一种沙戈荒耐高温防积尘光伏组件的制作方法

本发明涉及topcon电池组件，尤其涉及一种沙戈荒耐高温防积尘光伏组件。

背景技术：

1、

2、目前行业内的防积尘组件大多是在玻璃涂层和边框结构设计上进行优化，且缺少同时解决组件高温散热问题的方案。

3、在玻璃涂层方面，主要通过使用疏水或亲水涂层，改变玻璃表面接触角，让雨水带着灰尘从玻璃表面顺畅滚落，但在沙戈荒地区，降雨量比较少，无法实现水珠夹带沙尘滚落的效果，需要针对表面沙尘的清洁及减少停留方向进行优化设计。

4、在边框结构方面，目前有多家组件厂家推出无框组件及防积尘组件，主要针对边框进行优化设计，无框组件即取消光伏组件边框，防止组件积灰，可以让雨水带着灰尘顺畅从组件边缘流走，且省去生产中打胶装框步骤，但是无框组件边角磕碰，容易导致组件破裂，安装强度较差，且存在一下缺陷：

5、1）短边框与玻璃齐平设计，让边框只卡主组件背玻，通过高强度密封胶站在短边框和组件连接在一起，保证短边框与组件连接强度；这种方法需要定制边框，生产需要改线，且组件机械性能降低，抗风雪能力下降。

6、2）打孔边框设计，在传统边框a面打上排水孔，起导水排尘作用；这种方法无排水孔的位置，同样会导致积灰，无法从根本上解决底部积灰带的问题。

7、因此，本发明提出了一种沙戈荒耐高温防积尘光伏组件。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种沙戈荒耐高温防积尘光伏组件，本发明可以适配沙戈荒地区极端工况，通过双表面差异化导流玻璃、适配导沙的高耐磨边框、粘接-储热一体化胶膜的协同设计，摆脱传统防积尘组件对雨水清洁的依赖，实现沙尘定向导排与高效清除，同时精准控制组件工作温度、平抑昼夜温差，有效缓解高温与风沙侵蚀导致的功率衰减和材料老化，在保证组件结构可靠性的同时，大幅延长清洁周期、降低运维成本，提升组件长期发电稳定性。

2、根据本发明实施例的一种沙戈荒耐高温防积尘光伏组件，包括依次层叠设置的正面玻璃、正面封装胶膜、太阳能电池片、背面封装胶膜和背面玻璃，以及包覆于层叠后形成的玻璃-电池片层压件外周的光伏边框；

3、所述正面玻璃与背面玻璃采用双表面差异化导流玻璃结构，其中正面玻璃为受光面玻璃，其朝向外界的外表面设有沿玻璃长度方向延伸的主导流槽，以及分布于相邻主导流槽之间的沙丘仿生次导流纹，正面玻璃的外表面还沉积有复合超疏水涂层；

4、所述背面玻璃为非受光面玻璃，其朝向外界的外表面设有横向导流槽，所述横向导流槽的延伸方向与正面玻璃主导流槽的延伸方向呈垂直分布，背面玻璃的外表面还沉积有氟碳树脂抗磨损涂层，所述主导流槽和横向导流槽两侧均设有沙丘仿生次导流纹；

5、所述光伏边框为采用镀锌铝镁钢材质制备成型，边框的外表面面漆中均匀掺杂有氧化铝陶瓷颗粒，边框采用双梁型截面结构，其与正面玻璃导流末端对应的短边框a面，设有与正面玻璃主导流槽位置一一对应的分段式倒梯形导沙凹槽；

6、所述正面玻璃与背面玻璃外表面分别粘接有正面封装胶膜与背面封装胶膜，所述正面封装胶膜与背面封装胶膜采用差异化配置结构，其中正面封装胶膜为常规poe胶膜或epe胶膜，背面封装胶膜为轻量化粘接-储热一体化功能型eva胶膜，所述功能型eva胶膜以eva树脂为基体，均匀复合有石蜡/膨胀石墨相变储热材料与纳米碳化硅导热填料。

7、进一步的，所述正面玻璃采用厚度为2.0mm的超白压延钢化玻璃，所述主导流槽的数量为3条，沿玻璃长度方向等间距平行分布，每条主导流槽的截面均为倒梯形结构，槽口宽度为21mm，槽深为250μm；

8、所述沙丘仿生次导流纹为仿沙丘风蚀形态的流线型凹槽结构，次导流纹的槽深为80μm，次导流纹的延伸方向与水平方向呈18°夹角，所有次导流纹的末端均朝向相邻的主导流槽延伸，用于引导玻璃表面的沙尘向主导流槽内定向汇聚。

9、进一步的，所述正面玻璃外表面沉积的复合超疏水涂层的厚度为80nm，涂层的莫氏硬度≥7，涂层表面的水接触角＞160°，所述复合超疏水涂层通过气相沉积工艺均匀覆盖于正面玻璃的外表面、主导流槽的内壁以及沙丘仿生次导流纹的内壁，用于降低沙尘颗粒与玻璃表面的附着力，同时保证玻璃的透光率与耐紫外老化性能。

10、进一步的，所述背面玻璃采用厚度为2.0mm的超白钢化玻璃，所述横向导流槽沿玻璃宽度方向等间距平行分布，每条横向导流槽的槽宽为60mm，槽深为200μm；

11、所述横向导流槽与正面玻璃的主导流槽呈90°垂直分布，用于借助光伏组件背面的空气流动，将附着于背面玻璃的沙尘颗粒沿横向导流槽导向组件的两侧边缘排出，避免沙尘在背面玻璃表面堆积。

12、进一步的，所述背面玻璃外表面沉积的氟碳树脂抗磨损涂层的厚度为50nm，涂层的摩擦系数≤0.15，所述氟碳树脂抗磨损涂层通过喷涂固化工艺均匀覆盖于背面玻璃的外表面与横向导流槽的内壁，用于提升背面玻璃的抗风沙冲击磨损性能，同时降低沙尘颗粒的附着概率。

13、进一步的，所述光伏边框的镀锌铝镁钢基材的厚度为1.8-2.2mm，边框外表面的面漆中氧化铝陶瓷颗粒的掺杂量为20wt%，所述面漆固化后的表面硬度≥hb300。

14、进一步的，所述光伏边框的双梁型截面结构包括上梁与下梁，上梁与下梁之间形成用于提升边框抗载荷性能的封闭型腔；

15、所述分段式倒梯形导沙凹槽的数量为3个，分别与正面玻璃的3条主导流槽的末端位置一一对应，每个倒梯形导沙凹槽的槽口宽度与主导流槽的槽口宽度相匹配，凹槽的内壁斜面与水平方向呈45°-60°夹角，用于承接从主导流槽滑落的沙尘颗粒，并通过斜面将沙尘颗粒顺畅导出至组件外部，避免沙尘在边框与玻璃的衔接处堆积形成积灰死角。

16、进一步的，所述背面功能型eva胶膜的原料组成按质量百分比计为：eva树脂76wt%、石蜡/膨胀石墨相变储热材料23wt%、纳米碳化硅导热粉1wt%；

17、其中所述eva树脂的醋酸乙烯va含量为28%，熔融指数为15g/10min；

18、所述石蜡/膨胀石墨相变储热材料中，石蜡的相变温度为70℃，膨胀石墨的掺杂比例为相变材料总质量的23wt%，用于防止石蜡在相变过程中发生渗漏。

19、进一步的，所述背面功能型eva胶膜的温控机理为：

20、当光伏组件的工作温度升高至70℃时，胶膜中的石蜡达到相变温度，发生固-液相变并吸收大量热量，同时纳米碳化硅导热粉将太阳能电池片产生的热量快速传导至胶膜内部，实现对组件的快速降温；

21、当光伏组件的工作温度降低至60℃以下时，胶膜中的石蜡发生液-固相变并释放储存的热量，平抑组件的温度波动。

22、进一步的，所述双表面差异化导流玻璃、光伏边框与差异化封装胶膜三者形成协同适配的防积尘与温控一体化体系；

23、其中正面玻璃的主导流槽末端与边框短边框的倒梯形导沙凹槽一一对应，形成连续无阻碍的沙尘导排通道，实现沙尘从玻璃表面到组件外部的全程顺畅导排；

24、背面功能型eva胶膜的相变温控体系，可将组件工作温度稳定在涂层与胶膜的最佳耐受温度区间，降低沙戈荒高辐照、高温环境下涂层与胶膜的老化速率，延长组件的使用寿命。

25、本发明的有益效果是：

26、1、本发明通过在正面玻璃设置主导流槽与沙丘仿生次导流纹的定向汇聚结构、背面玻璃设置与正面导流槽垂直分布的横向导流槽，搭配与正面主导流槽末端精准适配的边框倒梯形导沙凹槽，形成正反双面、全程无阻碍的沙尘导排通道，同时配合玻璃表面差异化的低附着耐磨涂层，从而彻底摆脱了传统防积尘光伏组件对雨水冲刷清洁的强依赖，实现了仅依靠重力与自然风力即可完成沙尘的定向导排与高效清除，从源头消除了边框积灰死角，大幅降低了沙戈荒少雨环境下的组件积尘率，显著延长组件清洁周期、降低电站运维成本。

27、2、本发明中通过采用正面常规耐候poe/epe胶膜与背面复合石蜡/膨胀石墨相变储热材料与纳米碳化硅导热粉的功能型eva胶膜的差异化封装配置，从而在不增加组件厚度、不牺牲正面绝缘防护与耐候性能的前提下，实现了光伏胶膜粘接封装与主动温控功能的一体化集成，可将组件工作温度稳定控制在68℃以内，同时平抑65%以上的昼夜温差，有效降低了沙戈荒高温与极端温差循环导致的电池片功率衰减、封装材料老化失效的风险，显著提升了组件的发电稳定性与长期服役寿命。

28、3、本发明中通过双表面差异化导流玻璃、高耐磨光伏边框、粘接-储热一体化胶膜三大核心技术的协同适配设计，从而同时攻克了沙戈荒地区光伏组件高风沙积尘、高温功率衰减、极端温差易失效、抗风沙磨损能力不足四大核心痛点，既避免了无框组件机械载荷性能差、边缘易渗水的缺陷，又突破了传统防积尘组件单点优化无法适配极端环境的局限，实现了组件防积尘、耐高温、耐候性、结构可靠性的全方位同步提升，完美适配沙戈荒大型光伏基地的极端工况需求。