CN108400186A - 一种smc整体式光伏组件、制造方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种SMC整体式光伏组件、制造方法及应用。本发明公开了一种SMC整体式光伏组件，包括SMC材质的敞口槽，敞口槽的底板上依次真空层压粘合设置有第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板；敞口槽的底板上设置有容电池片的汇流条引出线穿过的通孔，敞口槽外设置有与汇流条引出线连接的接线盒，第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板外缘与敞口槽的侧壁之间以及汇流条引出线与通孔之间均密封设置有填充胶。SMC材质敞口槽的引入，有助于降低背板边框等部件及组件的次品率；本发明还公开了一种SMC整体式光伏组件的制造方法及应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种SMC整体式光伏组件、制造方法及应用。
背景技术
现有技术中的太阳能电池组件构成沿光入射方向依次包括：层叠组件、框架、接线盒和填充胶，层叠组件包括层压封装的钢化玻璃、EVA层、电池片、EVA层、背板。
背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。框架的作用在于保护层压件，同时便于光伏面板的安装。框架的常用材质如铝合金、不锈钢和增强塑料。铝合金边框的优点在于：质轻、耐腐蚀耐氧化、强度及牢固性强、不易变形、使用寿命较长。现有技术中背板为层叠膜结构，常用的如TPT、TPE、BBF、APE、EVA：TPT是指使用杜邦Tedlar制成的Tedlar/PET/Tedlar的三层复合膜；TPE的材质是包含苯乙烯类树脂和氢化树脂的热塑性弹性体；BBF是三层共挤的EVA/PET/THV，APE的材质为PE12/高分子合金材料/EVA，高分子合金材料比传统的PET中间层长期耐水解和水汽阻隔性好，电气绝缘性能优良；EVA是指乙烯醋酸乙烯脂树脂。
但是，现有的生产工艺中，由于背板厚度较小，敷设后的层压件在传输线上传输时，传输线上的尖锐物品会对背板造成划口，修边人员在修编过程中对背板也为造成损伤，进而影响背板的阻隔性能，水汽的渗入会直接导致电池板内部电路的腐蚀，组件寿命缩短；另外，铝型材的边框在挤压生产过程中不仅容易出现弯曲、扭拧、变形、夹渣等直观的缺陷，还存在视觉或触觉无法识别的“吸附颗粒”的问题，铝型材边框的合格率最高维持在95%左右。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种SMC整体式光伏组件，采用SMC材质一体模压成型的框架和背板，利用SMC质轻、绝缘、抗静电、防水和耐老化的性能，降低光伏组件生产过程和/或运输过程中的次品率，实现光伏组件的轻量化。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种SMC整体式光伏组件，包括SMC材质的敞口槽，敞口槽的底板上依次真空层压粘合设置有第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板；敞口槽的底板上设置有容电池片的汇流条引出线穿过的通孔，敞口槽外设置有与汇流条引出线连接的接线盒，第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板外缘与敞口槽的侧壁之间以及汇流条引出线与通孔之间均密封设置有填充胶。
优选的技术方案为，敞口槽的底板外表面设置加强筋。
优选的技术方案为，敞口槽的底板外表面还设置有框型凸起。
优选的技术方案为，组件的表面预埋设置有连接件，所述连接件用于将SMC整体式光伏组件连接到基面上，所述连接件预埋设置在敞口槽表面和/或加强筋和/或框型凸起上。
优选的技术方案为，接线盒设置在敞口槽的底板外表面，框型凸起的凸起高与接线盒高度一致。
优选的技术方案为，底板与第一粘接密封层之间真空层压粘合设置有粘接过渡层。
优选的技术方案为，粘接过渡层为含氟薄膜层或含氟树脂涂层。
本发明的目的之二在于提供一种SMC整体式光伏组件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：模压出具有容纳腔的敞口槽；
S2：将第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板依次置于敞口槽的容纳腔中，或者将敞口槽倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层，电池片的汇流条引出线对应穿设在敞口槽的底板或侧壁通孔中，得到层叠组件；
S3：将S2所得层叠组件置于真空加热条件下层压封装；
S4：在第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板外缘与敞口槽的侧壁之间以及汇流条引出线与通孔之间设置填充胶，粘接接线盒，连接汇流条引出线和接线盒。
优选的技术方案为，S1和S2之间还包括在敞口槽的槽底内表面涂布含氟树脂涂层；或者在S2中敞口槽的槽底内表面和第一密封粘接层之间铺设含氟薄膜；或者将敞口槽倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层、含氟薄膜层。
本发明的目的之二在于提供上述的SMC整体式光伏组件在太阳能发电系统中的应用。
本发明的优点和有益效果在于：
本发明SMC整体式光伏组件中包含SMC材质的敞口槽，敞口槽的底板作为背板参与形成光伏电池层压组件，敞口槽的侧壁用作层压组件的框架，一体模压成型的敞口槽机械性能优良，可杜绝现有生产运输过程中背板损伤的问题，有助于降低部件及组件的次品率；
敞口槽的防水性能优良，填充胶仅需要单面填充，而且层压组件通过EVA与底板连接，粘接面积大，粘接密封结构更稳定；
SMC材质的密度低，密度范围为1.05～1.6g/cm3，铝合金密度为2.7 g/cm3左右，层压组件与底板的粘接结构，还可以使敞口槽侧壁趋窄设计，使光伏组件更趋轻量化；
SMC材质绝缘且耐老化，满足在光伏电池组件设计寿命内户外甚至恶劣环境的使用要求；
敞口槽模压成型过程中，还可以预埋连接件，光伏组件的固定结构更趋稳定可靠。
附图说明
图1是实施例1SMC整体式光伏组件的主视结构示意图；
图2是沿图1中A-A的剖视图；
图3是图2中A的局部放大图；
图4是图2中B的局部放大图；
图5是实施例2中敞口槽的后视结构示意图；
图6是沿图5中B-B的剖视图；
图7是图6中C的局部放大图；
图8是实施例2层压封装后敞口槽的局部放大图；
图9是实施例3中敞口槽的后视结构示意图；
图10是实施例4层压封装后敞口槽的局部放大图；。
图中：1、敞口槽；2、第一密封粘接层；3、电池片；4、第二密封粘接层；5、透光面板；6、汇流条引出线；7、通孔；8、接线盒；9、加强筋；10、框型凸起；11、连接件；12、粘接过渡层；13、填充胶。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
敞口槽
敞口槽的包括但不限于现有技术中的方形，敞口槽的侧壁横截面为矩形，或者梯形；
层叠的透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层和敞口槽底板经层压后，第二密封粘接层和第二密封粘接层的粘接材料会部分挤压到层压组件的边缘，横截面为梯形的侧壁具有至少一个倾斜的侧面，上述倾斜的侧面朝向层压组件的叠合侧面，层压组件与敞口槽之间的间隙呈V形槽状，便于清除溢出叠合侧面的粘接层物质。
敞口槽侧壁的高度等于第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板层压后的层叠高度。
密封粘接层
太阳能电池封装常用的密封粘接层为EVA。
透光面板
太阳能电池封装常用的透光面板为玻璃材质，光伏电池组件采用的面板玻璃是低铁含量、超白光面或绒面的钢化玻璃，光面玻璃也叫浮法玻璃，绒面玻璃也叫压延玻璃。常用面板玻璃的厚度一般为3.2mm和4mm，建材型太阳能光伏组件的厚度为5～10mm，无论厚薄都要求透光率在90%以上，光谱响应的波长范围为320～1100nm，对大于1200nm的红外光有较高的反射率。低铁就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低，含铁量(三氧化二铁)≤150×l0-6，低铁玻璃的透光率较高。透光面板的材质还可以为能满足光伏组件使用环境的高透光聚合物材质，如乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）。
填充胶
填充胶的性能要求是具有耐高低温、耐老化、柔韧、抗雨水防潮以及优异的电绝缘性，同时对于SMC、塑料和玻璃具有良好的粘接性能，常用的太阳能光伏组件硅酮密封胶是一种单组分、中性固化硅酮密封胶。
加强筋
加强筋的作用在于增强敞口槽底板的平面度和敞口槽整体的结构稳定性，加强筋与底板之间为固定连接，进一步的，加强筋与底板经模压一体式连接。
框型凸起
框型凸起的作用在于增强敞口槽整体的结构稳定性，同时围合成放置接线盒的空腔，框型凸起与敞口槽的侧壁可在敞口槽底板的两侧相对设置，也可在敞口槽底板的两侧错位设置。框型凸起与底板之间为固定连接，进一步的，框型凸起与底板经模压一体式连接。
连接件
光伏组件的连接件可以为突出设置在光伏组件外缘，但是为了保证光照基面的充分利用，需要在光照基面上尽可能多的设置光伏组件，即光伏组件的固定连接件尽量少的占用光照基面，进一步的，固定连接件设置在敞口槽的背面。
连接件的作用在于实现光伏组件的固定连接，包括但不限于螺纹连接件、扣接件、插接件、铆接件，作为优选方案，常用的为螺母。
敞口槽的颜色
常见的光伏组件背板颜色为白色、黑色和透明状，因此敞口槽的颜色包括但不限于上述三种。白色底板的基本作用是引入白色背板，原因在于白色背板对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。
粘接过渡层
当底板材质与EVA粘接附着力较差时，粘接过渡层作为中间层提高层压组件整体的粘接稳定性，同时该粘接过渡层必须具有优良的抗紫外耐高温耐腐蚀性能。粘接过渡层为含氟薄膜层或含氟树脂涂层。常用的含氟薄膜层主要有Tedlar PVF薄膜和PVDF薄膜；含氟树脂涂层为涂覆型FEVE涂层，FEVE是氟烯烃和乙烯基醚(酯)的共聚树脂。
接线盒的位置
常见的接线盒设置在光伏组件的背面，具体的，接线盒的位置可根据电池片汇流条引出线的引出位置确定，包括但不限于敞口槽底板的背面。
太阳能发电系统的设置位置
太阳能发电系统不仅设置在现有的水面、地面、汽车顶，还可设置于屋顶、屋顶等建筑物表面。
实施例1
如图1-4所示，实施例1 SMC整体式光伏组件，包括SMC材质的敞口槽1，敞口槽1的底板1a上依次真空层压粘合设置有第一密封粘接层2、电池片3、第二密封粘接层4、透光面板5；敞口槽1的底板上设置有容电池片3的汇流条引出线6穿过的通孔7，敞口槽1外设置有与汇流条引出线6连接的接线盒8，第一密封粘接层2、电池片3、第二密封粘接层4、透光面板5外缘与敞口槽1的侧壁1b之间以及汇流条引出线6与通孔7之间均密封设置有填充胶13。
实施例1中敞口槽由底板和固定设置在底板1a正面的框型侧壁组成，即敞口槽1的槽内腔为立方体形。
实施例1SMC整体式光伏组件的制造方法包括如下步骤：
S1：模压出具有容纳腔的敞口槽；
S2：将第一密封粘接层2、电池片3、第二密封粘接层4、透光面板5依次置于敞口槽1的容纳腔中，或者将敞口槽1倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板5、第二密封粘接层4、电池片3、第一密封粘接层2，电池片3的汇流条引出线6对应穿设在敞口槽1底板1a或侧壁1b的通孔7中，得到层叠组件；
S3：将S2所得层叠组件置于真空加热条件下层压封装；
S4：在第一密封粘接层2、电池片3、第二密封粘接层4、透光面板5外缘与敞口槽1的侧壁之间以及汇流条引出线6与通孔7之间设置填充胶13，粘接接线盒8，连接汇流条引出线6和接线盒8。
敞口槽侧壁的高度取决于层压设备中施压的部件与透光面板还是敞口槽底板接触并传递压力：施压的部件与透光面板接触，则敞口槽侧壁的高度可略大于、等于或者略小于第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板层压后的层叠高度；施压的部件与敞口槽底板接触，则敞口槽侧壁的高度等于或者略小于第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板层压后的层叠高度。
实施例2
如图2-8所示，实施例2与实施例1的区别在于，敞口槽1的底板外表面设置加强筋9；敞口槽的底板外表面还设置有框型凸起10。加强筋9为网格状。
框型凸起10与敞口槽1的侧壁在底板1a表面相对设置，即敞口槽的侧壁1b向底板背面延伸出框型凸起10。
加强筋9和框型凸起10可以单独设置在敞口槽1上。
实施例2中，敞口槽侧壁1b的横截面呈直角梯形状，侧壁1b的倾斜边位于框型侧壁的内缘。
接线盒设置在敞口槽的底板外表面，框型凸起的凸起高与接线盒高度一致。
实施例3
如图9所示，实施例3基于实施例2，组件的表面预埋设置有连接件11，连接件11用于将SMC整体式光伏组件连接到基面上，连接件11预埋设置在敞口槽的侧壁上。具体的，预埋连接件为螺母。
实施例4
如图10所示，实施例4基于实施例1，区别在于，底板1a与第一粘接密封层2之间真空层压粘合设置有粘接过渡层12。粘接过渡层12具体为含氟树脂涂层或含氟薄膜层。
实施例2-3的制造工艺同实施例1，粘接过渡层的材质不同，制造方法的区别如下：实施例4 S1和S2之间还包括在敞口槽的槽底内表面涂布含氟树脂涂层；或者在S2中敞口槽的槽底内表面和第一密封粘接层之间铺设含氟薄膜；或者将敞口槽倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层、含氟薄膜层。
上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种SMC整体式光伏组件，其特征在于，包括SMC材质的敞口槽，敞口槽的底板上依次真空层压粘合设置有第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板；敞口槽的底板上设置有容电池片的汇流条引出线穿过的通孔，敞口槽外设置有与汇流条引出线连接的接线盒，第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板外缘与敞口槽的侧壁之间以及汇流条引出线与通孔之间均密封设置有填充胶。
2.根据权利要求1所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于，敞口槽的底板外表面设置加强筋。
3.根据权利要求1所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于， 敞口槽的底板外表面还设置有框型凸起。
4.根据权利要求1或2或3所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于，组件的表面预埋设置有连接件，所述连接件用于将SMC整体式光伏组件连接到基面上，所述连接件预埋设置在敞口槽表面和/或加强筋和/或框型凸起上。
5.根据权利要求3所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于，接线盒设置在敞口槽的底板外表面，框型凸起的凸起高与接线盒高度一致。
6.根据权利要求1所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于，底板与第一粘接密封层之间真空层压粘合设置有粘接过渡层。
7.根据权利要求6所述的SMC整体式光伏组件，其特征在于，粘接过渡层为含氟薄膜层或含氟树脂涂层。
8.一种SMC整体式光伏组件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：模压出具有容纳腔的敞口槽；
S2：将第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板依次置于敞口槽的容纳腔中，或者将敞口槽倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层，电池片的汇流条引出线对应穿设在敞口槽的底板或侧壁通孔中，得到层叠组件；
S3：将S2所得层叠组件置于真空加热条件下层压封装；
S4：在第一密封粘接层、电池片、第二密封粘接层、透光面板外缘与敞口槽的侧壁之间以及汇流条引出线与通孔之间设置填充胶，粘接接线盒，连接汇流条引出线和接线盒。
9.根据权利要求8所述的SMC整体式光伏组件的制造方法，其特征在于，S1和S2之间还包括在敞口槽的槽底内表面涂布含氟树脂涂层；或者在S2中敞口槽的槽底内表面和第一密封粘接层之间铺设含氟薄膜；或者将敞口槽倒扣于层叠组件上端，层叠组件包括透光面板、第二密封粘接层、电池片、第一密封粘接层、含氟薄膜层。
10.权利要求1至7中任意一项所述的SMC整体式光伏组件在太阳能发电系统中的应用。
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