一种轻质高强度光伏组件及其制备方法技术

技术编号:26261645 阅读:51 留言:0更新日期:2020-11-06 17:58
本发明专利技术涉及一种轻质高强度光伏组件及其制备方法。该轻质高强度光伏组件从上之下依次包括:前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板;通过将所述前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板进行高温高压真空热压成型,形成所述光伏组件;所述聚合物增强层用于增强光伏组件的强度。本发明专利技术通过降低光伏组件前板玻璃的厚度和在光伏组件结构中增加一层轻质高强聚合物增强层,以在降低光伏组件重量的同时,使其具有很高的强度,从而能很好地满足IEC标准中的风载、雪载和冰雹的认证要求。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强度光伏组件及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
,具体涉及一种轻质高强度光伏组件及其制备方法。
技术介绍
随着人们环保意识的日益提升,以及众多国家对于化石能源燃烧气体排放限制政策的实施,使得以太阳能发电为代表的可再生能源发展迅速,尤其是近年来光伏行业在我国的迅猛发展,使得太阳能发电越来越为大众所熟知,目前,太阳能发电已经进入到平价上网年代。常见的以晶硅太阳能电池作为发电核心的光伏组件的基本单元从上至下一次包括玻璃前板、封装胶膜、太阳能晶硅电池、封装胶膜、以及太阳能电池背膜五部分经高温层压而成的类三明治结构;这种太阳能光伏组件为了保证其本身强度和户外安全,通常会使用一块厚度相对较厚(约3.2mm)的钢化玻璃作为前板,而钢化玻璃相对较重,这样就使得光伏组件重量剧增,限制了其在屋顶分布式和其他民用场景下的使用。同时,从市场信息了解到,西欧和北欧国家的劳工保护法律较完善,法律对于光伏组件安装工人规定单人手持组件重量不能超过23公斤,当前大多数的大版型光伏组件的重量都超过了23公斤。因此,降低光伏组件重量势在必行。为了降低光伏组件的重量,一种可行的技术路线是将前板玻璃减薄,同时使用重量相对较轻的小型金属边框,但这种技术方案带来了新的问题,即光伏组件的雪载和风载测试不能达到设计规范。究其原因,主要是由于减薄前板玻璃和使用小型金属边框后带来的组件强度不够。基于此,研制一种质量轻,强度高的光伏组件十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种轻质高强度光伏组件及其制备方法。本专利技术的一种轻质高强度光伏组件,所述光伏组件从上之下依次包括:前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板;通过将所述前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板进行高温高压真空热压成型,形成所述光伏组件;所述聚合物增强层采用可卷曲的连续的软质材料、不连续的软质材料或粉末材料中的一种或任几种经加热硬化而成,其用于增强光伏组件的强度;所述前板玻璃的厚度为1.5-2.5mm。本专利技术提供的一种轻质高强度光伏组件,还包括如下附属技术方案:其中,所述可卷曲的连续的软质材料包括纤维织布、熔喷布或无纺布中的一种或任几种的组合,所述不连续的软质材料包括长纤维、短切纤维或纤维研磨物中的一种或任几种的组合,所述粉末材料为热固性粉末。其中,所述热固性粉末包括以热固性聚酯、热固性聚丙烯酸、热固性环氧树脂、热固性聚氨酯、热固性聚酰胺中一种或任几种为主体树脂,并添加固化剂、助剂和耦合剂,经过后加工、造粒、研磨而成的高分子粉末材料。其中,所述热固性粉末的粒径为10-200μm。其中,所述纤维织布、长纤维、短切纤维和纤维研磨物中的纤维包括玻璃纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维和石墨纤维中的一种或任几种的组合;所述纤维织布、长纤维、短切纤维和纤维研磨物中的纤维的单位克重为40-600g/m2。其中,所述光伏组件还包括第三封装胶膜;所述第三封装胶膜设置于所述聚合物增强层与光伏背板之间。其中,所述第一封装胶膜、第二封装胶膜、以及第三封装胶膜的制作材料均包括聚烯烃和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中,醋酸乙烯的质量百分比为20-22%。其中,聚烯烃胶膜包括:聚烯烃树脂100份、交联剂0.5-1.0份、偶联剂0.1-1.0份、防老化助剂0.1-1.0份、抗氧化助剂0.1-0.3份;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、光吸收剂0.2-0.4份、光稳定剂0.08-0.12份、抗氧化剂0.15-0.3份、以及固化剂1.45-1.55份。其中,所述光伏背板的制作材料包括PVF、PET、或PVFD中的一种或任几种的组合;所述前板玻璃的厚度为1.5-2.5mm。其中,所述光伏背板上靠近所述聚合物增强层的一侧设置有涂层;和/或,所述光伏背板上远离所述聚合物增强层的一侧设置有涂层。其中,所述光伏背板上靠近所述聚合物增强层的一侧设置有金属薄膜、金属镀膜或无机镀膜,所述金属薄膜、金属镀膜或无机镀膜的表面设置有涂层。其中,所述光伏背板上远离所述聚合物增强层的一侧设置有涂层,所述涂层上设置有网格涂层。本专利技术还提供了一种轻质高强度光伏组件的制备方法,该方法包括如下步骤:S1、制备聚合物增强层预制品;S2、制备封装胶膜;S3、按从上到下的顺序依次铺设前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层预制品和光伏背板;S4、将铺设完毕的整体结构放置于已预热的层压机内,在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下,加热5-30min,进行层压;S5、后加工处理。其中,在步骤S1中,所述制备聚合物增强层预制品包括:将热固性粉末置于温度为80-130℃的工况下,加热1-10min,进行熔融,并冷却,形成所述聚合物增强层预制品;或,将纤维织布、喷布、纺布、短切纤维、或纤维研磨物中的一种或任几种的组合物置于温度为80-130℃的工况下,加热1-10min,进行熔融,并冷却,形成所述聚合物增强层预制品;或,将热固性粉末铺设在纤维织布、喷布、纺布、短切纤维、或纤维研磨物中的一种或任几种的组合物上,并置于80-130℃的工况下,加热1-10min,进行熔融,并冷却,形成所述聚合物增强层预制品。其中,在步骤S2中,所述制备封装胶膜包括:将不连续的软质材料和/或粉末材料添加到聚烯烃和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中,在混料机中混合均匀,经挤出机挤出后压花、定型处理,制备得到所述的封装胶膜;或,将聚烯烃和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在混料机中混合均匀,经挤出机挤出后,涂布在可卷曲的连续的软质材料一侧或两侧,经压花、定型处理后,形成所述封装胶膜。本专利技术的实施包括以下技术效果:本专利技术提供的一种轻质高强度光伏组件,通过降低光伏组件前板玻璃的厚度和在光伏组件结构中增加一层轻质高强聚合物增强层,以在降低光伏组件重量的同时,使其具有很高的强度,从而能很好地满足IEC标准中的风载、雪载和冰雹的认证要求;同时,本专利技术中的光伏组件通过采用聚合物增强层代替传统的背板玻璃来封装电池串,从而不仅使得本专利技术的光伏组件的重量和封装工艺要求降低,同时还能使本专利技术的光伏组件达到100%的封装,这是由于相较于玻璃来说,聚合物增强层看以看作是柔性材料,因此,其可以满足100%的封装。再者,本专利技术改变了现有技术中单纯依靠前板玻璃形成整个光伏组件的支撑结构,本专利技术依靠前板玻璃与聚合物增强层结合,形成对光伏组件的立体支撑结构,从而使得减少前板玻璃的厚度成为可能,同时能够整体降低整个光伏组件的单位面积重量,为今后大尺寸构件创造了条件,另外,本专利技术中的光伏组件也容易满足西方发达国家职工劳动保护方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质高强度光伏组件,其特征在于,所述光伏组件从上之下依次包括:/n前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板;/n通过将所述前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板进行高温高压真空热压成型,形成所述光伏组件;/n所述聚合物增强层采用可卷曲的连续的软质材料、不连续的软质材料或粉末材料中的一种或任几种经加热硬化而成;/n所述前板玻璃的厚度为1.5-2.5mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强度光伏组件,其特征在于,所述光伏组件从上之下依次包括:
前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板;
通过将所述前板玻璃、第一封装胶膜、电池串、第二封装胶膜、聚合物增强层和光伏背板进行高温高压真空热压成型,形成所述光伏组件;
所述聚合物增强层采用可卷曲的连续的软质材料、不连续的软质材料或粉末材料中的一种或任几种经加热硬化而成;
所述前板玻璃的厚度为1.5-2.5mm。


2.根据权利要求1所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
所述可卷曲的连续的软质材料包括纤维织布、熔喷布或无纺布中的一种或任几种的组合,所述不连续的软质材料包括长纤维、短切纤维或纤维研磨物中的一种或任几种的组合,所述粉末材料为热固性粉末。


3.根据权利要求2所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
所述热固性粉末包括以热固性聚酯、热固性聚丙烯酸、热固性环氧树脂、热固性聚氨酯、热固性聚酰胺中一种或任几种为主体树脂,并添加固化剂、助剂和耦合剂,经过后加工、造粒、研磨而成的高分子粉末材料。


4.根据权利要求3所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
所述热固性粉末的粒径为10-200μm。


5.根据权利要求2所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
所述纤维织布、长纤维、短切纤维和纤维研磨物中的纤维包括玻璃纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、碳纤维和石墨纤维中的一种或任几种的组合;
所述纤维织布、长纤维、短切纤维和纤维研磨物中的纤维的单位克重为40-600g/m2。


6.根据权利要求1-5任一项所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,所述光伏组件还包括第三封装胶膜;
所述第三封装胶膜设置于所述聚合物增强层与光伏背板之间。


7.根据权利要求6所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
所述第一封装胶膜、第二封装胶膜、以及第三封装胶膜的制作材料均包括聚烯烃和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中,醋酸乙烯的质量百分比为20-22%。


8.根据权利要求7所述的轻质高强度光伏组件,其特征在于,
聚烯烃胶膜包括:聚烯烃树脂100份、交联剂0.5-1.0份、偶联剂0.1-1.0份、防老化助剂0.1-1.0份、抗氧化助剂0.1-0.3份;
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100份、光吸收剂0.2-0.4份、光稳定剂0.08-0.12份、抗氧化剂0.15-0.3份、以及固化剂1.45-1.55份。
...

【专利技术属性】
技术研发人员:林建伟张付特赵磊邓如华宋金帅吴韦余艺华
申请(专利权)人:苏州中来光伏新材股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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