CN103595343B - 一种防眩光太阳能电池组件及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防眩光太阳能电池组件，解决了现有太阳能电池组件整体质量大，安装不便，易产生眩光及光污染，会降低组件功率的问题，它包括设置在顶层的ETFE前板及设置在底层的玻璃背板，所述ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片，各列太阳能电池片通过焊带串联构成电池串，电池串之间通过汇流条相连构成太阳能电池矩阵，所述ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层，所述ETFE前板表面设有散射槽，所述散射槽纵横交叉呈网格结构。本发明具有整体质量轻，能降低眩光效果，减少光污染，转换效率高等有益效果。本发明还公开了一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，该制备工艺步骤简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件，尤其是涉及一种防眩光太阳能电池组件及其制备工艺。
背景技术
目前，常规双层玻璃太阳能电池组件从上往下依次由玻璃前板、热熔胶膜、太阳能电池片、导电铜带、热熔胶膜、背板构成，这种传统的双层玻璃太阳能组件可广泛应用于光伏建筑一体化，作为遮阳顶、幕墙、天窗等建筑结构，在保证美观和节省成本的同时又可为建筑本身提供电力。但在常规的双层玻璃太阳能电池组件使用上发现了一些问题：1、由于常规双层玻璃太阳能电池组件正面采用的是平板玻璃，光线在组件正面会有部分直接反射掉，影响光的吸收，导致组件功率损失；2、由于常规双层玻璃太阳能电池组件正反两面都为平板玻璃组成，表面的玻璃前板会形成镜面反射，从而使太阳能电池组件在使用过程中会产生眩光效果及光污染；3、常规双层玻璃太阳能电池组件由于前板与背板都为玻璃组成，因此整块组件的质量较大，在安装上存在困难；4、玻璃前板易附着灰尘等杂质颗粒，影响光通量。
申请公布号CN102569459A，申请公布日2012.7.11的中国专利公开了一种防眩光晶体硅光伏组件，包括设置在顶层的防眩光钢化玻璃和设置在底层的背材，所述防眩光钢化玻璃和背材之间设置有EVA胶膜，EVA胶膜中间设置有晶体硅太阳能电池片，所述晶体硅太阳能电池片通过导电铜带串接，且串与串之间采用互联条和引出线与设置在外部的接线盒连接。该防眩光晶体硅光伏组件的防眩光原理是在顶层的钢化玻璃表面设置花纹，该花纹是倒金字塔六角形，为凹形结构，呈六边形方形排列，其表层材料也就是前板依然是钢化玻璃，使得整块组件的质量较大，造成整块组件安装非常困难；其次，玻璃上倒金字塔六角形的花纹加工非常困难，且加工成本非常高，而该眩光晶体硅光伏组件为防止积灰，花纹的目数限定为32目，花纹与花纹之间的间隔为0.12mm，这进一步增加了加工难度。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的太阳能电池组件整体质量大，安装不便，易产生眩光及光污染，会降低组件功率的问题，提供了一种结构简单，整体质量轻，能降低太阳能电池组件表面反射光线的反射强度，降低眩光效果，减少光污染，转换效率高的防眩光太阳能电池组件。
本发明还提供了一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，该制备工艺步骤简单，成本低。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防眩光太阳能电池组件，包括设置在顶层的ETFE前板及设置在底层的玻璃背板，所述ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片，各列太阳能电池片通过焊带串联构成电池串，电池串之间通过汇流条相连构成太阳能电池矩阵，所述ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层，所述ETFE前板表面设有散射槽，所述散射槽纵横交叉呈网格结构。本发明中的前板采用ETFE材料制成，ETFE材料非常轻，ETFE材料的重量大约只为同体积的超白钢化玻璃质量的百分之一，其次，ETFE材料透光率高，超白钢化玻璃的紫外截止波长一般为380nm，透光率为90~92%，而ETFE材料的透光率为95~97%，紫外截止波长一般为300nm，因此，ETFE材料相对于超白钢化玻璃有更好的透光率和更低的紫外截止波长，同样条件下可以透过更多的光能，使电池片受光更多，可提高电池的转换效率，而且，ETFE材料表面无孔光滑，灰尘、雨水及雪等污垢不会积存，更为重要的是，ETFE材料与热熔胶层间的结合强度高，不易脱开；本发明中ETFE前板的表面设有纵横交叉呈网格结构的散射槽，散射槽能使反射的光线发生漫反射，从而消除了眩光效果与光污染，同时散射槽还能使反射的部分光线发生折射再次进入电池，从而提高电池的转换率，最重要的是，散射槽能起到缓冲腔的作用，当ETFE前板瞬间受到较大的外力作用时（如遭受冰雹打击等），ETFE前板上受力处的ETFE材料会向四周挤压产生形变（发生凹陷），而散射槽可有效分散ETFE前板所受到的作用力，有效避免ETFE前板发生凹陷。
作为优选，所述散射槽截面呈U形。
作为优选，所述散射槽的宽度为0.5~1mm，深度为0.2~0.4mm，相邻散射槽之间的间隔为2~4mm。散射槽宽度、深度及相邻散射槽之间的间隔过大或过小，均会影响使用效果，也就是防眩光效果差，同时散射槽宽度、深度及相邻散射槽之间的间隔过小，也不利于散射槽的设置。
作为优选，所述ETFE前板厚度为3~5mm。由于ETFE前板位于顶层，厚度太薄，结构强度不够，在受到外力的作用下易造成其下层的硅片造成破裂，同时过薄的厚度也不利于散光槽的设置，而且在层压时极易发生褶皱与位移，而ETFE前板厚度过大，则成本上升。
作为优选，所述热熔胶层为EVA层。
一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：
（a）将太阳能电池片通过焊带焊连构成电池串，再将电池串之间通过汇流条焊连构成太阳能电池矩阵，汇流条引出正、负极。焊带、汇流条一般为铜带，先对电池片进行正面焊接，再进行背面串接使同一列电池片串联构成电池串，电池片数量根据实际需要可进行调整，电池串可根据实际需求通过汇流条进行串联或并联，正面焊接、背面串接均为本技术领域的常规步骤，故不在此赘述。
（b）将网格布、ETFE前板、热熔胶层、太阳能电池矩阵、热熔胶层、玻璃背板按照从上往下的顺序敷设。
（c）将敷设好的组件放入压层机进行层压。层压时，ETFE前板受热软化，网格布则会嵌入ETFE前板，起到凸模的作用，同时网格布还具有定型的作用，防止层压时ETFE前板产生褶皱和位移，本发明中的ETFE前板厚度达3~5mm，厚度较厚，在层压过程中ETFE前板表面会产生褶皱，因此现在应用于太阳能电池组件上的都是厚度在0.3mm以下的ETFE膜，而网格布在层压时会嵌入ETFE前板表面，正好起到骨架和模板的作用，抑制ETFE前板表面产生褶皱和发生位移，有效解决了层压过程中ETFE前板表面会产生褶皱与位移的问题。
（d）待层压后的组件冷却、固化后，揭下网格布，在ETFE前板表面形成纵横交叉呈网格结构的散射槽，最后将组件装上边框，将留出的正、负极接入接线盒，即得防眩光太阳能电池组件。冷却后直接揭下网格布便在ETFE前板表面形成散射槽，操作步骤十分简单。
作为优选，网格布的网孔大小为2×2~4×4mm，网格布上网线的宽度为0.5~1mm，网格布上网线的厚度为0.2~0.4mm。层压后，网孔的大小即为相邻散射槽之间的间隔，网格布上网线的宽度即为散射槽的宽度，网格布上网线的厚度即为散射槽的深度。
作为优选，所述ETFE前板厚度为3~5mm。
作为优选，层压的工艺条件为：层压温度为135~150℃，层压时间为15~30min。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）前板采用ETFE材料制成，质轻，降低了太阳能电池组件的整体重量，便于安装，且具有更好的透光率，使电池片受光更多，可提高电池的转换效率，表面还不易积存污垢；
（2）ETFE前板表面设有散射槽，能使反射的光线发生漫反射，从而消除了眩光效果与光污染，同时散射槽还能使反射的部分光线发生折射再次进入电池，从而提高电池的转换率，降低太阳能电池组件的功率损失；
（3）散射槽能起到缓冲腔的作用，可有效分散ETFE前板所受到的作用力，有效避免ETFE前板发生凹陷；
（4）散射槽在层压过程中通过网格布压制成型，工艺步骤十分简单，而且成本低。
附图说明
图1是本发明中ETFE前板的一种俯视图。
图2 是本发明的一种剖面图。
图中：ETFE前板1，热熔胶层2，太阳能电池片3，玻璃背板4，焊带5，汇流条6，散射槽7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，其中，ETFE前板购自日氟荣高分子材料有限公司，型号为ETFE25C。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
一种防眩光太阳能电池组件，包括设置在顶层，厚度为3mm的ETFE前板1及设置在底层的玻璃背板4，ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片3，各列太阳能电池片通过焊带5串联构成电池串，电池串之间通过汇流条6相连构成太阳能电池矩阵，ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层2，热熔胶层为EVA层，ETFE前板表面开有截面呈U形的散射槽7，散射槽的宽度为0.5mm，深度为0.2mm，相邻散射槽之间的间隔为2mm，散射槽纵横交叉呈网格结构。
一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：
（a）将根据性能参数分类好的太阳能电池片根据使用要求通过焊带焊连构成电池串，再将电池串之间通过汇流条焊连构成太阳能电池矩阵，汇流条引出正、负极。
（b）将网格布、ETFE前板、热熔胶层、太阳能电池矩阵、热熔胶层、玻璃背板按照从上往下的顺序敷设，其中网格布的网孔大小为2×2mm，网格布上网线的宽度为0.5mm，网格布上网线的厚度为0.2mm。
（c）将敷设好的组件放入压层机进行层压，层压温度为135℃，层压时间为15min。
（d）待层压后的组件冷却、固化后，揭下网格布，ETFE前板表面形成纵横交叉呈网格结构的散射槽（见图1），最后将组件装上边框，将留出的正、负极接入接线盒，即得防眩光太阳能电池组件（见图2）。
对比例1
本对比例中防眩光太阳能电池组件的结构及制备工艺与实施例1相比，不同之处在于用超白钢化玻璃代替ETFE前板，其余完全相同。
实施例2
一种防眩光太阳能电池组件，包括设置在顶层，厚度为4mm的ETFE前板1及设置在底层的玻璃背板4，ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片3，各列太阳能电池片通过焊带5串联构成电池串，电池串之间通过汇流条6相连构成太阳能电池矩阵，ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层2，热熔胶层为EVA层，ETFE前板表面开有截面呈U形的散射槽7，散射槽的宽度为0.7mm，深度为0.3mm，相邻散射槽之间的间隔为3mm，散射槽纵横交叉呈网格结构。
一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：
（a）将根据性能参数分类好的太阳能电池片根据使用要求通过焊带焊连构成电池串，再将电池串之间通过汇流条焊连构成太阳能电池矩阵，汇流条引出正、负极。
（b）将网格布、ETFE前板、热熔胶层、太阳能电池矩阵、热熔胶层、玻璃背板按照从上往下的顺序敷设，其中网格布的网孔大小为3×3mm，网格布上网线的宽度为0.7mm，网格布上网线的厚度为0.3mm。
（c）将敷设好的组件放入压层机进行层压，层压温度为140℃，层压时间为25min。
（d）待层压后的组件冷却、固化后，揭下网格布，ETFE前板表面形成纵横交叉呈网格结构的散射槽（见图1），最后将组件装上边框，将留出的正、负极接入接线盒，即得防眩光太阳能电池组件（见图2）。
对比例2
本对比例中防眩光太阳能电池组件的结构及制备工艺与实施例2相比，不同之处在于用超白钢化玻璃代替ETFE前板，其余完全相同。
实施例3
一种防眩光太阳能电池组件，包括设置在顶层，厚度为5mm的ETFE前板1及设置在底层的玻璃背板4，ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片3，各列太阳能电池片通过焊带5串联构成电池串，电池串之间通过汇流条6相连构成太阳能电池矩阵，ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层2，热熔胶层为EVA层，ETFE前板表面开有截面呈U形的散射槽7，散射槽的宽度为1mm，深度为0.4mm，相邻散射槽之间的间隔为4mm，散射槽纵横交叉呈网格结构。
一种防眩光太阳能电池组件的制备工艺，包括以下步骤：
（a）将根据性能参数分类好的太阳能电池片根据使用要求通过焊带焊连构成电池串，再将电池串之间通过汇流条焊连构成太阳能电池矩阵，汇流条引出正、负极。
（b）将网格布、ETFE前板、热熔胶层、太阳能电池矩阵、热熔胶层、玻璃背板按照从上往下的顺序敷设，其中网格布的网孔大小为4×4mm，网格布上网线的宽度为1mm，网格布上网线的厚度为0.4mm。
（c）将敷设好的组件放入压层机进行层压，层压温度为150℃，层压时间为30min。
（d）待层压后的组件冷却、固化后，揭下网格布，ETFE前板表面形成纵横交叉呈网格结构的散射槽（见图1），最后将组件装上边框，将留出的正、负极接入接线盒，即得防眩光太阳能电池组件（见图2）。
对比例3
本对比例中防眩光太阳能电池组件的结构及制备工艺与实施例3相比，不同之处在于用超白钢化玻璃代替ETFE前板，其余完全相同。
对各实施例与对比例得到的防眩光太阳能电池组件进行前板透光率及功率测试，得到的结果如表1所示，其中，组件功率损失（%）=（理论功率－实际功率）/理论功率×100%。
表1 各实施例与对比例的防眩光太阳能电池组件前板透光率及组件功率损失
| 项目 | 前板透光率（%） | 组件功率损失（%） |
| 实施例1 | 96.2 | 3.4 |
| 对比例1 | 90.8 | 4.5 |
| 实施例2 | 95.8 | 3.5 |
| 对比例2 | 91.1 | 5 |
| 实施例3 | 97.1 | 3.1 |
| 对比例3 | 90.2 | 5.1 |
从表1可以明显看出，本发明的防眩光太阳能电池组件前板透光率更高，组件损失功率低，因此本发明具有更高的输出功率，电池的转换效率高。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种防眩光太阳能电池组件，其特征在于，包括设置在顶层的ETFE前板（1）及设置在底层的玻璃背板（4），所述ETFE前板厚度为3~5mm，ETFE前板与玻璃背板之间设有太阳能电池片（3），各列太阳能电池片通过焊带（5）串联构成电池串，电池串之间通过汇流条（6）相连构成太阳能电池矩阵，所述ETFE前板与太阳能电池片、太阳能电池片与玻璃背板之间均设有热熔胶层（2），所述ETFE前板表面设有散射槽（7），所述散射槽纵横交叉呈网格结构，散射槽的宽度为0.5~1mm，深度为0.2~0.4mm，相邻散射槽之间的间隔为2~4mm。
2.根据权利要求1所述的一种防眩光太阳能电池组件，其特征在于，所述散射槽截面呈U形。
3.根据权利要求1所述的一种防眩光太阳能电池组件，其特征在于，所述热熔胶层为EVA层。
4.一种如权利要求1所述的防眩光太阳能电池组件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（a）将太阳能电池片通过焊带焊连构成电池串，再将电池串之间通过汇流条焊连构成太阳能电池矩阵，汇流条引出正、负极；
（b）将网格布、ETFE前板、热熔胶层、太阳能电池矩阵、热熔胶层、玻璃背板按照从上往下的顺序敷设；
（c）将敷设好的组件放入压层机进行层压；
（d）待层压后的组件冷却、固化后，揭下网格布，在ETFE前板表面形成纵横交叉呈网格结构的散射槽，最后将组件装上边框，将留出的正、负极接入接线盒，即得防眩光太阳能电池组件。
5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，网格布的网孔大小为2×2~4×4mm，网格布上网线的宽度为0.5~1mm，网格布上网线的厚度为0.2~0.4mm。
6.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，所述ETFE前板厚度为3~5mm。
7.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，层压的工艺条件为：层压温度为135~150℃，层压时间为15~30min。
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