CN110316977A - 一种安全光伏真空玻璃及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
显著优势：散热放置板、热能衰减分散分隔层共同作用，显著降低真空玻璃承受的热量，并使局部几个支撑柱传导的热量，通过分散方式，被分散到大面积内的众多支撑柱后再传导给内平板玻璃，平衡并显著降低内平板玻璃所承受的强烈的局部热胀应力，从而解决现有光伏真空玻璃基板极易产生爆裂，严重影响产品应用、行业发展的瓶颈；太阳能电池所处范围为空气，利于散热；空气层与真空层共同作用，赋予产品优异的综合性能；通过太阳能电池放置口，可方便地更换光伏电池，维护方式简便；多真空层、高厚度真空层共同作用，赋予产品卓越的保温性能、优异的安全可靠性；耐久性是现有产品的数倍以上真正实现与建筑同寿；实现发电、保温、采光、装饰功能与一体，完全满足建筑节能75％及被动式、零能耗建筑对门窗、幕墙、墙体、屋面的综合要求。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电和节能建材生产技术领域，具体涉及一种安全光伏真空玻璃的制作方法及由所述方法制作的一种安全光伏真空玻璃。
背景技术
现有光伏真空玻璃是在两块平行的平板玻璃构成的真空玻璃表面，复合太阳能电池和保护玻璃。存在：1、真空玻璃极易产生爆裂。原因：(1)两块玻璃之间的支撑柱，是厚度仅为0.12mm的不锈钢片，因不锈钢片的导热系数高达17W/m.K，是玻璃导热系数的17-20倍，面层玻璃经受的热能，通过厚度仅0.12mm的不锈钢支撑柱，几乎没有衰减地直接传导到内层玻璃，而没有支撑柱的真空部位又具有优良的保温性能，导致在内层玻璃的支撑柱部位产生强烈的热胀应力；(2)在正常状态下，太阳能电池的热量亦在50℃-80℃，在旁路二极管失效的情况下，局部电池片可产生高达200℃的高温；(3)真空层厚度仅0.12mm，周边又被封接玻璃刚性封接，导致玻璃所产生的热胀变形应力无法释放；(4)高达1×10-1Pa-1× 10-3Pa的真空度，使面层玻璃与内层玻璃本身就要承受巨大的大气压强。现有光伏真空玻璃基板极易产生爆裂，是严重影响产品应用、行业发展的瓶颈。
绿色建筑材料国家重点实验室、中国建筑材料研究总院的多为专家，在“浅谈建筑用光伏玻璃和真空玻璃的结构功能一体化的发展与应用”一文早中指出：光伏电池板“一般在空气流通的露天室外，其温度可以达到50℃-80℃。对于晶体硅电池，由于存在热斑效应，即局部电池片被遮挡时，在旁路二极管失效的情况下，该部分电池片就相当于一个电阻，发热使得温度急剧上升，有时局部温度可达200℃，甚至导致电池片烧坏。”在本发明人所做试验中，测得局部温度达到191℃。
所以，研究能显著降低支撑柱传导给内平板玻璃局部的热量，并使局部几个支撑柱传导的热量，通过分散方式，被分散到大面积内的众多支撑柱后再传导给真空玻璃板体和内平板玻璃，从而平衡并显著降低内平板玻璃所承受的强烈的局部热胀应力的制作方法，是解决现有光伏真空玻璃基板极易产生爆裂，严重影响产品应用、行业发展的当务之急和有效途径。同时，由于真空玻璃为全无机材料，其寿命大于50年，而光伏电池板或光伏电池膜的寿命约 25年，而且，在使用中还会产生局部损坏，所以，产品具有可方便更换光伏电池的优势，对产品应用、发展亦有着重要意义。
发明内容
本发明目的是解决现有光伏真空玻璃，由于真空玻璃本体和内层玻璃支撑柱部位，均产生强烈的难以释放的热胀变形应力，从而导致产生爆裂，严重影响产品应用和行业发展，而提供的一种安全光伏真空玻璃的制作方法及由所述方法制作的一种安全光伏真空玻璃。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：
(1)将支撑柱通过热熔或封接、粘接方法，连接在散热放置板的下表面，形成支撑散热放置板。
(2)在内玻璃表面的相应位置布放柱销，并在内玻璃周边布放10mm-20mm宽的熔化温度为 300℃-450℃的封接边低温封接料。
(3)将热能衰减分散分隔层放置在柱销上，并使热能衰减分散分隔层周边与外玻璃的侧壁之间留有2mm-10mm热胀间隙，用以释放热能衰减分散分隔层受热后的热胀变形应力。
(3)在热能衰减分散分隔层表面的相应位置布放第二层柱销，并使上下柱销和对齐。
(4)将外玻璃放置在第二层柱销上，并使外玻璃8周边与封接边低温封接料的内侧边充分相接。
(5)在外玻璃表面与支撑柱相对应的相应位置，放置熔化温度为300℃-450℃的支撑柱低温封接料，并将支撑散热放置板的支撑柱放置在其上。
(6)将预先成型的保护玻璃的侧壁封接面，放置在内玻璃表面布放的封接边低温封接料上，使支撑散热放置板的周边与保护玻璃的侧壁之间，留有2mm-10mm热胀间隙，使支撑散热放置板与保护玻璃、外玻璃之间留有0.5mm-10mm散热间隙。如此完成材料组放。
(7)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(8)通过在内玻璃表面预设或后开的抽真空孔中的抽真空管，在280℃-300℃氛围中对真空层进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管，实现抽真空孔的气密性封接。
(9)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在散热放置板的表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
进一步的：
(1)在内平板玻璃表面的相应位置布放柱销，并在内平板玻璃周边布放熔化温度为300℃- 450℃的封接边低温封接料。
(2)在柱销上放置真空分隔层，真空分隔层周边下表面与内玻璃周边布放的封接边低温封接料充分相接。
(3)在真空分隔层的相应位置布放第二层柱销，并在真空分隔层周边上表面布放熔化温度为 300℃-450℃的内封接边低温封接料，再在第二层柱销上放置第二层真空分隔层。
(4)在第二层真空分隔层的相应位置布放第三层柱销，并第二层真空分隔层周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料。
(5)将外玻璃放置在第三层柱销上，并使外玻璃与第二层真空分隔层周边上表面布放的内封接边低温封接料充分相接。如此完成材料组放。
(6)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(7)通过穿过并固定在内玻璃和真空分隔层的抽真空管，在280℃-300℃氛围中对真空层1 进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管，实现抽真空孔的气密性封接。
(8)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在散热放置板表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成三层真空层的一种光伏真空玻璃的制作。
进一步的：
(1)在真空分隔层的相应位置布放第二层柱销，并在真空分隔层周边上表面布放熔化温度为 300℃-450℃的内封接边低温封接料。
(2)在第二层柱销上放置热能衰减分散分隔层，使热能衰减分散分隔层周边与外玻璃的侧壁之间留有2mm-10mm热胀间隙，并在热能衰减分散分隔层的相应位置布放第三层柱销。
(3)将外玻璃放置在第三层柱销上，并使外玻璃的侧壁封接面与真空分隔层周边上表面布放的内封接边低温封接料充分相接。如此完成材料组放。
(4)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(5)通过各低温封接料与各相接部位的间隙，在280℃-300℃氛围中对真空层进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化各低温封接料，实现各低温封接料与各相接部位的气密性封接。
(6)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在外玻璃表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
所述一种光伏真空玻璃的保护玻璃与外玻璃之间形成的空腔中，设有架空在空腔中的散热放置板，散热放置板周边与保护玻璃周边设有2mm-10mm热胀间隙。
进一步的，所述散热放置板，是通过柱销与外平板玻璃或保护玻璃相连而架空在空腔中；所述真空层中设有一层或多层，且与封接边之间设有2mm-10mm热胀间隙的热能衰减分散分隔层。
进一步的，所述真空层中设有一层或多层，且与保护玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的真空分隔层。
进一步的，所述真空层中设有一层或多层与保护玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的真空分隔层，设有一层或多层与外玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的热能衰减分散分隔层，所述太阳能电池片或电池膜放置并定位在外玻璃表面。
进一步的，所述散热放置板、热能衰减分散分隔层的表面设有反射层或/和设有应力吸收孔。
进一步的，所述保护玻璃侧壁和/或内玻璃周边，设有安装边或安装槽。
进一步的，所述保护玻璃、外玻璃、内玻璃、散热放置板、热能衰减分散分隔层均为钢化玻璃，形成安全光伏真空玻璃；或所述保护玻璃、内玻璃为钢化玻璃，形成钢化玻璃为安全保护壳的安全给法庭真空玻璃。
本发明的优点在于：
1、散热放置板、热能衰减分散分隔层共同作用，显著降低真空玻璃承受的热量，降低支撑柱传导给内平板玻璃的局部热量，并使局部几个支撑柱传导的热量，通过分散方式，被分散到大面积内的众多支撑柱后再传导给内平板玻璃，从而平衡并显著降低内平板玻璃所承受的强烈的局部热胀应力，从而解决现有光伏真空玻璃基板极易产生爆裂，严重影响产品应用、行业发展的瓶颈。
2、太阳能电池所处范围为空气，利于散热；空气层与真空层共同作用，赋予产品优异的综合性能。
3、通过太阳能电池放置口，可方便地更换光伏电池，维护方式简便。
4、多真空层、高厚度真空层共同作用，赋予产品卓越的保温性能、优异的安全可靠性。
5、耐久性是现有产品的数倍以上，加之维护方式简便，真正实现与建筑同寿。
6、产品应用市场广阔。实现发电、保温、采光、装饰功能与一体，完全满足建筑节能75％及被动式、零能耗建筑对门窗、幕墙、墙体、屋面的综合要求。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图；
图2是实施例二的结构示意图；
图3是实施例三的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图详细说明。
实施例一，根据图一所示：
(1)将支撑柱1通过热熔或封接、粘接方法，连接在散热放置板2的下表面，形成支撑散热放置板3。
(2)在内玻璃4表面的相应位置布放柱销5，并在内玻璃4周边布放10mm-20mm宽的熔化温度为300℃-450℃的封接边低温封接料6。
(3)将热能衰减分散分隔层7放置在柱销5上，并使热能衰减分散分隔层7周边与外玻璃8 的侧壁9之间留有2mm-10mm热胀间隙10，用以释放热能衰减分散分隔层受热后的热胀变形应力。
(3)在热能衰减分散分隔层7表面的相应位置布放第二层柱销5-1，并使上下柱销5和5-1 对齐。
(4)将外玻璃8放置在第二层柱销5-1上，并使外玻璃8周边与封接边低温封接料6的内侧边11充分相接。
(5)在外玻璃8表面与支撑柱1相对应的相应位置，放置熔化温度为300℃-450℃的支撑柱低温封接料12，并将支撑散热放置板3的支撑柱1放置在其上。
(6)将预先成型的保护玻璃13的侧壁封接面16，放置在内玻璃4表面布放的封接边低温封接料6上，使支撑散热放置板3的周边与保护玻璃13的侧壁14之间，留有2mm-10mm热胀间隙15，使支撑散热放置板3与保护玻璃13、外玻璃8之间留有0.5mm-10mm散热间隙。如此完成材料组放。
(7)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(8)通过在内玻璃4表面预设或后开的抽真空孔17中的抽真空管18，在280℃-300℃氛围中对真空层19进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管18，实现抽真空孔17的气密性封接。
(9)通过保护玻璃13侧壁所设的放置口20，将太阳能电池片或电池膜21放置并定位在散热放置板2的表面后，用密封材料22密封放置口20，并使导线23从密封材料22中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
实施例二，根据图二所示：
(1)在内平板4玻璃表面的相应位置布放柱销5，并在内平板4玻璃周边布放熔化温度为300℃-450℃的封接边低温封接料6。
(2)在柱销5上放置真空分隔层24，真空分隔层24周边下表面与内玻璃4周边布放的封接边低温封接料6充分相接。
(3)在真空分隔层24的相应位置布放第二层柱销5-1，并在真空分隔层24周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料6-1，再在第二层柱销5-1上放置第二层真空分隔层24-1。
(4)在第二层真空分隔层24-1的相应位置布放第三层柱销5-2，并第二层真空分隔层24-1周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料6-2。
(5)将外玻璃8放置在第三层柱销5-2上，并使外玻璃8与第二层真空分隔层24-1周边上表面布放的内封接边低温封接料6-2充分相接。如此完成材料组放。
(6)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(7)通过穿过并固定在内玻璃4和真空分隔层24、24-1的抽真空管18，在280℃-300℃氛围中对真空层19进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管18，实现抽真空孔17的气密性封接。
(8)通过保护玻璃13侧壁所设的放置口20，将太阳能电池片或电池膜21放置并定位在散热放置板2表面后，用密封材料22密封放置口20，并使导线23从密封材料22中引出，即完成三层真空层的一种光伏真空玻璃的制作。
实施例三，根据图三所示：
(1)在真空分隔层24的相应位置布放第二层柱销5-1，并在真空分隔层24周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料6-1。
(2)在第二层柱销5-1上放置热能衰减分散分隔层7，使热能衰减分散分隔层7周边与外玻璃8的侧壁9之间留有2mm-10mm热胀间隙10，并在热能衰减分散分隔层7的相应位置布放第三层柱销5-2。
(3)将外玻璃8放置在第三层柱销5-2上，并使外玻璃8的侧壁9封接面25与真空分隔层24周边上表面布放的内封接边低温封接料6-1充分相接。如此完成材料组放。
(4)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(5)通过各低温封接料与各相接部位的间隙，在280℃-300℃氛围中对真空层19进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化各低温封接料，实现各低温封接料与各相接部位的气密性封接。
(6)通过保护玻璃13侧壁14所设的放置口20，将太阳能电池片或电池膜21放置并定位在外玻璃8表面后，用密封材料22密封放置口20，并使导线23从密封材料22中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
上述具体实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，凡在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种安全光伏真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)将支撑柱通过热熔或封接、粘接方法，连接在散热放置板的下表面，形成支撑散热放置板。
(2)在内玻璃表面的相应位置布放柱销，并在内玻璃周边布放10mm-20mm宽的熔化温度为300℃-450℃的封接边低温封接料。
(3)将热能衰减分散分隔层放置在柱销上，并使热能衰减分散分隔层周边与外玻璃的侧壁之间留有2mm-10mm热胀间隙，用以释放热能衰减分散分隔层受热后的热胀变形应力。
(3)在热能衰减分散分隔层表面的相应位置布放第二层柱销，并使上下柱销和对齐。
(4)将外玻璃放置在第二层柱销上，并使外玻璃8周边与封接边低温封接料的内侧边充分相接。
(5)在外玻璃表面与支撑柱相对应的相应位置，放置熔化温度为300℃-450℃的支撑柱低温封接料，并将支撑散热放置板的支撑柱放置在其上。
(6)将预先成型的保护玻璃的侧壁封接面，放置在内玻璃表面布放的封接边低温封接料上，使支撑散热放置板的周边与保护玻璃的侧壁之间，留有2mm-10mm热胀间隙，使支撑散热放置板与保护玻璃、外玻璃之间留有0.5mm-10mm散热间隙。如此完成材料组放。
(7)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(8)通过在内玻璃表面预设或后开的抽真空孔中的抽真空管，在280℃-300℃氛围中对真空层进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管，实现抽真空孔的气密性封接。
(9)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在散热放置板的表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
2.根据权利要求1所述的一种安全光伏真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)在内平板玻璃表面的相应位置布放柱销，并在内平板玻璃周边布放熔化温度为300℃-450℃的封接边低温封接料。
(2)在柱销上放置真空分隔层，真空分隔层周边下表面与内玻璃周边布放的封接边低温封接料充分相接。
(3)在真空分隔层的相应位置布放第二层柱销，并在真空分隔层周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料，再在第二层柱销上放置第二层真空分隔层。
(4)在第二层真空分隔层的相应位置布放第三层柱销，并第二层真空分隔层周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料。
(5)将外玻璃放置在第三层柱销上，并使外玻璃与第二层真空分隔层周边上表面布放的内封接边低温封接料充分相接。如此完成材料组放。
(6)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(7)通过穿过并固定在内玻璃和真空分隔层的抽真空管，在280℃-300℃氛围中对真空层1进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化抽真空管，实现抽真空孔的气密性封接。
(8)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在散热放置板表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成三层真空层的一种光伏真空玻璃的制作。
3.根据权利要求1、2所述的一种安全光伏真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)在真空分隔层的相应位置布放第二层柱销，并在真空分隔层周边上表面布放熔化温度为300℃-450℃的内封接边低温封接料。
(2)在第二层柱销上放置热能衰减分散分隔层，使热能衰减分散分隔层周边与外玻璃的侧壁之间留有2mm-10mm热胀间隙，并在热能衰减分散分隔层的相应位置布放第三层柱销。
(3)将外玻璃放置在第三层柱销上，并使外玻璃的侧壁封接面与真空分隔层周边上表面布放的内封接边低温封接料充分相接。如此完成材料组放。
(4)对完成材料组放的工件进行300℃-450℃的加热，使各低温封接料熔化并将相接部位气密性封接为一体。如此完成工件封接。
(5)通过各低温封接料与各相接部位的间隙，在280℃-300℃氛围中对真空层进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置熔化各低温封接料，实现各低温封接料与各相接部位的气密性封接。
(6)通过保护玻璃侧壁所设的放置口，将太阳能电池片或电池膜放置并定位在外玻璃表面后，用密封材料密封放置口，并使导线从密封材料中引出，即完成一种光伏真空玻璃的制作。
4.根据权利要求1、2所述方法制作的一种安全光伏真空玻璃，由太阳能电池、保护玻璃、内平板玻璃、柱销、外平板玻璃、真空层、封接边组成，其特征在于：所述保护玻璃与外玻璃之间形成的空腔中，设有架空在空腔中的散热放置板，散热放置板周边与保护玻璃周边设有2mm-10mm热胀间隙。
5.根据权利要求1、2、4所述方法制作的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述散热放置板，是通过柱销与外平板玻璃或保护玻璃相连而架空在空腔中；所述真空层中设有一层或多层，且与封接边之间设有2mm-10mm热胀间隙的热能衰减分散分隔层。
6.根据权利要求4、5所述方法制作的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述真空层中设有一层或多层，且与保护玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的真空分隔层。
7.根据权利要求3、5、6所述的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述真空层中设有一层或多层与保护玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的真空分隔层，设有一层或多层与外玻璃侧壁之间设有2mm-10mm热胀间隙的热能衰减分散分隔层，所述太阳能电池片或电池膜放置并定位在外玻璃表面。
8.根据权利要求4-7所述的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述散热放置板、热能衰减分散分隔层的表面设有反射层或/和设有应力吸收孔。
9.根据权利要求4-8所述的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述保护玻璃侧壁和/或内玻璃周边，设有安装边或安装槽。
10.根据权利要求4-9所述的一种安全光伏真空玻璃，其特征在于：所述保护玻璃、外玻璃、内玻璃、散热放置板、热能衰减分散分隔层均为钢化玻璃，形成安全光伏真空玻璃；或所述保护玻璃、内玻璃为钢化玻璃，形成一种安全光伏真空玻璃。
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