[发明专利]一种易安装光伏瓦及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏建筑技术领域，公开了一种易安装光伏瓦及其制备方法，所述光伏瓦包括前膜层、电池层、抗冲击层和基板，所述光伏瓦各膜层之间均设置有粘结膜层；所述前膜层和粘结膜层部分覆盖基板，所述抗冲击层层压前后的尺寸变化率≤0.5％，所述基板层压前后的尺寸变化率≤0.5％，所述电池层层压前后的尺寸变化率≤0.5％。

技术领域

本发明涉及光伏建筑技术领域，具体涉及一种易安装光伏瓦及其制备方法。

背景技术

光伏技术是最有前途的清洁能源之一，因其可利用无限量的太阳能，既不像核能那样产生不易处理的有害副产品，也不像燃烧化石燃料和煤炭那样产生大量的粉尘及温室气体。近年来，以光伏建筑一体化(BIPV)形式的光伏技术应用越来越受欢迎，用于为家庭，偏远或移动位置的电气设备，各类商业及公共设施提供全部或部分电力供应。

最常见的一种应用方式为：将光伏组件制成屋面建筑构件，使其既防水、隔热，又能发电。较之传统的建筑附加光伏(BAPV)，BIPV在降低屋面支持结构和安装成本、使得建筑更美观等方面具有优势，也更具发展潜力。

其中，表面采用含氟聚合物薄膜，背板采用金属或非金属作为支撑的光伏瓦有较好的应用前景，该类光伏瓦多采用热激层压固化的方式制备，具备质轻、成本低、适用性强等优点。但是生产过程中却存在以下难题：①由于热胀冷缩效应，不同材料层的尺寸变化不一致，导致层压过程中产生电池片隐裂、碎片等现象；②由于含氟聚合物薄膜具有很强的疏水疏油性，导致相邻光伏瓦拼接处的密封性差；③现有的光伏瓦结构无法实现可靠封边，且难以单独更换某一片光伏瓦。

发明内容

有鉴于此，本发明对光伏瓦的制备材料和工艺进行了改进，不仅有效降低了热胀冷缩效应对电池片碎裂的影响，还使得制备好的光伏瓦便于组装、更换，且具有更好的防水密封性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种易安装光伏瓦，所述易安装光伏瓦通过层压方法制备，所述光伏瓦包括前膜层、电池层、抗冲击层和基板，所述光伏瓦各膜层之间均设置有粘结膜层；所述前膜层和粘结膜层部分覆盖基板，所述抗冲击层层压前后的尺寸变化率≤0.5％，所述基板层压前后的尺寸变化率≤0.5％，所述电池层层压前后的尺寸变化率≤0.5％。所述尺寸变化率为该材料层在层压前后径向尺寸变化值(取绝对值)/层压前的径向尺寸。

具体的，所述前膜层材料为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(Tefzel)、聚氟乙烯(PVF)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、亚乙基四氟乙烯(EFTE)中的一种，使用时该聚合物膜的下表面需经电晕、等离子体等方法进行预处理；所述粘结膜层的材料为乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯辛烯弹性体(POE)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、丁醛树脂、聚氨酯树脂以及有机硅中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述抗冲击层包括设置于前膜层和电池层之间的前抗冲击层，以及设置于电池层与基板之间的背抗冲击层。可以理解的是，前抗冲击层与背抗冲击层可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料，只要尺寸变化率在许可的范围内即可。

作为一种优选的技术方案，所述基板为铝合金板，所述抗冲击层材料为掺杂有纤维的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

更加优选地，所述纤维为玻璃纤维，所述玻璃纤维与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量比为18～22：100，且玻璃纤维的长度为0.5～6mm且直径≤20μm；或所述纤维为碳纳米管，所述碳纳米管与聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量比为0.1～1：100，所述碳纳米管的直径为10～30nm且长度0.5～50μm。

作为一种优选的技术方案，所述基板包括支撑部和连接部，所述电池层设置于支撑部上方且尺寸小于支撑部，所述背抗冲击层尺寸大于电池层且小于支撑部尺寸，所述前膜层和粘结膜层的尺寸大于支撑部且部分覆盖连接部。