CN215988795U - 一种光伏组件及屋面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种光伏组件及屋面结构，包括：发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；后封装层设置在背板和发电单元层之间，前封装层设置在发电单元层和增强层之间，前板接触层设置在增强层背离前封装层的一面；增强层表面间隔设置有多个通孔；在对光伏组件层压的过程中，前封装层熔化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，本实用新型的结构并不需要采用复杂工艺流程，降低了生产成本。另外，本申请采用可以在层压过程中，使得前封装层发生融化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。另外，由于增强层的多孔结构还有效降低了光伏组件的整体重量。

Description

一种光伏组件及屋面结构

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是涉及一种光伏组件及屋面结构。

背景技术

光伏建筑一体化(BIPV，BIPV Building Integrated Photovoltaic)技术是一种将光伏组件与建筑集成设计的技术，用光伏组件替代建筑屋面，通过光伏组件的功能，降低建筑的能耗。

现有技术中，基于一些承重能力较差的屋顶，需降低光伏组件的质量，因此可以采用薄玻璃盖板来替换光伏组件原有的盖板，或采用轻质的高分子复合材料来代替原有盖板，从而保证光伏组件的质量的大幅减轻。

但是，在目前方案中，所采用的适用于承重能力差的屋顶的光伏组件，由于使用了新型盖板，会导致生产成本昂贵，还造成了整个产品的机械载荷性能大幅下降，降低了光伏组件抗外界冲击的能力。

实用新型内容

本实用新型提供一种光伏组件及屋面结构，以解决现有技术中光伏组件生产成本昂贵，机械载荷性能大幅下降，降低了光伏组件抗外界冲击的能力的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括：

发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；

所述后封装层设置在所述背板和所述发电单元层之间，所述前封装层设置在所述发电单元层和所述增强层之间，所述前板接触层设置在所述增强层背离所述前封装层的一面；

所述增强层表面间隔设置有多个通孔；

在对所述光伏组件层压的过程中，所述前封装层熔化并穿过所述增强层表面的通孔与所述前板接触层粘接。

可选的，所述光伏组件还包括：

耐候层；

所述耐候层设置在所述前板接触层背离所述增强层的一面。

可选的，所述耐候层为透明结构，所述耐候层的厚度为100nm至10um。

可选的，所述前板接触层的厚度为20um至500um，所述前板接触层为透明结构，且所述前板接触层在380nm～1100nm的波长范围内的平均透光率大于或等于85％。

可选的，所述增强层的厚度为100um至500um。

可选的，所述通孔为圆形通孔，所述通孔的孔径为0.01mm至1mm。

可选的，所述前封装层和所述后封装层的厚度为300um至1000um，所述后封装层的模量小于所述前封装层的模量。

可选的，所述后封装层的表面或内部设置有紫外线隔离层。

可选的，所述光伏组件还包括：

粘接层；

所述粘接层设置在所述增强层和所述前板接触层之间，所述粘接层的厚度为20um至100um。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种屋面结构，包括：多个所述的光伏组件。

本实用新型实施例提供的一种光伏组件及屋面结构，包括：发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；后封装层设置在背板和发电单元层之间，前封装层设置在发电单元层和增强层之间，前板接触层设置在增强层背离前封装层的一面；增强层表面间隔设置有多个通孔；在对光伏组件层压的过程中，前封装层熔化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，本实用新型的结构并不需要采用针对薄玻璃盖板、轻质高分子复合材料盖板的工艺流程，降低了生产成本。另外，本申请采用在发光单元背离后封装层的一面依次设置有前封装层、多孔结构的增强层、前板接触层的结构，可以在层压过程中，使得前封装层发生融化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，从而形成与前板接触层很牢固的粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。另外，由于增强层的多孔结构还有效降低了光伏组件的整体重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例中的一种光伏组件的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例中的一种增强层的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例中的一种光伏组件的主视示意图；

图4示出了本实用新型实施例中的一种增强层的俯视示意图；

图5示出了本实用新型实施例中的另一种光伏组件的结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例中的另一种光伏组件的主视示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，图1示出了本实用新型实施例中的一种光伏组件的结构示意图，发电单元层10、背板20、前板接触层30、增强层40、后封装层60和前封装层70；后封装层60设置在背板20和发电单元层10之间，前封装层70设置在发电单元层10和增强层40之间，前板接触层30设置在增强层40背离前封装层70的一面；参照图2，图2示出了本实用新型实施例中的一种增强层的结构示意图，增强层40表面间隔设置有多个通孔41。在对光伏组件层压的过程中，前封装层70熔化并穿过增强层40表面的通孔41与前板接触层30粘接。

具体的，在本实用新型实施例中，发电单元层10可以为承载有光伏电池片的功能层，用于以向光面接收阳光照射，并将光能转换为电能进行使用，从而产生清洁电能进行使用。参照图3，图3示出了本实用新型实施例中的一种光伏组件的主视示意图，本实用新型实施例可以在发电单元层10的两面分别设置前封装层70和后封装层60以进行封装层压，可以在发电单元层10的两面分别设置后封装层60和前封装层70，以在层压的过程中将发电单元层10的两面通过封装材料层，分别与背板20和增强层40粘合牢固，其中，背板20可以为金属背板，用于设置在屋面上，其金属材质可以具有良好的防火性能。

具体的，层压过程中，可以通过层压时的压力，将封装层的封装材料融化，形成对发电单元层10的两面的封装包裹，起到了对发电单元层10的封装隔离。另外，由于增强层40为包含多个通孔41的含孔结构层，在层压过程中，前封装层70可以发生融化并穿过增强层40表面的通孔41与前板接触层30粘接，从而形成与前板接触层30很牢固的粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。

进一步的，发光单元10背离后封装层60的一面可以依次设置有前封装层70、增强层40、前板接触层30，以通过这些结构代替相关技术中的盖板玻璃的结构，前板接触层30的材质可以为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE，ethylene-tetra-fluoro-ethylene)，乙烯三氟氯乙烯共聚物(ECTFE，Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer)，聚偏氟乙烯(PVDF，Polyvinylidene fluoride)，聚氟乙烯(PVF，Polyvinyl formal)，氟化乙烯丙烯共聚物(FEP，Fluorinated ethylene propylene)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneglycol terephthalate)，聚碳酸酯(PC，Polycarbonate)，聚丙烯(PP，polypropylene)材料中的任一种，其目的是在层压环节中与增增强层40的表面粘合，因此，前板接触层30的粘结面需要进行表面处理，处理工艺可以为火焰处理，电晕处理、等离子体处理中的任意一种，处理后的表面能需要大于40达因。

在本实用新型实施例中，参照图4，图4示出了本实用新型实施例中的一种增强层的俯视示意图，增强层40为包含多个通孔41的含孔结构层，在层压过程中，前封装层70可以发生融化并穿过增强层40表面的通孔41与前板接触层30粘接，从而形成与前板接触层30很牢固的粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。另外，由于增强层40的多孔结构，使得其质量很轻，可以在不影响抗外界冲击能力的基础上，有效降低光伏组件的整体重量。

在实际生产应用环节中，本实用新型实施例的结构并不需要采用针对薄玻璃盖板、轻质高分子复合材料盖板的工艺流程，还降低了生产成本。

综上所述，在本实用新型实施例中，包括：发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；后封装层设置在背板和发电单元层之间，前封装层设置在发电单元层和增强层之间，前板接触层设置在增强层背离前封装层的一面；增强层表面间隔设置有多个通孔；在对光伏组件层压的过程中，前封装层熔化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，本实用新型的结构并不需要采用针对薄玻璃盖板、轻质高分子复合材料盖板的工艺流程，降低了生产成本。另外，本申请采用在发光单元背离后封装层的一面依次设置有前封装层、多孔结构的增强层、前板接触层的结构，可以在层压过程中，使得前封装层发生融化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，从而形成与前板接触层很牢固的粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。另外，由于增强层的多孔结构还有效降低了光伏组件的整体重量。

可选的，参照图5，图5示出了本实用新型实施例中的另一种光伏组件的结构示意图，光伏组件还包括：耐候层50；耐候层50设置在前板接触层30背离增强层40的一面。

其中，参照图6，图6示出了本实用新型实施例中的另一种光伏组件的主视示意图，耐候层50的一种具体实现方式为：一层具有很好水汽和氧气阻隔作用的透明的无机涂层，涂层的主要成为硅氧化合物，制备时可以采用溶胶凝胶方法在前板接触层30上进行沉积制备。由于耐候层50具备良好的气密性，使得其作为光伏组件与外界接触的表面层，可以有效降低外界的氧气透过率和水汽透过率，从而降低了光伏组件中高分子材料的热氧老化和水解，另一方面也降低了发电单元层的腐蚀与老化，进而提升组件产品的寿命。

可选的，前封装层70和后封装层60的厚度为300um至1000um，后封装层60的模量小于前封装层70的模量。

具体的，前封装层70的材质可以为具有较高模量的材质，模量是指材料在受力状态下应力与应变之比，高模量的材质可以使得前封装层70的刚性性能更佳，在应力作用下发生弹性变形越小。前封装层70的材质可以具体为离子聚合物、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB，Polyvinyl Butyral)、改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA，ethylene-vinyl acetatecopolymer)、改性聚烯烃材料等，优选可以为改性聚烯烃材料。

另外，后封装层60可以与前封装层70具有相同的材质也可以为不同的材质，由于对后封装层60的刚性、稳定性要求不高，后封装层60的模量可以低于前封装层70的模量。后封装层60可以为EVA，聚烯烃热塑性弹性体(POE，polyolefin thermoplastic elastomer)，聚二甲基硅氧烷(PDMS，Polydimethylsiloxane)，聚氨酯(PU，polyurethane)，离子聚合物中的任意一种，优选可以为EVA。

可选的，后封装层的表面或内部设置有紫外线隔离层。在本实用新型实施例中，在后封装层的表面或内部可以额外设置具有紫外光吸收剂的紫外线隔离层，可以有效阻止紫外光线照射到背板的内表面层，防止背板受光变质。紫外线隔离层具体可以位于后封装层的中部或者底部，以使得后封装层含有紫外截止功能，如果后封装材料为单层材料，则紫外吸收剂或者紫外阻隔填料可以均匀分散在整层材料中，如果后封装材料为多层共挤出材料，则紫外线隔离层可以处在多层材料中的任意一层或者多层。

可选的，耐候层50为透明结构，耐候层50的厚度为100nm至10um。透明结构的耐候层50具有良好的透光效果，可以提升光伏组件的发电单元层10的光吸收率，从而提升光伏组件的发电效率。

可选的，前板接触层30的厚度为20um至500um，前板接触层30为透明结构，且前板接触层在380nm～1100nm的波长范围内的平均透光率大于或等于85％。由于前板接触层30布置在发电单元层10的受光面方向，因此透明结构的前板接触层30具有良好的透光效果，可以提升光伏组件的发电单元层10的光吸收率，从而提升光伏组件的发电效率。

可选的，增强层40的厚度为100um至500um。优选地为200um。

可选的，增强层40的通孔41为圆形通孔，通孔41的孔径为0.01mm至1mm。

在本实用新型实施例中，通孔41的形状可以为规则的也可以为不规则的，优选地，通孔41的形状可以为圆形，制备圆形通孔的工艺简单且成本低。增强层40中包含预留的通孔41和基体部，通孔41的孔径优选为0.05mm。基体部为高分子复合材料，基体部的材质可以为环氧树脂，丙烯酸树脂，不饱和聚酯树脂，聚氨基甲酸酯，有机硅树脂中的任意一种，基于应用场景的耐候需求可以选择不同材质的基体。耐候性要求高的地方，优选有机硅树脂材料来制备，常规的应用场景可以选择丙烯酸树脂或者聚酯树脂。增强层40的材质可以为可以0维，1维，2维无机材质。基于需求，增强层40可以带有色彩或图案。

可选的，光伏组件还包括：粘接层；粘接层设置在增强层和前板接触层之间，粘接层的厚度为20um至100um。在本实用新型实施例中，若增强层40所采用的通孔41的孔径较小，为了提升层压后的粘合牢固度，可以在增强层和前板接触层之间增加一层与前封装层相同材质的粘接层，以提升粘合牢固度。

本实用新型实施例还提供了一种屋面结构，包括上述实施例所描述的光伏组件。

综上所述，在本实用新型实施例中，包括：发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；后封装层设置在背板和发电单元层之间，前封装层设置在发电单元层和增强层之间，前板接触层设置在增强层背离前封装层的一面；增强层表面间隔设置有多个通孔；在对光伏组件层压的过程中，前封装层熔化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，本实用新型的结构并不需要采用针对薄玻璃盖板、轻质高分子复合材料盖板的工艺流程，降低了生产成本。另外，本申请采用在发光单元背离后封装层的一面依次设置有前封装层、多孔结构的增强层、前板接触层的结构，可以在层压过程中，使得前封装层发生融化并穿过增强层表面的通孔与前板接触层粘接，从而形成与前板接触层很牢固的粘接，提升了光伏组件的抗外界冲击能力。另外，由于增强层的多孔结构还有效降低了光伏组件的整体重量。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括：

发电单元层、背板、前板接触层、增强层、后封装层和前封装层；

所述后封装层设置在所述背板和所述发电单元层之间，所述前封装层设置在所述发电单元层和所述增强层之间，所述前板接触层设置在所述增强层背离所述前封装层的一面；

所述增强层表面间隔设置有多个通孔；

在对所述光伏组件层压的过程中，所述前封装层熔化并穿过所述增强层表面的通孔与所述前板接触层粘接。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：

耐候层；

所述耐候层设置在所述前板接触层背离所述增强层的一面。

3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，所述耐候层为透明结构，所述耐候层的厚度为100nm至10um。

4.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述前板接触层的厚度为20um至500um，所述前板接触层为透明结构，且所述前板接触层在380nm～1100nm的波长范围内的平均透光率大于或等于85％。

5.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述增强层的厚度为100um至500um。

6.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述通孔为圆形通孔，所述通孔的孔径为0.01mm至1mm。

7.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述前封装层和所述后封装层的厚度为300um至1000um，所述后封装层的模量小于所述前封装层的模量。

8.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述后封装层的表面或内部设置有紫外线隔离层。

9.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：

粘接层；

所述粘接层设置在所述增强层和所述前板接触层之间，所述粘接层的厚度为20um至100um。

10.一种屋面结构，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的光伏组件。

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