的黄色，光谱图如图3，因在待镀膜的基板11前，人为地添加了膜厚修正挡板6，使得围绕此点向周围展开，基板11上的薄膜的物理厚度呈现渐变式地变化，由薄膜干涉效应，从而使得镀膜后的基板11上呈现渐变色。
实施例二
本渐变色太阳能前板1包括基板11，基板11表面设有打印而成微结构层12，所述基板11选用PET透明塑胶类的基板11。
所述微结构层12表面设置在渐变膜结构13，渐变膜结构13包括渐变膜结构13包括两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层，分别是第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层、第三层第一渐变膜层，第一渐变膜层所使用的镀膜材料为Nb2O5，第二渐变膜层所使用的镀膜材料为SiO2，两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层依次间隔分布，距离基板11表面最近和最远的膜层都为第一渐变膜层。
第一层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm；
第二层第二渐变膜层的厚度为24nm～32nm；
第三层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm。
第一渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度呈线性变化，第二渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度也呈线性变化。
渐变膜结构13表面还印刷有透明耐高温油墨层14，烘干，使得从前板的前表面观察，镜像效果更明显。
如图4所示，本实施例中太阳能组件封装结构包括太阳能电池芯片31、封装背板41、光伏接线盒51和上述的渐变色太阳能前板1，渐变色太阳能前板1、太阳能电池芯片31和封装背板41依次叠置组装，太阳能电池芯片31两侧端面通过封装用胶膜21分别与所述渐变色太阳能前板1和封装背板41封装，封装用胶膜21可选择POE/EVA，光伏接线盒51设置在背板41上。
根据上述渐变色太阳能前板1结构，具体介绍介绍本渐变色太阳能前板1的制作方法，包括以下步骤：
a)在太阳能前板的PET透明塑胶类基板11上，通过打印或方式制得的可以为各种图案或凹凸形状等的立体微结构层12；
b)选择成膜均匀性良好的真空镀膜设备(蒸发/磁控溅射)，将基板11放置在真空镀膜设备的基板架8上，基板11的微结构层12对准蒸发源71；
c)与实施例一相同，再在镀膜材料(蒸发源71/靶材)与待镀膜基板11间人为地加一外形及尺寸渐变的膜厚修正挡板6后再进行镀膜，膜厚修正挡板6处于基板11距离蒸发源71的1/2位置处，膜厚修正挡板6与基板11平行放置，膜厚修正挡板6的截面为轴对称图形，膜厚修正挡板6的在基板11表面的投影面积与基板11表面积的比值3/5，使得制得的薄膜物理膜厚呈现渐变式地变化，从而制得渐变色薄膜；
d)按照正常镀膜流程，在基板11表面由镀膜形成第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层和第三层第一渐变膜层；
以待镀膜基板11上某一点为基准参考，按设计的膜系结构，将此点光谱调试成需要的光谱，本实施例中选用高透过率的金黄色膜系：基板11/Nb2O5(90nm-97nm)/SiO2(24nm-32nm)/Nb2O5(90nm-97nm)/Air)，镀膜后，基板11上为所设计的黄色，因在待镀膜的基板11前，人为地添加了膜厚修正挡板6，使得围绕此点向周围展开，基板11上的薄膜的物理厚度呈现渐变式地变化，由薄膜干涉效应，从而使得镀膜后的基板11上呈现渐变色。
以上所述的仅是本发明的两种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围，比如，如图5至7所示的其他形状的膜厚修正挡板也可以达到渐变的效果。
Claims (4)
1.一种渐变色太阳能前板，包括基板，其特征为：
所述基板表面设有渐变膜结构，渐变膜结构包括若干第一渐变膜层和至少一层第二渐变膜层，所述第一渐变膜层所使用的镀膜材料为Nb2O5，所述第二渐变膜层所使用的镀膜材料为SiO2，所述第一渐变膜层和所述第二渐变膜层依次分布，距离基板表面最近和最远的膜层都为第一渐变膜层；
所述第一渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度呈线性变化，所述第二渐变膜层中心位置的膜厚度至第一渐变膜层边缘位置的膜厚度也呈线性变化；
所述的渐变膜结构包括两层第一渐变膜层和一层第二渐变膜层，分别是第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层、第三层第一渐变膜层；
第一层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm；
第二层第二渐变膜层的厚度为24nm～32nm；
第三层第一渐变膜层的厚度为90nm～97nm；
所述基板表面设有打印而成微结构层，渐变膜结构设置在所述微结构层表面；
所述基板选用玻璃或者PET透明塑胶类的基板；
所述渐变膜结构还设置有透明耐高温油墨层。
2.一种如权利要求1中所述的渐变色太阳能前板的制作方法，包括以下步骤：
a)将基板放置在真空镀膜设备的基板架上，所述基板的微结构层对准蒸发源；
b)在基板与蒸发源之间放置膜厚修正挡板；
c)按照正常镀膜流程，在基板表面由镀膜形成第一层第一渐变膜层、第二层第二渐变膜层和第三层第一渐变膜层。
3.根据权利要求2所述的渐变色太阳能前板的制作方法，其特征是：
所述的膜厚修正挡板处于基板距离蒸发源1/2位置处，膜厚修正挡板与基板平行放置，膜厚修正挡板的截面为轴对称图形。
4.一种太阳能组件封装结构，其特征为：
包括太阳能电池芯片、封装背板、光伏接线盒和权利要求1中所述的渐变色太阳能前板，所述渐变色太阳能前板、太阳能电池芯片和封装背板依次叠置组装，太阳能电池芯片两侧端面通过封装用胶膜分别与所述渐变色太阳能前板和封装背板封装，光伏接线盒设置在背板上。
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