一种光伏夹胶幕墙玻璃组件 技术领域 本发明涉及薄膜电池的新型结构及其制作方法， 尤其一种光伏夹胶幕墙玻璃及其 制作方法。
背景技术 光伏夹胶幕墙玻璃是利用太阳能光电转换原理把光伏技术与建筑领域中的幕墙 玻璃材料相互结合制作成的一种新型的光伏夹胶幕墙玻璃材料， 主要应用于建筑领域， 可 实现光伏技术与建筑楼宇的合理集成。
在目前的薄膜光伏夹胶幕墙玻璃领域中， 现有技术只涉及带边框或者带粘结导轨 的组件， 对于无边框无导轨的大尺寸薄膜电池组件在抗风压强度上不能达到相应标准要 求， 且有边框和粘接导轨的薄膜电池组件在 BIPV( 光伏建筑一体化 ) 领域中存在着一些问 题， 如成本高， 安装不便， 颜色单一， 不够美观大方， 因此， 发明一种新型、 抗风压强度足够 大、 颜色可调的无边框薄膜光伏夹胶幕墙玻璃， 是解决大尺寸薄膜电池组件在 BIPV、 光伏并 网电站中应用问题的当务之急。
发明内容 针对现有技术存在的不足本发明提供了一种加工简单、 加工程序少、 成本低、 抗压 强度大、 美观性好的光伏夹胶幕墙玻璃。
本发明所述的光伏夹胶幕墙玻璃由电池板前板玻璃、 TCO 玻璃、 硅基镀膜、 导电膜 层、 夹胶材料、 背板玻璃和接线盒封装组成。前板玻璃可以是超白低铁玻璃或普通浮法玻 璃； 背板玻璃可以是普通浮法玻璃、 工程建筑玻璃或者汽车级钢化玻璃 ； 所述前板玻璃和 背板玻璃可以是单片防火玻璃， 在 1000℃火焰下耐火时间不低于 90 分钟， 厚度为 6-20mm， 防火玻璃是在玻璃物理钢化以后再用浸渍法或者喷涂法等化学方法来实现 ； 前板玻璃和背 板玻璃磨边后进行钢化处理， 磨边的倒角可以是半圆或 45°， 其钢化工艺可以是物理全钢 化或物理半钢化或化学钢化 ； 其中全钢化玻璃应力范围是≥ 95MPa ； 半钢化玻璃应力范围 是 24mpa-69Mpa ； 化学钢化玻璃表面应力范围是 330 ～ 410MPa。
钢化处理后的钢化玻璃具有很大的表面应力和抗压强度， 比普通玻璃高 3-4 倍， 背板玻璃钢化后薄膜电池组件很容易的满足了极限风压和雪压试验。为使本发明有足够 得强度， 优选前板 TCO 玻璃， 厚度可以为 2.8 ～ 12.0mm， 长度为 0.7 ～ 3.6m， 宽度为 0.7 ～ 3.6m。
所述接线盒， 其安装位置可以在所述光电幕墙玻璃中间， 也可以在边缘位置或置 于玻璃侧面。接线盒安装在所述光电幕墙玻璃中间或边缘位置时， 背板玻璃上有供接线盒 安装的孔， 其位置与接线盒所要安装的位置对应。
制作本发明所述光伏夹胶幕墙玻璃， 其工序包括 ：
(1) 在玻璃材料上用磁控溅射的方式镀上一层透明导电膜， FTO 或 AZO 或 ITO 或 GAZO ；
(2) 镀好导电膜的玻璃经过激光划线设备刻出电池分界线 ； 激光划线的宽度为 20 ～ 200μm ； 激光划线之间的距离为 5 ～ 20mm ；
(3) 将刻好线的 TCO 导电玻璃通过 PECVD 设备镀上硅基薄膜并激光刻线 ；
(4) 在薄膜上镀一层导电膜层作为背电极， 背电极材料可以是氧化锌掺铝层、 铝层 和镍钒层 ( 不透明 )， 也可以是氧化锌掺铝层、 银层和镍钒层 ( 不透明 )， 也可以是透明导电 膜 (TCO)， 再次激光刻线 ；
(5) 焊接汇流带 ；
(6) 将背板钢化玻璃和前板镀膜玻璃用高分子夹胶材料粘结在一起， 通过高压高 温使粘结材料融化以牢固粘结两片玻璃 ；
(7) 安装接线盒。
上述步骤 6 可以采用玻璃层压机进行加压粘合， 层压过程压力范围是 8 ～ 15atm， 温度范围是 120 ～ 150℃。也可以采用真空泵抽真空的方式进行预处理， 然后送进高压釜 进行最后加压。高压釜压力范围是 10 ～ 14atm， 加温范围是 130 ～ 150℃， 时间为 3 ～ 5 小 时。
上述步骤 2、 3、 4， 可以通过改变激光刻线位置来调整所述光伏夹胶幕墙玻璃组件 的透光度 ； 或将不透明背电极材料改为透明电极材料 ( 如 AZO、 GAZO 等 ) 来改变光伏夹胶幕 墙玻璃组件的透光度。
上述前板 TCO 玻璃的材料可以是普通浮法玻璃， 也可以是超白玻璃或者钢化超白 玻璃， 其导电膜的成分可以是 AZO( 氧化锌掺铝 )， 也可以是 FTO( 氧化锡掺氟 ) 或 GAZO( 掺 金属 Ga 的 AZO) 或 ITO( 氧化铟锡 ) 及类似物。
上述硅基薄膜为单结非晶硅薄膜、 双结非晶硅薄膜、 双结微晶硅薄膜或多结叠层 薄膜， 其透明度可以为透明或半透明。
上述导电膜层可以是铝镀层、 AZO( 氧化锌掺铝 )、 FTO( 氧化锡掺氟 )、 GAZO( 掺金 属 Ga 的 AZO)、 ITO( 氧化铟锡 ) 及类似物。
上述夹胶材料成分为高分子夹胶材料， 可以是 PVB( 聚乙烯醇缩丁醛树脂 )EVA( 乙 烯 - 醋酸乙烯共聚物 ) 或 SGP( 离子聚合物中间膜 ) 材料。若使用 PVB， 其厚度为 0.38 ～ 1.52mm， 并且可使用彩色 PVB ； 若使用 EVA 和 SGP， 其厚度为 0.30 ～ 1.50mm。
此外， 上述背板玻璃可以通过胶版印刷或丝网印刷工艺印上各种彩釉。这样所得 到的光伏夹胶幕墙玻璃将会呈现出不同的色彩， 满足不同用户的需求， 同时夹胶材料也可 以使用彩色 PVB， 可以达到同样的效果。
上述接线盒的位置可以在光伏夹胶幕墙玻璃中间， 也可以在边缘位置或置于玻璃 外边。同时可以使用胶粘结的方式代替焊接使接线盒与光伏夹胶幕墙玻璃紧密连接。接线 盒内部填充密封胶材料， 密封胶可以为硅酮密封胶或聚硫密封胶或聚氨酯密封胶或水基密 封胶或高温密封胶或 PVC 密溶胶。 附图说明
图1： 本发明所述光伏夹胶幕墙玻璃的结构示意图 图2： A 为本发明实施例中接线盒位于中央的示意图B 为本发明实施例中接线盒位于边缘的示意图
图3： 本发明实施例中接线盒位于组件侧面的示意图
图4：
A 为本发明实施例中接线盒位于中央时汇流导电带位置示意图
B 为本发明实施例中接线盒位于边缘时汇流导电带位置示意图
图5： 镀膜 TCO 玻璃微观结构示意图
其中 ： 1- 前板玻璃、 2- 夹胶材料、 3- 镀膜 TCO 玻璃、 4- 背板玻璃、 5- 接线盒、 6- 接 线盒孔、 7- 汇流导电带、 8-TCO 玻璃、 9- 导电膜层、 10- 硅基镀膜、 11- 背电极导电膜层 具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述方法进行进一步说明。
本专利中涉及的光伏夹胶幕墙玻璃， 由电池板前板玻璃、 TCO 玻璃、 硅基镀膜、 导电 膜层、 夹胶材料、 背板玻璃和接线盒封装组成。
首先， 将超白玻璃用磁控溅射的方式镀上一层透明导电膜 FTO， 镀好导电膜的玻 璃经过激光划线设备刻出电池分界线 ； 激光划线的宽度为 20μm ； 激光划线之间的距离为 20mm， 得到 TCO 导电玻璃， 经过清洗干燥后进入 PECVD 设备镀上硅基薄膜， 镀好膜的薄膜电 池板经过激光刻线装置在膜层上刻出微电池的分隔结构 ； 在薄膜上再镀一层导电层， 可以 是氧化锌掺铝层、 铝层和镍钒层 ( 不透明 )， 也可以是氧化锌掺铝层、 银层和镍钒层 ( 不透 明 )， 也可以是透明导电膜 (TCO) ； 然后焊接汇流带， 清洗干燥 ； 前板玻璃和背板玻璃采用普 通浮法玻璃打孔磨边后进行钢化处理， 磨边的倒角是 45°， 背板玻璃中央打直径 30mm 的圆 孔做为接线盒的安装孔， 圆孔边缘通过精磨或抛光处理以消除应力， 然后进入封装阶段， 按 照前板玻璃、 TCO 玻璃、 硅基镀膜、 导电膜层背板玻璃的顺序依次层叠， 中间部分填充夹胶 材料 PVB， 使用玻璃层压机对前板镀膜玻璃和背板钢化玻璃进行预加压， 层压过程压力为 8atm， 温度是 150℃， 使各层组件紧密粘合， 粘结好的组件最后使用自动焊接技术焊接接线 盒， 接线盒在组件的中央位置， 接线盒和组件接触处全部密封处理， 盒内部也采用密封胶填 充。
本发明另一种实施方式 ： 将普通浮法玻璃用磁控溅射的方式镀上一层透明导电膜 FTO， 镀好导电膜的玻璃经过激光划线设备刻出电池分界线 ； 激光划线的宽度为 200μm ； 激 光划线之间的距离为 5mm， 得到 TCO 导电玻璃， 经过清洗干燥后进入 PECVD 设备镀上硅基薄 膜， 镀好膜的薄膜电池板经过激光刻线装置在膜层上刻出微电池的分隔结构 ； 在薄膜上再 镀一层导电层， 可以是氧化锌掺铝层、 铝层和镍钒层 ( 不透明 )， 也可以是氧化锌掺铝层、 银 层和镍钒层 ( 不透明 )， 也可以是透明导电膜 (TCO) ； 然后焊接汇流带， 清洗干燥 ； 前板玻璃 和背板玻璃采用普通浮法玻璃打孔磨边后进行钢化处理， 磨边的倒角为半圆形， 背板玻璃 中央打直径 60mm 的圆孔做为接线盒的安装孔， 圆孔边缘通过精磨或抛光处理以消除应力， 然后进入封装阶段， 按照前板玻璃、 TCO 玻璃、 硅基镀膜、 导电膜层背板玻璃的顺序依次层 叠， 中间部分填充夹胶材料 PVB， 使用玻璃层压机对前板镀膜玻璃和背板钢化玻璃进行预加 压， 层压过程压力为 9atm， 温度是 1145℃， 使各层组件紧密粘合， 粘结好的组件最后使用自 动焊接技术焊接接线盒， 接线盒在组件的中央位置， 接线盒和组件接触处全部密封处理， 盒 内部也采用密封胶填充。在上述实施例中， 激光划线的宽度还可以为 120μm ； 激光划线之间的距离为 8mm， 层压过程压力也可以是 15atm， 温度为 120℃。
根据需要， 接线盒可以安装在组件的边缘位置， 背板玻璃的圆孔位置应打在接线 盒所要安装的相应位置。或则， 接线盒也可以安装在组件的侧面。
在上述实施例中得到镀好膜的 TCO 导电玻璃和背板玻璃后， 使用另一种方法使其 紧密粘合， 采用真空泵抽真空的方式进行预处理， 然后送进高压釜进行最后加压。 高压釜压 力是 10atm， 温度为 150℃， 加压时间为 3 小时 ； 或高压釜压力为 14atm， 温度为 140℃， 加压 3.5 小时， 或者将高压釜压力调至 12atm， 加温到 150℃， 处理 5 小时。
上述前板玻璃和背板玻璃可以是单片防火玻璃， 在 1000℃火焰下耐火时间不低于 90 分钟， 厚度为 6-20mm， 例如 15mm。
背板玻璃上可以通过胶版印刷或丝网印刷工艺印上各种彩釉， 如红色彩釉， 使得 到的光伏夹胶幕墙玻璃呈现红色。 或者将上述夹胶材料改用彩色 PVB， 同样可使光伏夹胶幕 墙玻璃呈现不同的颜色。