本发明专利技术公开了一种支撑和/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％。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种支撑和/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％。本专利技术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。【专利说明】一种用于支撑光伏太阳能模块的构件
本专利技术涉及光伏模块的组成构件。
技术介绍
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(RM)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?IOOOOpsi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。W02008/060539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。
技术实现思路
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。本专利技术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。本专利技术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)。本专利技术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。本专利技术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。在一方面，本专利技术公开了一种用于支撑和/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，所述塑料为聚氨酯，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维及其任意混合物，所述纤维的重量为构件总重量的约30% -95%。本专利技术公开的构件可通过拉挤工艺制备，且所述构件的轴向拉伸模量为至少20000N/mm2，轴向弯曲模量为至少20000N/mm2，表面电阻为至少1Χ1014Ω且轴向热膨胀系数α最大为20Χ10—7Κ(温度范围-20°C至100°C )，密度为至少1500kg/m3。在另一方面,本专利技术还公开了一种光伏模块,包括前板，背板，位于其中的至少一个光伏电池，封装材料以及用于支撑和/或保护光伏模块的构件。在又一方面，本专利技术还公开了一种制备用于支撑光伏模块的构件的方法，包括用拉挤的工艺生产型材，所述型材包括贯穿轴向的纤维和作为基质的塑料；将所述型材切割成适当的尺寸和形状；并且将切割后的型材固定连接在光伏模块上。其中，所述塑料为聚氨酯；所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维及其任意混合物；且所述构件的轴向拉伸模量为至少20000N/mm2，轴向弯曲模量为至少20000N/mm2，表面电阻为至少I X IO14 Ω且轴向热膨胀系数α最大为20Χ10—7Κ(温度范围-20°C至100°C )，密度为至少1500kg/m3。【专利附图】【附图说明】图1示意性地显示了一种通过拉挤工艺制备的纤维增强复合材料的截面图。图2示意性地显示了一种通过拉挤工艺制备的型材的截面图。【具体实施方式】本专利技术公开的用于支撑和/或保护光伏模块的构件是由纤维增强的复合材料制成的。该复合材料一般由拉挤工艺制备。在拉挤工艺中，纤维应该具有足够的长度穿过至少一个树脂浸润盒，可选择的定型模具，至少一个树脂固化区，并将穿出的一端连接在一个能够产生拉力的装置上。通常加热树脂固化区使树脂在其中凝胶化并固化。拉挤工艺能够连续产生具有相同的同向强度的型材，并且该型材的形状，纤维在其中的含量和分布情况都可以通过调节工艺参数，例如模具的设计来实现。图1示意性地显示了一种通过拉挤工艺制备的纤维增强复合材料的截面图，包括位于中心沿轴向(垂直于纸面方向)伸展的纤维101和环绕在其周围的作为基质的塑料102。除了图1所示意的方式，也可以使用多层的相同或不同的纤维，浸润在一种或多种不同的树脂中。制成的型材可按需要切割成适当的长度。拉挤工艺的细节在本领域中是公知的，例如美国专利US3，960，629和US5，617，692，它们公开的全部内容都以引用的方式并入本文作为参考。缠绕-拉挤工艺也可用来生产本专利技术的型材。纤维在拉挤工艺中被拉伸的方向即为纤维方向，此方向也被定义为所得型材的轴向，和由此制得的构件的轴向。与轴向垂直的方向定义为型材或构件的横向。在安装光伏模块时，起支撑和/或保护作用的构件的轴向一般与光伏模块的边缘大致平行。本专利技术中的纤维可以是单束的，辫状束的，交织或非交织的以及单层或多层的毡状结构和它们的任意组合。虽然单条的纤维有可能产生断裂或不连续的情况，但作为整体，纤维是贯穿型材的轴向的。为了达到需要的机械强度，本专利技术中的纤维应该至少包括玻璃纤维，碳纤维，金属纤维或其任意混合物。其它适合添加的纤维还包括聚酯纤维，天然纤维，聚酰胺纤维，尼龙纤维，或其任意混合物。优选的纤维是玻璃纤维，碳纤维，更优选玻璃纤维。在本专利技术的构件中，纤维的重量占构件总重量的约30%~95%，或约50%~90%，优选为约75%~85%。这样的构件能够满足本专利技术的目的，并且具有下列的宏观参数:轴向拉伸模量，平行于纤维方向并采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于支撑光伏模块的构件，所述构件包括贯穿构件轴向的纤维和作为基质的塑料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周志平，艾斌，陈湛，
申请(专利权)人：拜耳材料科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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