一种高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910196958.1

申请日:

2009.10.10

公开号:

CN102041877A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):H01L 31/048申请日:20091010授权公告日:20120919终止日期:20161010|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E04C 2/54申请日:20091010|||公开

IPC分类号:

E04C2/54; E04D13/18; H01L31/048; H01L31/0203; H01L31/18; B32B37/12

主分类号:

E04C2/54

申请人:

中电电气(上海)太阳能科技有限公司

发明人:

云平; 李淳慧

地址:

201616 上海市松江区港德西路68号

优先权:

专利代理机构:

上海科盛知识产权代理有限公司 31225

代理人:

林君如

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内容摘要

本发明涉及一种高性能太阳能-建筑一体化组件及其制备方法,该组件的制备方法包括以下步骤:(1)将超白钢化玻璃、夹胶材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件;(2)将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;(3)将叠层件抽真空后于30-50kPa条件下加压15-30s,然后于50-60kPa条件下层压30-60min,最后放气即可。与现有技术相比,本发明减少了设备的添置费用,引入的硅胶板有效降低了组件边缘开口气泡的产生,使组件的美观性、耐候性、透明性及发电性能得到大大提高,且机械强度较强,稳定性较好。

权利要求书

1: 一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 该组件从上至下依次为超白钢 化玻璃、 夹胶材料、 电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃, 下方的超白钢化玻璃的四周设置硅 胶板, 该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方。
2: 根据权利要求 1 所述的一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 所述的超 白钢化玻璃厚度为
3: 2-16mm。 3. 根据权利要求 1 所述的一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 所述的夹 胶材料为烯酸类共聚物, 厚度为 0.89mm。
4: 根据权利要求 3 所述的一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 所述的烯 酸类共聚物包括乙烯丙烯酸共聚物。
5: 根据权利要求 1 所述的一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 所述的电 池片为单晶硅电池片, 厚度为 0.1-0.13mm。
6: 根据权利要求 1 所述的一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 所述的硅 胶板的厚度与超白钢化玻璃厚度一致。
7: 一种如权利要求 1 所述的高性能太阳能 - 建筑一体化组件的制备方法, 其特征在于, 该方法包括以下步骤 : (1) 将超白钢化玻璃、 夹胶材料、 电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放, 得到 叠层件 ; (2) 将叠层件置于层压机中, 在叠层件四周放置硅胶板, 该硅胶板紧贴下层玻璃边缘, 并设在外露的夹胶材料的下方 ; (3) 层压工艺 : 将叠层件在 145-160℃下抽真空 15-35min, 再于 30-50kPa 条件下加压 15-30s, 然后于 50-60kPa 条件下层压 30-60min, 最后放气 30-70s 即可。

说明书


一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件及其制备方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种建筑组件及其制备方法, 尤其是涉及一种高性能太阳能 - 建筑一 体化组件及其制备方法。背景技术
     太阳能光伏 - 建筑一体化 BIPV(Building Integrated Photovoltaic, ) 是应用太 阳能发电的一种新概念。可以说在众多可再生能源发电技术中, 光伏发电是最绿色最环保 也是最值得期待的一项技术。联合国能源机构的调查报告显示, BIPV 将成为 21 世纪最重 要的新兴产业之一。
     作为建筑体的一部分, BIPV 组件应该满足相关建筑标准, 包括 : 60 年的使用寿命, 以及安全、 机械和耐候性能的要求。因此, 将太阳能光伏与建筑相结合的过程中, 要求提高 太阳能组件的综合性能。早期, 工程师使用乙烯 - 醋酸乙烯共聚物膜 (EVA 膜 ) 通过层压工 艺制备 BIPV 组件, 但是由于 EVA 封装的 BIPV 组件使用寿命只有 25 年, 并伴有严重的黄变 现象发生, 以及粘接强度低, 组件的机械性能较差等, 所以, EVA 膜渐渐被聚乙烯醇缩丁醛树 脂 (PVB) 膜所取代。目前, BIPV 领域使用最多的封装材料是 PVB 膜。但是, 使用 PVB 膜封 装的 BIPV 组件也存在一些问题, 主要是 PVB 膜透明性不是很高, 有轻微发黄, 尽管粘接强度 明显强于 EVA 封装组件, 但在某些更恶劣的环境中, 强度还是显得不足, 这限制了它的进一 步应用。常规使用层压工艺制造的 BIPV 组件边缘由于夹胶材料向下流淌导致该区域缺胶, 留下部分开口气泡, 一方面影响了 BIPV 组件的外观, 另一方面组件的耐侯性有所降低。本 发明专利使用一种新型夹胶材料, 采用层压工艺制备了 BIPV 组件, BIPV 组件的外观质量、 透明性、 机械强度和耐候性非常优越。 发明内容 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种美观性、 耐候性 较好、 机械强度较强的高性能太阳能 - 建筑一体化组件及其制备方法。
     本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 :
     一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 其特征在于, 该组件从上至下依次为超白 钢化玻璃、 夹胶材料、 电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃, 下方的超白钢化玻璃的四周设置 硅胶板, 该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方。
     所述的超白钢化玻璃厚度为 3.2-16mm。
     所述的夹胶材料为烯酸类共聚物, 厚度为 0.89mm。
     所述的烯酸类共聚物包括乙烯丙烯酸共聚物。
     所述的电池片为单晶硅电池片, 厚度为 0.1-0.13mm。
     所述的硅胶板的厚度与超白钢化玻璃厚度一致。
     一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件的制备方法, 其特征在于, 该方法包括以下 步骤 :
     (1) 将超白钢化玻璃、 夹胶材料、 电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放, 得到叠层件 ;
     (2) 将叠层件置于层压机中, 在叠层件四周放置硅胶板, 该硅胶板紧贴下层玻璃边 缘, 并设在外露的夹胶材料的下方 ;
     (3) 层压工艺 : 将叠层件在 145-160℃下抽真空 15-35min, 再于 30-50kPa 条件下 加压 15-30s, 然后于 50-60kPa 条件下层压 30-60min, 最后放气 30-70s 即可。
     与现有技术相比, 本发明采用层压工艺制备高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 达 到了太阳能企业利用现有层压设备制造太阳能 - 建筑一体化组件的目的, 减少了设备的添 置费用, 引入的硅胶板有效降低了组件边缘开口气泡的产生, 使组件的美观性、 耐候性、 透 明性及发电性能得到大大提高, 且机械强度较强, 保证组件在更长时间里的性能稳定性, 达 到与建筑的同寿命。 附图说明
     图 1 为该组件的结构示意图。 图中 1 为超白钢化玻璃、 2 为夹胶材料、 3 为电池片、 4 为硅胶板。具体实施方式 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
     实施例 1
     一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 该组件结构如图 1 所示, 从上至下依次为厚 度为 6mm 的超白钢化玻璃 1、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料 2, 该夹胶材料 2 为乙烯丙烯酸共聚 物、 厚度为 0.12mm 的单晶硅电池片 3、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料 2 及厚度为 6mm 的超白钢 化玻璃 1, 下方的超白钢化玻璃 1 的四周设置硅胶板 4, 该硅胶板 4 设在外露的夹胶材料 2 的下方, 厚度与超白钢化玻璃 1 厚度一致。该高性能太阳能 - 建筑一体化组件的制备方法 包括以下步骤 :
     (1) 将超白钢化玻璃 1、 夹胶材料 2、 单晶硅电池片 3、 夹胶材料 2 及超白钢化玻璃 1 自上而下叠放, 得到叠层件 ;
     (2) 将叠层件置于层压机中, 在叠层件四周放置硅胶板 4, 该硅胶板 4 紧贴下层超 白钢化玻璃 1 的边缘, 并设在外露的夹胶材料 2 的下方 ;
     (3) 层压工艺 : 将叠层件在 150℃下抽真空 20min, 再采用三段加压操作, 将叠层件 在 30kPa 条件下加压 10s, 再于 45kPa 下加压 10s, 然后于 60kPa 条件下层压 40min, 最后放 气 60s 即可, 得到高性能太阳能 - 建筑一体化组件成品。该组件的阻水性能及机械强度比 EVA 及 PVB 封装的组件都有较大的提高, 比较结果如表 1 所示。
     表 1EVA、 PVB 及本发明所用夹胶材料的性能对比
     EVA 水蒸汽透过速率 (g/m2.day) 58PVB 50夹胶材料 0.34102041877 A CN 102041880说91明书89 94.33/3 页可见光透过率 (% )
     实施例 2
     一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 该组件从上至下依次为厚度为 3.2mm 的超 白钢化玻璃、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物、 厚度为 0.1mm 的单晶硅电池片、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物及厚度为 3.2mm 的超白钢化玻璃, 下方的超白 钢化玻璃的四周设置硅胶板, 该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方, 厚度与超白钢化玻璃 厚度一致。该高性能太阳能 - 建筑一体化组件的制备方法包括以下步骤 :
     (1) 将超白钢化玻璃、 夹胶材料、 单晶硅电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃自上而 下叠放, 得到叠层件 ;
     (2) 将叠层件置于层压机中, 在叠层件四周放置硅胶板, 该硅胶板紧贴下层玻璃边 缘, 并设在外露的夹胶材料的下方 ;
     (3) 层压工艺 : 将叠层件在 145℃下抽真空 15min, 再于 30kPa 条件下加压 15s, 然 后于 50kPa 条件下层压 30min, 最后放气 30s 即可。
     实施例 3
     一种高性能太阳能 - 建筑一体化组件, 该组件从上至下依次为厚度为 16mm 的超白 钢化玻璃、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物、 厚度为 0.13mm 的单晶硅电池片、 厚度为 0.89mm 的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物及厚度为 16mm 的超白钢化玻璃, 下方的超白 钢化玻璃的四周设置硅胶板, 该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方, 厚度与超白钢化玻璃 厚度一致。该高性能太阳能 - 建筑一体化组件的制备方法包括以下步骤 :
     (1) 将超白钢化玻璃、 夹胶材料、 单晶硅电池片、 夹胶材料及超白钢化玻璃自上而 下叠放, 得到叠层件 ;
     (2) 将叠层件置于层压机中, 在叠层件四周放置硅胶板, 该硅胶板紧贴下层玻璃边 缘, 并设在外露的夹胶材料的下方 ;
     (3) 层压工艺 : 将叠层件在 160℃下抽真空 35min, 再于 50kPa 条件下加压 30s, 然 后于 60kPa 条件下层压 60min, 最后放气 70s 即可。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102041877A43申请公布日20110504CN102041877ACN102041877A21申请号200910196958122申请日20091010E04C2/54200601E04D13/18200601H01L31/048200601H01L31/0203200601H01L31/18200601B32B37/1220060171申请人中电电气上海太阳能科技有限公司地址201616上海市松江区港德西路68号72发明人云平李淳慧74专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人林君如54发明名称一种高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法57摘要本发明涉。

2、及一种高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法,该组件的制备方法包括以下步骤1将超白钢化玻璃、夹胶材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件;2将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;3将叠层件抽真空后于3050KPA条件下加压1530S,然后于5060KPA条件下层压3060MIN,最后放气即可。与现有技术相比,本发明减少了设备的添置费用,引入的硅胶板有效降低了组件边缘开口气泡的产生,使组件的美观性、耐候性、透明性及发电性能得到大大提高,且机械强度较强,稳定性较好。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发。

3、明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102041880A1/1页21一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,该组件从上至下依次为超白钢化玻璃、夹胶材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃,下方的超白钢化玻璃的四周设置硅胶板,该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方。2根据权利要求1所述的一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,所述的超白钢化玻璃厚度为3216MM。3根据权利要求1所述的一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,所述的夹胶材料为烯酸类共聚物,厚度为089MM。4根据权利要求3所述的一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,所述的烯酸类共聚物包括乙烯丙烯酸共聚物。5根据权。

4、利要求1所述的一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,所述的电池片为单晶硅电池片,厚度为01013MM。6根据权利要求1所述的一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,所述的硅胶板的厚度与超白钢化玻璃厚度一致。7一种如权利要求1所述的高性能太阳能建筑一体化组件的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤1将超白钢化玻璃、夹胶材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件;2将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;3层压工艺将叠层件在145160下抽真空1535MIN,再于3050KPA条件下加压1530S,然后于50。

5、60KPA条件下层压3060MIN,最后放气3070S即可。权利要求书CN102041877ACN102041880A1/3页3一种高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种建筑组件及其制备方法,尤其是涉及一种高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法。背景技术0002太阳能光伏建筑一体化BIPVBUILDINGINTEGRATEDPHOTOVOLTAIC,是应用太阳能发电的一种新概念。可以说在众多可再生能源发电技术中,光伏发电是最绿色最环保也是最值得期待的一项技术。联合国能源机构的调查报告显示,BIPV将成为21世纪最重要的新兴产业之一。0003作为建筑体的一部分,BI。

6、PV组件应该满足相关建筑标准,包括60年的使用寿命,以及安全、机械和耐候性能的要求。因此,将太阳能光伏与建筑相结合的过程中,要求提高太阳能组件的综合性能。早期,工程师使用乙烯醋酸乙烯共聚物膜EVA膜通过层压工艺制备BIPV组件,但是由于EVA封装的BIPV组件使用寿命只有25年,并伴有严重的黄变现象发生,以及粘接强度低,组件的机械性能较差等,所以,EVA膜渐渐被聚乙烯醇缩丁醛树脂PVB膜所取代。目前,BIPV领域使用最多的封装材料是PVB膜。但是,使用PVB膜封装的BIPV组件也存在一些问题,主要是PVB膜透明性不是很高,有轻微发黄,尽管粘接强度明显强于EVA封装组件,但在某些更恶劣的环境中,。

7、强度还是显得不足,这限制了它的进一步应用。常规使用层压工艺制造的BIPV组件边缘由于夹胶材料向下流淌导致该区域缺胶,留下部分开口气泡,一方面影响了BIPV组件的外观,另一方面组件的耐侯性有所降低。本发明专利使用一种新型夹胶材料,采用层压工艺制备了BIPV组件,BIPV组件的外观质量、透明性、机械强度和耐候性非常优越。发明内容0004本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种美观性、耐候性较好、机械强度较强的高性能太阳能建筑一体化组件及其制备方法。0005本发明的目的可以通过以下技术方案来实现0006一种高性能太阳能建筑一体化组件,其特征在于,该组件从上至下依次为超白钢化玻璃、夹胶。

8、材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃,下方的超白钢化玻璃的四周设置硅胶板,该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方。0007所述的超白钢化玻璃厚度为3216MM。0008所述的夹胶材料为烯酸类共聚物,厚度为089MM。0009所述的烯酸类共聚物包括乙烯丙烯酸共聚物。0010所述的电池片为单晶硅电池片,厚度为01013MM。0011所述的硅胶板的厚度与超白钢化玻璃厚度一致。0012一种高性能太阳能建筑一体化组件的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤说明书CN102041877ACN102041880A2/3页400131将超白钢化玻璃、夹胶材料、电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件。

9、;00142将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;00153层压工艺将叠层件在145160下抽真空1535MIN,再于3050KPA条件下加压1530S,然后于5060KPA条件下层压3060MIN,最后放气3070S即可。0016与现有技术相比,本发明采用层压工艺制备高性能太阳能建筑一体化组件,达到了太阳能企业利用现有层压设备制造太阳能建筑一体化组件的目的,减少了设备的添置费用,引入的硅胶板有效降低了组件边缘开口气泡的产生,使组件的美观性、耐候性、透明性及发电性能得到大大提高,且机械强度较强,保证组件在更长时间里的性能稳定性,达到。

10、与建筑的同寿命。附图说明0017图1为该组件的结构示意图。0018图中1为超白钢化玻璃、2为夹胶材料、3为电池片、4为硅胶板。具体实施方式0019下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。0020实施例10021一种高性能太阳能建筑一体化组件,该组件结构如图1所示,从上至下依次为厚度为6MM的超白钢化玻璃1、厚度为089MM的夹胶材料2,该夹胶材料2为乙烯丙烯酸共聚物、厚度为012MM的单晶硅电池片3、厚度为089MM的夹胶材料2及厚度为6MM的超白钢化玻璃1,下方的超白钢化玻璃1的四周设置硅胶板4,该硅胶板4设在外露的夹胶材料2的下方,厚度与超白钢化玻璃1厚度一致。该高性能太阳能建筑一体。

11、化组件的制备方法包括以下步骤00221将超白钢化玻璃1、夹胶材料2、单晶硅电池片3、夹胶材料2及超白钢化玻璃1自上而下叠放,得到叠层件;00232将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板4,该硅胶板4紧贴下层超白钢化玻璃1的边缘,并设在外露的夹胶材料2的下方;00243层压工艺将叠层件在150下抽真空20MIN,再采用三段加压操作,将叠层件在30KPA条件下加压10S,再于45KPA下加压10S,然后于60KPA条件下层压40MIN,最后放气60S即可,得到高性能太阳能建筑一体化组件成品。该组件的阻水性能及机械强度比EVA及PVB封装的组件都有较大的提高,比较结果如表1所示。0025表1E。

12、VA、PVB及本发明所用夹胶材料的性能对比0026EVAPVB夹胶材料水蒸汽透过速率G/M2DAY585003说明书CN102041877ACN102041880A3/3页5可见光透过率91899430027实施例20028一种高性能太阳能建筑一体化组件,该组件从上至下依次为厚度为32MM的超白钢化玻璃、厚度为089MM的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物、厚度为01MM的单晶硅电池片、厚度为089MM的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物及厚度为32MM的超白钢化玻璃,下方的超白钢化玻璃的四周设置硅胶板,该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方,厚度与超白钢化玻璃厚度一致。该高性能太阳能建筑一体化组件的制备方法包括以下步。

13、骤00291将超白钢化玻璃、夹胶材料、单晶硅电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件;00302将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;00313层压工艺将叠层件在145下抽真空15MIN,再于30KPA条件下加压15S,然后于50KPA条件下层压30MIN,最后放气30S即可。0032实施例30033一种高性能太阳能建筑一体化组件,该组件从上至下依次为厚度为16MM的超白钢化玻璃、厚度为089MM的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物、厚度为013MM的单晶硅电池片、厚度为089MM的夹胶材料乙烯丙烯酸共聚物及厚度为16MM的超白。

14、钢化玻璃,下方的超白钢化玻璃的四周设置硅胶板,该硅胶板设在外露的夹胶材料的下方,厚度与超白钢化玻璃厚度一致。该高性能太阳能建筑一体化组件的制备方法包括以下步骤00341将超白钢化玻璃、夹胶材料、单晶硅电池片、夹胶材料及超白钢化玻璃自上而下叠放,得到叠层件;00352将叠层件置于层压机中,在叠层件四周放置硅胶板,该硅胶板紧贴下层玻璃边缘,并设在外露的夹胶材料的下方;00363层压工艺将叠层件在160下抽真空35MIN,再于50KPA条件下加压30S,然后于60KPA条件下层压60MIN,最后放气70S即可。说明书CN102041877ACN102041880A1/1页6图1说明书附图CN102041877A。

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