CN113910695A - 一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑 - Google Patents

一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑，所述轻质柔性组件包括：依次排布的柔性层、第一胶层、电池片、第二胶层和背板，其中柔性层为含氟复合材料层。由于含氟复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐腐蚀、抗紫外、抗老化，且重量轻的特点，本申请通过将含氟复合材料层作为前板封装层，可以提高柔性组件的透光率和耐候性，且易清洗、重量轻。并且含氟复合材料层与第一胶层、电池片、第二胶层和背板层压而成，无需金属铝框，重量大大地减轻，可以用于无法承重的屋面，并且柔性好，抗冲击能力强，具有很大的使用价值。

Description

一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑。
背景技术
目前，随着能源短缺这一严峻问题的凸显，世界各国越来越关注清洁、无污染的可再生能源，以太阳能作为一种绿色的可再生能源的光伏组件得到了大规模的应用。
现有技术中，光伏组件通常通过钢化玻璃和电池片层压后，以铝框装框，并将边缘部以硅胶密封而成。
然而，上述光伏组件由于钢化玻璃和铝框等的缘故，重量一般较大，对于无法承重的屋面，该光伏组件无法使用。
发明内容
有鉴于此，为了解决光伏组件的重量较大的问题，本申请提供了一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑。
为了解决上述问题，本申请公开了一种轻质柔性组件，所述轻质柔性组件包括：依次排布的柔性层、第一胶层、电池片、第二胶层和背板；其中，
所述柔性层为含氟复合材料层。
可选的，所述含氟复合材料层包括依次排布的含氟塑料层、第一POE 层和第一PET层，所述第一PET层与所述第一胶层连接。
可选的，所述含氟塑料层为ETFE层。
可选的，所述含氟塑料层为第一PVDF层。
可选的，所述背板包括依次排布的第二PVDF层、第二POE层和第一铝箔层，所述第二PVDF层与所述第二胶层连接。
可选的，所述背板包括依次排布的第二PET层、第三POE层和第二铝箔层，所述第二PET层与所述第二胶层连接。
另一方面，本申请还公开了一种轻质柔性组件安装方法，所述安装方法用于将上述的轻质柔性组件安装到承载面上，所述安装方法包括：
清洗所述承载面；
将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上；
将所述轻质柔性组件压紧在所述承载面上。
可选的，所述将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上的步骤，包括：
通过粘胶剂或粘胶剂制品将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上。
可选的，所述粘胶剂制品为双面胶。
另一方面，本申请还公开了一种光伏建筑，包括至少一个上述的轻质柔性组件。
本申请包括以下优点：
所述轻质柔性组件包括：依次排布的柔性层、第一胶层、电池片、第二胶层和背板，其中柔性层为含氟复合材料层。由于含氟复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐腐蚀、抗紫外、抗老化，且重量轻的特点，本申请通过将含氟复合材料层作为前板封装层，可以提高柔性组件的透光率和耐候性，且易清洗、重量轻。并且含氟复合材料层与第一胶层、电池片、第二胶层和背板层压而成，无需金属铝框，重量大大地减轻，可以用于无法承重的屋面，并且柔性好，抗冲击能力强，具有很大的使用价值。并且所述轻质柔性组件可以通过双面胶直接粘贴在承载面上，安装方便，操作简单。
附图说明
图1是本申请实施例的一种轻质柔性组件的层压件的结构示意图；
图2是本申请实施例的一种轻质柔性组件的结构示意图；
图3是本申请实施例所述的含氟复合材料层的结构示意图；
图4是本申请实施例所述的背板的结构示意图；
图5是本申请实施例所述的背板的另一种结构示意图；
图6是本申请实施例所述的轻质柔性组件的抗冲击试验示意图；
图7是本申请实施例所述的轻质柔性组件安装方法的步骤流程图；
图8是本申请实施例所述的轻质柔性组件安装后的结构示意图；
图9是本申请实施例所述的双面胶的粘贴方式示意图一；
图10是本申请实施例所述的双面胶的粘贴方式示意图二；
图11是本申请实施例所述的轻质柔性组件的加工工艺流程图；
图12是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以整片方式排布的结构示意图；
图13是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以半片方式排布的结构示意图；
图14是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以叠片方式排布的结构示意图；
图15是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以拼片方式排布的结构示意图；
图16是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以整片方式排布的电路图；
图17是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以半片方式排布的电路图；
图18是本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以叠片方式排布的电路图。
附图标记说明：
1-轻质柔性组件，10-柔性层，101-含氟塑料层，102-第一POE层，103- 第一PET层，20-第一胶层，30-电池片，40-第二胶层，50-背板，501-第二 PVDF层，502-第二POE层，503-第一铝箔层，504-第二PET层，505-第三 POE层，506-第二铝箔层，2-重物，3-承载面，4-双面胶。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
本申请实施例提供了一种轻质柔性组件，以在一些无法承重的屋面或者具有一定弯曲度的承重面上，能够安装太阳能光伏组件，达到充分利用绿色能源的目的。参照图1，示出了本申请实施例的一种轻质柔性组件的层压件的结构示意图，参照图2，示出了本申请实施例的一种轻质柔性组件的结构示意图。如图1和图2所示，所述轻质柔性组件1包括：依次排布的柔性层 10、第一胶层20、电池片30、第二胶层40和背板50，其中柔性层10为含氟复合材料层。由于含氟复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐腐蚀、抗紫外、抗老化，且重量轻的特点，本申请通过将含氟复合材料层作为前板封装层，可以提高柔性组件的透光率和耐候性，且易清洗、重量轻。并且含氟复合材料层与第一胶层20、电池片30、第二胶层40和背板50层压而成，无需金属铝框，重量大大地减轻，可以用于无法承重的屋面。且含氟复合材料层不仅重量轻，而且柔性比玻璃好，所以，本申请提供的轻质柔性组件1 的柔性也得到了提升，且可以用于一些对弯曲度有要求的使用场景，扩大了组件的使用范围。
在实际应用中，电池片30可以有多个，其中多个电池片30串并联成电池串。
参照图3，示出了本申请实施例所述的含氟复合材料层的结构示意图。如图3所示，含氟复合材料层包括依次排布的含氟塑料层101、第一POE层 (Polyolefin elastome，聚烯烃弹性体)102和第一PET层(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)103，且第一PET层103与第一胶层20 连接。含氟塑料分子结构中含有氟原子，具有优良的电绝缘性能、高度的耐热性、突出的防腐蚀和抗老化性能，用在前板上，可以极好的保护电池片30。中间的第一POE层102作为增韧剂进行封装，具有高阻水性，其透水率仅为EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)的1/10，由无酸性分子链构成的稳定性更好。第一PET层103具有良好的力学性能，耐折性好，在轻质柔性组件1发生弯折的时候，可以提高其耐折性，柔性更好。而且复合材料的重量要比玻璃轻，可以大大减轻轻质柔性组件1的重量。本申请的轻质柔性组件1通过第一POE层102将含氟塑料层101和第一PET 层103粘接起来形成柔性层10，不仅降低了重量，具有很好的耐腐抗氧化和绝缘性能，而且柔性也得到了提高，便于轻质柔性组件1应用在更多的地方，例如，无法承载的屋面，或者具有一定弯度需求的地方。在起到封装电池片 30的同时，可以保护电池片30，提高电池片30的防腐蚀抗老化和抗弯折的性能。
本申请实施例中，含氟塑料层101为ETFE层(Ethylene Tetra Fluoro Ethylene，乙烯-四氟乙烯共聚物)，其中，ETFE是最强韧的氟塑料，它具有良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能，长期在温度80-220度使用，仍具有卓越的耐化学腐蚀性，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响，将ETFE用在前板中，在减轻轻质柔性组件1重量的同时，提高了抗腐蚀抗老化性能，并且ETFE具有较好的电绝缘性，适于应用在光伏组件中。本申请实施例的轻质柔性组件1通过第一POE层102将ETFE层和第一PET层 103粘接起来形成柔性层10，不仅降低了重量，具有很好的耐腐抗氧化和绝缘性能，而且柔性也得到了提高，便于轻质柔性组件1应用在更多的地方，例如，无法承载的屋面，或者具有一定弯度需求的地方。
本申请另一种实施例中，含氟塑料层101为第一PVDF层(Polyvinylidenefluoride，聚偏氟乙烯)，其中，PVDF是一种具有良好的耐腐蚀、耐高温性、耐氧化性和耐辐射性的含氟塑料，将PVDF用在前板中，在减轻轻质柔性组件1重量的同时，提高了抗腐蚀抗老化性能。中间的第一POE层102作为增韧剂将第一PVDF层和第一PET层103粘接起来形成柔性层10，不仅降低了重量，具有很好的耐腐抗氧化和绝缘性能，而且柔性也得到了提高，便于轻质柔性组件1应用在更多的地方，例如，无法承载的屋面，或者具有一定弯度需求的地方。
参照图4，示出了本申请实施例所述的背板的结构示意图。如图4所示，本申请实施例中，背板50包括依次排布的第二PVDF层501、第二POE层 502和第一铝箔层503，第二PVDF层501与第二胶层40连接。由于PVDF 具有良好的耐腐蚀、耐高温性、耐氧化性和耐辐射性，将PVDF用在背板封装材料中，在减轻轻质柔性组件1重量的同时，提高了抗腐蚀抗老化性能，而第一铝箔层503具有良好的导热性和强度。本申请实施例提供的背板50，是通过第二POE层502作为增韧剂将第二PVDF层501和第一铝箔层503 粘接起来形成的，在增加导热性的同时，可以增大整个轻质柔性组件1的强度，延长使用寿命。
在实际应用中，第二PVDF层501还可以被ETFE层来代替，同样可以起到防腐蚀抗老化，减重的作用。只是相对于第二PVDF层501而言，ETFE 层的成本较高。第一铝箔层503也可以被玻璃纤维层代替，同样能增大轻质柔性组件1的强度。
参照图5，示出了本申请实施例所述的背板的另一种结构示意图。如图 5所示，本申请实施例中，背板50包括依次排布的第二PET层504、第三 POE层505和第二铝箔层506，第二PET层504与第二胶层40连接。由于 PET具有良好的力学性能，耐折性好，在轻质柔性组件1发生弯折的时候，可以提高其耐折性，柔性更好。将PET用在背板封装材料中，在减轻轻质柔性组件1重量的同时，提高了耐折性。而第二铝箔层506具有良好的导热性和强度。本申请实施例提供的背板50，是通过第三POE层505作为增韧剂将第二PET层504和第二铝箔层506粘接起来形成的，在增加导热性的同时，可以增大整个轻质柔性组件1的强度和耐折性，延长使用寿命。
在实际应用中，背板50还可以由其他组合方式层叠而成，例如，通过 POE层粘接的PET层和玻璃纤维层，本发明对于背板50的主要组合方式不做具体限定，只要能达到减重，满足足够的强度要求即可。
参照图6，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件的抗冲击试验示意图。图6中，重物2从高度为h的位置落到安装在承载面3的轻质柔性组件 1上，表1列出了不同测试次数下的平均功率损失，由表1可以看出，在多次抗冲击试验后，轻质柔性组件1的平均功率损失小于5％，符合IEC要求。也就是说，本申请实施例提供的轻质柔性组件不仅重量轻，而且抗冲击能力强。
表1
Figure BDA0002574109940000071
综上，本申请实施例所述的轻质柔性组件具有以下优点：
本申请实施例中，轻质柔性组件包括：依次排布的柔性层、第一胶层、电池片、第二胶层和背板，其中柔性层为含氟复合材料层。由于含氟复合材料具有良好的机械性能、耐热性能、耐腐蚀、抗紫外、抗老化，且重量轻的特点，本申请通过将含氟复合材料层作为前板封装层，可以提高柔性组件的透光率和耐候性，且易清洗、重量轻。并且含氟复合材料层与第一胶层、电池片、第二胶层和背板层压而成，无需金属铝框，重量大大地减轻，可以用于无法承重的屋面，并且柔性好，抗冲击能力强，具有很大的使用价值。
参照图7，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件安装方法的步骤流程图；参照图8，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件安装后的结构示意图。如图7-图8所示，本申请实施例还提供了一种轻质柔性组件安装方法，所述安装方法用于将上述的轻质柔性组件1安装到承载面3上，具体的安装方法包括如下步骤：
步骤S210，清洗所述承载面。
在安装轻质柔性组件1之前，需要对承载面3进行清洗，以便于后续安装工序的顺利进行。具体地，可以使用清洁溶剂对承载面3进行清洗。
在实际应用中，承载面3可以是屋顶等便于太阳光直射的地方，例如，彩钢瓦铺成的屋顶3，或者是其他需要安装太阳能光伏组件的位置。本申请实施例对于具体安装的承载面3不做任何限定。
步骤S220，将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上。
由于本申请提供的轻质柔性组件1，不仅重量轻，而且柔性好，可以随着承载面3的形状做出相应的调整变形，有利于直接粘贴在承载面3上，无需安装支架，简化了操作工序，操作简单。
在实际应用中，可以通过粘胶剂或粘胶剂制品将轻质柔性组件1粘贴在承载面3上，例如，使用双面胶等粘胶剂制品来粘贴轻质柔性组件1，在粘贴时，可以先将双面胶的一面粘贴在轻质柔性组件1的背面，然后调整好轻质柔性组件1在承载面3上的位置后，撕掉双面胶的离型纸，将轻质柔性组件1粘贴在承载面3上即可。
参照图9，示出了本申请实施例所述的双面胶的粘贴方式示意图一；参照图10，示出了本申请实施例所述的双面胶的粘贴方式示意图二。如图9 和图10所示，双面胶4可以沿竖向粘贴在轻质柔性组件1的背面，也可以沿横向粘贴在轻质柔性组件1的背面，并且，一个轻质柔性组件1的背面可以粘贴多个双面胶4，且具体的双面胶4数量，以及粘贴的间距可以根据实际的轻质柔性组件1的尺寸设置。另外，如果承载面3是彩钢瓦的话，双面胶4的间距还需要根据彩钢瓦的间距进行调整。本申请实施例对此不做限定。另外，轻质柔性组件1的尺寸也由实际需求的功率大小决定，本申请不做具体限定。
步骤S230，将所述轻质柔性组件压紧在所述承载面上。
在将轻质柔性组件1粘贴在承载面3上后，还需要通过滚轴等方式对轻质柔性组件1施压，以使轻质柔性组件1粘牢在承载面3上，并等待固化。经试验验证，本申请提供的安装方法，按照12级台风，风载荷850Pa，三倍安全系数2550Pa的标准，双面胶粘贴该轻质柔性组件1可满足抗风能力要求。
本申请实施例提供的轻质柔性组件1的安装方法，可以直接将轻质柔性组件1粘贴在承载面3上，无需使用安装支架来安装轻质柔性组件1，简化了安装工序，节约了成本。而且安装后的组件，抗冲击性和抗风能力都能满足实际需求，适于实际投产使用。
参照图11，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件的加工工艺流程图。如图11所示，本申请实施例提供的轻质柔性组件1在加工前，需要先进行物料准备，根据工艺流程设计，准备层叠模板，电池片、焊带、背板、接线盒、边框等物料。在准备好物料后，具体的工艺流程如下：
切片：根据需要的电池片图形，对电池片进行切片，分成若干小片；
焊接：将焊带焊接到电池片正面的主栅线上，再将电池片与电池片之间正负极相连焊接在一起形成一个电池串，并自动进行排版；其中，叠瓦的方式用导电胶连接；
叠层：调整串间距，焊接串两头，将各电池串按照电气原理图串接在一起；
EL1检验：将叠层件进行EL外观检验，不合格的层叠件流至返修流水线进行返修；
层压：将铺设好的层叠件送入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，同时加热使前后膜熔融固化，将柔性层10、第一胶层20、电池片30、第二胶层40、背板50粘结在一起，将固化后溢出的多余残胶进行自动削除；再依据质量外观检验标准检查层压件外观，将不良品进行挑出评审/降级下传，合格品直接下传；
接线盒安装：将自动点胶机打好胶的线盒，按照工艺要求安装在组件上；使用自动焊接机把组件引出线汇流条与接线盒焊接在一起；使用自动灌胶机将安装好线盒的组件进行自动灌胶；将组件放置于一定温度和湿度的专有区域内使用硅胶表层固化；
IV测试：对组件的输出功率进行测试，并粘贴对应的铭牌和电流分档；
绝缘耐压接地连续性测试：在组件和电极引线之间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度；在组件两头施加一定的电流，测试接地连续性；
EL2检验：对组件的EL发光情况和整体外观情况进行二次检测，不良品流至不良区挑出评审降级处理；
包装：根据电流分档、功率分档信息分别进行包装装箱，依据包装信息对叠托好的组件进行报检入库。
本申请提供的轻质柔性组件加工方法简单，通过测试和检验保证了产品的质量，而且无需安装边框等工序，极大地简化了工序，节约了成本。
在实际生产过程中，电池片30在焊接的过程中，其排布方式可以有整片、半片、叠片和拼片多种，参照图12，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以整片方式排布的结构示意图；参照图13，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以半片方式排布的结构示意图；参照图 14，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以叠片方式排布的结构示意图；参照图15，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以拼片方式排布的结构示意图。其中，半片电池技术是通过将标准规格电池片激光均割成为两片，对切后联接起来的技术。整个组件的电池片随之被分为两组，每组包含串联连接的60个半片，电池片组成一个完整的120片组件，从而可将通过每根主栅的电流降低为原来的1/2，内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件功率。叠片是将电池片以更紧密的方式互相连结，令电池间的缝隙降到最低、甚至边缘稍微重叠，因此在同样的单位面积中可以铺设更多电池，吸光面积增加，瓦数也能提高10-15W之多。另外，叠片组件几乎不需要焊带，相对的节省了焊带成本。拼片指的是无缝互联，拼而不叠，提高电池片利用率。
参照图16，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以整片方式排布的电路图；参照图17，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以半片方式排布的电路图；参照图18，示出了本申请实施例所述的轻质柔性组件中电池片以叠片方式排布的电路图。如图16-18所示，整片电路通过全串联的方式将电池片的电流进行汇流。半片电路一般采用先串联后并联的方式，使得电流减半，相当于两块小组件并联在一起。叠片电路采用先串联再多个进行并联，以保证与整片的电流一致。拼片与半片的连接方式一致，此处不再赘述。
本申请实施例提供的多个轻质柔性组件之间可以通过串并联的方式实现快速连接，在需要较大功率的情况下，只需要将多块小型的轻质柔性组件进行连接即可满足，代替了大型组件，提高了小型组件的利用率，节约了成本。
综上，本申请实施例所述的轻质柔性组件安装方法具有以下优点：
本申请实施例提供的轻质柔性组件安装方法，可以直接将轻质柔性组件粘贴在承载面上，无需使用安装支架来安装轻质柔性组件，简化了安装工序，节约了成本。而且安装后的组件，抗冲击性和抗风能力都能满足实际需求，且轻质柔性组件的加工工艺简单，适于大规模投产使用。
本申请实施例还提供了一种光伏建筑，所述光伏建筑包括：至少一个上述的轻质柔性组件。其中，轻质柔性组件的具体结构形式和工作原理已在前述实施例中进行了详细描述，本申请实施例对此不再赘述。
本申请实施例所述的光伏建筑，通过使用含氟复合材料制成的轻质柔性组件，可以提高柔性组件的透光率和耐候性，且易清洗、重量轻。并且含氟复合材料层与第一胶层、电池片、第二胶层和背板层压而成，无需金属铝框，重量大大地减轻，可以用于无法承重的屋面，并且柔性好，抗冲击能力强。且只需要通过双面胶即可安装到屋面上，安装工艺简单。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种轻质柔性组件及其安装方法和光伏建筑，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种轻质柔性组件，其特征在于，所述轻质柔性组件包括：依次排布的柔性层、第一胶层、电池片、第二胶层和背板；其中，
所述柔性层为含氟复合材料层。
2.根据权利要求1所述的轻质柔性组件，其特征在于，所述含氟复合材料层包括依次排布的含氟塑料层、第一POE层和第一PET层，所述第一PET层与所述第一胶层连接。
3.根据权利要求2所述的轻质柔性组件，其特征在于，所述含氟塑料层为ETFE层。
4.根据权利要求2所述的轻质柔性组件，其特征在于，所述含氟塑料层为第一PVDF层。
5.根据权利要求1所述的轻质柔性组件，其特征在于，所述背板包括依次排布的第二PVDF层、第二POE层和第一铝箔层，所述第二PVDF层与所述第二胶层连接。
6.根据权利要求1所述的轻质柔性组件，其特征在于，所述背板包括依次排布的第二PET层、第三POE层和第二铝箔层，所述第二PET层与所述第二胶层连接。
7.一种轻质柔性组件安装方法，其特征在于，所述安装方法用于将如权利要求1-6任一项所述的轻质柔性组件安装到承载面上，所述安装方法包括：
清洗所述承载面；
将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上；
将所述轻质柔性组件压紧在所述承载面上。
8.根据权利要求7所述的轻质柔性组件安装方法，其特征在于，所述将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上的步骤，包括：
通过粘胶剂或粘胶剂制品将所述轻质柔性组件粘贴在所述承载面上。
9.根据权利要求8所述的轻质柔性组件安装方法，其特征在于，所述粘胶剂制品为双面胶。
10.一种光伏建筑，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-6任一项所述的轻质柔性组件。
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