CN201050126Y - 光电玻璃幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电玻璃幕墙，包括：幕墙玻璃，太阳能电池片以及胶联材料，所述太阳能电池片之间串联，并通过所述胶联材料固定在两层幕墙玻璃中间。本实用新型的光电玻璃幕墙用幕墙玻璃代替了光伏组件中的普通钢化玻璃，用另一层玻璃代替了光伏组件的背板结构，因此具有良好的透光性和安全性；这种光电玻璃幕墙在封装时无需灌胶，并且在玻璃层中排列有规则的太阳能电池片，外形更加美观，且由于采用EVA胶联固化的方式，允许在玻璃面打孔出引线，因此电流输出端可以随建筑的要求进行调整；又由于玻璃和电池之间具有稳定的结合方式，因此应用本实用新型的光电玻璃幕墙在解决了太阳能供电的同时延长了建筑幕墙的使用寿命。

Description

光电玻璃幕墙

技术领域

本实用新型涉及建筑材料领域，具体的特别涉及一种光电玻璃幕墙。

背景技术

目前世界能源供应日益紧张，太阳能作为环保的可再生能源受到了极大的重视，应用太阳能的光伏组件已经广泛应用于通讯、军事、建筑等领域。光伏组件主要指能将光能转化为电能的电池板，其主要组成包括硅材料、玻璃、以及一些有粘连和绝缘作用的材料，这些材料组合起来可以实现利用阳光产生电能的目的。在众多的光伏产品中，光电玻璃幕墙作为与建筑相结合的新型光伏产品，受到了广泛关注。光电玻璃幕墙要求按照建筑幕墙的要求进行设计和加工，既要达到发电的要求，又要实现玻璃幕墙的效果，保证一定的透光性和规模化设计。

现有光伏组件的结构如图1所示，该光伏组件包括普通钢化玻璃11，EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)12，焊带13，太阳能电池片14以及背板15。其中，太阳能电池片14通常排列成有序的一组，通过焊带13将这些太阳能电池片连接在一起，并通过EVA胶联固化的方式将这些太阳能电池片固定在普通钢化玻璃11以及背板15之间。

现有光伏组件采用普通钢化玻璃，这种组成无法满足玻璃幕墙结构和强度的要求，在现有光伏组件的最底层还有一层不透光的背板，所以无法满足建筑上对于光伏组件透光性的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光电玻璃幕墙，以克服现有技术中的光伏组件结构不合理强度差，以及由于光伏组件背板不透光而无法满足建筑需要的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种光电玻璃幕墙，包括：幕墙玻璃，太阳能电池片以及胶联材料，所述太阳能电池片之间串联，并通过所述胶联材料固定在两层幕墙玻璃中间。

所述胶联材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA。

所述EVA在真空条件下从固态融化为液态，并将所述两层幕墙玻璃粘连在一起，所述液态EVA保持一定温度和时间后，转化为固态EVA。

所述太阳能电池片在所述两层幕墙玻璃之间等间隔地排列成一组电池串。

所述太阳能电池片通过焊带串联成一组电池串，电流从所述焊带中流过。

所述一组电池串的末端焊带与汇流带连接，将焊带中流过的电流汇集到所述汇流带上，所述汇流带连接接线盒并输出所述电流。

所述接线盒固定在所述幕墙玻璃的两侧，或固定在所述幕墙玻璃上。

所述太阳能电池片的正面和背面分别为该电池片的负极和正极，所述焊带分别焊接所述太阳能电池片的正极和负极。

所述焊带和汇流带由导电材料制成，所述汇流带比所述焊带宽。

所述导电材料为扁状金属线。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，本实用新型的光电玻璃幕墙用幕墙玻璃代替了现有光伏组件中的普通钢化玻璃，用另一层幕墙玻璃代替了现有光伏组件的背板结构，具有良好的透光性和安全性；这种光电玻璃幕墙在封装时无需灌胶，并且可以利用阳光发电；在玻璃层中排列有规则的电池片，相对于传统的建筑幕墙，外形更加美观，且由于采用EVA胶联固化的方式，允许在玻璃面打孔出引线，因此电流输出端可以随建筑的要求进行调整；又由于玻璃和电池之间具有稳定的结合方式，因此应用本实用新型的光电玻璃幕墙在解决了太阳能供电的同时延长了建筑幕墙的使用寿命。

附图说明

图1为现有光伏组件的结构图；

图2为本实用新型光电玻璃幕墙的结构图；

图3为本实用新型光电玻璃幕墙的背视图；

图4为本实用新型光电玻璃幕墙的俯视图；

图5为本实用新型光电玻璃幕墙的制作流程图。

具体实施方式

本实用新型提供一种光电玻璃幕墙，该光电玻璃幕墙由幕墙玻璃，太阳能电池片以及胶联材料组成，太阳能电池片之间通过焊带横向串联在成一组电池串，电流从这些串联的焊带中流过，并且这些太阳能电池片通过胶联材料固定在两层幕墙玻璃的中间，每组电池串的末端焊带与汇流带连接，汇流带汇集了焊带中流过的电流，并连接到接线盒上以输出这些电流。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型光电玻璃幕墙的结构图如图2所示：

该光电玻璃幕墙包括：上下两层幕墙玻璃21，EVA22，焊带23以及太阳能电池片24。

上下两层幕墙玻璃21主要起到透光和保护内部太阳能电池片24的作用；太阳能电池片24在两层幕墙玻璃21之间等间隔地排列成一组电池串，并且太阳能电池片24之间通过焊带23的焊接串联成一组，焊带23的一端连接一片电池片的正面，并且另一端连接与该电池片相邻的另一片电池片的背面，如图2中所示的黑色线条，焊带23由导电材料制作而成，通常这种导电材料为扁状的金属线，太阳能电池片24获取的电流从这些焊带23中流过。由于太阳能电池片24的正面和背面分别为负极和正极，所以焊带23分别焊接太阳能电池片24的正极和负极。该光电玻璃幕墙可以利用这些太阳能电池片组成的电池串通过阳光来发电，以供玻璃幕墙使用。

太阳能电池片24通过EVA22胶联固定在两层幕墙玻璃21中间。EVA的中文名称为“乙烯-醋酸乙烯共聚物”，EVA胶联的主要作用是将两层幕墙玻璃粘连在一起，因为EVA在通常温度情况下为固态，当使EVA22在真空高温条件下从固态融化为液态时，可以用来粘连两层幕墙玻璃21，然后保持一定温度后该液态EVA22又凝固为固态EVA22，起到连接幕墙玻璃21和固定太阳能电池片24的作用，并且由于EVA22具有很强的透光性，因此可以保证整个光电玻璃幕墙具有很高的透明度，通过EVA22胶联使得整个光电玻璃幕墙的绝缘和防腐性能均得到提高。

本实用新型光电玻璃幕墙的背视图如图3所示：

该光电玻璃幕墙的背视图中包括太阳能电池片31，焊带32，汇流带33以及接线盒34。

其中，太阳能电池片31分别横向和纵向平齐、等间隔地排列为一组电池串，如图3中每一行电池串包括九片太阳能电池片，并且每一列包括四片太阳能电池片。这些太阳能电池片的大小、形状和规格均一致，并且每行电池串的太阳能电池片31通过两条横向的焊带32串联在一起，如图3中所示的横向黑色线条，各个太阳能电池片之间的焊带连接方式、间隔、长度和宽度相等，由于太阳能电池片31的正面和背面分别为该电池片的负极和正极，所以需要在该电池片的正面和背面分别通过焊带来连接，用以组成一个电流回路收集通过太阳能电池片31获得的电流。

由太阳能电池片31组成的每一行电池串的两条焊带在两端的太阳能电池片处通过竖向的汇流带33连接在一起，所有焊带收集的电流汇集到两侧的汇流带33上，图3中左侧的汇流带部分连接接线盒34，该接线盒34设置在幕墙玻璃上。其中，焊带32和汇流带33均由导电材料制成，并且纵向的汇流带33比横向的焊带32略宽，通常制作焊带32和汇流带33的导电材料为扁状的金属线。

由本实用新型光电玻璃幕墙的结构可知，在制作该光电玻璃幕墙时要经过单电池分选，制备焊带，制备汇流带，连接汇流带，焊接检验，幕墙玻璃清洗和EVA裁切，层压固化，安装接线盒等关键步骤。

其中单电池分选，制备焊带，以及制备汇流带是为了焊接而作的准备工作，目的是为了把太阳能电池片串联起来，该太阳能电池片的正面和背面分别为负极和正极，因此需要将它的正面和背面都通过焊带来焊接，焊带主要是用来连接太阳能电池片并收集由该太阳能电池片获得的电流，并最终把电流汇集到汇流带上一并通过接线盒输出。

玻璃清洗和EVA裁切是为了敷设服务的，敷设主要是指将玻璃、电池和EVA等材料有次序地叠放在一起，目的是为了用EVA组合各种材料，同时防止玻璃上有异物，并且把EVA把尺寸裁切到合适的大小。

由于EVA在常温下为固态，因此层压固化是用设备为EVA融化提供条件，使固态EVA在真空高温条件融化为液态EVA，应用该液态EVA将上下两层幕墙玻璃粘连在一起，并同时将两层玻璃中间通过焊带串联的太阳能电池片封装起来。

安装接线盒以及组件检验是制作该光电玻璃幕墙的后续工作，主要是把汇流带安装到接线盒中，汇流带和焊带都是扁状的金属线，通常汇流带比焊带宽，均为导电材料，用于将焊带获得的电流汇集在一起。

本是用新型光电玻璃幕墙的俯视图如图4所示：

该光电玻璃幕墙的俯视图中包括：幕墙玻璃41，EVA42以及太阳能电池片43，太阳能电池片43通过EVA42胶联固定在两层幕墙玻璃41中间。

其中，外围的两层幕墙玻璃41主要起到透光的作用，并用于保护其中间由EVA42固定的太阳能电池片43，太阳能电池片41用来通过外部阳光获取电能，并输出该电能供外界用电需要。

EVA42是一种胶联材料，主要作用是将两层幕墙玻璃41粘连在一起，在常温常态下，EVA42通常为固态，当在真空高温条件下，EVA42可由固态转化为液态，并具有了粘性，可以用来粘连两层幕墙玻璃41，这些EVA42填充在两层幕墙玻璃41之间，当EVA42保持一定温度后又从液态转化为固态，可以将太阳能电池片43固定在其中。EVA42具有很强的透光性，因此在使用EVA42作为粘连材料时，可以保证整个光电玻璃幕墙具有很高的透明度，并且EVA42胶联后的固体状态使得整个光电玻璃幕墙的绝缘性能和防腐性能均得到了提高。

制作本实用新型光电玻璃幕墙需要经过如图5所示的流程图，该流程图包括了单电池分选，制备焊带，电池正面焊接，电池背面焊接，制备汇流带，连接汇流带，焊接检验，幕墙玻璃清洗和EVA裁切，敷设，层压固化，安装接线盒以及组件检验等一系列步骤。在光电玻璃幕墙的生产过程中，主要需要控制电池片的串联，玻璃电池的敷设，封装层压三部分。首先需要串联太阳能电池片，太阳能电池片的串联是为了把独立的电池片用串联的方式连接在一起，组成光电玻璃幕墙的发电芯体；然后将两层幕墙玻璃和由太阳能电池片组成的电池串利用EVA进行敷设，敷设的过程可以描述为：放置幕墙玻璃→放置一层EVA→放置电池串→放置二层EVA→放置另一块幕墙玻璃，在放置EVA时还可以根据需要适当改变EVA的层数；根据EVA胶联特性有针对性的制定层压参数，用EVA把串联好的太阳能电池片和幕墙玻璃粘连在一起，从而生产处成型的光电玻璃幕墙组件。在上述制作光电玻璃幕墙的流程中，对其中的技术控制部分进行进一步描述。

单电池分选：单电池分选是保证光电玻璃幕墙质量的重要一步，包括电池电性能测试和电池隐形裂纹的检查。电池的电性能必须达到设计要求，保证光电玻璃幕墙组件能够有正常的输出功率，电池的转换效率、填充因子、开路电压和短路电流等主要电参数必须保证一致性才能使太阳能电池片的发电能力发挥到最大。

EVA选择：在使用EVA之前首先对其胶联度、粘结度、透光率等性能进行测试，制定EVA的层压工艺。EVA是保证组件寿命的重要材料，在组件固化后必须达到一定的胶联度和粘结度，如果胶联度达不到要求，组件的使用寿命会受到严重影响，而粘结度达不到要求，会使幕墙玻璃与太阳能电池片之间的粘结力度不够，使组件抗震动，抗风雨的能力下降，容易增加建筑的安全隐患。并且EVA的透光率也非常重要，它影响着光电玻璃幕墙的功率。

焊接温度控制：控制焊接工艺的关键是保证焊接的温度，通常自动焊接机可以满足恒温焊接。如果是手焊，为了达到合理的焊接温度，可以采用可调温的电烙铁，该电烙铁的恒定温度控制在一定范围内，以防止出现漏焊、脱焊和虚焊的情况。

敷设质量的控制：敷设的手工作业比较关键，为了避免太阳能电池片破裂以及空胶现象的发生，应保证电池片正面敷设一层EVA，电池背面敷设两层EVA，操作过程中应尽量避免EVA出现搭接，如果EVA搭接不可避免，则应保证避开太阳能电池片的搭接；另外，如果幕墙玻璃表面开孔，则在敷设完成时应完全封死孔位，防止气泡产生。

层压质量的控制：在光电玻璃幕墙的层压工艺中，针对不同的EVA固化特性，制定了不同的层压参数，以EVA完全固化为标准。太阳能电池片之间不用胶带固定，层压工序采用层压和固化一次完成，层压完成后对玻璃幕墙的胶联度、粘结度和透光率进行检测，确保内在质量和使用寿命能够达到要求。

由以上本实用新型的实施例可见，本实用新型的光电玻璃幕墙包括幕墙玻璃，太阳能电池片和胶联材料，并且太阳能电池片之间通过焊带串联，并用胶联材料固定在幕墙玻璃之间。本实用新型用幕墙玻璃代替了现有光伏组件的普通钢化玻璃，用另一层幕墙玻璃代替了现有光伏组件的背板结构，具有良好的透光性和安全性；并且在幕墙玻璃层中排列有规则的电池片，相对于传统的建筑幕墙，外形更加美观，且由于采用EVA胶联固化的方式，允许在玻璃面打孔出引线，因此电流输出端可以随建筑的要求进行调整；又由于玻璃和电池之间具有稳定的结合方式，因此应用本实用新型的光电玻璃幕墙在解决了太阳能供电的同时延长了建筑幕墙的使用寿命。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。

Claims (9)

1.一种光电玻璃幕墙，其特征在于，包括：幕墙玻璃，太阳能电池片以及胶联材料，所述太阳能电池片之间串联，并通过所述胶联材料固定在两层幕墙玻璃中间。

2.根据权利要求1所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述胶联材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA。

3.根据权利要求1至2任意一项所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述太阳能电池片在所述两层幕墙玻璃之间等间隔地排列成一组电池串。

4.根据权利要求3所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述太阳能电池片通过焊带串联成一组电池串，电流从所述焊带中流过。

5.根据权利要求4所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述一组电池串的末端焊带与汇流带连接，将焊带中流过的电流汇集到所述汇流带上，所述汇流带连接接线盒并输出所述电流。

6.根据权利要求5所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述接线盒固定在所述幕墙玻璃的两侧，或固定在所述幕墙玻璃上。

7.根据权利要求6所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述太阳能电池片的正面和背面分别为该电池片的负极和正极，所述焊带分别焊接所述太阳能电池片的正极和负极。

8.根据权利要求7所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述焊带和汇流带由导电材料制成，所述汇流带比所述焊带宽。

9.根据权利要求8所述的光电玻璃幕墙，其特征在于，所述导电材料为扁状金属线。

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