CN217239479U - 一种bipv组件的层压结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种BIPV组件的层压结构，包括从下至上依次叠置的背板玻璃、第一封装PVB胶膜层、太阳能电池、第二封装PVB胶膜层以及彩色化涂层、前板玻璃，其中，所述彩色化涂层的四周朝内部设置清边区域，露出前板玻璃表面，所述清边区域的玻璃表面涂敷有丁基胶层。本实用新型仍采用PVB作为主要层压胶膜，在胶膜四周采用丁基胶进行封边，即可满足建筑要求，也可解决BIPV彩色化光伏组件耐候性问题，提升了传统彩色化光伏组件的使用寿命，在产业化实施方面也具有较强的可操作性。

Description

一种BIPV组件的层压结构

技术领域

本实用新型涉及光伏发电及光伏建筑一体化(BIPV)领域，具体而言，涉及一种BIPV组件的层压结构。

背景技术

BIPV彩色化组件为了实现光伏组件能够应用至建筑，适应建筑外立面等，需要通过真空镀膜、丝网印刷和UV打印等方式在前板玻璃内表面制备彩色化或图案，实现光伏组件的彩色化和图案化，从而更加适合建筑，使光伏组件兼具光伏组件和建材的双重特性。

彩色化和图案化涂层通过层压的方式与胶膜结合，需保持彩色化和图案化涂层长时间不发生脱落等问题，因此层压过程选用的材料和工艺对涂层的耐候性至关重要。为了符合幕墙安装国家强制标准，一般采用PVB胶膜进行封装，例如CN201910449350.9公开了一种用PVB封装生产BIPV组件的方法以及CN201120200532.1一种BIPV组件，均采用PVB粘接。由于PVB具有优良的透光性能、耐高温、低温、机械性能和对玻璃具有良好的粘结力等特性，BIPV组件多采用PVB作为封装胶膜。然而PVB具有一定的吸水特性，阻隔水汽的能力差。层压过后，潮湿环境中的水汽可由PVB胶膜沿色彩层向组件内部扩散，彩色化涂层与水汽接触后，会导致涂层与玻璃间结合力降低，严重时产生色彩层脱落的问题，较传统晶硅组件BIPV组件的使用寿命大大缩短。

实用新型内容

有鉴于此，针对现有BIPV彩色光伏组件使用过程中出现的彩色化涂层脱落的问题。本实用新型提供一种BIPV组件的层压结构，能够有效阻止水汽进入组件内部，大大增加了彩色化涂层的耐候性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种BIPV组件的层压结构，包括从下至上依次叠置的背板玻璃、第一封装PVB胶膜层、太阳能电池、第二封装PVB胶膜层以及彩色化涂层、前板玻璃，其中，所述彩色化涂层的四周设置清边区域，露出前板玻璃表面，所述清边区域的玻璃表面涂敷有丁基胶层。

根据本发明的层压结构，所述彩色化涂层可为介质膜层，也可为彩色透光油墨层，使前板玻璃显示均匀色彩或彩色化图案；在具体的实施方案中，可采用UV打印、丝网印刷或真空镀膜的方式在玻璃表面制备获得。进一步地，在制备彩色化涂层之前，可采用去离子水、毛刷清洗前板玻璃表面，去除玻璃表面油污等杂质。

根据本发明的层压结构，所述彩色化涂层的厚度200nm-10μm。

根据本发明的层压结构，所述彩色化涂层包括一种或多种颜色涂层，或者带有图案的颜色涂层。

根据本发明的层压结构，所述丁基胶层在清边区域以及在与彩色化涂层结合处向彩色化涂层表面涂敷，即丁基胶层部分覆盖在彩色化涂层表面，两者重叠距离为2-5mm。在具体的实施方案中，可沿彩色化涂层的边缘朝内部进行清边处理，清边距离为0.5cm-1cm，得到清边区域，采用的方式可为机械喷砂或激光刻划等方式，清边区域无彩色化涂层覆盖，直接为露出的玻璃表面。

根据本发明的层压结构，所述前板玻璃或后板玻璃选用超白玻璃或其它有机玻璃材质，所述前板玻璃的厚度为1-5mm，优选透光率不低于88％的超白钢化玻璃，所述背板玻璃的厚度为1-8mm。

根据本发明的层压结构，所述第一封装PVB胶膜层或第二封装PVB胶膜层的厚度为0.5-1mm。

根据本发明的层压结构，所述丁基胶采用黑色丁基胶。

根据本发明的层压结构，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓太阳能电池。

根据本发明的层压结构，所述前板玻璃未与彩色化涂层结合的一面可为与空气接触的粗糙表面层，优选地，粗糙表面层由前板玻璃通过化学蚀刻方法或物理喷砂方法或化学蚀刻方法+物理喷砂方法，在前板玻璃表面处理制作出粗糙纹理，此粗糙表面层具有高的粗糙度和雾度，可以使照射的入射光发生散射，消除镜面玻璃的眩光，解决由于反射光导致的光污染，起到很好的防眩光的作用。所述粗糙表面层为在玻璃表面产生的0.5-10μm的高低起伏。

另一方面，本实用新型提供了上述BIPV组件的层压方法，将上述层压结构置于层压机中，分别经过升温、抽真空、加压和冷却阶段，通过80～120℃的加温，使PVB胶膜融化，实现各功能层的充分粘合，组件四周的丁基胶使前板玻璃及背板玻璃充分粘合，能够起到充分阻止水汽的作用。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

目前行业内采用PVB胶膜封装的方式将背板玻璃、芯片和彩色化前板玻璃进行粘结。彩色化涂层现阶段通常采用真空镀膜和油墨的方式使前板玻璃着色，特别使油墨中含有机材料，但油墨涂层对水汽较为敏感，加之PVB具有一定的吸水特性，因此沿PVB胶膜进入组件内部水汽会导致油墨层结合强度的降低，严重时会导致彩色油墨层的脱落。因此，彩色化涂层脱落与水汽的存在具有重要关系。

本实用新型是在现有BIPV彩色光伏产品层压工艺的基础上，结合目前彩色化技术使用过程中出现的问题，创新性的采用水汽透过率低或阻隔水汽能力性能优异的丁基胶将前板和背板玻璃四边进行了封边，阻隔外界与组件内部，水汽不能通过前板和背板玻璃的缝隙进入组件内部，彩色化涂层不会因吸水导致结合力下降的问题，解决了水汽向组件内部的扩散而导致的彩色化涂层脱落以及PVB材料吸水导致涂层脱落的问题，且对解决BIPV彩色光伏组件在使用过程中出现的彩色化涂层脱落的问题也明显改善。因此，本实用新型仍采用PVB作为主要层压胶膜，在胶膜四周采用丁基胶进行封边，即可满足建筑要求，也可解决BIPV彩色化光伏组件耐候性问题，提升了传统彩色化光伏组件的使用寿命，在产业化实施方面也具有较强的可操作性。

附图说明

图1为一种实施方式中的BIPV组件的层压结构的示意图；

图2为清边区域涂敷丁基胶的结构示意图。

图中标记如下，1-前板玻璃，2-丁基胶，3-彩色化涂层，4-第二封装胶膜层，5-电池芯片，6-第一封装胶膜层，7-背板玻璃，8-清边区域。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图1示意了一种实施方式中的一种BIPV组件的层压结构，包括从下至上依次叠置的背板玻璃7、第一封装胶膜层6(PVB)、太阳能电池芯片5、第二封装胶膜层4(PVB)以及彩色化涂层3、前板玻璃1，其中，所述彩色化涂层3的四周设置清边区域8，露出前板玻璃表面，所述清边区域的玻璃表面涂敷有丁基胶层2。

较佳地，上述彩色化涂层可为介质膜层，也可为彩色透光油墨层，使前板玻璃显示均匀色彩或彩色化图案；在具体的实施方案中，可采用UV打印、丝网印刷或真空镀膜的方式在玻璃表面制备获得。进一步地，在制备彩色化涂层之前，可采用去离子水、毛刷清洗前板玻璃表面，去除玻璃表面油污等杂质。优选地彩色化涂层的厚度200nm-10μm。

较佳地，上述丁基胶层在清边区域以及在与彩色化涂层结合处向彩色化涂层表面涂敷，两者重叠距离约为2-5mm，保证能够完全覆盖清边区域。图2示意了部分丁基胶，仅作示意，实际操作时覆盖四周的清边区域；在具体的实施方案中，在前板玻璃基体表面获得彩色化涂层之后，可沿彩色化涂层的边缘进行清边处理，清边距离为0.5cm-1cm，得到清边区域，采用的方式可为机械喷砂或激光刻划等方式，清边区域无彩色化涂层覆盖，直接为露出的玻璃表面。

较佳地，上述前板玻璃或后板玻璃选用超白玻璃或其它有机玻璃材质，所述前板玻璃的厚度1-5mm，优选透光率不低于88％的超白钢化玻璃，所述背板玻璃的厚度1-8mm。

较佳地，上述第一封装胶膜层或第二封装胶膜层的厚度为0.5-1mm。为无色透光率高的封装胶膜，例如市售的高透胶膜。

较佳地，上述彩色化涂层包括一种或多种颜色涂层，或者带有图案的彩色化涂层。

较佳地，上述丁基胶采用黑色丁基胶。

根据本发明的层压结构，所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓太阳能电池。

较佳地，太阳能电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、砷化镓太阳能电池等，例如：在具体的一示例中可选择单晶硅太阳能电池。

具体地，上述BIPV组件的制备方法包括如下步骤：

采用去离子水、毛刷清洗前板玻璃表面，去除玻璃表面油污等杂质；

采用UV打印、丝网印刷或真空镀膜的方式在钢化超白玻璃表面制备厚度200nm-10μm彩色化涂层；

沿彩色化涂层边缘朝内部进行清边处理，清边距离为0.5cm-1cm，采用的方式可为机械喷砂或激光刻划等方式，清边部分无彩色化涂层覆盖，直接为玻璃表面；

将四周清边区域的前板玻璃表面涂敷丁基胶，涂敷区域需铺满清边区域，且延伸覆盖彩色化涂层表面约2-5mm；

将第一封装胶膜层PVB铺设在背板玻璃上，然后在第一封装胶膜层上依次敷设太阳能电池片组成的电池串、第二封装胶膜层PVB；该步骤与下述涂敷丁基胶步骤无先后顺序，也可同时进行；

涂敷有丁基胶的前板彩色化玻璃与背板玻璃等各层相贴合，并且保证不移位，从而形成待层压的光伏组件层压结构；

将上述层压结构置于层压机中分别经过升温、抽真空、加压和冷却阶段，通过80～120℃的加温，使PVB胶膜融化，实现各功能层的充分粘合，组件四周的丁基胶使前板及背板玻璃充分粘合，能够起到充分阻止水汽的作用。所述制备方法中其它未详述参数参照现有光伏组件层压工艺，不再赘述。

为了便于理解，下面示例说明本实用新型的BIPV组件的层压结构及其制备方法，但不应理解为本实用新型技术方案仅局限于此：

实施例1

将4mm超白玻璃采用毛刷和去离子水将玻璃前后表面清洗干净；采用丝网印刷的方式制备透光率约为60％的红色彩色化涂层，采用喷砂的方式将彩色化涂层边缘宽度1cm处的彩色化涂层清边处理，得到清边区域；将厚度为1mm的PVB胶膜层、高效晶硅太阳能电池组串和厚度为1mm的PVB胶膜层依次平铺至厚度为6mm的背板玻璃上；在清边区域露出的前板玻璃表面涂敷丁基胶，丁基胶层部分覆盖在彩色化涂层表面，两者重叠距离约为5mm，将清边并涂有丁基胶的前板玻璃与各层贴合，避免出现位移；后将贴合的前板及背板玻璃放置于层压机内，在120℃的温度下进行层压，层压后在高压釜内进行处理，完成红色彩色化BIPV组件的制备。

实施例2

将6mm超白玻璃采用采用毛刷和去离子水将玻璃前后表面清洗干净；采用UV打印的方式制备透光率65％的仿石材图案，采用激光刻划的方式将仿石材涂层边缘进行1.5mm清边，得到清边区域，在清边区域露出的前板玻璃表面涂敷丁基胶；将厚度为0.8mm的PVB胶膜、高效晶硅太阳能电池组串和厚度为0.8mm的PVB胶膜一次平铺至厚度为6mm的背板玻璃上；将清边并涂有丁基胶的前板玻璃与各层贴合，避免出现位移；后将贴合的前板及背板玻璃放置于层压机内，在120℃的温度下进行层压，层压后在高压釜内进行处理，完成红色彩色化BIPV组件的制备。

采用以上材料和步骤制备的上述实施例中的彩色化组件由于采用丁基胶封边，具有降低水汽通过PVB胶膜扩散至组件内部的作用，能够有效增加组件中彩色化涂层的耐候性，提升了传统彩色化光伏组件的使用寿命。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本实用新型做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本实用新型权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种BIPV组件的层压结构，其特征在于：包括从下至上依次叠置的背板玻璃、第一封装PVB胶膜层、太阳能电池、第二封装PVB胶膜层以及彩色化涂层、前板玻璃，其中，所述彩色化涂层的四周设置清边区域，露出前板玻璃表面，所述清边区域的玻璃表面涂敷有丁基胶层。

2.根据权利要求1所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述彩色化涂层为介质膜层或彩色透光油墨层。

3.根据权利要求1或2所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述彩色化涂层的厚度200nm-10μm。

4.根据权利要求1或2所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述彩色化涂层包括一种或多种颜色涂层，或者带有图案的颜色涂层。

5.根据权利要求1或2所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：沿彩色化涂层的边缘朝内部进行清边处理，清边距离为0.5cm-1cm，得到清边区域。

6.根据权利要求5所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述丁基胶层在清边区域以及在与彩色化涂层结合处向彩色化涂层表面涂敷，丁基胶层部分覆盖在彩色化涂层表面，两者重叠距离为2-5mm。

7.根据权利要求1所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述前板玻璃或背板玻璃选用超白玻璃，所述前板玻璃的厚度1-5mm，所述背板玻璃的厚度1-8mm。

8.根据权利要求1所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述第一封装PVB胶膜层或第二封装PVB胶膜层的厚度为0.5-1mm。

9.根据权利要求1所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述丁基胶采用黑色丁基胶。

10.根据权利要求1所述的BIPV组件的层压结构，其特征在于：所述太阳能电池为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池或砷化镓太阳能电池中的一种。

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