CN209896079U - 金属复合背板及光伏组件和光伏屋顶 - Google Patents

Abstract

本公开提供金属复合背板及光伏组件和光伏屋顶，涉及光伏组件技术领域，既能够解决现有的金属屋面板的使用寿命无法与光伏组件的使用寿命匹配导致光伏组件的发电效率降低的问题，还能解决现有的金属背板在封装光伏组件时产生的弯曲变形导致光伏电池片产生隐裂的问题。具体技术方案为：复合金属板自正面到背面依次包括第一耐候层、绝缘层、第一缓冲层、金属板、第二缓冲层、以及第二耐候层，各层粘接在一起。本公开能够防止金属板的弯曲变形导致光伏电池片产生隐裂；且增强金属复合背板的耐腐蚀能力；亦能防止金属板漏电。

Description

金属复合背板及光伏组件和光伏屋顶

技术领域

本公开涉及光伏组件技术领域，尤其涉及金属复合背板及光伏组件和光伏屋顶。

背景技术

目前光伏发电技术已越来越普及，发电成本快速下降，光伏建筑一体化是光伏发电应用的重要领域和光伏应用的重点发展方向，其中屋顶是光伏组件应用的重要场景，传统光伏组件通过支架安装在屋面上，美观效果较差且成本较高。

工商业屋顶通过支架安装光伏组件是目前分布式光伏电站重要形式，支架安装的方式对屋顶承重提出了更高的要求，并增加了漏水的风险，将光伏电池片与屋顶板材复合是一种低成本高可靠性的解决方式。但工商业屋顶通常使用金属背板，尤其是钢板类，如镀锌板、镀铝锌板、镀镁铝锌板、彩钢板等，钢板类金属板通常寿命较短，一般小于15年，而光伏组件的寿命通常为25年，钢板的过早腐蚀导致光伏组件发电量大大降低，收益也随之降低。并且，由于光伏组件发电与金属导电的特性，发电层与金属板之间的绝缘问题急需解决；最重要的是，若直接采用金属背板形成的光伏瓦，易造成光伏瓦中电池片的隐裂。

实用新型内容

本公开提供金属复合背板及光伏组件和光伏屋顶，既能够解决现有的金属屋面板的使用寿命无法与光伏组件的使用寿命匹配导致光伏组件的发电效率降低的问题，还能解决现有的金属板在封装光伏组件时产生的弯曲变形导致光伏电池片产生隐裂的问题。所述技术方案如下：

根据本公开的第一方面，提供一种金属复合背板，所述金属复合背板自正面到背面依次包括：第一耐候层、绝缘层、第一缓冲层、金属板、第二缓冲层、以及第二耐候层，各层粘接在一起。

本公开的金属复合背板，其金属板的正面设有第一缓冲层、绝缘层、以及第一耐候层，金属板的背面设置第二缓冲层以及第二耐候层；当封装时金属板发生弯曲变形时，第一缓冲层、绝缘层、以及第一耐候层可以有效吸收形变胀缩力，避免胀缩力施加到电池片上，背面的第二缓冲层以及第二耐候层也有助于内胀缩力释放，从而抑制了电池片的产生隐裂的问题。金属复合背板的上下外层均是耐候层，可以有效保护绝缘层、第一缓冲层、第二缓冲层、以及金属板，从而使复合金属板的使用寿命大大提高，与光伏组件的使用寿命匹配。在电池片与金属板之间存在第一缓冲层、绝缘层、以及第一耐候层，特别是绝缘层，从而有效防止金属板漏电问题。

在一种实施方式中，所述第一耐候层与所述第二耐候层的厚度均为5-50μm。

在一种实施方式中，所述绝缘层的厚度为25-500μm。

在一种实施方式中，所述第一缓冲层与所述第二缓冲层的厚度均为5-30μm。

在一种实施方式中，所述金属板的厚度为0.3-5mm。

在一种实施方式中，所述第一耐候层为氟碳漆层或聚酰胺层；所述绝缘层为PET层或PE层；所述第一缓冲层为环氧树脂层；所述第二缓冲层为环氧树脂层；所述第二耐候层为氟碳漆层或聚酰胺层。

在一种实施方式中，所述金属板为铝板或蜂窝板。

在一种实施方式中，所述金属复合背板的两侧形成有弯折的搭接边。

根据本公开的第二方面，提供一种光伏组件，所述光伏组件包含本公开的第一方面提供的所述金属复合背板。

根据本公开的第三方面，提供一种光伏屋顶，所述光伏屋顶的屋面板采用本公开的第二方面提供的所述光伏组件搭接而成。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开提供的金属复合背板的分解结构示意图；

其中，1、第一耐候层；2、绝缘层；3、第一缓冲层；4、金属板；5、第二缓冲层；6、第二耐候层。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开的发明人经过长期研究发现，金属背板的光伏组件，在层压过程中，由于金属板各处的受热不均匀，还与玻璃盖板的热膨胀系数不同，金属板会产生弯曲变形，导致层压件内集聚胀缩力，这会导致电池片产生隐裂，从而降低光伏组件的使用年限以及性能。

本公开提供金属复合背板，参考图1，该金属复合背板自正面到背面依次包括：第一耐候层1、绝缘层2、第一缓冲层3、金属板4、第二缓冲层5、以及第二耐候层6，各层粘接在一起。金属复合背板的正面是指朝向太阳的一面，背面是指背向太阳的一面。

优选地，本公开的金属复合背板的各层可以通过胶水粘接在一起，例如使用无色透明环氧树脂AB胶，对于耐高温的金属或非金属具有良好的粘接效果。可以理解的是，当该层具有粘性时，或可以直接采用涂覆方式形成时，此时本身可以与相邻的层产生粘接关系，这时也可以不采用胶水粘接。

其中，第一耐候层1的主要作用是，阻挡紫外线、以及水氧从正面进入金属复合背板内部。这样可以有效避免绝缘层2、第一缓冲层3、以及金属板4受紫外线以及水氧的影响而老化变性亦或腐蚀的问题。第一耐候层1可以采用氟碳漆层或聚酰胺层。氟碳漆层或聚酰胺层具有良好的耐紫外线辐射、耐热、耐寒、耐湿、耐腐蚀等特性，进而可以提高金属复合背板的耐候性。优选地，第一耐候层1的厚度为5-50μm。

其中，绝缘层2的主要作用是，提供良好电介质，避免金属板4与电池片之间产生漏电问题。绝缘层2可以采用PET层(聚对苯二甲酸乙二醇酯层)或PE层(聚乙烯层)。PET层及PE层均具有良好的绝缘性能，从而有效保证绝缘效果。优选地，绝缘层2的厚度为25-500μm。光伏组件在工作时承受的电压可以达到1500V，这样完全可以防止漏电引起的安全事故发生。

绝缘层2一般其耐老化性能较差，且和封装胶膜(一般为EVA)的粘接强度差；若将绝缘层2作为最外层，则可能由于绝缘层2与封装胶膜粘接性差而导致脱层，亦可能受到穿过电池片层的紫外光而老化，造成性能下降。在本公开中，将绝缘层2设置于第一耐候层1的背面，从而第一耐候层1阻挡紫外线对绝缘层2的损伤，同时第一耐候层1与封装胶膜可以良好粘接，避免分层。

其中，第一缓冲层3的主要作用是，吸收形变胀缩力，提供缓冲作用。该层具有高弹性模量，一般由高分子聚合物制成，可以在板材结构造型弯曲时提供缓冲从而降低其他层材料断裂的风险，故而也大大降低了金属板的光伏组件中玻璃和金属背板热膨胀系数不同导致的弯曲，对中间电池片层的影响。第一缓冲层3可以为环氧树脂层或改性丙烯酸层或聚乙烯层，其厚度为5-30μm。

其中，金属板4的主要作用是，为整个光伏组件提供支撑。金属板4可以彩钢板、镀铝锌板、镀锌板、铝镁锰合金板、铝板；亦或金属板4采用特殊结构的板材，例如蜂窝板。金属板4的厚度为0.3-5mm，以使得金属复合背板具备支撑光伏组件的强度，以及满足建筑标准。

其中，第二缓冲层5的主要作用是，吸收形变胀缩力，提供缓冲作用。该层具有高弹性模量，一般由高分子聚合物制成，可以在板材结构造型弯曲时提供缓冲从而降低其他层材料断裂的风险，故而也有助于降低了金属板的光伏组件中玻璃和金属背板热膨胀系数不同导致的弯曲，对中间电池片层的影响。第二缓冲层5可以为环氧树脂层或改性丙烯酸层或聚乙烯层，其厚度为5-30μm。

其中，第二耐候层6的主要作用是，阻挡紫外线、以及水氧从背面进入金属复合背板内部。这样可以有效避免第二缓冲层5、以及金属板4受紫外线以及水氧的影响而老化变性亦或腐蚀的问题。第二耐候层6可以采用氟碳漆层或聚酰胺层。氟碳漆层或聚酰胺层具有良好的耐紫外线辐射、耐热、耐寒、耐湿、耐腐蚀等特性，进而可以提高金属复合背板的耐候性。优选地，第二耐候层6的厚度为5-50μm。

本公开的金属复合背板的两侧形成有弯折的搭接边，便于使用时互相搭接。

本公开的金属复合背板，其金属板4的正面设有第一缓冲层3、绝缘层2、以及第一耐候层1，金属板4的背面设置第二缓冲层5以及第二耐候层6；当封装时金属板4发生弯曲变形时，第一缓冲层3、绝缘层2、以及第一耐候层1可以有效吸收形变胀缩力，避免胀缩力施加到电池片上，背面的第二缓冲层5以及第二耐候层6也有助于内胀缩力释放，从而抑制了电池片的产生隐裂的问题。金属复合背板的上下外层均是耐候层，可以有效保护绝缘层2、第一缓冲层3、第二缓冲层5、以及金属板4，从而使复合金属板的使用寿命大大提高，与光伏组件的使用寿命匹配。在电池片与金属板4之间存在第一缓冲层3、绝缘层2、以及第一耐候层1，特别是绝缘层2，从而有效防止金属板4漏电问题。另外，由于第一缓冲层3以及第二缓冲层5紧挨着金属板4设置，第一缓冲层3以及第二缓冲层5将胀缩力基本限制在其内，阻挡该胀缩力向第一缓冲层3和第二缓冲层5之外大面积传播，同时也可以防止绝缘层2因受到该胀缩力被破坏而降低绝缘性、第一耐候层1和第二耐候层6因受到该胀缩力被破坏而降低耐候性。

另外，相较于复合铝箔的背膜，其中铝箔的厚度通常小于0.05mm，且只能使用易变形的铝箔，其背膜本身为柔性材料不具备结构造型的能力，并且无法满足用于光伏瓦建材的支撑强度，不能应用于光伏建筑领域。若只是简单的增加背膜中金属箔层的厚度，会造成背膜无法复合在一起，同时亦存在在层压加工过程中产生弯曲导致光伏电池片产生隐裂和各复合层的拉伸断裂问题。

本公开的金属复合背板可根据光伏建筑一体化组件的使用场景进行弯折造型，用以提高金属复合背板的强度和提供结构防水功能，使得金属复合背板能符合建筑标准，进而使得光伏建筑一体化组件适用的场景更多。本公开的金属复合背板具备优异的绝缘性能，可直接用于替代常规背板，且该金属复合背板经加工可作为工业厂房屋顶使用。

本公开还提供光伏组件，光伏组件包括本公开提供的金属复合背板。

本公开还提供光伏屋顶，光伏屋顶的屋面板采用本公开提供的光伏组件搭接而成。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种金属复合背板，其特征在于，所述金属复合背板自正面到背面依次包括：第一耐候层、绝缘层、第一缓冲层、金属板、第二缓冲层、以及第二耐候层，各层粘接在一起。

2.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述第一耐候层与第二耐候层的厚度均为5-50μm。

3.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述绝缘层的厚度为25-500μm。

4.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述第一缓冲层与第二缓冲层的厚度均为5-30μm。

5.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述金属板的厚度为0.3-5mm。

6.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述第一耐候层为氟碳漆层或聚酰胺层；所述绝缘层为PET层或PE层；所述第一缓冲层为环氧树脂层；所述第二缓冲层为环氧树脂层；所述第二耐候层为氟碳漆层或聚酰胺层。

7.根据权利要求1所述的金属复合背板，其特征在于，所述金属板为铝板或蜂窝板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的金属复合背板，其特征在于，所述金属复合背板的两侧形成有弯折的搭接边。

9.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包含权利要求1-8任意一项所述的金属复合背板。

10.一种光伏屋顶，其特征在于，所述光伏屋顶的屋面板采用权利要求9所述的光伏组件搭接而成。