CN101588149B - 一种柔性可折叠太阳能移动电源及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性可折叠太阳能移动电源，包括可折叠单元和输出接口，所述的可折叠单元包括自上而下依次叠加的太阳能电池组件、柔性粘结材料层和柔性基底，太阳能电池组件之间通过柔性电缆连接，可折叠单元之间通过柔性粘结材料密封熔接为一体；所述的柔性电缆引出的正负极上连接有输出接口；本发明还公开了其制造方法。本发明的可折叠太阳能移动电源重量轻，方便携带；本发明的可折叠太阳能移动电源可以很好的折叠，与现有技术相比折叠性能大大提高；本发明的制造方法使用皮革作为背板，具有制造方法简单、外型美观的优点，且皮革价格较低、易得，从而使得本发明的产品的成本降低。

Description

一种柔性可折叠太阳能移动电源及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电源及其制造方法，具体说是一种可以折叠、方便携带的柔性太阳能移动电源及其制造方法。

背景技术

太阳能是一种清洁、可再生的能源，太阳能发电正在逐步应用于家庭等各个领域。随着科技的不断进步，移动的用电装置如手机、数码相机、移动电脑等急剧增加，随之而来的是充电需求的满足，即方便使用者随时随地可以为电器充电，而不仅仅局限于固定的市电电源。但是在室外使用中，经常碰到电能耗尽的情况，就需要有随身携带的电源进行充电。

现有技术中已利用太阳能转化为电能对电器进行充电，但是现有的太阳能电池组件一般是将太阳能电池单片经过串并接后封入与太阳能电池阵列适配的框架中，然后在接收太阳光的一面覆盖玻璃，另一面覆盖硬衬底或软衬底。硬衬底的太阳能电池组件不能折弯，且质量和面积较大，不便于随身携带。软衬底的太阳能电池组件是近来出现的一个新产品，所谓软衬底的太阳能电池组件是指在柔性材料上制作的太阳能电池组件，最大的特点是可以弯曲，但是这些柔性太阳能电池组件只能弯曲到一定程度，不能折叠在一起，且弯曲一定的次数之后，柔性基底容易断裂。专利号为ZL200720111494.6的中国实用新型专利公开了一种可折叠的太阳能电池板组件，其是将太阳能电池板粘接在柔性基材上，在柔性基材的背面固定有固定支架和连接固定支架的固定支撑杆；专利号为ZL200620010189.1的中国实用新型专利也公开了一种可折叠的太阳能电池板，其是将太阳能电池板固定在外框中，各外框之间通过铰链联接。上述的可折叠太阳能电池组件，由于带有支架和支撑杆，或框架和铰链，因此比较重，不方便携带，且使用麻烦。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柔性可折叠太阳能移动电源，其重量轻、可折叠，方便携带。

本发明的另一个目的提供上述柔性可折叠太阳能移动电源的制造方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种柔性可折叠太阳能移动电源，包括可折叠单元和输出接口，所述的可折叠单元包括自上而下依次叠加的太阳能电池组件、柔性粘结材料层和柔性基底，太阳能电池组件之间通过柔性电缆连接，可折叠单元之间通过柔性粘结材料密封熔接为一体；所述的柔性电缆引出的正负极上连接有输出接口。

本发明中，所述的柔性粘结材料层和柔性粘结材料为聚乙烯醇缩丁醛或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料；所述的柔性基底为皮革；所述的柔性电缆为柔性扁平电缆。

本发明中，所述的太阳能电池组件包括自下而上依次叠加的绝缘板、下柔性粘结材料层、太阳能电池单元串、上柔性粘结材料层和透明的盖板；所述的下柔性粘结材料层和上柔性粘结材料层为聚乙烯醇缩丁醛或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料；所述的绝缘板为环氧树脂板；所述的盖板为聚对苯二甲酸乙二醇酯或透明的聚氟乙烯复合膜。

所述的柔性可折叠太阳能移动电源的制造方法，包括如下步骤：

(1)制备太阳能电池组件，并修边；

(2)根据所需的输出电压和输出功率，取步骤(1)制备的太阳能电池组件若干，固定太阳能电池组件之间的间隔，并用柔性电缆将太阳能电池组件进行串并联焊接；

(3)将步骤(2)形成的串并联组件与柔性粘结材料层、柔性基底叠加后，放入真空层压机内抽真空；加压加热，将串并联组件与柔性粘结材料层、柔性基底热压到一起，成型后取出；

(4)修边：待叠合层压后，再裁减掉间隙四周多余的柔性基底，并安装上输出接口即得柔性可折叠太阳能移动电源。

步骤(2)中，所述的太阳能电池组件之间的间隔为10～20mm，可以根据太阳能电池组件的尺寸选择合适的尺寸。

有益效果：本发明与现有技术相比具有如下优点，

(1)、本发明的可折叠太阳能移动电源重量轻，方便携带。本发明的可折叠太阳能电池无需框架，大大减轻了整体的重量，便于携带；相比传统的太阳能电池组件，尤其是由光伏玻璃、乙烯-醋酸乙烯酯材料(EVA)、电池阵列、乙烯-醋酸乙烯酯材料(EVA)、聚氟乙烯复合膜(TPT)自下到上依次叠加的太阳能电池，本发明的可折叠太阳能移动电源由于采用密度更小、厚度更薄的环氧板，相同大小情况下，质量约为传统玻璃组件的三分之一；由于可折叠，折叠后的面积与原来相比减小很多，方便携带；并且本发明的可折叠太阳能移动电源的抗破坏性能更优：经试验，该折叠电源从1.2m处跌落，其外观和电性能参数无明显差异。

(2)本发明的可折叠太阳能移动电源可以很好的折叠，与现有技术相比折叠性能大大提高。太阳能电池组件之间通过柔性粘结材料EVA或PVB作为连接部，且太阳能电池组件的正负电极之间利用柔性扁平电缆(FFC)连接，均大大提高了太阳能电池的可折叠性。经试验，折叠部分经折叠一万次，组件折叠部分的外观和电性能参数无明显差异，可折叠性能远远好于现有技术。

(3)本发明的制造方法使用皮革作为背板，具有制造方法简单、外型美观的优点，且皮革价格较低、易得，从而使得本发明的产品的成本降低。制造时，使用一整块皮革，叠合层压后，裁减掉四周多余的皮革，此时在折叠部分的是易折叠的EVA或PVB、柔性扁平电缆和皮革。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的可折叠单元的结构示意图。

图3为本发明中太阳能电池组件的放大结构示意图。

图4为串并联形成的组件与EVA、皮革热压后，未修剪时的示意图。

图5为图4修剪后的示意图。

图6为图5的另一面的结构示意图。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。

如图1、2所示，本发明的一种柔性可折叠太阳能移动电源，包括若干可折叠单元，根据所需电压、功率大小，每个柔性可折叠太阳能移动电源可以选取若干可折叠单元，而不局限于视图中所示的数量。所述的可折叠单元包括自上而下依次叠加的太阳能电池组件1、柔性粘结材料层2和柔性基底3。其中，柔性基底3为皮革材料，柔性粘结材料层2为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料(EVA)。若干可折叠单元的太阳能电池组件1的正负极之间通过柔性电缆4连接，可折叠单元之间通过聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料(EVA)熔接密封为一体，柔性电缆4被密封于柔性粘结材料内，保护电缆不易损坏；所述的柔性电缆4为柔性扁平电缆(FFC)，采用柔性扁平电缆(FFC)代替镀锡铜带，提高了组件之间的可折叠性。由柔性扁平电缆引出的正负极与输出接口5连接，使用时，输出接口5通过控制器与需要充电的电器连接即可。

如图3所示，所述的太阳能电池组件1包括自下而上依次叠加的绝缘板11、下柔性粘结材料层12、太阳能电池单元串13、上柔性粘结材料层14和透明的盖板15。所述的下柔性粘结材料层12和上柔性粘结材料层14为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或透明的乙烯

-醋酸乙烯酯材料(EVA)；所述的绝缘板11为环氧树脂板；所述的盖板15为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或透明的聚氟乙烯复合膜(TPT)。与传统的玻璃组件比较，环氧树脂板的密度更小、厚度更薄，大大减轻了组件的质量，进而减轻了整体的质量，提高了组件的安全性和便携性。其中，所述的太阳能电池单元串13为单片晶体硅太阳能电池单元经过串并联形成的太阳能电池单元串。

下面以给手机充电所用的柔性可折叠太阳能移动电源为例，进一步详细说明本发明的制造方法，其所需的最大输出电压为5.5V，最大输出功率为4W。

(1)制备太阳能电池组件。将环氧树脂板、乙烯-醋酸乙烯酯层(EVA)、经串联形成的太阳能电池单元串、乙烯-醋酸乙烯酯层(EVA)和透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)自下而上依次叠加后，将太阳能电池单元串两端焊线折叠至环氧树脂板背面。将层叠好的组件放入真空层压机内，采用真空层压法将层压机下腔室抽真空，加压加热；层压时始终保持电池片在上面，环氧树脂板位于最下层，不然可能会压碎电池片。将环氧树脂板、EVA、太阳电池单元串、EVA和PET热压到一起，成型后取出；并将制得的太阳能电池组件修边，即将环氧板周边多余的EVA胶膜和PET背板切割掉。

其中：每个太阳能电池单元串由11个晶体硅太阳能电池单元串联而成，每个晶体硅太阳能电池单元的尺寸为9mm×62.5mm，转换效率16％；环氧树脂板的尺寸为113mm×65mm×1.5mm；本实施例共需4串太阳能电池单元串和4块环氧树脂板，每串太阳能电池单元串放置在一块环氧树脂板上。

真空层压参数：温度：135℃，抽空时间：350s，加压时间：20s，层压时间：500s。

(2)取步骤(1)制备的太阳能电池组件四个，将四个太阳能电池组件互相固定，每两个太阳能电池组件之间的间隔为15mm，每两个太阳能电池组件的正负极之间用柔性扁平电缆进行串并联焊接，即四个太阳能电池组件形成一个横截面近似长方形的串并联组件，长方形更容易折叠。本实施例中的太阳能电池组件之间的间隔为15mm，实际制造时可以根据实际的太阳能电池组件的形状、大小在10～20mm之间进行调节。

(3)自下而上将步骤(2)形成的串并联组件依次与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和皮革叠加后，引出由柔性扁平电缆制成的正负极(左正右负)至皮革外侧，放入真空层压机内层压(层压参数同步骤1)，将串并联组件与乙烯-醋酸乙烯酯材料(EVA)、皮革热压到一起，成型后取出，如图4所示。

其中，所述的皮革材料易折叠，工艺简单，只需一整块皮革材料作为背板，在制作完成后，切割掉多余的皮革即可。

(4)修边：裁减掉间隙四周多余的皮革，并安装上输出接口即得柔性可折叠太阳能移动电源，如图5、6所示。由于皮革材料背板为一整体，因此层压时，不会产生皮革材料背板与组件产生相对位移的问题。

本发明的具体工艺中也可以选用抗老化性能更优的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)代替EVA胶膜，并且PVB胶的抗张强度及胶联性更好；聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)也可以用透明的聚氟乙烯复合膜(TPT)，其它同上述实施例。

Claims (9)

1.一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：包括可折叠单元和输出接口(5)，所述的可折叠单元包括自上而下依次叠加的太阳能电池组件(1)、柔性粘结材料层(2)和柔性基底(3)，太阳能电池组件(1)之间通过柔性电缆(4)连接，可折叠单元之间通过柔性粘结材料密封熔接为一体；所述的柔性电缆(4)引出的正负极上连接有输出接口(5)；

所述的太阳能电池组件(1)包括自下而上依次叠加的绝缘板(11)、下柔性粘结材料层(12)、太阳能电池单元串(13)、上柔性粘结材料层(14)和透明的盖板(15)。

2.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的柔性粘结材料层(2)和柔性粘结材料为聚乙烯醇缩丁醛或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料。

3.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的下柔性粘结材料层(12)和上柔性粘结材料层(14)为聚乙烯醇缩丁醛或透明的乙烯-醋酸乙烯酯材料。

4.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的绝缘板(11)为环氧树脂板。

5.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的盖板(15)为聚对苯二甲酸乙二醇酯或透明的聚氟乙烯复合膜。

6.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的柔性基底(3)为皮革。

7.根据权利要求1所述的一种柔性可折叠太阳能移动电源，其特征在于：所述的柔性电缆(4)为柔性扁平电缆。

8.一种制造如权利要求1所述的柔性可折叠太阳能移动电源的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)制备太阳能电池组件，并修边；

(2)根据所需的输出电压和输出功率，取步骤(1)制备的太阳能电池组件若干，固定太阳能电池组件之间的间隔，并用柔性电缆将太阳能电池组件进行串并联焊接；

(3)将步骤(2)形成的串并联组件与柔性粘结材料层、柔性基底叠加后，放入真空层压机内抽真空；加压加热，将串并联组件与柔性粘结材料层、柔性基底热压到一起，成型后取出；

(4)修边：待叠合层压后，再裁减掉间隙四周多余的柔性基底，并安装上输出接口即得柔性可折叠太阳能移动电源。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的太阳能电池组件之间的间隔为10～20mm。

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