CN203225264U - 一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，属于太阳能光伏技术领域。解决柔性太阳能电池组件内部金属导线易于折断的技术问题，折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，柔性太阳能电池芯片由胶膜、前板以及背板封装，其特征在于所述电池组件包括多块间隔排列的柔性太阳能电池芯片，且电池芯片之间由导线串并联连接，形成太阳能光伏阵列，相邻电池芯片之间的间隔处为电池组件的折叠区域，该折叠区域设有镂空胶膜的导线槽，太阳能光伏阵列及导线槽由前板和背板封装为一体。本实用新型可以沿折叠区域反复折叠使用，而且折叠处的导线不容易断裂，增长了电池组件的使用寿命。

Description

一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件

技术领域

本实用新型涉及折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，属于太阳能光伏技术领域。 

背景技术

随着人们生活品质的提高和需求，对移动电源的需求也越来越大，而太阳能移动电源无疑成为最绿色、最符合现代生活的移动电源，同时需要携带方便也成为人们对太阳能移动电源的要求，而传统玻璃封装组件的太阳能移动电源由于重量重、体积大成为需要解决的问题，随着柔性太阳能电池的技术发展，其轻便、柔软、携带方便也成为商业应用越来越多的关注，但是由于其转换效率目前仍然偏低，对于大功率的移动电源来说就需要较大的电池面积，大面积电池如何携带方便就需要解决能够将其上下左右多维方向进行折叠的问题，中国专利200910208908.0《一种柔性太阳能发电布》中的柔性太阳能电池呈阵列分布，且柔性电池相互之间由软导线连接，采用下上两层防水布封装和保护柔性太阳能电池阵列，形成可折叠、便于携带的太阳能发电布。另一中国专利200720006991.X《柔性太阳能电池组件连接方式》采用内置式柔性导电线材将太阳能电池单元片之间相互连接，柔性导电线材埋设在柔性封装材料中，使整个太阳能电池组件折叠和携带更加方便。但是上述两种柔性太阳能电池组件在使用过程中都存在一个普遍问题，在多次使用后电池组件中折叠部分的金属导线会被折断，导致整个产品报废，并且金属导线的这种损坏发生时间较产品的设计使用期限短得多，选择不同种类的金属导线或者耐折性能更好的金属导线会延缓折叠部分导线折断的发生，但是对增加产品使用寿命作用非常有限，而且常规的太阳能电池组件使用封装胶将金属导线与电池芯片一同封装，封装完成后金属导线被胶完全固定，当太阳能电池产品进行折叠的时候，金属导线也会一同被反复折叠，由于金属导线已经被封装固定不能移动或变型，折叠过程会使金属导线被反复的拉伸和压缩，反复的拉伸和压缩很快就造成了金属导线的疲劳破坏，当折叠到一定次数时金属导线就完全断裂了，导致整个电池组件报废，这种损坏同时会随着使用频率的增加而加速发生，通过多次试验反复验证，常规结构的太阳能电池产品的金属导线布置方式，通常在产品折叠不到1000次时金属导线就会断裂，电池组件内部金属导线的使用期限远短于电池组件本身的使用期限，因此限制的电池组件的使用。 

发明内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种多维可折叠的柔性太阳能电池组件和制作方法，解决柔性太阳能电池组件内部金属导线易于折断的技术问题，保证整个电池组件具有稳定的使用期限。 

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案如下：一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，柔性太阳能电池芯片由胶膜、前板以及背板封装，其特征在于所述电池组件包括多块间隔排列的柔性太阳能电池芯片，且电池芯片之间由导线串并联连接，形成太阳能光伏阵列，相邻电池芯片之间的间隔处为电池组件的折叠区域，该折叠区域设有镂空胶膜的导线槽，太阳能光伏阵列及导线槽由前板和背板封装为一体。 

大幅面柔性太阳能电池组件折叠区域的导线预留一定拉伸长度，导线呈直线形、弧形或者S形，放置在导线槽内，导线槽的上方和/或下方铺设有编织物。编织物的尺寸大于导线槽的面积，编织物由金属或者非金属制成。编织物是金属铜网或者铜镀锡网。 

连接电池芯片的导线是铜或者铜镀锡编织线，焊接在电池芯片的电极引出带上。 

电池组件中除电池芯片以外的区域均铺设有遮挡材料，该遮挡材料由胶膜层压在前板和背板之间。 

电池组件中的每个电池芯片的受光面和背光面上均铺设有保护层。受光面上的保护层为聚对苯二甲酸已二醇酯（PET），由胶膜贴紧在电池芯片的受光面，且与前板形成叠片结构。 

保护层还可以为热塑性材料，层压在电池芯板的受光面和/或背光面上，其中受光面的保护层为透明热塑性材料。 

本实用新型产生的积极效果是： 

本实用新型是由多块柔性太阳能电池芯片串并联而成大幅面光伏阵列，且具有良好的可折叠性。由于电池组件中折叠处的胶膜被镂空，导线放置在镂空处，并留有一定拉伸长度，电池组件在折叠时不会因导线被胶膜固定而被拉伸破坏，镂空处的上下方覆盖有编织物，可增加保护强度，而且编织物也可以是金属导电材料，当连接导线被拉断后，编织物还可充当导线进行导通，增长了电池组件的使用寿命。本发明设计的多维可折叠太阳能电池组件折叠寿命高，可以达到4000次以上的折叠次数而不会出现金属导线折断情况，保证了电池组件的使用寿命。

附图说明

图1：本实用新型的柔性太阳能电池芯片与连接导线的连接示意图。 

图2：图1中A-A剖面示意图。 

图3：图1中I部放大图。 

图4：实施例三中柔性太阳能电池组件的结构示意图。 

图中：1、柔性太阳能电池芯片，2、连接导线，3、编织物，4、电极引出带，5、胶膜，6、前板材料，7、背板材料，8、遮挡材料，9、柔性太阳能电池芯片受光面保护层，10、柔性太阳能电池芯片背光面保护层。 

具体实施方式

  实施例一     

本实施例的多维可折叠的柔性太阳能电池组件结构依次为背板材料7、胶膜5、间隔放置的多块柔性太阳能电池芯片1、遮挡材料8、胶膜5以及前板材料6叠层而成，柔性太阳能电池芯片1呈3排2行布置，相邻电池芯片之间具有间隙，形成电池组件的折叠区域。柔性太阳能电池芯片1串并联连接的导线焊接在电池芯片的电极引出带4上，将多块柔性太阳能电池芯片1串并联起来，并将折叠区域敷设导线之处的胶膜5镂空，形成放置导线2的内槽，且在胶膜镂空出的上下方放置编织物3，编织物3尺寸大于胶膜镂空尺寸，本实施例的多维可折叠太阳能电池组件可横向2折叠，纵向3折叠。

前板材料6选择耐候性优良，具有90%左右太阳光透过率，薄且与胶膜5具有良好粘接性的材料，可以选用含氟聚合物薄膜，如乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、全氟乙烯-丙烯共聚物（FEP）、聚偏氟乙烯（PVDF）中的一种，还可以选择聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。前板材料6与胶膜5之间的粘接力大于20N/cm。 

背板材料7选择具有良好耐磨性，防水汽透过性能良好，与胶膜5的粘接性能大于10N/cm，背板材料7具有良好的可折叠性，可以选用尼龙或者涤纶面料，且面料的一面涂有胶层，面料的涂胶层的作用是防止水汽透过，增加面料与胶膜5间的粘接力，防止胶膜5透过背板材料7。背板材料还可以为耐候性强、耐腐蚀、耐高温、耐脏能力强的材料，如ETFE、PET等。 

胶膜5选用热固性的乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜或者热塑性的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）胶膜或者热塑性的有机硅薄膜，胶膜与前膜和背膜间的粘接力在180°剥离时大于40N/cm，太阳光透过率超过85%。 

柔性太阳能电池芯片1是以柔性聚合物薄膜为衬底的非晶硅薄膜太阳能电池，这种电池芯片具有极薄的厚度，良好的柔性，很适合制造折叠太阳能电池产品。 

导线2选用金属导线，可以是多股铜丝导线或者铜编织线或者铜镀锡编织线，具有良好的导电性能，较高的柔韧性和耐弯折能力，线形为扁平结构，能够保证折叠产品长期使用折叠后导电的可靠性。 

编织物3可以是金属铜网或者铜镀锡网或者非金属不导电材料或者是柔性海绵导电材料，这种编织物需要有较强的韧性能够保证折叠产品长期使用折叠后不会断裂，厚度薄。 

实施例二 

本实施例在实施例1的基础上增加了柔性太阳能电池芯片的保护层。柔性太阳能电池芯板由多块柔性太阳能电池芯片串并联构成，相邻柔性太阳能电池芯片之间预留电池组件的折叠区域，将折叠区域敷设导线之处的胶膜镂空，形成放置导线的内槽。在每块电池芯片的受光面和背光面加装有保护层。柔性太阳能电池芯板受光面的保护层为透明高分子材料，该高分子材料为拉伸强度高、透光性好、耐高温、耐紫外线的材料如聚对苯二甲酸已二醇酯（PET），胶膜采用光伏胶膜材料，在高温下能产生交联，产生很强的粘结力，如乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）或者聚乙烯（PE）。柔性太阳能电池芯板背光面的保护层为玻璃纤维织物或热塑性材料，如：硅橡胶、聚乙烯（PE）膜。电池组件的折叠区域无需加装上述的保护层。因此本实施例柔性太阳能电池组件的结构为前板+胶膜+保护层PET膜+柔性太阳能电池芯板+胶膜+保护层+胶膜+背板。电池芯片背光面采用热塑性材料作为保护层时，硅橡胶或聚乙烯（PE）膜等热塑性材料可以直接贴合在电池芯片的背光面上。前板材料为含氟材料薄膜，透光率高，耐候性强，耐腐蚀、耐高温、耐脏能力强，如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。背板材料为耐候性强、耐腐蚀、耐高温、耐脏能力强的材料，如布、ETFE、PET等。

实施例三 

本实施例的实施方式同实施例二，电池芯片受光面的保护层还可以为透明热塑性材料热熔在柔性太阳能电池芯板受光面，热塑性材料如：硅橡胶、聚乙烯（PE）膜，背光面保护层为拉伸强度高、耐高温的材料，如聚对苯二甲酸已二醇酯（PET）、玻璃纤维织物，胶膜采用光伏胶膜材料，在高温下能产生交联，产生很强的粘结力，如乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）或者聚乙烯（PE）。柔性太阳能电池组件的结构为前保护材料+胶膜+受光面保护层+柔性太阳能电池芯板+胶膜+背光面保护层+胶膜+背板材料，其中：前板材料为ETFE，胶膜为EVA，受光面保护层为PE或硅橡胶，背光面保护层为玻璃纤维织物，柔性太阳能电池芯板为非晶硅锗/非晶硅双结叠层薄膜电池，背板材料为ETFE。与电池芯片尺寸相同的PE膜贴紧在电池芯板的受光面上，背光面保护层玻璃纤维织物的尺寸都大于柔性太阳能电池芯板。

本实用新型不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改变，这些变型和改变也在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，柔性太阳能电池芯片由胶膜、前板以及背板封装，其特征在于所述电池组件包括多块间隔排列的柔性太阳能电池芯片，且电池芯片之间由导线串并联连接，形成太阳能光伏阵列，相邻电池芯片之间的间隔处为电池组件的折叠区域，该折叠区域设有镂空胶膜的导线槽，太阳能光伏阵列及导线槽由前板和背板封装为一体。

2.根据权利要求1所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述折叠区域的导线预留一定拉伸长度，放置在导线槽内，导线槽的上方和/或下方铺设有编织物。

3.根据权利要求2所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述编织物的尺寸大于导线槽的面积，编织物由金属或者非金属制成。

4.根据权利要求2所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述电池组件的折叠区域中的导线槽内的导线呈直线形、弧形或者S形。

5.根据权利要求3所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述编织物是金属铜网或者铜镀锡网。

6.根据权利要求2所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述连接电池芯片的导线是铜或者铜镀锡编织线，焊接在电池芯片的电极引出带上。

7.根据权利要求2所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述电池组件中除电池芯片以外的区域均铺设有遮挡材料，该遮挡材料由胶膜层压在前板和背板之间。

8.根据权利要求2所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述电池组件中的每个电池芯片的受光面和/或背光面上铺设有保护层。

9.根据权利要求8所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述电池芯片的受光面上的保护层为聚对苯二甲酸已二醇酯，由胶膜贴紧在电池芯片的受光面，且与前板形成叠片结构。

10.根据权利要求8所述的折叠式大幅面柔性太阳能电池组件，其特征在于所述保护层为热塑性材料，层压在电池芯板的受光面和/或背光面上，其中受光面的保护层为透明热塑性材料。

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