专利名称：建筑防水型光伏组件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种太阳能电池与防水材料结合形成的建筑防水型光伏组件及其制备方法。
背景技术：
进入21世纪以来，由于能源危机及环境污染问题日益突出，各个国家开始大力寻求新型清洁能源。作为最有潜力的新型环保可再生能源，太阳能光伏发电的应用如雨后春笋般在世界各地尤其是欧洲和日本得到政府极大支持和鼓励，从而近些年来发展迅猛。光伏与建筑结合是太阳能利用的最佳方式，是实现智能建筑的有效途径，其结合 方式主要有两种直接放置型光伏组件(BAPV)和建筑建材型光伏组件(BIPV)。目前，通常采用BAPV的方式，即在屋顶上重新建水泥墩并安装支架，然后在支架上安装光伏组件，这种安装方式由于需要外加支架等辅助材料，使系统成本增加；另外水泥堆、支架和电池的重量可能会破坏屋顶，对于轻钢等承重级别低的屋顶并不适用。而将电池组件直接作为建筑材料不仅安装方便还能节约成本，因此实现光伏建筑一体化是目前的重要发展方向。根据电池采用的衬底类型可把电池分为两类柔性衬底太阳电池和硬衬底太阳电池。如果将硬衬底电池采用BIPV方式应用于建筑，需要将光伏组件结构和建筑结构都重新设计以达到相互结合，这样不仅会增加设计难度还会增加光伏系统复杂性；而柔性电池因其具有重量轻，可折叠，不易破碎等优点可直接铺于屋顶安装方便，但由于柔性电池本身并不符合防水材料要求，安装时仍需要粘结材料与屋顶结合，即结合方式仍是BAPV。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何提供一种可直接作为建筑材料应用于屋顶、既可以发电又可以起到防水作用的建筑防水型光伏组件及其制备方法。( 二 )技术方案为解决上述问题，本发明提供了一种建筑防水型光伏组件，该光伏组件自下而上分别包括防水卷材、由多个太阳能电池单元组成的太阳能电池层、以及表面封装材料。其中，所述太阳能电池单元为薄膜太阳能电池，其自下而上分别包括柔性基板、透明导电薄膜背电极、薄膜电池层、透明导电薄膜前电极。其中，所述柔性基板由不锈钢、铝箔、或塑料材料制成；所述防水卷材由热塑性聚烯烃类材料制成。其中，所述防水卷材与太阳能电池层均为方形，所述太阳能电池层由所述多个太阳能电池单元串联或并联构成。其中，所述防水卷材与所述太阳能电池层以及所述太阳能能电池层与表面封装材料之间通过乙烯-醋酸烯共聚物EVA或聚乙烯醇缩乙醛纤维PVB粘接。本发明还提供了一种建筑防水型光伏组件的制备方法，该方法包括制备太阳能电池层的步骤；以及自下而上叠放防水卷材、所述太阳能电池层、以及表面封装材料，并通过粘接材料将其层压为所需光伏组件的步骤。其中，制备太阳能电池层的步骤包括在柔性基板上依次沉积透明导电薄膜背电极、薄膜电池层、以及透明导电薄膜前电极，制成柔性太阳能电池，然后切割成多个太阳能电池单元的步骤；以及将所述多个太阳能电池单元通过串联或并联的方式形成方形太阳能电池层，并焊接汇流线至接线盒的步骤。其中，所述柔性基板选用不锈钢、铝箔、或塑料材料制成；所述防水卷材选用由热塑性聚烯烃类材料制成。
其中，所述粘接材料为乙烯-醋酸烯共聚物EVA或聚乙烯醇缩乙醛纤维PVB。(三)有益效果本发明的建筑防水型光伏组件及其制备方法，直接将防水材料作为背板材料与太阳能电池封装成建筑一体化的光伏组件，可直接作为建筑材料应用于屋顶，既可以发电又可以起到防水作用；不仅安装方便简单、还可以节约原组件的背板材料及双面粘辅助材料，使发电成本降低。
图I为依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件的剖面示意图；图2为依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件的表面结构示意图；图3依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件的制备方法的流程图；图4依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件的制备方法中制备太阳能电池层的方法流程图；其中，I、防水卷材；2、太阳能电池单元；2_1、柔性基板；2_2、电池层；3、表面封装材料；4、粘接材料。
具体实施例方式本发明提出的建筑防水型光伏组件及其制备方法，结合附图及实施例详细说明如下。依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件可直接作为建筑型防水材料，如图I所示，其自下而上分别包括防水卷材I、由多个太阳能电池单元2组成的太阳能电池层、以及表面封装材料3。其中，太阳能电池单元2为薄膜太阳能电池，其自下而上分别包括柔性基板2-1、以及由透明导电薄膜背电极、薄膜太阳能电池层、以及透明导电薄膜前电极构成的电池层2-2。优选地，柔性基板2-1由不锈钢、铝箔或塑料等柔性材料制成。表面封装材料3具有耐光照、且绝缘的特点。如图2所示，防水卷材I与太阳能电池层均为方形，太阳能电池层由该多个太阳能电池单元串联或并联构成，每个太阳能电池单元的最佳尺寸为宽不大于28cm，长不大于43cm，整个光伏组件的尺寸可根据屋顶形状、尺寸进行封装，考虑到电池的输出特性，整个光伏组件宽不超过lm，长不超过5. 5m为最佳；根据太阳能电池层的尺寸选择防水卷材的尺寸，为达到防水衔接效果，防水卷材I的两条长边与太阳能电池层相应的两条长边的距离h均不小于10cm。优选地，每个所述太阳能电池单元的尺寸为宽28cm，长43cm，整个光伏组件宽lm，长5. 5m,所述防水卷材的两条长边与所述太阳能电池层相应的两条长边的距离h均为 IOcm防水卷材I由普通的热塑性聚烯烃类材料(TPO)制成，是一种防水性能好、寿命长的防水材料，可应用于建筑屋顶，其作为内部防水材料寿命可达到25年。防水卷材I与太阳能电池层之间以及太阳能电池层与表面封装材料3之间通过乙烯-醋酸烯共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩乙醛纤维(PVB)等粘接材料4层压形成光伏组件。
该光伏组件该组件既可以发电又可以起到防水的作用，真正做到了建筑节能。在使用安装时，可采用热封的方法，将防水卷材I与普通屋顶结合。防水卷材的一面可带有自粘胶，与轻钢等平整型屋顶结合时，直接贴于屋面。如图3所示，依照本发明一种实施方式的建筑防水型光伏组件的制备方法包括制备所需尺寸及形状的太阳能电池层的步骤；以及根据太阳能电池层的尺寸，防水卷材以及表面封装材料，并自下而上叠放防水卷材、太阳能电池层、以及表面封装材料，并通过粘接材料，采用热压的方式将其层压为所需的光伏建筑一体化组件的步骤。具体地，防水卷材优选普通的TPO ;表面封装材料优选具有耐光照、且绝缘的材料；粘接材料优选EVA或PVB。如图4所示，制备太阳能电池层的步骤具体包括在柔性基板上依次沉积透明导电薄膜背电极、薄膜电池层、以及透明导电薄膜前电极，制成柔性太阳能电池，然后切割成多个太阳能电池单元的步骤；以及将该多个柔性太阳能电池单元通过串联或并联的方式形成所需尺寸及形状的太阳能电池层，并焊接汇流线至接线盒的步骤。其中，优选地，柔性基板选用不锈钢、铝箔或所料等柔性材料制成。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种建筑防水型光伏组件，其特征在于，该光伏组件自下而上分別包括防水卷材、由多个太阳能电池单元组成的太阳能电池层、以及表面封装材料。
2.如权利要求I所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池单元为薄膜太阳能电池，其自下而上分別包括柔性基板、透明导电薄膜背电极、薄膜电池层、透明导电薄膜前电极。
3.如权利要求2所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述柔性基板由不锈钢、铝箔、或塑料材料制成；所述防水卷材由热塑性聚烯烃类材料制成。
4.如权利要求I所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述防水卷材与太阳能电池层均为方形，所述太阳能电池层由所述多个太阳能电池単元串联或并联构成。
5.如权利要求I所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述防水卷材与所述太阳能电池层以及所述太阳能能电池层与表面封装材料之间通过こ烯-醋酸烯共聚物EVA或聚こ烯醇缩こ醛纤维PVB粘接。
6.一种建筑防水型光伏组件的制备方法，其特征在于，该方法包括 制备太阳能电池层的步骤；以及 自下而上叠放防水卷材、所述太阳能电池层、以及表面封装材料，并通过粘接材料将其层压为所需光伏组件的步骤。
7.如权利要求6所述的建筑防水型光伏组件的制备方法，其特征在于，制备太阳能电池层的步骤包括 在柔性基板上依次沉积透明导电薄膜背电极、薄膜电池层、以及透明导电薄膜前电极，制成柔性太阳能电池，然后切割成多个太阳能电池单元的步骤；以及 将所述多个太阳能电池单元通过串联或并联的方式形成方形太阳能电池层，并焊接汇流线至接线盒的步骤。
8.如权利要求7所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述柔性基板选用不锈钢、铝箔、或塑料材料制成；所述防水卷材选用由热塑性聚烯烃类材料制成。
9.如权利要求6所述的建筑防水型光伏组件，其特征在于，所述粘接材料为こ烯-醋酸烯共聚物EVA或聚こ烯醇缩こ醛纤维PVB。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能电池与防水材料结合形成的建筑防水型光伏组件及其制备方法，涉及光伏组件技术领域。该光伏组件自下而上分别包括防水卷材、由多个太阳能电池单元组成的太阳能电池层、以及表面封装材料。本发明的建筑防水型光伏组件及其制备方法，直接将防水材料作为背板材料与太阳能电池封装成建筑一体化的光伏组件，可直接作为建筑材料应用于屋顶，既可以发电又可以起到防水作用；不仅安装方便简单、还可以节约原组件的背板材料及双面粘辅助材料，使发电成本降低。
文档编号H01L31/048GK102651409SQ20111011326
公开日2012年8月29日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者韩晓艳 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方能源科技有限公司