CN102709358B - 一种自粘型模块化的晶体硅太阳能发电防水一体板***及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自粘型模块化的太阳能发电防水一体板***，由自粘型晶体硅太阳能板组件模块和与之配套的防水卷材层组成，所述自粘型晶体硅太阳能板组件模块的底部为由蠕变胶料组成的粘结层，在所述粘结层上覆有TPT(聚氟乙烯复合膜)，在所述TPT上依次设有晶体硅电池片、钢化玻璃，所述钢化玻璃、晶体硅电池片、TPT之间采用热溶胶粘结。本发明的产品在生产和施工过程中节材、节能、环保，既可以适于平屋顶、又适于曲面屋顶。本发明的一体板***即具备目前柔性薄膜太阳能电池的柔性，又具备了柔性薄膜太阳能电池所欠缺的低成本特性。可简化安装过程，经济方便。一体化板***可在工厂直接加工完成，施工通过粘铺完成，可有效推广太阳能光伏的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能发电防水一体板，尤其涉及一种自粘型模块化的晶体硅太阳能发电防水一体板***。
背景技术
随着石油、煤炭等传统能源的日渐紧张，几乎取之不尽用之不竭的太阳能的开发利用逐渐被提上日程。太阳能发电等工程的规模逐渐扩大，并且开发了一系列的光伏产品。众多建筑的表面一般情况下光照充足，可以为太阳能发电提供场所，这样就可以大大降低建筑本身的能耗。但传统的光伏产品不容易在建筑中安装，况且零散的太阳能电池板会影响建筑本身的美观，有时还会留下一定的安全隐患。所以业主们对太阳能产品在建筑上的应用态度较为消极。
传统的热熔沥青方式的防水施工通常以破坏屋面防水结构为代价，既不环保，成本也高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明公开了一种自粘型太阳能发电防水一体板***，避免了普通太阳能组件与建材功能的重叠，并且施工成本低，能减缓屋面材料老化。
为实现上述目的，本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：
一种自粘型模块化的太阳能发电防水一体板***，由自粘型晶体硅太阳能板组件模块和与之配套的防水卷材层组成，其中所述自粘型晶体硅太阳能板组件模块的底部为由蠕变胶料组成的粘结层，在所述粘结层上覆有TPT(聚氟乙烯复合膜)，在所述TPT上依次设有晶体硅电池片、钢化玻璃，所述钢化玻璃、晶体硅电池片、TPT之间采用热溶胶粘结。
其中，所述防水卷材层为单面自粘型防水卷材，其自粘层的改性剂可与基层的液态水泥浆料发生湿固化反应，形成牢固的化学键。这样，自粘层就提供了卷材与基层之间足够的粘结力。
其中，所述粘结层由具有优异粘附性的蠕变胶料组成，其变形能力强，在外力的作用下蠕变，不产生和传递应力，保护太阳能板组件不受损坏，并能较好解决施工的难题。当基层变形卷材受到拉伸时，自粘层的蠕变可以使卷材受到的应力得以释放，不会使卷材因基层变形而自身“零延伸”出现开裂。防水层避免了拉伸，就不会开裂或因长期处于高应力的作用下而加速老化。
其中，所述晶体硅电池片可以是单晶硅电池片或者多晶硅电池片。
其中，所述钢化玻璃优选的是低铁钢化玻璃。
其中，所述热熔胶优选的是EVA型热熔胶。
其中，所述底部由蠕变胶料组成的粘结层是一种自粘胶层，厚度为1～3mm，构成其的主要原料是沥青、橡胶、增塑剂、增粘剂及填充料等。使用时将液态沥青用泵输送至自粘胶制备车间的沥青热交换器，经升温到工艺所需温度后进入自粘胶电子秤计量搅拌机，加入橡胶、增塑剂、增粘剂等改性材料后进行搅拌，并用研磨机进行研磨均混，经抽样检测达到预定技术指标后送至快速搅拌机，加入填充料搅拌均匀后用泵送至自粘搅拌储罐备用。
本发明的模块化的自粘型晶体硅太阳能板组件，不仅具备目前柔性薄膜太阳能电池的柔性，又因采用了晶体硅太阳能电池而具备了柔性薄膜太阳能电池所欠缺的低成本特性，既可以适于平屋顶、又适于曲面屋顶。在实际施工时，施工自由度大，粘结、铺贴一次性完成，工序减少，工效提高。
与现有产品相比，本发明的自粘型太阳能发电防水一体板***有效的将晶体硅电池与柔性卷材自粘式结合，避免了普通太阳能组件与建材功能的重叠；并且施工成本低，能减缓屋面材料老化。
与现有产品相比，本发明的显著进步在于：本发明的一体板合并了各组件中功能相同的部件，不再需要防水卷材的保护层(绿豆砂、热沥青、陶土砖、水泥砖、混凝土预制块)，不再需要太阳能板的TPT背板。光伏组件的基底需要满足耐高压、高绝缘、平整、耐气候性能(抗紫外老化大于等于25年)、加工(层压温度下)稳定性、与粘接材料结合牢固性、辐射反射的要求。而目前在屋面工程中已大量使用的聚合物材料、改性沥青材料正具有平整、耐气候性能、加工(层压温度下)稳定性、与粘接材料结合牢固性、辐射反射等特长，将其应用于本发明一体板的基体防水一体层起到了所需要的效果。
与现有技术相比，本发明的另一个重要的优点是不含溶剂，没有挥发性有机物质。随着环保要求的日益升高，在很多国家和地区，环保问题限制了通常防水施工时化学溶剂的使用，尤其是单层粘结剂，本发明的技术方案满足了此要求。本发明的另一大优势是其提供了更均一的施工速度.消除了粘结性不足或胶粘剂不够的问题，并减少了相关的风揭性问题。同时，本发明由于不需要相关的粘结固化时间，本发明的一体板***施工方法劳动强度较小、施工速度快。
相应的，本发明还公开了所述自粘型太阳能发电防水一体板***的制备方法，包括下述步骤：
1)制备晶体硅电池片：将汇流带焊接到晶体硅电池正面(负极)的主栅线上，所述汇流带为镀锡的铜带，焊接机将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。其中，焊接用的热源为一个红外灯(利用红外线的热效应)，焊带的长度约为电池边长的2倍，多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。
2)将电池片组合焊接串接在一起形成一个组件串：其中，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有多个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上，这样依次将电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。
3)制备自粘型晶体硅太阳能板组件模块：在上述背面串接好且经过检验合格后，将组件串、钢化玻璃和切割好的热溶胶(EVA)、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。优选的，钢化玻璃事先清洗、并涂一层试剂(primer)以增加钢化玻璃和热溶胶(EVA)的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。其中敷设层次为由下向上依次为：钢化玻璃、热溶胶(EVA)、电池、热溶胶(EVA)、背板。
将敷设好的上述材料放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使热溶胶(EVA)熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。如使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度约为120℃-150℃。
4)加入自粘胶层和涂硅隔离膜：使用自粘胶布料器和刮涂装置，将自粘胶均匀涂敷在组件上.利用钢带冷却机作依托，待自粘胶降温至合适温度后再在表面上覆以可剥离的涂硅隔离膜。
与已有的产品相比，本发明的一体化***实现了太阳能电池板与屋顶整合一体化，一方面可以最大限度的接受太阳光的照射发电，另一方面可以兼做屋顶的防水隔热屋面，减少屋顶夏天的热负荷，实现了太阳能发电功能与建筑防水功能的结合。
相对于传统的热熔沥青方式的防水施工和以破坏屋面防水结构为代价的传统屋顶太阳能组件的架设，本发明特别适用于不能用喷灯热熔施工的大型厂区、商用屋面等，而且不破坏屋面防水结构。
本发明的集成设计结构使建筑更加洁净、完美，更使人赏心悦目，更容易被专业建筑师、用户和公众接受。
本发明的一体化***将光伏板与防水卷材结合成新型建材可简化安装过程，经济方便。一体化板***可在工厂直接加工完成，施工通过粘铺完成完成。
附图说明
图1为本发明自粘型太阳能发电防水一体板***的结构示意图；
图2为本发明自粘型太阳能发电防水一体板***俯视图；
图3为本发明自粘型太阳能发电防水一体板***制备所用机器结构图；
图4为本发明自粘型太阳能发电防水一体板***的施工示意图。
具体实施方式
结合附图和实施例可以更好地理解本发明的发明精神，所述实施例仅用于说明本发明可以如何较优的实现，并非限制本发明仅采用下述方法实施。本领域技术人员在理解本发明实质精神的基础上所进行的更改、替代、等同变换等，依旧属于本发明的保护范围。
参考图1，公开了本发明自粘型太阳能发电防水一体板***的分解结构，由自粘型晶体硅太阳能板组件模块7和与之配套的防水卷材层8组成，其中所述自粘型晶体硅太阳能板组件模块7的底部为由蠕变胶料组成的粘结层6，在所述粘结层6上覆有TPT(聚氟乙烯复合膜)5，在所述TPT上依次设有晶体硅电池片3、钢化玻璃1，所述钢化玻璃1、晶体硅电池片3、TPT5之间采用热溶胶(2、4)粘结。
参考图2，公开了本发明自粘型太阳能发电防水一体板***的整体结构，包括自粘型晶体硅太阳能板组件模块21和与之配套的防水卷材22，其中防水卷材22上设有用于汇合太阳能板连线的汇流箱24，自粘型晶体硅太阳能板组件模块21上设有相应的接线盒片23.
参考图3，显示了本发明制备方法中所用的自粘胶布料器和刮涂装置及其使用状态，图中1为尚未涂自粘胶的太阳能发电防水一体板模块，2为不锈钢带，3为储油斗，4为蓝膜(铝膜)。
参考图4，显示了本发明自粘型太阳能发电防水一体板***的施工示意图，使用时和自粘改性沥青卷材相似：清理基面准备铺设，卷材在合适的位置铺开，撕去隔离膜，将卷材粘在基面上，所有的边缘、接缝和屋顶需要通过辊压来增加粘结强度。其中41为自粘型太阳能发电防水一体板模块，42为自粘型太阳能发电防水一体板模块的自粘层，43为配套防水卷材，其余图标为房屋屋顶的结构，例如44为冷底子油结合层，45为找平层，46为保温层，47为隔汽层，48为钢筋混凝土承重层。
Claims (4)
1.一种自粘型模块化的太阳能发电防水一体板***，其特征在于由多个自粘型晶体硅太阳能板组件模块和与之配套的防水卷材层组成，其中所述自粘型晶体硅太阳能板组件模块的底部为由蠕变胶料组成的粘结层，在所述粘结层上覆有TPT聚氟乙烯复合膜，在所述TPT上依次设有晶体硅电池片、钢化玻璃，所述钢化玻璃、晶体硅电池片、TPT之间采用EVA型热熔胶粘结；所述粘结层为自粘胶层，所述自粘胶层的厚度为1～3mm；所述防水卷材层为单面自粘型防水卷材。
2.根据权利要求1所述的自粘型模块化的太阳能发电防水一体板***，其特征在于：所述晶体硅电池片是单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
3.权利要求1所述自粘型模块化的太阳能发电防水一体板***的制备方法，包括下述步骤：
1)制备晶体硅电池片：将汇流带焊接到晶体硅电池正面即负极的主栅线上，所述汇流带为镀锡的铜带，焊接机将焊带以多点的形式点焊在主栅线上；
2)将电池片组合焊接串接在一起形成一个组件串：使用电烙铁和焊锡丝将前面电池的正面电极即负极焊接到后面电池的背面电极即正极上，依次将电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线；
3)制备自粘型晶体硅太阳能板组件模块：将组件串、钢化玻璃和切割好的热溶胶、背板按照一定的层次敷设好，准备层压；其中敷设层次为由下向上依次为：钢化玻璃、热熔胶、电池、热熔胶、背板；
将敷设好的上述材料放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件；
4)加入自粘胶层和涂硅隔离膜：使用自粘胶布料器和刮涂装置，将自粘胶均匀涂敷在组件上，利用钢带冷却机作依托，待自粘胶降温至合适温度后再在表面上覆以可剥离的涂硅隔离膜。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤3)进一步还包括钢化玻璃涂一层试剂以增加钢化玻璃和热熔胶的粘接强度。
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