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一种光伏组件及光伏系统的制作方法

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1.本实用新型涉及太阳能光伏技术领域,尤其涉及一种光伏组件及光伏系统。


背景技术:

2.随着光伏组件对外观的要求,如颜色或图案的要求,彩色光伏组件开始广泛使用。
3.光伏组件主要包括透光板、电池和背板,彩色光伏组件实现彩色的方式主要是通过彩色的透光板、彩色的电池、彩色的胶膜或彩色的背板。例如,现有技术公开了一种高透光彩色光伏组件,通过在透明粘结层中引入色彩层,然后采用常规的光伏组件层压制备工艺进行组件的制备,色彩层为干涉类珠光粉层。然而在层压过程中,透明粘结层会发生熔化,很难保证初始色彩层的结构与位置,进而产品的外观存在不一致的现象。
4.综上所述,如何解决彩色光伏组件的彩色部分在光伏组件制备过程中不稳定和不一致的问题,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的在于提供一种光伏组件及光伏系统,以提高光伏组件的彩色部分在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
6.第一方面,本实用新型提供一种光伏组件,包括依次叠置的透光板、第一封装层、电池封装层和背板;第一封装层内包裹封装有具有色彩和/或图案的色彩载体层,色彩载体层布置有用于透光的镂空孔。
7.采用上述技术方案时,光伏组件通过在透光板和电池封装层之间设置第一封装层,第一封装层内包裹有色彩载体层,色彩载体层具有色彩和/或图案,即通过一整片的色彩载体层承载色彩和/或图案。色彩载体层上布置由镂空孔,能够透光。由于采用一个整体的色彩载体层作为承载色彩和/或图案的结构,色彩载体层包裹在第一封装层内,则色彩载体层在第一封装层的保护下结构稳定,相较于现有的在透明粘结层中引入干涉类珠光粉层作为色彩层,然后采用层压制备工艺进行组件的制备,本实用新型中的光伏组件在进行层压时,第一封装层中的色彩载体布层不会出现结构和位置的改变,保持了原始的结构和位置,且色彩载体层自身色彩和/图案稳定,因此,提高了光伏组件中彩色部分的在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
8.可选地,在上述的光伏组件中,色彩载体层的材质为无纺布、织布、塑料片中的任一种或多种组合。
9.如此设置,由于无纺布、织布和塑料片均为一个整体结构,能够为色彩和/或图案提供一个稳定的载体,将其包裹封装在第一封装层中,进一步提高了其结构、色彩和图案的稳定性。
10.可选地,在上述的光伏组件中,无纺布由具有色彩的透明无机纤维和/或透明有机纤维制成;或者,织布由具有色彩的透明无机纤维和/或透明有机纤维编织而成。
11.如此设置,无纺布或织布的色彩是通过自带色彩的透明无机纤维和/或透明有机
纤维所呈现的,色彩和图案不容易损坏,保持更加持久,从而进一步提高了光伏组件的色彩部分的稳定性,能够提高无纺布或织布的耐候性能,不容易发生变质损坏。
12.可选地,在上述的光伏组件中,第一封装层通过可紫外光固化和/或可热固化的透明树脂包裹封装色彩载体层。
13.如此设置,透明树脂能够提高第一封装层的两面分别与透光板和电池封装层之间的结合强度,透明树脂具有高透光性,有利于光线的传递以及色彩的呈现,可紫外光固化和/或可热固化的透明树脂能够快速固化,固化强度高。
14.可选地,在上述的光伏组件中,第一封装层为预制结构,第一封装层的两面透明树脂分别与透光板和电池封装层通过层压固定。
15.如此设置,采用预制结构的第一封装层能够预先将色彩载体层封装定型,在后续层压处理时,不会对色彩载体层的结构和位置造成影响,通过层压进一步固化第一封装层,进一步保证了光伏组件的色彩和/或图案的稳定性和一致性。
16.可选地,在上述的光伏组件中,第一封装层的厚度为50μm-500μm。
17.可选地,在上述的光伏组件中,色彩载体层的镂空孔呈阵列排布。
18.如此设置,使得镂空孔排列规则,各光伏组件的结构一致性高。
19.可选地,在上述的光伏组件中,镂空孔的形状为多边形、圆形、椭圆形或异形。
20.可选地,在上述的光伏组件中,镂空孔的尺寸大小为10μm-1000μm。
21.如此设置,根据透光率,选择合适尺寸大小的镂空孔,第一封装层的透光率可以通过调节镂空孔的尺寸大小和密度进行调节。
22.第二方面,本实用新型还提供一种光伏系统,包括如以上任一项所提到的光伏组件。与现有技术相比,本实用新型提供的光伏组件系统的有益效果与上述技术方案的光伏组件的有益效果相同,此处不做赘述。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
24.图1为本实用新型实施例中的一种光伏组件的结构示意图;
25.图2为本实用新型实施例中的一种光伏组件的第一封装层的结构示意图;
26.图3为本实用新型实施例中的一种第一封装层的色彩载体层的结构示意图;
27.图4为本实用新型实施例提供的一种光伏组件的制备过程的流程示意图;
28.图5为本实用新型实施例提供的一种光伏组件的制备过程的步骤s100的流程示意图。
29.附图标记:
30.1-透光板、2-第一封装层、21透明树脂、22-色彩载体层、221-镂空孔、3-电池封装层、31-发电单元、4-背板。
具体实施方式
31.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以
下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
32.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。
35.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。
36.在光伏领域,光伏组件是光伏发电系统的重要组成部分,光伏组件主要包括透光板、光伏电池和背板。其中,光伏电池设置于透光板和背板之间,透光板和背板对光伏电池起到支撑固定作用。太阳光经透光板射入光伏电池,光伏电池进行光电转化。目前,随着国家将着力发展绿色建筑,将光伏组件产品与建筑结合而成的光伏建筑一体化产品会成为趋势。以建筑的外立面为例,常常需要采用不同颜色或图案的产品。彩色光伏组件应运而生,将彩色光伏组件应用于建筑外观,当然,彩色光伏组件还可以应用于其他领域,如光伏发电机组、路政设施改造等,并不局限于本实用新型所列举的场景和领域。现有彩色光伏组件实现彩色的方式主要是通过彩色的透光板、彩色的电池、彩色的胶膜或彩色的背板。例如,现有技术公开了一种高透光彩色光伏组件,通过在透明粘结层中引入色彩层,然后采用常规的光伏组件层压制备工艺进行组件的制备,色彩层为干涉类珠光粉层。然而在层压过程中,透明粘结层会发生熔化,很难保证初始色彩层的结构与位置,进而产品的外观存在不一致的现象,导致彩色光伏组件的彩色部分不稳定。
37.鉴于此,为解决上述问题,请参阅图1-图3,本实用新型实施例提供了一种光伏组件,包括依次叠置的透光板1、第一封装层2、电池封装层3和背板4,以图1所示的方位为例说明,由上至下依次为透光板1、第一封装层2、电池封装层3和背板4,各层之间固定,形成一个整体。第一封装层2内包裹封装有具有色彩和/或图案的色彩载体层22,即一整片的色彩载体层22包裹定型于第一封装层2内,色彩载体层22作为色彩和/或图案的承载体,色彩载体层22布置有用于透光的镂空孔221。
38.该光伏组件的彩色实现是通过第一封装层2中的色彩载体层22,色彩载体层22的色彩和/或图案能够通过第一封装层2和透光板1呈现出来。使用时,太阳光通过透光板1和
色彩载体层22的镂空孔221射入电池封装层3中,电池封装层3中的发电单元31进行光电转化进行发电,背板4作为光伏组件的支撑防护。
39.通过上述结构和实施过程可知,由于该光伏组件通过在透光板1和电池封装层3之间设置第一封装层2,采用一个整体的色彩载体层22作为承载色彩和/或图案的结构,色彩载体层22包裹在第一封装层2内,则色彩载体层22在第一封装层2的保护下结构稳定,相较于现有的在透明粘结层中引入干涉类珠光粉层作为色彩层,然后采用层压制备工艺进行组件的制备,本实用新型中的光伏组件在进行层压时,第一封装层2中的一个整体的色彩载体层22不会出现结构和位置的改变,保持了原始的结构和位置,且色彩载体层22自身色彩和/图案稳定,因此,提高了光伏组件中彩色部分在光伏组件的制备过程中的稳定性和一致性。
40.进一步地,在本实施例中,色彩载体层22的材质为无纺布、织布、塑料片中的任一种或多种组合。即色彩载体层22可以为一块无纺布或一块织布或一块塑料片,或者为三者中的任意几种组合。由于无纺布、织布和塑料片均为一个整体结构,且其上能够承载色彩和/或图案,结构稳定。因此,能够为色彩和/或图案提供一个稳定的载体。将其包裹封装在第一封装层2中,进一步提高了其结构、色彩和图案的稳定性。当然,色彩载体层22还可以为其它能够承载色彩和/或图案的整体材质,并不局限于本实施例所列举的材质。
41.另外,现有技术公开了一种彩色光伏组件的制备方法,通过在透光板的背面设置彩色的釉层来实现彩色。然而釉层与透光板间的结合不是很牢靠,在实际生产过程中,容易出现划伤,进而造成彩色组件的外观缺陷,此外釉层与封装胶膜间的粘结性能不好,容易出现分层或者脱落。
42.鉴于此,为了解决釉层与透光板和封装胶膜之间的粘接性能不好的问题,本实用新型实施例还提供了如下方案。如图2所示,第一封装层2通过透明树脂21包裹封装色彩载体层22,即在透明树脂21将色彩载体层22包裹定型。如此设置,一方面使用透明树脂21的第一封装层2在与透光板1、电池封装层3和背板4一起层压时,透明树脂21能够提高第一封装层2的两面分别与透光板1和电池封装层3之间的结合强度。相较于现有的通过釉层与透光板的结合,本实用新型中的光伏组件通过具有透明树脂21的第一封装层2与透光板1和电池封装层3粘接固定,提高了结合强度,不容易出现分层或脱落。另一方面,透明树脂21具有高透光性,有利于光线的传递以及色彩的呈现。此外,透明树脂21能够充分浸润色彩载体层,透明树脂21在液态状态下进入色彩载体层22的镂空孔221中,提高了对色彩载体层22的包裹定型效果,保证了色彩载体层22的结构和位置在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
43.当然,第一封装层2还可以通过其他材料对色彩载体层22进行包裹封装定型,如透明的胶体、橡胶、玻璃等。只要能够实现对色彩载体层22的包裹封装定型即可,并不局限于本实施例所列举的材料。
44.作为一种可能的实施方式,如图1和图2所示,在本实施例中,第一封装层2为预制结构,即先将色彩载体层22进行单独包裹封装定型,得到预制的第一封装层2。再将预制的第一封装层2放在电池封装层3和透光板1之间,通过层压处理,将背板4、电池封装层3、第一封装层2和透光板1层压固定。
45.以第一封装层2通过透明树脂21包裹定型色彩载体层22为例进行说明,将色彩载体层22浸润在透明树脂21内,透明树脂21将色彩载体层22包裹,待透明树脂21固化后,形成
单独可拿取的预制结构。为了更好地封装色彩载体层22,还可以在固化的透明树脂21表面再次涂覆透明树脂21,等待透明树脂21再次固化,该操作根据需要可重复多次。得到满足厚度、结合强度要求的第一封装层2。
46.由于采用预制结构的第一封装层2能够预先将色彩载体层22封装定型,在后续层压处理时,不会对色彩载体层22的结构和位置造成影响,通过层压进一步固化第一封装层2,进一步保证了光伏组件的色彩和/或图案在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
47.当然,第一封装层2也可以不采用预制结构,而是直接将色彩载体层22置于电池封装层3上,在电池封装层3上对色彩载体层22进行封装定型,得到第一封装层2,最后再对透光板1、第一封装层2、电池封装层3和背板4进行层压处理。只是色彩载体层22的包裹封装定型的结构稳定性不如预制结构,但相对现有技术,能够提高彩色部分在制备过程中的结构稳定性和一致性。
48.作为优化,在本实施例中,透明树脂21为可紫外光固化和/或可热固化的透明树脂21。其中,可紫外光固化的透明树脂21能够在紫外光照射下进行固化,固化速度快,固化后强度高。可热固化的透明树脂21能够受热后进行固化,同样固化速度快,固化后强度高。具有可紫外光固化和可热固化双重固化能力的透明树脂21既可以在紫外光照射下固化,也可以在受热后固化,也可以同时在紫外光照射和受热情况下进行固化,从而增加了固化的途径,且在紫外光照射和受热情况下固化进一步提高了固化速度。
49.具体地,本实施例中提供了几种具有可紫外光固化和/或可热固化的透明树脂21,该透明树脂21可为均经过丙烯酸改性的环氧树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂、聚酯树脂和有机硅树脂中的任一种或多种组合。即透明树脂21为丙烯酸改性的环氧树脂、丙烯酸改性的聚氨酯树脂、丙烯酸改性的聚醚树脂、丙烯酸改性的聚酯树脂和丙烯酸改性的有机硅树脂中的任一种或多种组合。例如,将色彩载体层22浸润在以上任一种或多种组合的透明树脂21中,待固化后,再涂覆一次或多次透明树脂21,每次涂覆的透明树脂21可以相同或不同,且每次涂覆的厚度根据透明树脂21的不同而确定,通常每次涂覆的厚度不大于50μm。最终得到的第一封装层2的厚度为50μm-500μm。当然,透明树脂21并不局限于本实施例所列举的材料。
50.如图3所示,在本实施例中,色彩载体层22的镂空孔221呈阵列排布,阵列具体可以为矩形阵列、中心辐射阵列等规则阵列,使得各光伏组件的结构一致性高。当然,镂空孔221可以采用不规则排列。镂空孔221的形状可以为多边形、圆形、椭圆形、异形等。通过不同的阵列排布和镂空孔221的形状可以改变色彩载体层22的结构,还可以通过镂空孔221的布局和形状使得光伏组件呈现出不同的图案。当然,光伏组件的图案也可以通过色彩载体层22上的不同色彩来体现。
51.在本实施例中,镂空孔221的尺寸大小可以为10μm-1000μm,根据实际需要,如透光率,选择合适尺寸大小的镂空孔221,第一封装层2的透光率可以通过调节镂空孔221的尺寸大小和密度进行调节。
52.在本实施例中,如果色彩载体层22的材质为无纺布或者织布,则无纺布可由具有色彩的透明纤维制成,织布可由具有色彩的透明纤维编织而成。即无纺布或织布的色彩是通过自带色彩的透明纤维所呈现的,如此,色彩和图案不容易损坏,保持更加持久,从而进一步提高了光伏组件的色彩部分的稳定性。此外,透明纤维制成的无纺布或织布,其结构强
度较高,不容易发生结构破坏。同时,采用透明纤维可以进一步提高第一封装层2的透光率。无纺布或织布可以表现为单一的色彩,如黄色、灰色、蓝色、绿色等,也可以变现为多种色彩的组合,呈现出图案。当然,无纺布或织布的色彩还可以通过在无纺布或织布上印出。
53.进一步地,在本实施例中,透明纤维为透明无机纤维和透明有机纤维中的一种或组合。其中,无机纤维可以为玻璃纤维等,有机纤维可以为聚酯纤维等。采用透明无机纤维和透明有机纤维,能够提高无纺布或织布的耐候性能,不容易发生变质损坏。
54.需要说明的是,在本实施例中,透光板1可以为常规的玻璃材料,也可以为透明的耐候高分子材料,例如etfe(乙烯-四氟乙烯共聚物)、ectfe(乙烯三氟氯乙烯共聚物)、pvdf(聚偏氟乙烯)等,当然也可以为含有耐候外层的多层复合膜材料。电池封装层3可以为eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、poe(乙烯和丁烯的高聚物,或乙烯和辛烯的高聚物)、pvb(聚乙烯醇缩丁醛酯)中的任意一种或者组合。背板4可以为常规太阳能光伏组件的背板材料,如聚酯和氟化材料,具有耐长期老化(湿热、干热、紫外)、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能,也可以为金属背板材料。
55.下面对光伏组件的制备过程进行举例说明,步骤包括:
56.步骤s100、预先定型具有色彩载体层22的第一封装层2,色彩载体层22具有色彩和/或图案,色彩载体层22布置有用于透光的镂空孔221。其中,色彩载体层22的材质可以为无纺布、织布、塑料片中的任一种或多种组合。
57.步骤s200、对依次叠置的透光板1、第一封装层2、电池封装层3和背板4进行层压,得到光伏组件。其中,在层压的过程中,第一封装层2进一步固化,与透光板1和电池封装层3之间形成较强的粘接。
58.通过色彩载体层实现光伏组件的彩色呈现,且色彩载体层22预先包裹封装于第一封装层2中,使得第一封装层2为单独的预制结构,色彩载体层22的结构和位置预先得到固定,不会因为后续层压工序出现波动,保证了光伏组件的彩色部分在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
59.进一步地,在本实施例中,在步骤s100中的预先定型具有色彩载体层22的第一封装层2,具体包括步骤:
60.步骤s101、将色彩载体层22浸润在透明树脂21中;
61.步骤s102、取出浸润后的色彩载体层22,透明树脂21固化后包裹定型色彩载体层22,得到第一封装层2。其中,透明树脂21为可紫外光固化和/或可热固化的透明树脂。
62.以无纺布为例进行说明,依据需求,将无纺布裁切至所需尺寸,例如698mm*2089mm,将无纺布浸润在透明树脂21中,保持一段时间,保证透明树脂21充分与无纺布接触。取出浸润后的无纺布,并放置在紫外光下照射和/或受热,透明树脂21固化即完成对无纺布的定型。
63.采用透明树脂21对色彩载体层22进行预先定型,一方面使用透明树脂21的第一封装层2在与透光板1、电池封装层3和背板4一起层压时,透明树脂21能够提高第一封装层2的两面分别与透光板1和电池封装层3之间的结合强度,不容易出现分层或脱落。另一方面,透明树脂21具有高透光性,有利于光线的传递以及色彩的呈现。此外,透明树脂21能够充分浸润色彩载体层22,透明树脂21在液态状态下进入色彩载体层22的镂空孔221中,提高了对色彩载体层22的包裹定型效果,保证了色彩载体层22的结构和位置在光伏组件制备过程中的
稳定性和一致性。
64.进一步地,在本实施例中,在步骤s102中的透明树脂21固化后包裹定型色彩载体层22之后,还包括步骤:s103,在定型的色彩载体层22的表面涂覆n次透明树脂21,每次涂覆后待透明树脂21固化后继续下一次透明树脂21的涂覆,其中,n为大于或等于1的整数。
65.基于以上任一实施例所描述的光伏组件,本实用新型实施例还提供了一种光伏系统,包括如以上任一实施例所描述的光伏组件。
66.该光伏系统采用了本实用新型中的光伏组件,光伏组件的彩色实现是通过第一封装层2中的色彩载体层22,色彩载体层22的色彩和/或图案能够通过第一封装层2和透光板1呈现出来。由于色彩载体层22包裹在第一封装层2内,则色彩载体层22在第一封装层2的保护下结构稳定,在进行层压时,第一封装层2中的一个整体的色彩载体层22不会出现结构和位置的改变,保持了原始的结构和位置,且色彩载体层22自身色彩和/图案稳定,因此,提高了光伏组件中彩色部分在光伏组件制备过程中的稳定性和一致性。
67.在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
68.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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