[发明专利]一种屋面光伏瓦及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏建筑一体化和光伏建材领域，特别涉及一种集防火、防水、装饰和光伏发电多种功能为一体的屋面光伏瓦及其制备方法。

背景技术

光伏建筑一体化（BIPV）正成为光伏技术最有前景的应用领域，建筑屋面因具有理想的采光面，可供安装光伏产品，因此成为光伏建筑一体化推广应用的首选。美国、欧盟、日本等发达国家相继推出了太阳能金屋顶计划，我国政府也将屋顶发电作为光伏应用市场的推手，出台了一系列政策来大力推广。能与建筑屋面有机融合在一起，并成为建筑屋面不可分割的一部分的建材型光伏产品，已成为世界各国竞相研究开发的新领域。传统的屋面光伏系统属于光伏系统附着建筑技术（BAPV），其是在建筑建成后，将光伏板等通过金属支架固定在建筑屋面，这种支架型光伏系统是后期附着在建筑物上，该附加系统因不是和建筑物同时设计、同时施工，同时安装，因此在实际应用中会出现增加建筑物荷载、破坏建筑已有防水、保温层、在风揭作用下出现安全隐患和破坏建筑整体美观等缺陷。为克服上述问题，使建材与光伏产品能有机统一的完美融合，实现真正意义上的光伏建筑一体化，开发具有建材和光伏发电双重功能的光伏产品显得尤为重要，因此，目前，将光伏电池组件与传统屋面瓦结合在一起的光伏瓦，是目前研究开发的热点。如中国专利CN1680673一种光伏发电瓦片，在瓦片基板的正面固定有快速电缆连接座和晶硅板光伏发电组件，瓦片基板的正面边缘处设有上下向的防水槽。又如CN2788357屋面太阳能光伏电池装置，其包括晶硅光伏电池玻璃板和瓦体，该光伏电池玻璃板覆盖于瓦体表面，在瓦体的一端设有凸起的爪，两侧设有可彼此扣合的企口。上述两个专利都是将晶硅光伏玻璃板以各种形式固定在传统的波浪型瓦上，再将瓦安装于屋面上，这种光伏瓦存在以下缺点，一是其采用的晶硅电池光伏瓦对太阳光强度和角度要求很高，因此对安装部位和角度都有严格的要求；二是此种光伏玻璃板与瓦的结合形式破坏了波浪瓦的装饰效果，影响了建筑的整体美观。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种与屋面瓦完全融为一体的屋面光伏瓦，具有结构简单、成本低、制作工艺简便、防火、防水、装饰和光伏发电一体化等优点。

本发明的目的是改变已有光伏瓦用晶硅光伏电池玻璃板作为光伏发电板的形式，充分发挥非晶硅等柔性太阳能光伏薄膜电池组件柔韧性强和透明性好的技术特点，通过将非晶硅等柔性太阳能光伏薄膜电池用高分子聚合物胶粘接于带有波浪起伏感的陶瓷瓦、粘土瓦和琉璃瓦等表面，在工厂内生产出具各种复杂造型，既能实现光伏发电又能保持建筑屋面瓦型状和颜色的光伏屋面瓦。

一种屋面光伏瓦，包括屋面瓦基材和光伏装饰层，所述光伏装饰层通过粘结剂与所述屋面瓦基材的曲形表面粘结成一体结构。

本发明所述的屋面光伏瓦，其中所述屋面瓦基材为粘土瓦、陶瓷瓦、金属瓦、琉璃瓦或水泥瓦；在所述屋面瓦基材上涂覆有高分子聚合物界面剂，所述高分子聚合物界面剂由醋酸乙烯-乙烯乳液制成。

高分子聚合物界面剂由醋酸乙烯-乙烯乳液制成。具有超强的粘接力，优良的耐水性，耐老化性。用其涂覆于屋面瓦基材表面，解决了由于瓦基材表面吸水性强或光滑引起界面不易粘接，基材表面与光伏装饰层之间易空鼓、开裂、剥落等问题。

本发明所述的屋面光伏瓦，其中所述光伏装饰层由里至外依次包括柔性薄膜电池组件、膜层和涂料层。

本发明所述的屋面光伏瓦，其中所述柔性薄膜电池组件是在塑料等可弯曲的柔性衬底上采用沉积透明导电膜制备的薄膜电池，为非晶硅柔性太阳能薄膜电池、铜铟钾硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、染料敏化电池或有机薄膜电池。

本发明所述的屋面光伏瓦，其中所述膜层为含氟TPT聚酯膜或乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）膜，厚度为250um，主要起防水、隔离的作用；所述粘结剂为西卡单组分高模量聚氨酯密封胶粘剂；其中所述柔性薄膜电池组件是在塑料等可弯曲的柔性衬底上采用沉积透明导电膜制备的薄膜电池。所述柔性薄膜太阳能电池包括：非晶硅柔性太阳能薄膜电池、铜铟钾硒薄膜太能能电池（CIGS）、碲化镉薄膜太阳能电池（CdTe),染料敏化太阳能电池（DSC）和有机薄膜太阳能电池。

所述涂料层由具有自洁防污染功能的、粒径为纳米级的有机硅丙烯酸涂料或氟碳涂料涂覆而成，厚度为30～70um，主要起到自洁、防污染作用，该涂料可有效避免粉尘、雾霾等污染物降低太阳能电池的光电转换效率。