CN204668327U - 一种点支撑式bipv薄膜光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件，包括依次由前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃组成的叠层结构，在所述前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃的四个角上均设置有用于点支撑固定的安装孔；在所述膜电池层的安装孔四周设有闭合的绝缘线；在所述安装孔与闭合绝缘线之间的区域内设有绝缘性胶片层；且在所述前板玻璃和背板玻璃的安装孔上设有密封硅胶膜层。该光伏组件解决了湿漏电和水汽渗透的问题，更安全可靠。

Description

一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件

技术领域

本实用新型属于太阳能应用技术领域，提供了一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件。

背景技术

太阳能作为清洁能源，可以源源不断的供应，而且在使用的过程中不会产生污染。随着人们节能环保意识的增强，BIPV光伏越来越多的融入建筑当中，如光伏幕墙、光伏屋顶、光伏护栏等结构中。而薄膜光伏组件因为其外观效果的整体性和美观性，比晶硅组件更加适合于BIPV应用。

点支撑式玻璃幕墙是一种新型的无框玻璃幕墙，由玻璃面板、点支撑装置和支撑结构组成，具有更简洁、更安全、更通透、更灵活等显著的优点，更加体现出现代建筑的工艺美。将点支撑式安装结构与光伏组件相结合，既能体现出点支撑简洁、安全、通透等特点，也能利用太阳能发电。然而直接在薄膜光伏组件上打安装孔，可能引起湿漏电的发生，因此需要对安装孔进行特殊的处理。

例如公开号为CN 202395004 U的实用新型专利，将光伏组件夹在2片前后玻璃中间，前后玻璃短边尺寸均大于光伏组件的短边尺寸，大出部分采用与光伏组件等厚度的普通玻璃填平，在此光伏组件的四个角打孔。但该光伏组件的结构比较复杂，增加了加工和安装的难度。公开号为CN 202772148 U的实用新型专利，所述的非晶硅薄膜电池组件的四个角上设置有用于安装支承头结构的预留孔，所述的预留孔的孔径为36mm、孔心距电池组件边缘的距离为100mm，每个预留孔的四周设置闭合的绝缘线，绝缘线所围的面积不小于支承头覆盖的面积，但是该电池组件仍有可能发生湿漏电和水汽渗透到电池层的情况。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种更安全可靠的点支撑式BIPV薄膜光伏组件，该光伏组件绝缘性更好，解决了湿漏电和水汽渗透的问题；另外，本实用新型给出了一种新的正极汇流导带和负极汇流导带的引出方式。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件，包括依次由前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃组成的叠层结构，在所述前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃的四个角上均设置有用于点支撑固定的安装孔；在所述膜电池层的安装孔四周设有闭合的绝缘线；在所述安装孔与闭合绝缘线之间的区域内设有绝缘性胶片层；且在所述前板玻璃和背板玻璃的安装孔上设有密封硅胶膜层。

优选：所述绝缘性胶片层的厚度不小于0.4mm，宽度不小于8mm。

优选：所述绝缘性胶片层为绝缘性丁基橡胶膜层。

优选：所述密封硅胶膜层厚度不小于2mm。

优选：所述膜电池层包括多个子电池，所述安装孔所在的子电池宽度比其它子电池宽度宽3.8%-11%，使得各子电池的有效发电面积相同或者其面积略大于其他子电池5~10mm²。

所述光伏组件还包括正极汇流导带和负极汇流导带， 正极汇流导带和负极汇流导带分别位于电池层的两边。

所述正极汇流导带和负极汇流导带从光伏组件的任意一个侧边引出，在引出位置连接接线盒，不起汇流作用的正极汇流导带或者负极汇流导带下方设有绝缘胶带。

本实用新型还给出了一种新的正极汇流导带和负极汇流导带的引出方式：所述正极汇流导带和负极汇流导带通过导线分别从光伏组件的任意两个安装孔引出，且所述正极汇流导带和负极汇流导带之间通过中间导带连接有贴片式旁路二极管，在所述中间导带下方设有绝缘胶带。

所述膜电池层包括依次贴合的前电极层、电池层和背电极层。所述的前电极层和背电极层均优选为透明导电氧化物，透明导电氧化物为氧化锌、氧化锡、氧化铟锡、氧化铟、掺硼氧化锌、掺铝氧化锌或掺镓氧化锌中的一种。所述的电池层优选为硅基薄膜、碲化镉(CdTe) 薄膜和铜铟镓硒(CIGS) 薄膜等的一种，包含一个或多个P-I-N结构。

所述的膜电池层利用化学气相沉积法或磁外溅射法等技术制得，并利用激光多重划刻，将膜电池层划刻为若干个子电池。

所述胶膜层优选为EVA层、PVB层、PO层或硅胶膜层中的任意一种。所述的胶膜为透明或瓷白的EVA、透明或瓷白的PVB、透明或瓷白聚烯烃PO膜、透明或瓷白硅胶膜等中的一种。

本实用新型的优势在于：光伏组件的四个角均有安装孔，可以直接用于光伏护栏、光伏幕墙和光伏屋顶等领域，而且安装简单，维护方便；安装孔周围划刻绝缘线、铺设丁基橡胶和涂硅胶的处理，能够有效防止湿漏电的发生以及水汽渗透到电池层。另外，本实用新型给出了一种新的正极汇流导带和负极汇流导带的引出方式。所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件不需要传统光伏组件的凹槽边框或者玻璃夹，不仅提高了发电面积的占有率，而且更加美观；能够与建筑物很好的融合，既能起到建筑物原有的作用，又能利用太阳能发电。

附图说明

图1是适用于点支撑式安装的BIPV薄膜光伏组件的结构示意图；

图2是正、负极汇流导带从组件边缘引出的结构图；

图3是正、负极汇流导带从安装孔引出的结构图；

图4是点支撑式光伏幕墙的示意图；

图5是点支撑式光伏护栏的示意图；

图6是点支撑式光伏屋顶的示意图；

图7是点支撑式光伏遮阳棚的示意图。

图中，1为光伏组件，11为前板玻璃，12为膜电池层，13为胶膜层，14为背板玻璃，15为安装孔，16为方形绝缘线，21为正极汇流导带，22为负极汇流导带，23为绝缘胶带，24为接线盒，31为导线，32为贴片式旁路二极管，33为中间导带，41为驳接爪，42为支架，51为立柱，52为扶手，53为支撑杆，61为屋顶，71为墙壁。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细地说明。

实施例1

如图1所示，一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件，包括依次由前板玻璃11、膜电池层12、胶膜层13和背板玻璃14组成的叠层结构，在所述前板玻璃11、膜电池层12、胶膜层13和背板玻璃14的四个角上均设置有用于点支撑固定的安装孔15；在所述膜电池层的安装孔四周设有闭合的绝缘线16；在所述安装孔15与闭合绝缘线16之间的区域内设有绝缘性胶片层；且在所述前板玻璃和背板玻璃的安装孔上设有密封硅胶膜层。

本实用新型采用四个角均钻有安装孔15的前板玻璃11和背板玻璃14，或者采用完整的前板玻璃11和背板玻璃14，层压合片之后再在四个角打安装孔15。

光伏组件的四个安装孔15的直径为8-20mm，安装孔15的中心与光伏组件1边缘的距离为30-100mm。

特别地，以安装孔15为中心，在安装孔15的周围膜电池层12有用激光划刻的边长为20-30mm的方形绝缘线16或者直径为20-30mm的圆形绝缘线16。

用激光或机械的方法清除掉方形或圆形绝缘线内的膜电池层12，即从方形或圆形绝缘线到安装孔边缘的膜电池层12。

胶膜13采用瓷白或透明的EVA、PVB、聚烯烃PO膜、硅胶膜等进行封装，在方形或圆形绝缘线16的区域内铺设丁基橡胶，丁基橡胶厚度不小于0.4mm，宽度不小于8mm；在组件层压合片后，在安装孔15的周围涂密封硅胶，硅胶膜层厚度不小于2mm，起到密封作用，防止水汽从安装孔进入夹层。

如图2和图3所示，光伏组件1的正极汇流导带21和负极汇流导带22从光伏组件1的边缘引出，或者正极汇流导带21和负极汇流导带22分别从两个安装孔15引出。

如图2所示，当正极汇流导带21和负极汇流导带22从光伏组件1的边缘引出时，不起汇流作用的导带段下方应贴附厚度不小于0.05mm的PET绝缘胶带23，与重合的汇流导带和膜层进行绝缘隔离，在正极汇流导带21和负极汇流导带22引出位置连接接线盒24。

如图3所示，当正极汇流导带21和负极汇流导带22从光伏组件1的两个安装孔引出时，在正极汇流导带21和负极汇流导带22之间用中间导带33连接一个贴片式旁路二极管，中间导带33与膜电池层12之间用绝缘胶带23隔离。在正极汇流导带21和负极汇流导带22上焊接厚度不大于0.4mm扁平且外部有绝缘层的导线31，导线31从安装孔15引出，连接接线盒24；或者在两个安装孔15安装分立式接线盒，引出光伏组件的正、负极电流。

为了提高整个光伏组件的强度、改善隔音隔热性能，可以改变背板玻璃的厚度或者在前板玻璃的前面复合钢化玻璃，或者在背板玻璃后面复合中空结构。

实施例2：

如图4所示，适用于点支撑式光伏幕墙组件，光伏组件1的结构同实施例1，制备方法为：

玻璃清洗：选用1300mm*1100mm*3.2mm的超白浮法玻璃作为前板玻璃11，在四个角用钻孔机打安装孔15，安装孔15的直径为12mm，安装孔15的中心与前板玻璃11长边和短边的距离都为80mm；用等离子水和蒸馏水清洗，然后烘干。

膜层沉积与激光划刻：利用低压化学气相沉积法（LPCVD）在前板玻璃上沉积透明导电氧化物氧化锌，作为前电极层，进行第一道激光划刻P1；然后利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）在透明导电氧化物层上沉积非晶硅/微晶硅层，作为电池层，进行第二道激光划刻P2；再利用低压化学气相沉积法（LPCVD）在前板玻璃上沉积透明导电氧化物氧化锌，作为背电极层，进行第三道激光划刻P3。P1、P2和P3均与前板玻璃的长边平行，将整个膜电池层划刻为一系列的子电池，前板玻璃的四周距边缘13.76mm的位置有激光划刻的绝缘线。

特别地，以安装孔15为中心，在安装孔的周围膜层用激光划刻出边长为30mm的方形绝缘线16。

特别地，经过绝缘线16的子电池的宽度为8.27mm，其他子电池的宽度为7.88mm，使所有子电池的有效发电面积相同。

绝缘区域清除：用激光或机械的方法清除掉前板玻璃上四周边缘13mm范围内的膜电池层12（前电极层、电池层和背电极层）。

汇流导带铺设：如图3，在膜电池层12上铺设正极汇流导带21和负极汇流导带22，在正极汇流导带21和负极汇流导带22之间用中间导带33连接一个贴片式旁路二极管32，中间导带33与膜电池层12之间用绝缘胶带23隔离。在正极汇流导带21和负极汇流导带22上分别焊接厚度为0.3mm扁平且外部有绝缘层的导线31，把两根导线31从两个安装孔15引出。

胶膜层铺设：在边缘的膜层清除区域铺上宽为10mm厚为6mm的丁基胶，在四个方形绝缘线内铺设边长为28mm厚为6mm的方形丁基胶片，在膜电池层12的区域铺设厚为0.48mm瓷白PVB。

背板玻璃铺设：选用1300mm*1100mm*6mm的普白钢化玻璃作为背板玻璃14，背板玻璃14上带有与前板玻璃11同样位置和同种规格的安装孔15，清洗干净，烘干，铺设在胶膜13上面。

层压：用层压机将上述叠加好的组件在抽真空状态下进行加热并挤压。

安装接线盒：在正极汇流导带21和负极汇流导带22引出的位置安装接线盒24，焊接导带，并在接线盒24四周打密封胶，接线盒24内打灌封胶。

测试功率，贴标签，完成光伏组件1的制备。

将光伏组件1用驳接爪41固定在幕墙立柱上，组成点支撑式光伏幕墙。

备注说明：

如果需要加工不同透光率的适用于点支撑式安装的BIPV组件，在完成激光P3划刻后，进行镀膜玻璃透光率加工的激光划刻处理，通过划刻不同面积的电池层获得不同的透光率效果，完成透光划刻处理后，按上面所述流程完成后续工艺流程的加工。

实施例3：

如图5所示，适用于点支撑式光伏护栏组件，光伏组件1的结构同实施例1，制备方法为：

玻璃清洗：选用1300mm*1100mm*3.2mm的超白浮法玻璃做前板玻璃11，用等离子水和蒸馏水清洗，然后烘干。

膜层沉积与激光划刻：利用低压化学气相沉积法（LPCVD）在前板玻璃上沉积透明导电氧化物氧化锌作为前电极，进行第一道激光划刻P1；然后利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）在透明导电氧化物层上沉积非晶硅/微晶硅层，进行第二道激光划刻P2；再利用低压化学气相沉积法（LPCVD）在前板玻璃上沉积透明导电氧化物氧化锌作为前电极，进行第三道激光划刻P3。P1、P2和P3均与前板玻璃的长边平行，将整个膜层划刻为一系列的个子电池。前板玻璃的四周距边缘13.76mm的位置和前板玻璃长边的中线两侧13.76mm的位置有激光划刻的绝缘线。

特别地，用激光划刻8个边长为24mm的方形绝缘线16。其中四个绝缘线16在前板玻璃11的四个角，各个绝缘线16的中心与前板玻璃11长边的距离为45mm，与短边的距离为120mm；另四个绝缘线16在前板玻璃11的中间部位，各个绝缘线16的中心与前板玻璃11长边的距离为45mm，与前板玻璃11长边中线的距离为120mm。

特别地，经过绝缘线16的子电池的宽度为10.27mm，其他子电池的宽度为9.88mm，使所有子电池的有效发电面积相同。

绝缘区域清除：用激光清除掉前板玻璃上四周边缘13mm范围内和前板玻璃长边正中间26mm范围内的膜电池层12（前电极层、电池层和背电极层）。

镀膜玻璃切割：沿前板玻璃长边的中线，用玻璃切割机将镀膜的前板玻璃11切割为两块大小均为650*1100mm*3.2mm的小型组件。

汇流导带铺设：如图2，在小型组件的膜面12上铺设正极汇流导带21和负极汇流导带22，然后把正、负极汇流导带21和负极汇流导带22从组件的边缘引出。不起汇流作用的导带段下方应贴附厚度为0.05mm的PET绝缘胶带23，与重合的汇流导带和膜层进行绝缘隔离。

胶膜层铺设：在激光清除的区域铺上宽为10mm厚为6mm的丁基胶，在四个方形绝缘线内铺上边长为22mm厚为6mm的方形丁基胶，在膜电池层12的区域铺设厚度为0.45mm的瓷白EVA。

背板玻璃铺设：将1300mm*1100mm*3.2mm的超白浮法玻璃切割成两块大小均为650*1100mm*3.2mm的小型玻璃，作为背板玻璃14，清洗干净，烘干，铺设在胶膜13上面。

层压：将上述叠加好的组件用层压机在抽真空状态下进行加热并挤压。

钻孔与磨边：用钻孔机在四个方形绝缘线的正中心打安装孔15，安装孔15的直径为12mm，安装孔15的中心与小型组件短边的距离为45mm，与长边的距离为120mm。用玻璃磨边机对前板玻璃和背板玻璃的切割边进行磨边，使之圆滑。

安装接线盒：在正极汇流导带21和负极汇流导带22引出的组件边缘位置安装接线盒24，焊接导带，并在接线盒24四周打密封胶，接线盒24内打灌封胶。

测试功率，贴标签，完成光伏组件1的制备。

把光伏组件1、立柱51、扶手52、支撑杆53和接线盒24组装成点支撑式光伏护栏。

实施例4：

如图6所示，适用于点支撑式光伏屋顶组件，光伏组件1的结构同实施例1，制备方法为：

选用1300mm*1100mm*3.2mm的超白浮法玻璃作为前板玻璃11，在四个角用钻孔机打安装孔15，安装孔15的直径为12mm，安装孔15的中心与前板玻璃11长边和短边的距离都为75mm，用等离子水和蒸馏水清洗，烘干；然后沉积前电极层、非晶硅/微晶硅层和背电极层，每层膜沉积后都进行激光划刻，形成一系列子电池，安装孔15的周围膜层有用激光划刻的边长为28mm的方形绝缘线16，经过方形绝缘线16的子电池宽度为7.88mm，其他子电池的宽度为7.53mm，前板玻璃的四周距边缘13.76mm的位置有激光划刻的绝缘线。

用激光清除掉前板玻璃上四周边缘13mm范围内的膜电池层12，铺设正极汇流导带21和负极汇流导带22，用两根导线31从两个安装孔15引出。在边缘的膜层清除区域铺上宽为10mm厚为6mm的丁基胶，在四个方形绝缘线内铺设边长为26mm厚为6mm的方形丁基胶片，在膜电池层12的区域铺设厚度为0.48mm的瓷白PVB。选用1300mm*1100mm*3.2mm的普白钢化玻璃作为背板玻璃14，上面带有与前板玻璃11同样位置和同种规格的安装孔15，清洗干净，烘干，铺设在胶膜13上面。然后用层压机层压、安装接线盒。测试功率，贴标签，完成光伏组件1的制备。

将光伏组件1用驳接爪41安装在屋顶的支架上，组成点支撑式光伏屋顶。

实施例5：

如图7所示，适用于点支撑式光伏遮阳板，光伏组件1的结构同实施例1，制备方法为：

选用1300mm*1100mm*3.2mm的超白浮法玻璃作为前板玻璃11，在四个角用钻孔机打安装孔15，安装孔15的直径为14mm，安装孔15的中心与前板玻璃11长边和短边的距离都为80mm，用等离子水和蒸馏水清洗，烘干；然后沉积前电极层、非晶硅/微晶硅层和背电极层，每层膜沉积后都进行激光划刻，形成一系列子电池，安装孔15的周围膜层有用激光划刻的边长为32mm的方形绝缘线16，经过方形绝缘线的子电池宽度为7.98mm，其他子电池的宽度为7.58mm，前板玻璃的四周距边缘13.76mm的位置有激光划刻的绝缘线。

用激光清除掉前板玻璃上四周边缘13mm范围内的膜层，铺设正极汇流导带21和负极汇流导带22，用两根导线31从两个安装孔15引出。在边缘的膜层清除区域铺上宽为10mm厚为6mm的丁基胶，在四个方形绝缘线内铺设边长为26mm厚为6mm的方形丁基胶片，在膜电池层12的区域铺设厚度为0.45mm的瓷白EVA。选用1300mm*1100mm*3.2mm的普白钢化玻璃作为背板玻璃14，上面带有与前板玻璃11同样位置和同种规格的安装孔15，清洗干净，烘干，铺设在胶膜13上面。然后用层压机层压、安装接线盒。测试功率，贴标签，完成光伏组件1的制备。

将光伏组件1用驳接爪41安装在屋顶的支架上，组成点支撑式光伏遮阳棚。

Claims (10)

1.一种点支撑式BIPV薄膜光伏组件，包括依次由前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃组成的叠层结构，在所述前板玻璃、膜电池层、胶膜层和背板玻璃的四个角上均设置有用于点支撑固定的安装孔；在所述膜电池层的安装孔四周设有闭合的绝缘线；其特征是，在所述安装孔与闭合绝缘线之间的区域内设有绝缘性胶片层；且在所述前板玻璃和背板玻璃的安装孔上设有密封硅胶膜层。

2.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述绝缘性胶片层的厚度不小于0.4mm，宽度不小于8mm。

3.根据权利要求2所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述绝缘性胶片层为绝缘性丁基橡胶膜层。

4.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述密封硅胶膜层厚度不小于2mm。

5.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述膜电池层包括多个子电池，所述安装孔所在的子电池宽度比其它子电池宽度宽3.8%-11%。

6.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述光伏组件还包括正极汇流导带和负极汇流导带， 正极汇流导带和负极汇流导带分别位于电池层的两边。

7.根据权利要求6所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述正极汇流导带和负极汇流导带从光伏组件的任意一个侧边引出，在引出位置连接接线盒，不起汇流作用的正极汇流导带或者负极汇流导带下方设有绝缘胶带。

8.根据权利要求6所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述正极汇流导带和负极汇流导带通过导线分别从光伏组件的任意两个安装孔引出，且所述正极汇流导带和负极汇流导带之间通过中间导带连接有贴片式旁路二极管，在所述中间导带下方设有绝缘胶带。

9.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述膜电池层包括依次贴合的前电极层、电池层和背电极层。

10.根据权利要求1所述点支撑式BIPV薄膜光伏组件，其特征是，所述胶膜层为EVA层、PVB层、PO层或硅胶膜层中的任意一种。