CN208835079U - 一种轻量化抗冲击型光伏组件 - Google Patents

一种轻量化抗冲击型光伏组件 Download PDF

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戴建方
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Abstract

本实用新型涉及一种轻量化抗冲击型光伏组件，其包括依次层叠设置的透明的玻纤树脂复合膜层、电池片层、胶膜层和背板层，所述的透明的玻纤树脂复合膜层包括自所述的空气面向着所述的电池片层依次层叠设置的氟树脂层、单层或多层树脂玻纤层以及热熔或热固树脂层；所述的树脂玻纤层包括玻璃纤维布或毡，以及浸渍在所述的玻璃纤维布或毡上的树脂层。本实用新型的透明的玻纤树脂复合膜层具有透光率好、高强度、高模量、高耐候性，高抗冲击优点，将其用于光伏组件中，可以有效降低组件重量，并提高组件的抗负载抗冰雹冲击性能，使组件可以通过25mm冰雹测试(IEC61215)。

Description

一种轻量化抗冲击型光伏组件
技术领域
本实用新型涉及一种轻量化抗冲击型光伏组件。
背景技术
太阳能光伏发电可以直接把太阳能转换为电能，光伏组件中用于发电的部分主要是太阳能电池片，由于目前晶硅或非晶硅电池片比较脆弱，很难抵挡自然界的风、砂、雨和雪等环境的侵蚀，通常将太阳能电池片用胶膜封装在具有玻璃前板，背板的光伏组件中，这直接导致了光伏组件被设计不可弯曲，具有很大重量的刚性结构，目前有研究采用透明前膜取代玻璃，可有效减少组件重量，却由于透明前膜强度太低容易导致组件前板抗负载能力及抗冲击性能下降，无法有效抵抗自然界中的冰雹冲击。常规的增强材料如使用在光伏组件前板中，又由于透光率不高将大大降低组件的发电效率。因此开发一种满足高透光性能的轻量化抗冲击型光伏组件是非常有必要的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种透光性能好，抗冲击性能好且重量轻的光伏组件。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种轻量化抗冲击型光伏组件，其包括依次层叠设置的透明的玻纤树脂复合膜层、电池片层、胶膜层和背板层，所述的透明的玻纤树脂复合膜层包括自所述的空气面向着所述的电池片层依次层叠设置的氟树脂层、单层或多层树脂玻纤层以及热熔或热固树脂层；所述的树脂玻纤层包括玻璃纤维布或毡，以及浸渍在所述的玻璃纤维布或毡上的树脂层。
优选地，所述的透明的玻纤树脂复合膜层包括设置在所述的氟树脂层和所述的树脂玻纤层之间的热熔或热固树脂层。
优选地，所述的氟树脂层的树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯-四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚乙烯-三氟氯乙烯。
优选地，所述的热熔或热固树脂层的树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯-辛烯共聚物(POE)、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-己烯共聚物、热塑性聚烯烃(TPO)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯-甲基丙烯酸共聚离子聚合物。
优选地，所述的树脂玻纤层中所述的玻璃纤维布或毡的质量含量为50～95％，所述的树脂层的质量含量为5％～50％。
优选地，所述的树脂玻纤层的单位面积重量为44～500g/平方米。
优选地，所述的玻璃纤维布或毡的纤维直径为5～13微米，所述的玻璃纤维布或毡的单位面积重量为40～400g/平方米。
优选地，所述的透明的玻纤树脂复合膜层在波长380～1100nm时透光率大于80％。
优选地，所述的树脂层的树脂为丙烯酸树脂、氟树脂、有机硅树脂、聚氨酯或环氧树脂。
进一步优选地，所述的树脂层的树脂为粘度范围100～5000Pa*s、折射率范围1.400～1.520的透明清澈溶液。
优选地，所述的胶膜层的树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、热塑性聚烯烃弹性体(TPO)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；所述的背板为双面复合背板、单面复合背板、双面涂覆背板、PET类背板或金属类背板。
本实用新型的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型的透明的玻纤树脂复合膜层具有透光率好、高强度、高模量、高耐候性，高抗冲击优点，将其用于光伏组件中，可以有效降低组件重量，并提高组件的抗负载抗冰雹冲击性能，使组件可以通过25mm冰雹测试(IEC61215)。
附图说明
附图1为实施方式一的结构示意图；
附图2为实施方式二的结构示意图。
具体实施方式
实施方式一
一种轻量化抗冲击型光伏组件，其包括依次层叠设置的透明的玻纤树脂复合膜层、电池片层3、胶膜层2和背板层1。
透明的玻纤树脂复合膜层包括自空气面向着电池片层3依次层叠设置的氟树脂层6、单层或多层树脂玻纤层5以及热熔或热固树脂层4。
树脂玻纤层5包括玻璃纤维布或毡，以及浸渍在玻璃纤维布或毡上的树脂层。
氟树脂层6的树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯-四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚乙烯-三氟氯乙烯。
热熔或热固树脂层4的树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯-辛烯共聚物(POE)、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-己烯共聚物、热塑性聚烯烃(TPO)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯-甲基丙烯酸共聚离子聚合物。
树脂玻纤层5中玻璃纤维布或毡的质量含量为50～95％，树脂层的质量含量为5％～50％。
树脂玻纤层5的单位面积重量为44～500g/平方米。
玻璃纤维布或毡的纤维直径为5～13微米，玻璃纤维布或毡的单位面积重量为40～400g/平方米。
透明的玻纤树脂复合膜层在波长380～1100nm时透光率大于80％。
树脂层的树脂为丙烯酸树脂、氟树脂、有机硅树脂、聚氨酯或环氧树脂。树脂层的树脂为在25℃下的粘度范围100～5000Pa*s、折射率范围1.400～1.520的透明清澈溶液。
胶膜层2的树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、热塑性聚烯烃弹性体(TPO)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；背板为双面复合背板、单面复合背板、双面涂覆背板、PET类背板或金属类背板。
树脂玻纤层5的制备方法为将玻璃纤维布或毡在高温下氧化脱浸润剂，然后在树脂中浸润20～200s，烘干制得树脂玻纤层5。
光伏组件的制备方法为：将各层按顺序叠放，然后在140～160℃下层压5～30min，压力为30～100KPa，层压完全后冷却即得到光伏组件。
实施方式二
基本上与实施方式一相同，不同之处在于：实施方式二的轻量化抗冲击型光伏组件还包括设置在氟树脂层6和树脂玻纤层5之间的热熔或热固树脂层4。
实施例1
轻便抗冲击光伏组件成型
a.将纤维直径为5微米、单位面积重量为40g/平方米的无碱玻璃纤维布在高温下炭化氧化脱浸润剂，再将无碱玻纤布浸渍在25℃下的粘度为2000Pa*s、折射率为1.4的丙烯酸树脂中浸渍20秒，烘干成膜成型即可，其中树脂玻纤层5的单位面积重量为44g/平方米。
b.将聚氟乙烯树脂，树脂玻纤层5，乙烯-醋酸乙烯共聚物顺序叠放成玻纤树脂复合膜层，在玻纤树脂复合膜层下面顺序叠放一片或多片电池片层3，胶膜层2，背板层1，在140℃下层压30min,压力为70Kpa,层压后冷却即可得到抗冲击型组件。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于纤维直径为13微米、单位面积重量为400g/平方米的无碱玻纤布浸渍在25℃下的粘度为5000Pa*s、折射率为1.52的有机硅树脂中100s后烘干，其中树脂玻纤层5的单位面积重量为500g/平方米。
光伏组件成型中按160℃下层压5min,压力为100Kpa,层压后冷却即可得到抗冲击型组件。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于纤维直径为10微米、单位面积重量为200g/平方米的无碱玻纤布浸渍在25℃下的粘度为3000Pa*s、折射率为1.45的环氧树脂中200s后烘干，其中树脂玻纤层5的单位面积重量为240g/平方米。
光伏组件成型中按150℃下层压20min,压力为30Kpa,层压后冷却即可得到抗冲击型组件。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于光伏组件的聚氟乙烯树脂和树脂玻纤层5之间还设置聚乙烯-辛烯共聚物，实施例1中的乙烯-醋酸乙烯共聚物由聚乙烯-辛烯共聚物代替制得抗冲击型组件。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于玻纤树脂复合膜层由聚乙烯-三氟氯乙烯、实施例1步骤a制得的树脂玻纤层5、聚乙烯醇缩丁醛顺序叠放形成。
性能测试
1.透光率测试
将实施例1-5中的叠合的玻纤树脂复合膜进行单独层压后进行透光率测试，层压条件按各实例中组件层压参数，测试结果见表1。
表1
玻纤树脂复合膜 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
380-1100nm 90.87％ 90.13％ 90.32％ 90.48％ 90.25％
各实例中的玻纤树脂复合膜均具有较高的透光率，在波长380-1100nm条件下，透光率均大于80％。
2、抗冲击测试
将实施例1中的光伏组件按IEC61215中10.17标准进行冰雹抗冲击性能测试。采用的冰雹直径为25mm，测试条件如下表2。
表2
冰雹直径(mm) 质量(g) 试验速度(m*s<sup>-1</sup>)
25mm 7.53 23.0
测试结果如下表3。
表3
光伏组件经冰雹冲击后，外观无明显缺陷，功率下降约1.5％-2.83％，小于5％的要求，表明组件抗冲击性能较好，可以通过25mm冰雹测试。
如上所述，我们完全按照本实用新型的宗旨进行了说明，但本实用新型并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本实用新型的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (9)

1.一种轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：其包括依次层叠设置的透明的玻纤树脂复合膜层、电池片层（3）、胶膜层（2）和背板层（1），所述的透明的玻纤树脂复合膜层包括自空气面向着所述的电池片层（3）依次层叠设置的氟树脂层（6）、单层或多层树脂玻纤层（5）以及热熔或热固树脂层（4）；所述的树脂玻纤层（5）包括玻璃纤维布或毡，以及浸渍在所述的玻璃纤维布或毡上的树脂层。
2.根据权利要求1所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的透明的玻纤树脂复合膜层包括设置在所述的氟树脂层（6）和所述的树脂玻纤层（5）之间的热熔或热固树脂层（4）。
3.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的氟树脂层（6）的树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯-四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚乙烯-三氟氯乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的热熔或热固树脂层（4）的树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-己烯共聚物、热塑性聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-甲基丙烯酸共聚离子聚合物。
5.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的树脂玻纤层（5）的单位面积重量为44~500g/平方米。
6.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的玻璃纤维布或毡的纤维直径为5~13微米，所述的玻璃纤维布或毡的单位面积重量为40~400g/平方米。
7.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的透明的玻纤树脂复合膜层在波长380~1100nm时透光率大于80%。
8.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的树脂层的树脂为丙烯酸树脂、氟树脂、有机硅树脂、聚氨酯或环氧树脂。
9.根据权利要求1或2所述的轻量化抗冲击型光伏组件，其特征在于：所述的胶膜层（2）的树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、热塑性聚烯烃弹性体或聚乙烯醇缩丁醛；所述的背板为双面复合背板、单面复合背板、双面涂覆背板、PET类背板或金属类背板。
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