专利名称：太阳能电池冷却组件及其边框的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏领域，特别涉及一种太阳能电池冷却组件及其边框。
背景技术：
太阳能电池层压件从上至下依次由前板、EVA、太阳能电池片、EVA和背板五层结构组成，其嵌合在太阳能电池组件安装型材中。现有太阳能电池组件安装型材采用铝合金型材，如附图1所示，包括层压件安装槽口 I ;内壁3，大致垂直于所述层压件安装槽口 I ;支撑边4，大致垂直于所述内壁3，并且从所述内壁3向与所述层压件安装槽口 I相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述层压件安装槽口 I，所述外壁7的一端耦合至所述层压件安装槽口 1，另一端耦合至所述支撑边4 ;所述内壁3的一端耦合至所述层压件安装槽口 1，另一端耦合至所述支撑边4。组件使用寿命要求长达25年，现有太阳能电池组件在这长达25年使用过程中有下列隐患:(I)组件电池不匹配、电池裂纹、内部连接失效、局部被遮光或弄脏，均会引起组件局部过热现象，即热斑效应；热斑效应可能导致组件焊接熔化、封装退化甚至封装材料的烧穿；(2)对太阳能电池片起保护和支撑作用的背板，通常为聚合物材质，其在安装和使用过程中易被划伤，而背板划伤会造成工作人员触电；(3)背板的耐紫外强度主要考察背板经受波长为300-380nm的紫外光照射的能力，目前几乎所有背板中间的绝缘材料都是PET，还有一部分背板最外层耐候层也为PET，PET在300-380nm的紫外光照射下容易黄变，所以部分背板在紫外光的照射下会发生黄变，导致背板组成部分被破坏，背板的整体性能下降，同时背板的反射率降低，影响组件的整体输出，同时影响组件的使用寿命；(4)传统组件在应用过程中，电池片本身吸收的太阳光会有一部分转变成热能，造成组件内部温度升高,EVA内的紫外吸收剂将吸收的紫外光转换成一部分热能，散发到组件内部，从而导致组件发热。而组件的功率输出与其自身温度密切相关:以最大功率为240W的组件在系统中的实际功率输出为例，组件自身温度每上升I °C，组件的输出功率将会相应的下降约IW ；(5)组件的背板和EVA的老化速率均与组件温度以及光辐射有直接的关系。背板的耐老化强度主要考验背板在长时间紫外辐射、高热状态下的承受能力，目前使用的含氟背板的本身氟材料耐候性相对较强，而非含氟背板的耐候性相对较弱。一般来讲，在长时间的紫外辐射和高热状态下，背板会发生划伤、黄变、开裂和脆化的不良现象。EVA在组件内部，在光和热的作用下，会发生一系列的Norrish化学反应老化降解，并且这些反应都是随着温度的升高，反应速率越大。为了解决上述问题，有些采用水管冷却的结构形成太阳能电池冷却组件，例如中国专利201010193965《太阳能光伏发电系统的冷却装置》以及中国专利201010534553《太阳能光伏电池的冷却组件》中，设有冷却水箱，所述冷却水箱包括金属板和用于循环冷却液的水管，所述金属板与背板通过导热胶贴合，水管贴合在金属板的另一面。这种结构仍存在一些不足之处:(I)导热路径长，组件到冷却液需要经过导热胶、金属板、(冷却液管)，其中导热胶和冷却液管的导热系数较低，影响组件的冷却效果；(2)组件降温均匀性差，使用盘绕的水管进行冷却，贴合有水管的部位降温速率相对较快，冷却效果相对较好，而大面积的没有水管贴合的部位降温速率则非常慢，初期贴水管和未贴水管部位温度能够相差10°c以上，平衡时间有时需要长达30分钟甚至更久；(3)冷却装置与组件结合不易，需要耐候力强，粘结力强的导热胶，组件产品要求在户外使用长达25年，需要经受大风带来的压力，以及大雪覆盖产生的压力，组件层压件在受压过程中会有一定的形变，尤其是在大风的天气，组件层压件将一直处于动态变化的过程，而传统的冷却装置均为刚性的材料，仅仅通过导热胶与组件进行粘连，所以对导热胶有极高的要求；另外导热胶还要克服冷却装置整体的重量，包括:金属板、水管以及冷却液的重量；再者组件使用寿命要求长达25年，所以对导热胶的耐候性也有很高的要求；(4)冷却装置与组件不易有效分离，采用导热胶使金属板与背板贴合，今后冷却装置失效需要更换或者拆卸时，容易造成背板损伤，组件的电器绝缘性能失效，引起操作者触电；(5)使用材料较多，并且为了能够符合组件使用25年的寿命要求，对材料性能的要求也非常高，初期材料的筛选，使以后冷却组件的生产成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术中，太阳能电池组件散热效果不好而导致诸多不良后果和背板易被划伤的不足，克服现有冷却装置冷却不均匀、导热路径长冷却效果差、冷却装置与组件结合牢固性差等不足，本发明提供一种太阳能电池冷却组件及其边框，冷却液直接接触组件背板，达到最快的冷却速度和最佳的冷却效果，大大提高组件户外实际发电量，大幅度缓解甚至消除热斑效应，大大提高组件的抗划伤、抗紫外性能，延长背板和EVA使用寿命。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种太阳能电池冷却组件，具有太阳能电池层压件和边框，还具有附件层，所述的附件层与边框连接，所述太阳能电池层压件与附件层之间具有一空间，所述空间内流通有冷却液，所述的冷却液通过至少两个开孔实现在所述空间内外循环。为了保证冷却液很好的流通循环，提高太阳能电池组件抗划伤性能，所述的附件层为刚性材料制板。一般地，所述的刚性材料制板为金属板、刚性合金板或刚性的高分子材料制板。作为优选，所述的附件层可以选用钢板。所述开孔设于附件层或者边框上。所述的太阳能电池层压件包括背板，所述背板外表面为防水面，或者所述背板外表面具有防水层，防水面或防水层直接与冷却液接触。一种所述的太阳能电池冷却组件的边框，包括层压件安装部，用于安装太阳能电池层压件；内壁，大致垂直于所述层压件安装部；
支撑边，大致垂直于所述内壁；外壁，大致垂直于所述层压件安装部，所述外壁的一端耦合至所述层压件安装部，另一端耦合至所述支撑边；还包括附件层安装部，大致垂直于所述内壁，用于安装附件层；层压件安装部与附件层安装部之间具有间距。一般地，所述附件层安装部和层压件安装部为槽口或者挡板结构，附件层和太阳能电池层压件封装在槽口内，或者胶粘在挡板上。作为一种实施方式，所述内壁具有朝向与所述层压件安装部的延伸方向相同的内壁内侧，所述附件层安装部耦合于层压件安装部与支撑边之间的内壁内侧；所述内壁的一端耦合至所述层压件安装部，另一端耦合至所述支撑边。作为另一种实施方式，所述外壁具有朝向与所述层压件安装部的延伸方向相同的外壁内侧，所述附件层安装部与层压件安装部均耦合于外壁内侧；所述内壁的一端耦合至所述附件层安装部，另一端耦合至所述支撑边。一般地，所述支撑边从所述内壁向与所述层压件安装槽口相同的方向延伸。本发明的有益效果是，本发明的太阳能电池冷却组件及其边框，有循环的冷却液直接对组件进行降温，温度越高的局部与水的热传递越迅速，最终会使组件的温度达到一个平衡，冷却均匀，速度快，效果佳，此时，组件整体温度均匀，组件各个部位的温差小，无明显的热斑现象；如果太阳能电池附件层为金属板，组件暴露在最外层的为金属板，背板被金属板保护在内部，不会轻易被划伤，并且金属板的阻燃性能较背板高，不易燃烧；能够更好的对太阳能电池片起到保护作用，并且使得背板减少一半紫外的影响，提高组件的抗紫外性倉泛;由于组件的功率输出与其自身温度密切相关:在系统中的实际功率输出，组件自身温度每降低l°c，组件的输出功率将会相应的增加约1W，因此，冷却组件可大大提升户外发电量或发电效率；冷却组件将大大降低组件正常工作温度，减少对背板的紫外辐射，降低背板黄变的速率，减慢EVA老化速率，延长背板和EVA的使用寿命。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是现有太阳能电池组件安装型材的结构示意图。图2是本发明实施例1的太阳能电池冷却组件横截面的结构示意图。图3是本发明实施例1的太阳能电池冷却组件正面的结构示意图。图4是本发明实施例1的太阳能电池冷却组件反面的结构示意图。图5是本发明实施例1的太阳能电池冷却组件的边框横截面的结构示意图。图6是本发明实施例2的太阳能电池冷却组件横截面的结构示意图。图7是本发明实施例3的太阳能电池冷却组件横截面的结构示意图。图中1、层压件安装槽口，2、太阳能电池层压件，3、内壁，31、内壁内侧，4、支撑边，
5、附件层安装槽口，6、太阳能电池附件层，7、外壁，8、冷却液，9、开孔，10、导管，100、边框。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。实施例1如图2-5所示，本发明实施例1的太阳能电池冷却组件及其边框的结构示意图，太阳能电池冷却组件包括太阳能电池层压件2、边框100和附件层6，边框100包括层压件安装部1，所述层压件安装部I为槽口，用于安装太阳能电池层压件2 ;内壁3，大致垂直于所述层压件安装部I ;支撑边4，大致垂直于所述内壁3，并且从所述内壁3向与所述层压件安装部I的槽口相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述层压件安装部1，所述外壁7的一端耦合至所述层压件安装部1，另一端耦合至所述支撑边4 ；所述内壁3的一端耦合至所述层压件安装部1，另一端耦合至所述支撑边4 ;还包括附件层安装部5，所述附件层安装部5为槽口，大致垂直于所述内壁3，用于安装太阳能电池附件层6 ;所述内壁3具有朝向与所述层压件安装部I相同方向的内侧31，所述附件层安装部5耦合于层压件安装部I与支撑边4之间的内壁内侧31，附件层安装部5的槽口方向与所述层压件安装部I的槽口方向相同；层压件安装部I与附件层安装部5之间具有间距。所述层压件安装部I的槽口内安装太阳能电池层压件2，所述附件层安装部5的槽口内安装附件层6 ;所述太阳能电池层压件2、附件层6以及内壁3形成一空间，所述空间内流通有冷却液8。太阳能电池层压件2包括背板，所述背板外表面为防水面，或者所述背板外表面具有防水层，防水面或防水层直接与冷却液8接触。所述附件层6为金属板,且具有两个用于冷却液8流通的开孔9,本实施例中两个开孔9分别位于矩形金属板的对角线位置,一个作为冷却液8的入口，另一个作为冷却液8的出口，实现冷却液8的循环。实施例2如图6所示，本发明实施例2的太阳能电池冷却组件的结构示意图，包括太阳能电池层压件2、边框100和附件层6，边框100包括层压件安装部1，所述层压件安装部I为槽口，用于安装太阳能电池层压件2 ;内壁3，大致垂直于所述层压件安装部I ;支撑边4，大致垂直于所述内壁3，并且从所述内壁3向与所述层压件安装部I的槽口相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述层压件安装部1，所述外壁7的一端耦合至所述层压件安装部1，另一端耦合至所述支撑边4 ；所述内壁3的一端耦合至所述附件层安装部5，另一端耦合至所述支撑边4 ;所述外壁7具有朝向与所述层压件安装部I的延伸方向相同的外壁内侧71，所述附件层安装部5与层压件安装部I均耦合于外壁内侧71 ;附件层安装部5的槽口方向与所述层压件安装部I的槽口方向相同；层压件安装部I与附件层安装部5之间具有间距。所述层压件安装部I的槽口内安装太阳能电池层压件2，所述附件层安装部5的槽口内安装附件层6，所述附件层6为金属板；所述太阳能电池层压件2、附件层6以及外壁7形成一空间，所述空间内流通有冷却液8。太阳能电池层压件2包括背板，所述背板外表面为防水面，或者所述背板外表面具有防水层，防水面或防水层直接与冷却液8接触。边框100上具有两个用于冷却液8流通的开孔9，一个作为冷却液8的入口，另一个作为冷却液8的出口，实现冷却液8的循环。边框100为矩形边框，本实施例中两个开孔9位于边框100的短边的外壁7上，冷却液通过设置在开孔9中的导管10与外部连通。实施例3如图7所示，本发明实施例3的太阳能电池冷却组件的结构示意图，包括太阳能电池层压件2、边框100和附件层6，边框100包括层压件安装部1，所述层压件安装部I为槽口，用于安装太阳能电池层压件2 ;内壁3，大致垂直于所述层压件安装部I ;支撑边4，大致垂直于所述内壁3，并且从所述内壁3向与所述层压件安装部I的槽口相同的方向延伸；外壁7，大致垂直于所述层压件安装部1，所述外壁7的一端耦合至所述层压件安装部1，另一端耦合至所述支撑边4 ；所述内壁3的一端耦合至所述层压件安装部1，另一端耦合至所述支撑边4 ;还包括附件层安装部5，所述附件层安装部5为挡板结构，大致垂直于所述内壁3，用于安装太阳能电池附件层6 ;所述内壁3具有朝向与所述层压件安装部I相同方向的内侧31，所述附件层安装部5耦合于层压件安装部I与支撑边4之间的内壁内侧31，附件层安装部5的挡板延伸方向与所述层压件安装部I的槽口方向相同；层压件安装部I与附件层安装部5之间具有间距。所述层压件安装部I的槽口内安装太阳能电池层压件2，所述附件层6胶粘在附件层安装部5的挡板上，所述附件层6为金属板；所述太阳能电池层压件2、附件层6以及外壁7形成一空间，所述空间内流通有冷却液8。太阳能电池层压件2包括背板，所述背板外表面为防水面，或者所述背板外表面具有防水层，防水面或防水层直接与冷却液8接触。用于冷却液8流通的开孔9可以设置在附件层6上，也可以设置在边框100上；如果设置在边框100上，冷却液可以通过设置在开孔9中的导管10与外部连通。具有至少两个开孔9，一个作为冷却液8的入口，另一个作为冷却液8的出口，实现冷却液8的循环。本发明中所述的耦合是指互相连接或为一体结构。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种太阳能电池冷却组件，具有太阳能电池层压件(2)和边框(100)，其特征在于:还具有附件层(6 )，所述的附件层(6 )与边框(100 )连接，所述太阳能电池层压件(2 )与附件层(6)之间具有一空间，所述空间内流通有冷却液(8)，所述的冷却液(8)通过至少两个开孔(9)实现在所述空间内外循环。
2.按权利要求1所述的太阳能电池冷却组件，其特征在于:所述的附件层(6)为刚性材料制板。
3.按权利要求2所述的太阳能电池冷却组件，其特征在于:所述的刚性材料制板为金属板、刚性合金板或刚性的高分子材料制板。
4.按权利要求1所述的太阳能电池冷却组件，其特征在于:所述开孔(9)设于附件层(6)或者边框(100)上。
5.按权利要求1所述的太阳能电池冷却组件，其特征在于:所述的太阳能电池层压件(2)包括背板，所述背板外表面为防水面，或者所述背板外表面具有防水层。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池冷却组件的边框，包括层压件安装部(1)，用于安装太阳能电池层压件(2)； 内壁(3)，大致垂直于所述层压件安装部(I)； 支撑边(4)，大致垂直于所述内壁(3)； 外壁(7 )，大致垂直于所述层压件安装部(I)，所述外壁(7 )的一端耦合至所述层压件安装部(I)，另一端耦合至所述支撑边(4 ); 其特征在于:还包括附件层安装部(5)，大致垂直于所述内壁(3)，用于安装附件层(6)； 层压件安装部(I)与附件层安装部(5 )之间具有间距。
7.按权利要求6所述的太阳能电池冷却组件的边框，其特征在于:所述附件层安装部(5 )和层压件安装部(I)为槽口或者挡板结构。
8.按权利要求6或7所述的太阳能电池冷却组件的边框，其特征在于:所述内壁(3)具有朝向与所述层压件安装部(I)的延伸方向相同的内壁内侧(31)，所述附件层安装部(5)耦合于层压件安装部(I)与支撑边(4)之间的内壁内侧(31);所述内壁(3)的一端耦合至所述层压件安装部(I )，另一端耦合至所述支撑边(4 )。
9.按权利要求6或7所述的太阳能电池冷却组件的边框，其特征在于:所述外壁(7)具有朝向与所述层压件安装部(I)的延伸方向相同的外壁内侧(71)，所述附件层安装部(5)与层压件安装部(I)均耦合于外壁内侧(71);所述内壁(3)的一端耦合至所述附件层安装部(5 )，另一端耦合至所述支撑边(4 )。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池冷却组件，具有太阳能电池层压件、边框和附件层，附件层与边框连接，太阳能电池层压件、附件层之间具有一定空间，该空间内流通有冷却液。还涉及一种太阳能电池冷却组件边框，包括层压件安装部；内壁，大致垂直于层压件安装部；支撑边，大致垂直于内壁；外壁，大致垂直于层压件安装部，一端耦合至层压件安装部，另一端耦合至支撑边；附件层安装部，大致垂直于内壁；层压件安装部与附件层安装部之间具有一定间隔。本发明的太阳能电池冷却组件，冷却液直接与背板接触，冷却均匀，大大提高组件户外实际发电量，大幅度缓解甚至消除热斑效应，大大提高组件的抗划伤、抗紫外性能，延长背板和EVA使用寿命。
文档编号H01L31/048GK103094391SQ20131001986
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者安全长, 陈宏月 申请人:常州亿晶光电科技有限公司