一种薄膜光伏瓦片及其制备方法与流程

1.本发明属于光伏屋顶建材领域，具体涉及一种薄膜光伏瓦片及其制备方法。


背景技术：

2.有限的化石能源日渐减少甚至将近枯竭及环境治理的需要，人类需要更多绿色能源来替代化石能源。在光伏发电领域，由于受土地的限制及用电不均衡(东部地区用电量大，但土地资源少，西部地区用电量少，多余电能输送成本高)等问题。导致用电多的东部地区没有太多土地资源用来建设地面光伏电站。这样一来房屋建筑屋面就成了丰富而又优质的光伏电站建设资源，实现光伏建筑屋面一体化，进而更多的利用屋顶闲置资源建设更多的光伏电站，实现节能减排及经济效益，是未来建筑的一种趋势。
3.光伏建筑一体化又称为bipv，即光伏组件本身就是建筑材料的与部分。光伏建筑一体化让建筑不仅是一个耗能单元，还是一个自己创造电能的绿色建筑。
4.目前，传统建筑屋顶安装光伏系统主要是在已有屋顶上建设，且必须等屋顶施工完毕才能进行光伏组件的安装，增加了施工成本，且会因为二次施工损坏屋顶，降低屋顶的使用寿命。
5.发明专利cn 104120817 a申请公开日期2014年10月29日，专利名称：一种模块化太阳能光伏屋顶，该专利公开专利涉及一种模块化太阳能光伏屋顶。该模块包含井字形网格梁架、水泥浇筑的混凝土薄板、窗框、光伏组件。
6.该模块化太阳能光伏屋顶存在的问题是：1、其需要现场制作，水泥浇筑的混凝土薄板需要现场浇筑，制作及安装质量难以保证，制作安装过程复杂，对安装人员技术要求高；2、由于是采购原材料现场制作，原材料采购分散，采购成本高，原材料质量参差不齐。3、此种结构难以实现大面积安装，对于现代大型厂房的采光保暖防尘等要求难以达到。
7.发明专利号：cn 104022720 a申请公开日期：2014年9月3号。专利名称:光伏屋顶隐框安装结构。该专利公开了一种光伏屋顶隐框安装结构，要解决的技术问题是简化光伏屋顶的结构，本发明包括设置在屋顶的横梁，横梁之间设有纵梁，横梁与纵梁连结后构成具有网格状结构的龙骨，所述龙骨的网格上方分别设有将网格覆盖的光伏组件，所述光伏组件通过紧固件与横梁连接固定；所述紧固件由设置在光伏组件下方、与横梁位置相对应的c型铝合金条和通过自供螺栓将其紧固在横梁上的压块组成，所述c型铝合金条通过结构胶与光伏组件粘接，在相邻的两块光伏组件之间的缝隙内填充有耐候胶。
8.该光伏屋顶隐框安装结构存在的问题是：1、此结构下部支撑横梁与纵梁需要现场制作，制作误差大不易控制，难以达到此种安装精度要求。2、不具备保温功能，应用场景受限。3、只有一层防水，对于渗漏下来的的没有导流排出结构。
9.为了解决以上问题，本技术人已申请的专利公开了一种用于屋顶的光伏一体发电模块及屋顶安装结构单元，该光伏一体发电模块可以进行工厂标准化生产，实现光伏建筑一体化大面积安装，可以直接应用于运动场馆、厂房等大型建筑屋顶。另外该光伏一体发电模块构建的屋顶安装结构单元，使安装过程也模块化，直接选用吊运安装，节省安装时间提
高安装精度，直接现场安装，解决建筑屋顶光伏系统二次安装的问题。
10.然而这种光伏一体发电模块面积较大，结构固定，更适合于前述提到的对于建筑风格没有要求，且建筑面积较大的运动场馆、厂房等大型建筑屋顶，相对比而言，日常居民居住的房子具有更多样的风格，尤其是不同地区风格差异特别大，这种具有固定形状的大面积光伏一体发电模块难以满足日常居住建筑风格多样化的需求。
11.为了解决以上问题，提出本发明。


技术实现要素：

12.本发明可以使光伏电站与建筑完美结合的在一起，实现光伏建筑一体化。让光伏组件成为了建筑的一部分，并具备了屋面瓦片同等功能，且同时也兼具光伏电站的发电功能。本发明可以根据不同风格的建筑做出不同风格的产品，比如傣式建筑，中式建筑。本发明可以替代瓦片铺装在建筑屋顶表面，相比传统屋顶光伏电站可以节省安装时间及支撑材料，大大减少了普通在屋面安装光伏电站的成本。
13.本发明通过以下技术方案实现：
14.本发明第一方面提供一种薄膜光伏瓦片，所述薄膜光伏瓦片为四边形瓦片，其包括薄膜光伏瓦片主体1、与所述薄膜光伏瓦片主体1固定在一起的导水檩条2和安装挂梁3；
15.所述薄膜光伏瓦片主体1从上到下依次包括：前板钢化玻璃11、粘合胶片12、密封条层13、薄膜光伏发电层14和背板玻璃15；
16.所述薄膜光伏瓦片主体1一侧边具有所述导水檩条2；
17.与所述导水檩条2相邻的一侧边具有所述安装挂梁3，且所述薄膜光伏瓦片主体1和所述安装挂梁3具有所述防雨水胶条4。
18.所述四边形瓦片是指，其可以为长方形、正方形、或者平行四边形，当然也不仅仅限于这三种形状，其他为了便于安装和美观的设计形状均可。
19.前板钢化玻璃11是镀有抗反射膜的超白透明钢化玻璃，背板玻璃也是透明的。其中，前板钢化玻璃11镀抗反射膜是为了照射在玻璃上的阳光更多的吸收，不被反射回去，超白透明玻璃就是要把更多的阳光透进发电层使发出更多的电。另外由于前板钢化玻璃11和背板玻璃15都是透明的，本发明可以通过更换不同颜色的粘合胶片，让光伏平面瓦呈现不同颜色来匹配建筑设计效果。
20.优选地，所述安装挂梁3下方具有安装孔31，其与屋顶上的安装钉32固定连接，以将所述薄膜光伏瓦片安装于屋顶上。
21.优选地，所述安装孔31为多个，其均匀分布在所述安装挂梁3下方，且与屋顶上的安装钉32的位置和数量对应。
22.优选地，所述导水檩条2包括两部分，一部分为位于所述薄膜光伏瓦片主体1的所述背板玻璃15下方的安装部21，另一部分为向所述薄膜光伏瓦片主体1外伸出的导水部22。
23.优选地，所述安装部21为立体柱形结构，所述导水部22为圆弧形柱结构。
24.优选地，所述导水部22上还具有导水平台23。
25.优选地，相邻两个薄膜光伏瓦片通过所述导水部22进行搭接，其中一块所述薄膜光伏瓦片安装有导水檩条2的对侧边的背板玻璃15搭接在相邻的另一块所述薄膜光伏瓦片向外伸出的导水部22上，该背板玻璃15与所述导水部22上的导水平台23之间形成导水槽
24。这样使得，即便有雨水通过两者搭接处的缝隙中渗漏下来，其也可以顺着所述导水槽24排出屋顶。
26.本发明第二方面提供一种本发明第一方面所述的薄膜光伏瓦片的制备方法，包括以下步骤：
27.1)选取表面已经镀上薄膜光伏芯片的背板玻璃15，所述薄膜光伏芯片即为薄膜光伏发电层14，并将其裁切为薄膜光伏瓦片设计需求尺寸；
28.2)取裁切好的镀有薄膜光伏芯片的背板玻璃15，将薄膜光伏芯片四周用激光清边机进行第一次清边，将薄膜光伏芯片四周边缘发电膜层及背极导电层钼层清除干净，第一次清边区域用于封边，封边用的是丁基胶，宽度在8-10mm；
29.3)然后将经第一次清边后的薄膜光伏芯片进行第二次清边，将具有第一次清边区域的薄膜光伏芯片的边缘进行第二次清边，此次仅清除发电膜层，留下背极导电层钼层，第二次清边区域上的背极导电层钼层用于供后续工序贴汇流条；
30.4)在第二次清边区域上的背极导电层钼层上贴汇流条，用于导出薄膜光伏芯片发出的电能；
31.5)在第一次清边区域打丁基胶做防水密封用，丁基胶形成了密封条层13；
32.6)合片，把前板钢化玻璃11和具有密封条层13、薄膜光伏发电层14的背板玻璃15中间加粘合胶片12对齐送入下一道层压工序；
33.7)层压完成后安装接线盒，形成了薄膜光伏瓦片主体，在设计的接线盒位置需要提前打两个汇流条引出孔；
34.8)依次用耐候结构胶，在薄膜光伏瓦片的主体的侧边按照设计安装防雨水胶条4、安装挂梁3和导水檩条2；
35.9)静候24小时以上到耐候结构胶凝固，得到所述薄膜光伏瓦片。
36.优选地，步骤2中，薄膜光伏芯片四周第一次清边区域宽度为8-10mm，优选地为9毫米。
37.优选地，步骤3中，薄膜光伏芯片四周第二次清边区域宽度为5-8mm，优选地为5毫米，此宽度要根据汇流条宽度确定。
38.在实际生产过程中，制备得到的所述薄膜光伏瓦片还需要进行电性能检测合格后分类打包步骤。
39.本发明使用的薄膜光伏芯片是一开始就直接镀制在背板玻璃15上的，其形态就是和背板玻璃15在一起与其他原件加工封装。当然也可以现选择背板玻璃15然后第一步先在其表面镀上薄膜光伏芯片。
40.两次清边的不同目的，第一次清边是清除发电膜层及背极导电层钼层，用于封边；第二次清边是在第一次清边边缘的基础上进一步清除发电膜层，剩下背极导电层钼层用于贴汇流条导电。因为镀制发电层在背板玻璃上边缘部分是不整齐的，且因为封边的部分不能有发电层所以边缘部分要清除8-10mm。此次清边是将发电层和背面电极钼层都清除干净，二次清边是将一层清边后最边缘的一条光伏发电单元(发电镀层会根据发电电压电性能被分割成很多单个发电单元，这些发电单元是串联在一起的，可以得到更高的电压)上的发电膜层清除，留下钼层，(二次清边只清除发电层，保留钼层用来导电)。
41.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
42.1、本发明可以使光伏电站与建筑完美结合的在一起，实现光伏建筑一体化。让光伏组件成为了建筑的一部分，并具备了屋面瓦片同等功能，且同时也兼具光伏电站的发电功能。本发明可以替代传统屋面材料，本发明提出用薄膜光伏芯片作为核心发电单元实现发电及替代瓦片的功能。
43.2、本发明薄膜光伏瓦片具有导水檩条2，两片瓦片搭接后，搭接处可形成导水槽154，即便有雨水从两片瓦片的搭接缝隙中渗入屋顶，也会随着导水槽154流出，不会漏入房屋内，同时，每个瓦片上还具有防雨水胶条4，两者共同实现防水的效果。本发明提出了一种可用于建筑屋顶表面防水防雨的光伏组件-光伏平面瓦。
44.3、本发明薄膜光伏瓦片，体积小，可以根据不同风格的建筑做出不同风格的产品，比如傣式建筑，中式建筑。除此之外，本发明可以通过更换不同颜色的粘合胶片，让光伏平面瓦呈现不同颜色来匹配建筑设计效果。进一步的，本发明可以在前板超白钢化玻璃上用过磨砂或喷砂等手段做成不同图案，来匹配不同建筑风格。也就是说.本发明可以通过更换不同颜色粘合胶片及前板超白钢化玻璃，应用到不同风格的建筑屋顶表面。
45.4、本发明可以替代瓦片铺装在建筑屋顶表面，如果是建设在屋面的光伏电站，需要先做屋面，再在屋面上架设安装太阳能板的支撑结构。我们的瓦片是直接安装在屋面支撑结构上的，这样就节省了原有的屋面材料-瓦片，又节省了原有的太阳能板支撑结构。所以说，相比传统屋顶光伏电站可以节省安装时间及支撑材料，大大减少了普通在屋面安装光伏电站的成本。
46.5、本发明可以通过更换安装挂梁实现不同方式的安装。本发明屋面安装瓦片的结构形状可以改变，有很多种形式，可以应对不同的屋面支撑结构。
47.6、本发明前板钢化玻璃11是镀有抗反射膜的超白透明钢化玻璃，背板玻璃也是透明的。其中，前板钢化玻璃11镀抗反射膜是为了照射在玻璃上的阳光更多的吸收，不被反射回去，超白透明玻璃就是要把更多的阳光透进发电层使发出更多的电。另外由于前板钢化玻璃11和背板玻璃15都是透明的，本发明可以通过更换不同颜色的粘合胶片，让光伏平面瓦呈现不同颜色来匹配建筑设计效果。
附图说明
48.图1本发明薄膜光伏瓦片结构示意图；
49.图2本发明薄膜光伏瓦片结构示意图；
50.图3本发明薄膜光伏瓦片安装结构示意图；
51.图4本发明薄膜光伏瓦片安装结构示意图；
52.图5本发明薄膜光伏瓦片结构示意图；
53.附图标记在附图说明中的名称为：1-薄膜光伏瓦片主体、2-导水檩条、3-安装挂梁、4-防雨水胶条、11-前板钢化玻璃、12-粘合胶片、13-密封条层、14-薄膜光伏发电层、15-背板玻璃、21-安装部、22-导水部、23-导水平台、24-导水槽、31-安装孔、32-安装钉。
具体实施方式
54.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件
或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
55.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
56.实施例
57.如图1-5所示，本实施例为薄膜光伏瓦片，所述薄膜光伏瓦片为长方形瓦片，其包括薄膜光伏瓦片主体1、与所述薄膜光伏瓦片主体1固定在一起的导水檩条2和安装挂梁3；
58.所述薄膜光伏瓦片主体1从上到下依次包括：前板钢化玻璃11、粘合胶片12、密封条层13、薄膜光伏发电层14和背板玻璃15；
59.所述薄膜光伏瓦片主体1一侧边具有所述导水檩条2；
60.与所述导水檩条2相邻的一侧边具有所述安装挂梁3，且所述薄膜光伏瓦片主体1和所述安装挂梁3具有所述防雨水胶条4。
61.所述安装挂梁3下方具有安装孔31，其与屋顶上的安装钉32固定连接，以将所述薄膜光伏瓦片安装于屋顶上。
62.所述安装孔31为2个，其均匀分布在所述安装挂梁3下方，且与屋顶上的安装钉32的位置和数量对应。
63.所述导水檩条2包括两部分，一部分为位于所述薄膜光伏瓦片主体1的所述背板玻璃15下方的安装部21，另一部分为向所述薄膜光伏瓦片主体1外伸出的导水部22。
64.所述安装部21为立体柱形结构，所述导水部22为圆弧形柱结构。
65.所述导水部22上还具有导水平台23。
66.相邻两个薄膜光伏瓦片通过所述导水部22进行搭接，其中一块所述薄膜光伏瓦片安装有导水檩条2的对侧边的背板玻璃15搭接在相邻的另一块所述薄膜光伏瓦片向外伸出的导水部22上，该背板玻璃15与所述导水部22上的导水平台23之间形成导水槽24。这样使得，即便有雨水通过两者搭接处的缝隙中渗漏下来，其也可以顺着所述导水槽24排出屋顶。
67.本实施例所述的薄膜光伏瓦片的制备方法，包括以下步骤：
68.1)选取表面已经镀上薄膜光伏芯片的背板玻璃15，所述薄膜光伏芯片即为薄膜光伏发电层14，并将其裁切为薄膜光伏瓦片设计需求尺寸；
69.2)取裁切好的镀有薄膜光伏芯片的背板玻璃15，将薄膜光伏芯片四周用激光清边机进行第一次清边，将薄膜光伏芯片四周边缘发电膜层及背极导电层钼层清除干净，第一次清边区域用于封边；
70.3)然后将经第一次清边后的薄膜光伏芯片进行第二次清边，将具有第一次清边区域的薄膜光伏芯片的边缘进行第二次清边，此次仅清除发电膜层，留下背极导电层钼层，第二次清边区域上的背极导电层钼层用于供后续工序贴汇流条；
71.4)在第二次清边区域上的背极导电层钼层上贴汇流条，用于导出薄膜光伏芯片发出的电能；
72.5)在第一次清边区域打丁基胶做防水密封用，丁基胶形成了密封条层13；
73.6)合片，把前板钢化玻璃11和具有密封条层13、薄膜光伏发电层14的背板玻璃15
中间加粘合胶片12对齐送入下一道层压工序；
74.7)层压完成后安装接线盒，形成了薄膜光伏瓦片主体，在设计的接线盒位置需要提前打两个汇流条引出孔；
75.8)依次用耐候结构胶，在薄膜光伏瓦片的主体的侧边按照设计安装防雨水胶条4、安装挂梁3和导水檩条2；
76.9)静候24小时以上到耐候结构胶凝固，得到所述薄膜光伏瓦片。
77.步骤2中，薄膜光伏芯片四周第一次清边区域宽度为9毫米。
78.步骤3中，薄膜光伏芯片四周第二次清边区域宽度为5毫米。