CN114864715B - 一种高透光花岗岩效果光伏组件及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透光花岗岩效果光伏组件及其生产方法，包括以下步骤：(1)将花岗岩模板图案中的颜色归类为一个主色和多个辅助色，根据分类颜色对花岗岩模板图案进行拆分，获得一个主色分图案和多个辅助色分图案；主色为与电池层相同或相近的颜色；(2)根据辅助色分图案，依次将与其相应辅助色相同或相近的珠光油墨印刷到透明面板上，干燥；(3)将印刷干燥好的透明面板、第一粘接层、电池层、第二粘接层及背板依次层叠、加热、层压，配上引线及边框，得到高透光花岗岩效果光伏组件。本发明在透明面板上印刷多色珠光斑点图案，与电池层暗色背景叠加形成具有立体效果的多彩花岗岩纹理，生产工艺简单，光伏组件透光率高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件的生产工艺，尤其涉及一种高透光花岗岩效果光伏组件及其生产方法。
背景技术
为实现碳中和目标，光伏产品进入城市是必然趋势，要求光伏组件既能够发电，又能满足建筑装饰需求，把光伏组件变成既发电又美观的建材产品，具有巨大的市场空间。
由于太阳能电池片呈深蓝色或黑色，所以太阳能组件也呈深色。如何让蓝黑色光伏组件呈现出亮丽的色彩，且不降低透光率，不影响光电转换效率，已经成为太阳能发展的技术障碍。在光伏玻璃表面印刷一层彩色涂层遮盖住黑底是一种有效方法，但同时也降低了透光率，不同程度的影响了太阳能产品的发电效率。
申请号为CN202110281087.4的中国专利文献公开了一种具有蜂窝状彩色涂层的太阳能面板及其生产方法、彩色太阳能光伏组件，包括以下步骤：将UV彩色涂料涂布于透明基底上，并对进行预热，预热后用紫外光照射UV彩色涂层进行初步固化，采用激光束对初步固化后的UV彩色涂层进行倾斜打孔，形成透光孔，使UV彩色涂层形成蜂窝状结构；对打孔后的涂层进行加热后固化，形成具有蜂窝状彩色涂层的太阳能面板；上述激光刻蚀打孔工艺自动化程度高，提高了透光率，但设备投资大，生产成本偏高，不利于彩色太阳能产品大批量推广。
申请号为CN202110281099.7的中国专利文献公开了一种高透光彩色太阳能面板的生产方法、彩色太阳能光伏组件，包括以下步骤：将UV固化彩色涂料涂布于透明基底上，形成UV固化彩色涂层；将具有凸起阵列的模板与UV固化彩色涂层压合，对UV固化彩色涂层进行机械压纹；同时对UV固化彩色涂层照射紫外光，使UV固化彩色涂层干燥固化；脱除模板，彩色涂层上形成与凸起阵列互补的透光孔；对脱模后的彩色涂层进行后固化，得到所述的高透光彩色太阳能面板。机械压纹工艺确实提高了涂层透光率，但制作压纹模板费用大、成本高，工艺复杂。以上技术方案仅适合生产单色光伏玻璃，无法满足多色彩光伏产品的实际需求。
花岗岩是一种火成岩，花纹为斑点状，由无数个不同颜色的晶体颗粒组成，图案美丽、纹理自然。自然界中的花岗岩根据颜色差别可分为黑色系、白色系、灰色系、红色系、黄色系等类型，是建筑外墙或地面装饰材料中应用最广泛的产品之一。
因此，研发一种具有花岗岩装饰效果的光伏组件，并提高彩色涂层透光率高，在不影响发电效率的前提下，提升光伏产品的美观度，满足城市低碳建筑设计新需求，具有重要的现实及经济意义。
发明内容
本发明提供了一种高透光花岗岩效果光伏组件及其生产方法，在透明面板上印刷多色珠光斑点图案，与电池层暗色背景叠加形成具有立体效果的多彩花岗岩纹理，生产工艺简单，光伏组件透光率高，装饰效果佳，发电效率高，赋予光伏组件发电、装饰双重功能。
本发明的技术方案如下：
一种高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，包括以下步骤：
(1)将花岗岩模板图案中的颜色归类为一个主色和多个辅助色，根据分类颜色对花岗岩模板图案进行拆分，获得一个主色分图案和多个辅助色分图案；主色为与电池层相同或相近的颜色；
(2)根据辅助色分图案，依次将与其相应辅助色相同或相近的珠光油墨印刷到透明面板上，干燥；
(3)将印刷干燥好的透明面板、第一粘接层、电池层、第二粘接层及背板依次层叠、加热、层压，配上引线及边框，得到高透光花岗岩效果光伏组件。
步骤(2)还可以替换为：根据主色分图案和辅助色分图案，依次将与其相应主色或辅助色相同或相近的珠光油墨印刷到透明面板上，干燥。
即，主色分图案可以空出不印刷，使印刷的辅助色分图案与深色电池层叠加形成花岗岩图案，也可以采用深色珠光油墨印刷出主色分图案，与印刷的辅助色分图案叠加形成花岗岩图案。
花纹为斑点状，由无数个不同颜色的晶体颗粒组成。自然界中的花岗岩根据颜色差别可分为黑色系、白色系、灰色系、红色系、黄色系等类型。可将花岗岩图案中的颜色大致归类为一个主色和多个辅助色。
主色为与电池层相同或相近的暗色，如黑色、蓝黑色、深蓝色。
辅助色为1-3个；所述的辅助色为亮色、灰色和彩色中的一种或多种；所述的亮色包括白色；所述的灰色包括深灰、中灰、浅灰、蓝灰；所述的彩色包括黄色、红色、棕色、绿色、蓝色。
优选的，所述的主色为黑色、蓝黑色、深蓝色中一种或多种；所述的辅助色为亮色、灰色和彩色中的一种或多种；所述的亮色包括白色；所述的灰色为深灰、中灰、浅灰、蓝灰中的一种或多种；所述的彩色为黄色、红色、棕色、绿色、蓝色中的一种或多种。
在透明面板上印刷多个辅助色珠光斑点图案，与电池层暗色背景叠加，形成具有立体效果的多彩花岗岩纹理。
主色分图案或多种辅助色分图案的印刷顺序可以根据需要进行调换，印刷各色分图案时可以全部重叠、部分重叠或者不重叠。
花岗岩图案由珠光油墨印刷而成，户外耐候性好，能够在暗色电池背景上能够呈现出明亮的色彩，具有高透光性，花岗岩图案基本不影响光伏组件的发电效率。
所述的珠光油墨包括珠光粉颜料和透明调墨油。
珠光粉颜料为干涉类珠光颜料或实色珠光颜料，粒径为5-100微米；所述的珠光油墨中，珠光粉颜料的质量百分比含量为1-15％。
透明调墨油的干燥方式为自然干燥、低温干燥、高温钢化干燥或UV光固化干燥中的一种或多种组合。
所述的珠光油墨中，透明调墨油的质量百分比含量为85-99％。
步骤(2)中，印刷方式为丝网印刷、热转印、3D打印、喷墨打印、移印或辊印。
进一步的，所述丝网印刷的目数为100-350目。
所述的透明面板为透明玻璃板或透明塑料板。
所述的第一粘接层和第二粘接层独立地为透明EVA、POE、PVB固体胶膜或液体胶膜。
所述的发电层为碲化镉发电玻璃、铜铟镓硒发电玻璃、晶硅电池或钙钛矿电池。
所述的背板为光伏玻璃背板或塑料背板。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明根据天然花岗岩的图案特征和颜色种类，将其分解为一个主色和多个辅助色；利用电池背景暗色作为主色与印刷在透明面板上的多个辅助色叠加形成斑点状的花岗岩图案；主色与辅助色位于光伏组件不同层面，形成的花岗岩图案具有显著的立体效果，生产工艺简单，装饰效果佳；
(2)主色部分可以不印刷油墨，形成通光孔，提高透明面板的透光率；
(3)本发明采用含有珠光颜料的油墨印刷花岗岩效果面板，能够在暗色电池背景上呈现出明亮的色彩，涂层透光率高，组件发电效率高，户外耐候性好，不褪色；
(4)本发明的花岗岩效果光伏组件具有发电、装饰双重功能，可满足光伏建筑一体化(BIPV)市场需求。
附图说明
图1为以碲化镉电池为例，高透光花岗岩光伏组件的结构截面示意图；
图2为以薄膜电池为例，高透光花岗岩光伏组件的生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例以薄膜电池为例，花岗岩效果玻璃面板及光伏组件的生产工艺流程如图2所示，包括以下步骤：
(1)调配珠光油墨
第一辅助色白色
透明UV光固化调墨油(科望UV-748N) 93份；
白色珠光粉P8108(杭州弗沃德) 7份；
第二辅助色灰色
透明UV光固化调墨油(科望UV-748N) 95份；
灰色珠光粉(AdamasAMP1090S) 5份；
第三辅助色红色
透明UV光固化调墨油(科望UV-748N) 95份；
砖红色珠光粉(AdamasAE-660K-SP/OP) 5份。
将上述配方中各组分搅拌均匀，制得三种辅助色珠光油墨备用。
(2)图案分色
将客户花岗岩原样图案，用电脑软件及人工辅助方法分出主色与辅助色图案，包括一个黑色和三个辅助色，白色、灰色、砖红色。
(3)丝网制版
用分出的三色花岗岩图案分别晒制出白色、灰色、砖红色三个丝网印版，丝网目数200目，丝径48微米。
(4)丝网印刷
第一辅助色白色图案印刷与干燥，在清洗干净的5毫米厚光伏玻璃面板1表面印刷白色花岗岩图案，UV光照使图案干燥；
第二辅助色灰色图案印刷与干燥，在印刷了第一辅助色图案的面板1上，用灰色丝网版印刷灰色花岗岩图案，UV光照使图案干燥；
第三辅助色图案印刷与干燥，在印刷了第一及第二辅助色图案的面板1上，用砖红色丝网版印刷砖红色花岗岩图案，UV光照使图案干燥，得到花岗岩效果面板。
(5)组件层压
将印刷好的白色、灰色、砖红色斑点状花岗岩效果玻璃面板、透明PVB粘结层A 3、碲化镉发电玻璃电池层4、透明PVB粘结层B 6及5毫米背板玻璃7，依次层叠、加热层压，配上引线及边框，得到花岗岩效果光伏组件。具体步骤如下：
在花岗岩效果玻璃面板1表面，铺设透明PVB胶膜粘结层A 3；
在透明PVB胶膜粘结层A 3上覆盖黑色碲化镉发电玻璃4，并铺设透明PVB胶膜粘结层B 6；
覆盖玻璃背板7，加热层压(170℃/17分钟)后安装好引线及边框即得到可发电的花岗岩效果光伏组件。
实施例2
本实施例以薄膜电池为例，花岗岩效果玻璃面板及光伏组件工艺流程如图2所示，包括以下步骤：
(1)调配珠光油墨：
第一辅助色灰色
透明热固化调墨油(科望SR-770N) 95份；
灰色珠光粉(AdamasAMP1090S) 5份；
第二辅助色浅金色
透明热固化调墨油(科望SR-770N) 96份；
浅金色珠光粉T60-20(坤彩) 4份；
第三辅助色古铜色
透明热固化调墨油(科望SR-770N) 93份；
古铜色珠光粉(AdamasAE-640K-SP/OP) 7份。
将上述配方中各组分搅拌均匀，制得三种辅助色珠光油墨备用。
(2)图案分色
将客户花岗岩原样图案，用电脑软件及人工辅助方法分出主色与辅助色图案，包括一个黑色和三个辅助专色，灰色、浅金色、古铜色。
(3)丝网制版
用分出的三色花岗岩图案分别晒制出灰色、浅金色、古铜色三个丝网印版，丝网目数300目，丝径34微米。
(4)丝网印刷
第一辅助色灰色图案印刷与干燥，在清洗干净的5毫米光伏玻璃面板1表面印刷灰色花岗岩图案，165℃/5分钟加热使图案干燥；
第二辅助色浅金色图案印刷与干燥，在印刷了第一辅助色图案的面板1上，用浅金色丝网版印刷金色花岗岩图案，IR165℃/7分钟加热使图案干燥；
第三辅助色古铜色图案印刷与干燥，在印刷了第一及第二辅助色图案的面板1上，用古铜色丝网版印刷古铜色花岗岩图案，165℃/10分钟加热使图案干燥，得到三色花岗岩效果面板；
(5)组件层压
将印刷好的灰色、浅金色、古铜色斑点状花岗岩效果玻璃面板、透明EVA粘结层A3、碲化镉发电玻璃电池层4、透明EVA粘结层B 6及5毫米背板玻璃7，依次层叠、加热层压，配上引线及边框，得到花岗岩效果光伏组件。具体步骤如下：
在花岗岩效果玻璃面板1表面，铺设透明EVA胶膜粘结层A3；
在透明EVA胶膜粘结层A3上覆盖黑色碲化镉发电玻璃4，并铺设透明EVA胶膜粘结层B 6；
覆盖玻璃背板7，加热层压(145℃/10分钟)后安装好引线及边框即得到可发电的花岗岩效果光伏组件。
实施例3
本实施例以薄膜电池为例，花岗岩效果玻璃面板及光伏组件工艺流程如图2所示，包括以下步骤：
(1)调配珠光油墨：
第一辅助色白色
透明高温钢化调墨油(昆山田凌WS-7020) 92份；
白色珠光粉P8108(杭州弗沃德) 8份；
第二辅助色灰色
透明高温钢化调墨油(昆山田凌WS-7020) 94份；
灰色珠光粉(AdamasAMP1090S) 6份。
将上述配方中各组分搅拌均匀，制得两种辅助色珠光油墨备用。
(2)图案分色
将客户花岗岩原样图案，用电脑软件及人工辅助方法分出主色与辅助色图案，包括一个黑色和两个辅助专色白色及灰色。
(3)丝网制版
用分出的两个辅助色花岗岩图案分别晒制出白色、灰色、丝网印版，丝网目数200目，丝径48微米。
(4)丝网印刷
第一辅助色白色图案印刷与干燥，在清洗干净的3.2毫米光伏玻璃面板1表面印刷白色花岗岩图案，自然干燥；
第二辅助色灰色图案印刷与干燥，在印刷了第一辅助色图案的面板1上，用灰色丝网版印刷灰色花岗岩图案，自然干燥后送钢化炉高温钢化，得到白、灰双色花岗岩效果面板；
(5)组件层压
将印刷好的白色、灰色斑点状花岗岩效果玻璃面板、透明PVB粘结层A3、碲化镉发电玻璃电池层4、透明PVB粘结层B 6及3.2毫米背板玻璃7，依次层叠、加热层压，配上引线及边框，得到灰白系列花岗岩效果光伏组件。具体步骤如下：
在花岗岩效果玻璃面板1表面，铺设透明PVB胶膜粘结层A3；
在透明PVB胶膜粘结层A 3上覆盖黑色碲化镉发电玻璃4，并铺设透明PVB胶膜粘结层B 6；
覆盖玻璃背板7，加热层压(170℃/17分钟)后安装好引线及边框即得到可发电的花岗岩效果光伏组件。
对比例1
用与实施例2同样的电子分色图案，通过普通的有机颜料UV墨水喷墨打印花岗岩图案，同样的工艺条件制成花岗岩效果光伏组件。
对比例2
用与实施例2同样的电子分色图案，采用高温钢化玻璃墨水喷墨打印花岗岩图案，经高温钢化制成花岗岩效果光伏组件。
对实例1-3与对比例1-2制备的花岗岩效果光伏组件性能进行测试，结果见表1。
表1
对比表1中数据可知，实施例1、2、3丝网印刷的珠光斑点图案涂层透光率远高于对比例1和2，印刷网点清晰，具有显著的立体效果和耐QUV老化性能，适合于大批量花岗岩光伏产品的生产；对比例1的UV喷墨打印花岗岩图案，涂层中的有机颜料吸光性较强，不但透光率低，耐老化性能差，户外容易退色；对比例2中的喷墨打印高温钢化图案，耐候性能优异，但透光率很低，会严重影响光伏组件的发电效率。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将花岗岩模板图案中的颜色归类为一个主色和多个辅助色，根据分类颜色对花岗岩模板图案进行拆分，获得一个主色分图案和多个辅助色分图案；主色为与电池层相同或相近的颜色；
（2）根据辅助色分图案，依次将与其相应辅助色相同或相近的珠光油墨印刷到透明面板上，干燥后形成辅助色分图案；主色分图案空出不印刷，使印刷的辅助色分图案与深色电池层叠加形成花岗岩图案；
所述的珠光油墨包括珠光粉颜料和透明调墨油；珠光粉颜料为干涉类珠光颜料或实色珠光颜料，粒径为5-100微米；所述的珠光油墨中，珠光粉颜料的质量百分比含量为1-15%；
（3）将印刷干燥好的透明面板、第一粘接层、电池层、第二粘接层及背板依次层叠、加热、层压，配上引线及边框，得到高透光花岗岩效果光伏组件。
2.根据权利要求1所述的高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，所述的主色为黑色、蓝黑色、深蓝色中一种或多种；所述的辅助色为亮色、灰色和彩色中的一种或多种；所述的亮色包括白色；所述的灰色为深灰、中灰、浅灰、蓝灰中的一种或多种；所述的彩色为黄色、红色、棕色、绿色、蓝色中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，透明调墨油的干燥方式为自然干燥、低温干燥、高温钢化干燥或UV光固化干燥中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，所述的珠光油墨中，透明调墨油的质量百分比含量为85-99%。
5.根据权利要求1所述的高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，印刷方式为丝网印刷、热转印、3D打印、喷墨打印、移印或辊印。
6.根据权利要求1所述的高透光花岗岩效果光伏组件的生产方法，其特征在于，所述的电池层为碲化镉发电玻璃、铜铟镓硒发电玻璃、晶硅电池或钙钛矿电池。
7.一种高透光花岗岩效果光伏组件，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的生产方法生产得到。
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