CN216250749U - 一种古铜色前板玻璃及其光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种古铜色前板玻璃及其光伏组件，该古铜色前板玻璃包括超白玻璃前板基体及在其表面沉积得到的古铜色纳米介质膜堆，所述古铜色纳米介质膜堆的另一面又与有机聚合物层接触，所述超白玻璃前板基体具有与空气接触的前处理表面层，其中古铜色纳米介质膜堆包括由高折射率材料H层和低折射率材料L层组成的功能层，依次为：第一功能层H//第二功能层L//第三功能层H//第四功能层L//第五功能层H。本实用新型古铜色前板玻璃用于光伏组件时，可以提升光伏组件的外观效果，在太阳光波段范围内具有高的透过率，良好的耐候性、阻水性、颜色均匀性，满足光伏建筑一体化对外观颜色的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种古铜色前板玻璃及其光伏组件。
背景技术
太阳能因其取之不尽用之不竭、清洁无污染等特点成为了重点发展的方向。太阳能电池可以把太阳能转化为电能，可以用于光伏建筑一体化(BIPV)产品。光伏建筑一体化将建筑、生态和科学技术融为一体，既满足建筑功能的需求又实现太阳能的利用，使建筑物从耗能建筑向零能耗或产能建筑转变。
传统的晶硅光伏组件和薄膜太阳能电池组件表面有比较明显的金属栅线和刻蚀栅线，用于BIPV产品时，表面会观察到明显的金属栅线和刻蚀栅线，影响BIPV产品的美观度。传统建筑幕墙玻璃会在特定角度下存在眩光，产生光污染，对路过的车辆和行人产生很强的视觉冲击，易引起交通事故。随着社会的发展，大众审美不断的提升，设计师对外观颜色要求也越来越高，传统BIPV光伏组件的单一发电功能不能满足需求，需要有多样性、美观性元素融入到光伏建筑中，彰显BIPV建筑的个性。为提升建筑的节能、解决建筑幕墙眩光及满足大众审美等问题，新型适应建筑的BIPV产品在现代建筑的应用中已越发得到重视。
实用新型内容
有鉴于此，针对传统光伏组件颜色单一、美观度不足，不能满足BIPV的需求。本实用新型提供一种古铜色前板玻璃及其光伏组件，可以提升组件的外观效果，在太阳光波段范围内具有高的透过率，良好的耐候性、阻水性、颜色均匀性，满足光伏建筑一体化对外观颜色的需求。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于光伏组件的古铜色前板玻璃，包括超白玻璃前板基体及在其表面沉积得到的古铜色纳米介质膜堆，所述古铜色纳米介质膜堆的另一面又与有机聚合物层接触，所述超白玻璃前板基体具有与空气接触的前处理表面层，其中古铜色纳米介质膜堆包括由高折射率材料H层和/或低折射率材料L层组成的功能层，依次为：第一功能层H//第二功能层L//第三功能层H//第四功能层L//第五功能层H。
进一步地，所述古铜色前板玻璃的结构设置依次为：空气//超白玻璃前板基体//第一功能层H//第二功能层L//第三功能层H//第四功能层L//第五功能层H//有机聚合物层。
进一步地，所述古铜色纳米介质膜堆中各功能层的厚度依次为：第一功能层H为25±10nm，第二功能层L为25±10nm，第三功能层H为75±10nm，第四功能层L为95±10nm，第五功能层H为70±10nm。每层的厚度会带来光路的变化，造成了光的折射和干涉发生本质变化，因此本实用新型显示古铜色的外观。
进一步地，所述古铜色纳米介质膜堆中各功能层的厚度依次为：第一功能层H为25nm，第二功能层L为25nm，第三功能层H为75nm，第四功能层L为95nm，第五功能层H为70nm。
进一步地，所述第一功能层H、第三功能层H及第五功能层H为高折射率材料Si3N4层，所述第二功能层L及第四功能层L为低折射率材料SiO2层。
进一步地，所述超白玻璃本体为厚度1-5mm，透光率不低于88％的超白钢化玻璃。
进一步地，所述有机聚合物层为PVB、EVA或POE层。
进一步地，所述超白玻璃前板基体的前处理表面层为粗糙纹理层。
另一方面，本实用新型提供了一种古铜色光伏组件，包括从下至上依次叠置的超白钢化玻璃背板、第一封装胶膜、太阳能电池、第二封装胶膜以及上述古铜色纳米介质膜堆、超白玻璃前板基体，其中，所述超白玻璃前板基体具有与空气接触的前处理表面层。
进一步地，所述第一封装胶膜和第二封装胶膜均为PVB、EVA或POE层，厚度为1-3mm。
进一步地，太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓太阳能电池。
本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
针对传统光伏组件前板存在眩光，本实用新型通过对超白玻璃前板基体表面进行处理得到前处理表面层，使表面获得粗糙度均匀的粗糙表面，可以使照射的入射光发生散射，消除镜面玻璃的眩光，解决由于反射光导致的光污染，起到很好的防眩光的作用。
针对传统光伏组件金属栅线或刻蚀栅线比较明显，影响整体外观效果，本实用新型结合真空镀膜技术制备得到古铜色纳米介质膜堆，即古铜色颜色膜，其与前处理表面层配合，对光伏组件金属栅线或刻蚀栅线有很好的隐藏效果，提升光伏组件整体美观性。并且本实用新型古铜色纳米介质膜堆的膜系结构设计简单，膜层数量少。工艺简单、成本较低，适合大规模生产推广。同时，制备古铜色颜色膜有很好的大角度颜色均匀，能够很好的适用于BIPV产品。
综上，本实用新型光伏组件在太阳光波段范围内具有高的透过率，良好的耐候性、阻水性、颜色均匀性，满足光伏建筑一体化对外观颜色的需求。本实用新型实现BIPV产品外观的美观度，解决传统BIPV产品颜色单一，满足消费大众对多样性和美观性需求，为BIPV建筑增添新的元素，提升产品品质。本实用新型的具有古铜色前板的光伏组件可以遮挡太阳能电池片的栅线，外观均一性好，美观高，提升了光伏组件的外观效果。
附图说明
图1为一种实施方式中的古铜色光伏组件的结构示意图；
图中标记如下，1-前处理表面层、2-超白玻璃前板基体、3-古铜色纳米介质膜堆、4-第二封装胶膜、5-太阳能电池、6-第一封装胶膜、7-超白钢化玻璃背板。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
图1示意了一种实施方式中的古铜色光伏组件的结构示意图，包括从下至上依次叠置的超白钢化玻璃背板7、第一封装胶膜6、太阳能电池5、第二封装胶膜4以及古铜色前板玻璃，其中，古铜色前板玻璃包括超白玻璃前板基体2及在其表面沉积的古铜色纳米介质膜堆3，所述超白玻璃前板基体2未沉积的另一面为与空气接触的前处理表面层1，其中古铜色纳米介质膜堆3包括由高折射率材料H层和/或低折射率材料L层组成的功能层，依次为：第一功能层H//第二功能层L//第三功能层H//第四功能层L//第五功能层H。所述第二封装胶膜4与古铜色前板玻璃中的古铜色纳米介质膜堆3接触。
较佳地，上述前处理表面层由超白玻璃前板基体2通过化学蚀刻方法或物理喷砂方法或化学蚀刻方法+物理喷砂方法，在超白玻璃前板基体2前表面处理制作出粗糙纹理，此前处理表面层具有高的粗糙度和雾度。
较佳地，在550nm时，超白玻璃前板基体2折射率为1.4<nH<1.6，其透过率不低于88％；
较佳地，在550nm时，高折射率材料H的折射率为1.8<nH<2.6，低折射率L的折射率为1.4<nL<2.0。
较佳地，所述古铜色纳米介质膜堆中各功能层的厚度依次为：第一功能层H为25±10nm，第二功能层L为25±10nm，第三功能层H为75±10nm，第四功能层L为95±10nm，第五功能层H为70±10nm。具体地，可采用真空镀膜技术在超白玻璃前板基体2表面上沉积高折射率材料H和/或层低折射率材料L，交替制备，得到古铜色前板玻璃。该真空镀膜技术可选自磁控溅射镀膜技术、真空蒸发镀膜技术、低压等离子体沉积技术等。
例如：可通过如下步骤制备古铜色前板玻璃:
玻璃清洗：先采用去离子水对超白玻璃前板基体2进行初步清洗，之后在镀膜设备进片室，通过等离子体堆，基体表面进行二次清洗，得到预处理后的基体；
预处理后的基体进入镀膜腔室，抽真空，真空度达到5.0×10-5mTorr的本底真空；
通入惰性气体氩气，保持工作气压在5mTorr，进行靶材材料预溅射，获得前处理表面层；
设置靶材功率和反应气体流量，分别交替制备古铜色纳米介质膜堆的高折射率材料H和低折射率材料L；
按照设计文件制备完成后，取出制备好的古铜色前板玻璃，备用。
在具体的一示例中可得到如下结构的古铜色前板玻璃：空气//玻璃前板基体//H为25±10nm//L为25±10nm//H为75±10nm//L为95±10nm//H为70±10nm//有机聚合物层，其中，古铜色纳米介质膜堆的1.8<nH<2.0,1.4<nL<1.8。
在具体的一示例中，上述光伏组件制作时，可将超白钢化玻璃背板7、第一封装胶膜6、太阳能电池5、第二封装胶膜4以及古铜色前板玻璃按上下顺序依次放入层压机进行压合，压合后的光伏组件放入高压釜进行处理后，即得古铜色光伏组件。压合模式及高压釜工艺参数参照常规光伏组件相应制作方法，本领域技术人员知悉该操作所需的具体参数等设置，不再赘述。
较佳地，所述第一封装胶膜和第二封装胶膜均为PVB、EVA或POE层，例如：在具体的一示例中可选择PVB层，厚度为1-3，例如1.14mm。
较佳地，太阳能电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、砷化镓太阳能电池等，例如：在具体的一示例中可选择单晶硅太阳能电池。
为了便于理解，下面示例说明本实用新型的古铜色前板玻璃及其制备方法，但不应理解为本实用新型技术方案仅局限于此：
本实施例古铜色前板玻璃包括5层结构设计的古铜色纳米介质膜堆，具体为：空气//超白玻璃前板基体//第一功能层H(1)：25nm//第二功能层L(1)：25nm//第三功能层H(2)：75nm//第四功能层L(2)：95nm//第五功能层H(3)：70nm//有机聚合物层。
其中，所述H(1)、H(2)和H(3)为高折射率材料Si3N4,在550nm处nH＝1.92,L(1)和L(2)为低折射率材料SiO2,在550nm处,nL＝1.45。
所述超白玻璃前板基体2为超白钢化玻璃，其厚度为1-5mm，例如5mm，透光率不低于88％。
所述超白玻璃前板基体2的非镀膜面做糙化处理，减少表面反射，即得到前处理表面层1。
所述有机聚合物为PVB层，厚度为1.14mm。
所述5层古铜色纳米介质膜堆3采用如下方法制备得到；
1)超白玻璃前板基体2预处理：
先采用中性洗涤液和去离子水对所述超白玻璃前板基体2进行初步清洗、烘干。然后放入镀膜设备过渡室，利用离子源轰击进行所述基体表面二次清洗，具体工艺参数设置如下：射频电源溅射功率为300W，工作气体为纯度为99.99％的Ar，流量为50sccm，工作气压为9.0×10-2mTorr，溅射时间为300S。经过离子轰击二次清洗得到预处理的基体，即得到前处理表面层1。
2)制备第一功能层H(1)：Si3N4
选取纯度为99.7％的Si靶材(Al含量为10wt％)进行Si3N4的制备。设备本底真空度达到5.0×10-5mTorr时，设置脉冲直流电源溅射功率为2000W，通入纯度均为99.99％惰性工作气体Ar，其流量为50sccm，工作气压为5mTorr，进行靶材表面清洗，然后通入纯度为99.99％第一反应气体N2，流量为24sccm，在预处理后超白玻璃前板基体2上制备厚度为25nm的第一功能层H(1)：Si3N4。
3)制备第二功能层L(1)：SiO2
选取纯度为99.7％的Si靶材(Al含量为10wt％)进行SiO2的制备。设备本底真空度达到5.0×10-5mTorr时，设置脉冲直流电源溅射功率为2000W，通入纯度均为99.99％惰性工作气体Ar，其流量为50sccm，工作气压为5mTorr，进行靶材表面清洗，然后通入纯度为99.99％第二反应气体O2，流量为30sccm，在第一功能层上制备厚度为25nm的第二功能层L(1)：SiO2。
4)制备第三功能层H(2)：Si3N4
选取纯度为99.7％的Si靶材(Al含量为10wt％)进行Si3N4的制备。设备本底真空度达到5.0×10-5mTorr时，设置脉冲直流电源溅射功率为2000w，通入纯度均为99.99％惰性工作气体Ar，其流量为50sccm，工作气压为5mTorr，进行靶材表面清洗，然后通入纯度为99.99％第一反应气体N2，流量为24sccm，在第二功能层上制备厚度为75nm的第三功能层H(2)：Si3N4。
5)制备第四功能层L(2)：SiO2
选取纯度为99.7％的Si靶材(Al含量为10wt％)进行SiO2的制备。设备本底真空度达到5.0×10-5mTorr时，设置脉冲直流电源溅射功率为2000w，通入纯度均为99.99％惰性工作气体Ar，其流量为50sccm，工作气压为5mTorr，进行靶材表面清洗，然后通入纯度为99.99％第二反应气体O2，流量为30sccm，在第三功能层上制备厚度为95nm的第四功能层L(2)：SiO2。
6)制备第五功能层H(3)：Si3N4
选取纯度为99.7％的Si靶材(Al含量为10wt％)进行Si3N4的制备。设备本底真空度达到5.0×10-5mTorr时，设置脉冲直流电源溅射功率为2000w，通入纯度均为99.99％惰性工作气体Ar，其流量为50sccm，工作气压为5mTorr，进行靶材表面清洗，然后通入纯度为99.99％第一反应气体N2，流量为24sccm，在第四功能层上制备厚度为70nm的第五功能层H(3)：Si3N4，即得5层古铜色纳米介质膜堆3。
本实施例所制备的古铜色纳米介质膜堆透光率和颜色饱和度见表1，0°-60°颜色均匀性见表2。
表1实施例中古铜色颜色膜透光率、颜色饱和度
从表1可看出，本实施例所制备的古铜色纳米介质膜堆3在太阳光波段范围内的平均透光率为85.6％，具有高的光透过性，能有效降低组件功率损失。颜色饱和度为11.03。
表2对于不同反射角，实施例的CIE-D65光源下色坐标(x，y)
| 反射角/° | x | y | 颜色 |
| 0 | 0.3474 | 0.3601 | 古铜色 |
| 10 | 0.3467 | 0.3597 | 古铜色 |
| 20 | 0.3447 | 0.3587 | 古铜色 |
| 30 | 0.3413 | 0.3575 | 古铜色 |
| 40 | 0.3366 | 0.3563 | 古铜色 |
| 50 | 0.3304 | 0.354 | 淡古铜色 |
| 60 | 0.3233 | 0.3497 | 淡古铜色 |
从表2数据可看出，实施例所制备的所述古铜色前板玻璃在反射角不大于60°角度范围内具有优异的颜色均匀性，可以满足光伏建筑一体化产品对色彩均匀性效果的要求。
本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本实用新型做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本实用新型权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种古铜色前板玻璃，其特征在于：包括超白玻璃前板基体及在其表面沉积得到的古铜色纳米介质膜堆，所述古铜色纳米介质膜堆的另一面又与有机聚合物层接触，所述超白玻璃前板基体具有与空气接触的前处理表面层，其中古铜色纳米介质膜堆包括由高折射率材料H层和低折射率材料L层组成的功能层，依次为：第一功能层H//第二功能层L//第三功能层H//第四功能层L//第五功能层H。
2.根据权利要求1所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述古铜色纳米介质膜堆中各功能层的厚度依次为：第一功能层H为25±10nm，第二功能层L为25±10nm，第三功能层H为75±10nm，第四功能层L为95±10nm，第五功能层H为70±10nm。
3.根据权利要求2所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述古铜色纳米介质膜堆中各功能层的厚度依次为：第一功能层H为25nm，第二功能层L为25nm，第三功能层H为75nm，第四功能层L为95nm，第五功能层H为70nm。
4.根据权利要求1或2所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述超白玻璃前板基体为厚度1-5mm，透光率不低于88％的超白钢化玻璃。
5.根据权利要求4所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述第一功能层H、第三功能层H及第五功能层H为Si3N4层，所述第二功能层L及第四功能层L为SiO2层。
6.根据权利要求1所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述有机聚合物层为PVB、EVA或POE层。
7.根据权利要求1所述的古铜色前板玻璃，其特征在于：所述超白玻璃前板基体的前处理表面层为粗糙纹理层。
8.一种古铜色光伏组件，其特征在于：包括从下至上依次叠置的超白钢化玻璃背板、第一封装胶膜、太阳能电池、第二封装胶膜以及权利要求1-7任一项所述的古铜色纳米介质膜堆、超白玻璃前板基体，其中，所述超白玻璃前板基体具有与空气接触的前处理表面层。
9.根据权利要求8所述的古铜色光伏组件，其特征在于：所述第一封装胶膜和第二封装胶膜均为PVB、EVA或POE层。
10.根据权利要求8所述的古铜色光伏组件，其特征在于：太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓太阳能电池。
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| CN202122367939.XU CN216250749U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种古铜色前板玻璃及其光伏组件 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114876105A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-09 | 浙江合特光电有限公司 | 一种光伏幕墙及其加工工艺 |
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