[发明专利]一种用于支撑光伏太阳能模块的构件

说明书

本发明公开了一种支撑和/或保护光伏模块的构件，该构件包括贯穿构件轴向的纤维和作为基质的塑料。其中，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维及其任意混合物；所述塑料为聚氨酯。纤维的重量为构件总重量的约30％‑95％。本发明具有和铝框相似的强度和刚性，以及优良的电绝缘性能，耐腐蚀性，和光伏模块中其它材料比如玻璃在热膨胀性能上的匹配性。

技术领域

本发明涉及光伏模块的组成构件。

背景技术

能够将太阳能直接转换成电能的光伏模块可以满足环保和节约不可再生能源的需要。然而，光伏模块的普及取决于它的成本效益，包括光伏电池的转换效率，光伏模块的生产、运输、安装成本和光伏模块的使用寿命。

一个光伏模块一般由以下组件构成：前板、背板、位于其中的一个或多个相互连接的光伏电池、封装材料以及用于进一步保护和/或支撑光伏模块的构件。

前板一般由透明的玻璃制成，特别合适的是对波长位于300nm和1150nm之间的光波有较好透光率的低铁含量的钢化玻璃。

光伏电池一般由单晶或多晶硅制备。

封装材料将前板、背板、光伏电池等组件粘结在一起。常用的封装材料包括乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA(ethylene-vinyl acetate))，它的作用是阻隔氧气和水分对光伏电池中金属触点的腐蚀。一旦金属触点遭到损坏，所有串联在一起的光伏电池都会遭到破坏。

背板不但能保护光伏电池和封装材料免受氧气和水分的侵蚀，还能保护它们不被划伤以及作为电绝缘体。玻璃及复合材料都可作为背板，其中最常用的是聚氟乙烯复合膜。

CN102097504公开了一种光伏模块的支撑框架，该框架是由铝制成的。铝制框架易被腐蚀，同时较为沉重，从而增加了运输和安装的成本。

US4,830,038和US5,008,062公开了一种通过反应注射成型(RIM)方式制备的聚氨酯弹性体，可以对光伏模块起支撑，密封和隔离的作用。优选的，该聚氨酯弹性体的弹性模量位于200～10000psi之间(等同于1.4～69.0N/mm²)。反应注射成型方式增加了光伏模块生产的成本和复杂性，且制得的弹性体相对于铝框的刚性要低得多。

CN1893121披露了在太阳能组件中使用具有持久弹性和挠性的由合成材料制成的圆周框架。

WO2008/060539公开了一种通过拉挤工艺制备的纤维增强的光伏板的框架。其中，纤维可以是玻璃纤维，碳纤维或合成材料纤维。

上述专利及专利公开的全部内容以引用的方式并入本文作为参考。

发明内容

铝及其它的一些合成材料作为光伏模块的支撑和/或保护构件具有各种不足之处。这些不足之处包括材料的强度和刚性，电绝缘性能，耐腐蚀性，以及和光伏模块中其它材料比如玻璃在热膨胀性能上的匹配性。

本发明的一个目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件由复合材料制成。所述复合材料具有和铝相似的机械强度，因而可以适用现有的铝框的设计和安装方式。

本发明的另一个目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件具有较好的电绝缘性能，从而减少闪电击穿和漏电的可能性，还可以降低光伏电池效率的电位诱发衰减(potential induced degradation，PID)。

本发明的再一个目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件具有较好的相对于化学和/或电化学腐蚀的惰性，从而延长光伏模块的使用寿命。

本发明的依旧另一个目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件具有和光伏模块的其它组成部件，例如前板玻璃相近的热膨胀系数，因此能够防止在使用过程中由于热胀冷缩效应导致前板玻璃碎裂。