CN206370431U - 一种基于pvdf的柔性光伏前板及其光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种基于PVDF的柔性光伏前板及其光伏组件，使光伏前板达到透明、耐气候老化、阻隔水汽以及柔性、自清洁和廉价的目的，并使光伏组件达到耐气候老化、阻隔水汽以及自清洁和廉价的目的。柔性光伏前板为三层结构，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层，PVDF膜层的下表面通过粘结层铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层的上表面。光伏组件为七层结构，从受光面到背光面，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层、透明EVA胶膜层、光伏电池阵列层、EVA胶膜层和背板层。

Description

一种基于PVDF的柔性光伏前板及其光伏组件
技术领域
本实用新型涉及一种基于PVDF的柔性光伏前板及其光伏组件，它主要适用于太阳能光伏发电系统中。
背景技术
太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，是新能源中最有前途的一种。光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其作用是将太阳能转化为电能，并送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
现在的光伏组件广泛使用无机平板玻璃作为前板材料，如申请号为201520533058.2名称为光伏组件的中国专利，优点是透光率高、材料廉价易获得、尺寸稳定、水汽阻隔率好；但缺点是比重大、不能折叠弯曲、且容易碎裂。在屋顶光伏电站、水面光伏电站中应用时，比重大是个显著的缺点。在柔性光伏电池的应用上，不能折叠弯曲是个致命的缺点。
为了使得前板具有质量轻、耐曲挠、高透明、高耐候、低水汽阻隔和耐冲击等特性，现在的技术解决方案是使用纯的氟塑料聚合物，如乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE/F40，水立方即使用了该种材料）。由于需要防止冰雹冲击，膜还需要比较厚，这样材料的成本居高不下，难以大规模推广应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于PVDF的柔性光伏前板及其光伏组件，使光伏前板达到透明、耐气候老化、阻隔水汽以及柔性、自清洁和廉价的目的，并使光伏组件达到耐气候老化、阻隔水汽以及自清洁和廉价的目的。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：
一种基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的柔性光伏前板为三层结构，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层，PVDF膜层的下表面通过粘结层铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层的上表面。由此使得本实用新型的光伏前板具有柔性、自清洁、透明、耐候和阻隔水汽的功能，并能使前板材料的制造费用大幅降低。
本实用新型所述的粘结层采用功能性粘结剂、热熔胶或者含氟共聚树脂，使PVDF膜层与聚烯烃共聚物片材或板材层之间的具有良好、持久的粘结性。
本实用新型所述的聚烯烃共聚物片材或板材层采用乙烯共聚物制成。
本实用新型所述的乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯-a烯烃共聚物（共聚单体C3、C4、C6和C8，即所谓POE聚合物）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMMA）、乙烯-丁烯酸共聚物（EBA）、乙烯-丙烯酸离子聚合物（EAA）、乙烯-马来酸酐共聚物或接枝物（EMAH）的一种。
本实用新型所述的聚烯烃共聚物片材或板材层的功能性聚烯烃是交联的，交联之后材料的耐热性、抗蠕变特性、耐气候老化特性和水汽阻隔率等都会有很大的提高，特别适合前板的需求。
一种基于PVDF的柔性光伏前板的光伏组件，其特征在于：
所述的光伏组件七层结构，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层、透明EVA胶膜层、光伏电池阵列层、EVA胶膜层和背板层；
组件结构自下（背光面）而上（迎光面），EVA胶膜层的下表面铺设在背板层的上表面；光伏电池阵列层的下表面铺设在EVA胶膜层的上表面；透明EVA胶膜层的下表面铺设在光伏电池阵列层的上表面；聚烯烃共聚物片材或板材层的下表面铺设在透明EVA胶膜层的上表面；PVDF膜层的下表面通过粘结层铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层的上表面。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、结构设计合理，在光伏前板中采用PVDF制成的膜层作为面层，其具有耐气候老化、水汽阻隔和自清洁的功能，且通过粘结层，使之能与交联乙烯共聚物制成的片材或板材层复合，这样的多层复合结构，使光伏前板具有柔性、自清洁、透明、耐候和阻隔水汽的特性；同时，使用时不会碎裂，寿命长，并能够使前板材料的制造费用大幅降低；2、本实用新型光伏前板的总体透光率≥85%，水汽阻隔率（WVTR）≤0.1g/m2·day，耐候性优异，耐冲击性突出。3、本实用新型的光伏组件也具有综合性能好、质量轻、耐曲挠、耐气候老化、阻隔水汽、自清洁和廉价等优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
本申请中，PVDF表示聚偏氟乙烯，POE表示聚烯烃弹性体，EVA表示乙烯-醋酸乙烯共聚物。
参见图1，本实用新型实施例所述的柔性光伏前板为三层结构，它们依次为PVDF膜层1、粘结层2、聚烯烃共聚物片材或板材层3。PVDF膜层1的下表面通过粘结层2铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层3的上表面。
本实用新型的光伏组件为七层结构，它们依次为PVDF膜层1、粘结层2、聚烯烃共聚物片材或板材层3、透明EVA胶膜层4、光伏电池阵列层5、EVA胶膜层6和背板层7。PVDF膜层1、粘结层2、聚烯烃共聚物片材或板材层3构成上述的柔性光伏前板。
EVA胶膜层6的下表面铺设在背板层7的上表面；光伏电池阵列层5的下表面铺设在EVA胶膜层6的上表面；透明EVA胶膜层4的下表面铺设在光伏电池阵列层5的上表面；聚烯烃共聚物片材或板材层3的下表面铺设在透明EVA胶膜层4的上表面；PVDF膜层1的下表面通过粘结层2铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层3的上表面。
PVDF膜层1使用PVDF及其共聚物或共混物作为基材，可见光透过率≥85%，具有超级耐气候老化、自清洁的特性。
粘结层2采用功能性粘结剂、热熔胶或者含氟共聚树脂制成。
聚烯烃共聚物片材或板材层3可以采用乙烯共聚物制成，乙烯共聚物可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、乙烯-a烯烃共聚物（共聚单体C3、C4、C6和C8，即所谓POE聚合物）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMMA）、乙烯-丁烯酸共聚物（EBA）、乙烯-丙烯酸离子聚合物（EAA）或者乙烯-马来酸酐共聚物或接枝物（EMAH）的一种或几种制成。聚烯烃共聚物片材或板材层3的功能性聚烯烃可以是交联的，也可以是非交联的，而交联之后的耐热性、抗蠕变特性、耐候特性和水汽阻隔率等都会有很大的提高，特别适合前板的需求。
表1、对比例1、2与实施例1-5的功能对比。
以上表格中，ETFE是指乙烯-四氟乙烯共聚物，PVDF是指PVDF膜层，POE是指聚烯烃弹性体，x-POE是指交联型聚烯烃弹性体，x-EVA是指交联型乙烯-醋酸乙烯共聚物，Tie是指粘结层，EEA是指乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，EMA是指乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，EEA+EMA是指2者的掺混物。
本专利申请中所述的“上表面”和“下表面”是在附图1所示结构状态下的描述。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明；而且，本实用新型各部分所取的名称也可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的柔性光伏前板为三层结构，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层，PVDF膜层的下表面通过粘结层铺设在聚烯烃共聚物片材或板材层的上表面，PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层均构成可见光透明层。
2.据权利要求1所述的基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述PVDF膜层是透明的，采用PVDF均聚物或共聚物制成。
3.根据权利要求1所述的基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的粘结层是透明的，采用功能性粘结剂、热熔胶或者含氟共聚树脂制成。
4.根据权利要求1所述的基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的聚烯烃共聚物片材或板材层是透明的，采用乙烯共聚物制成。
5.根据权利要求4所述的基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-a烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丁烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸离子聚合物、乙烯-马来酸酐共聚物或接枝物的一种。
6.根据权利要求3所述的基于PVDF的柔性光伏前板，其特征在于：所述的聚烯烃共聚物片材或板材层的功能性聚烯烃是交联的。
7.一种权利要求1～6任一权利要求所述的基于PVDF的柔性光伏前板的光伏组件，其特征在于：所述的光伏组件为七层结构，从受光面到背光面，它们依次为PVDF膜层、粘结层、聚烯烃共聚物片材或板材层、透明EVA胶膜层、光伏电池阵列层、EVA胶膜层和背板层。
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