一种太阳能发电瓦及其制作方法与流程

本发明涉及太阳能建筑材料领域，特别地涉及一种太阳能发电瓦及其制作方法。

背景技术：

在前技术方案中，陶瓷瓦片重量大、质脆、易风化腐蚀、成本较高，树脂瓦难以做到高透光，应用领域受限，虽然光伏透光树脂瓦解决了透光问题，但产品结构复杂，工艺繁琐，成本较高，且颜色及形状单一。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种太阳能发电瓦及其制作方法，使太阳能发电瓦更加美观，且提高了太阳能发电瓦的发电效率。

本发明的一个方面提供了一种太阳能发电瓦，包括：

透光高分子树脂层；

部分透光的芯片复合层，包括玻璃层；

第一透明硅胶层，设置在芯片复合层上；以及

聚氨酯类胶,设置在透光高分子树脂层和部分透光的芯片复合层的玻璃层之间。

其中，进一步包括：

水气阻隔复合膜，设置在第一透明硅胶层上；

第二透明硅胶层，设置在水气阻隔复合膜和透光高分子树脂层之间；

其中，进一步包括：自洁膜，设置在第二透明硅胶层上。

其中，部分透光的芯片复合层还包括沉积在玻璃层上的芯片层，其中，透光部分是通过刻划芯片层后获得的。

其中，所述透明硅胶层的透光率大于95％，耐老化年限大于25年；

透光高分子树脂层的透光率大于91％，耐老化年限大于25年。

其中，所述玻璃层的厚度大于等于3mm；

第一透明硅胶层的厚度为200-300um；

透光高分子树脂层的厚度大于2mm；

自洁膜的厚度为50-100um。

其中，所述水气阻隔复合膜包括：透光薄膜,以及在透光薄膜上沉积的水汽阻隔层，其中，透光薄膜的透光率是大于91％，水汽透过率是10^-2g/m²day-10^-6g/m²day。

其中，所述自洁膜包括乙烯四氟乙烯聚合物(efte)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚氟乙烯(pvf)薄膜中的至少一种。

本发明的一个方面提供了一种太阳能发电瓦的制作方法，包括：

在芯片复合层上制备第一透明硅胶层，其中芯片复合层包括玻璃层；

在芯片复合层的玻璃层和透光高分子树脂层之间灌充聚氨酯胶，粘接。

其中，进一步包括：

在透光薄膜的第一面沉积水汽阻隔层，透光薄膜和水汽阻隔层一起形成水气阻隔复合膜；

在透光薄膜的第二面制备第二透明硅胶层。

其中，进一步包括：

将芯片复合层、第一透明硅胶层、水气阻隔复合膜、第一透明硅胶层、以及自洁膜依次叠片，层压。

其中，进一步包括：在玻璃层上沉积芯片层，对芯片层进行刻划，得到芯片复合层；

在芯片层上制备液态硅胶湿膜，干燥后得到第一透明硅胶层。

本发明所涉及的一款太阳能发电瓦，该太阳能发电瓦比传统陶瓷瓦片质量轻、耐腐蚀、耐冲击，相比现有光伏透光树脂瓦结构更简单，成本更低。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦组件的结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

现有的太阳能光伏瓦多为陶瓷瓦，该陶瓷瓦虽然质量较轻，但是，由于施工过程中，往往需要铺设大量的瓦片，由此导致陶瓷瓦的总体质量还是较重，因此要求建筑物的屋面结构具有较高的承重力；同时，现有的陶瓷瓦通常质地较脆，成本较高，重叠处较多，容易漏水；此外，其还存在安装不便且容易风化腐蚀的缺陷。

此外传统光伏瓦不透光且产品单一，大多只适用于民用房屋屋顶铺设，不能适用于工业厂房，为了达到透光并节能目的，部分透光瓦大多数采用透明玻璃、透明塑料、透明树脂等透明材料加工制作，产品结构过于复杂，成本更高，同时颜色单一，设计单一。

本发明为一种彩色太阳能发电瓦，可以满足产品透光、发电、简化结构、降低成本、颜色及设计多样性等要求。

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图。图2是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦组件的结构示意图。如图1和图2中所示，太阳能发电瓦102通过连接件101进行连接，连接方式包括卡扣的等方式。

图3是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图，如图3所示的太阳能发电瓦，包括依次设置的透光高分子树脂层7、聚氨酯类胶6、部分透光的芯片复合层5、透明硅胶层4、水气阻隔复合膜3、透明硅胶层2、和自洁膜1。

部分透光的芯片复合层5包括玻璃层和沉积在玻璃层上的芯片层，其中，透光部分是通过刻划芯片层后获得的。

根据本发明的一个实施例，芯片层中的玻璃层为浮法玻璃，厚度大于等于3mm。部分透光的芯片复合层中的透光部分是通过刻划芯片复合层后获得的。透明硅胶层的透光率大于95％，耐老化年限大于25年，厚度为200-300um。水气阻隔复合膜高包括透光薄膜,以及在透光薄膜上沉积的水汽阻隔层。彩色高分子树脂材料，透光率大于91％，耐候年限大于25年，厚度大于2mm。防眩光磨砂层由磨砂粒子、防老化剂与有机高分子溶液混合制成，其中，磨砂粒子包括pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)等有机粒子或者sio2(二氧化硅)等无机粒子，有机高分子溶液常为丙烯酸类、聚氨酯类等材料中的一种或两种。自洁膜包括氟碳树脂基材、抗老化剂和固化剂。自洁膜为高透光的efte(乙烯四氟乙烯聚合物)、pvdf(聚偏氟乙烯)、pvf(聚氟乙烯)等薄膜中的至少一种，其厚度为50-100um。

本发明所涉及的太阳能发电瓦，该瓦相比传统陶瓷瓦片具有更高使用年限可以大于25年，因为增加了自洁膜，因此拥有更好自洁效果，因为使用树脂等材料，因而质量轻、耐腐蚀、耐老化效果更好，其弯曲强度>40mpa、拉伸断裂强度>20mpa、简支梁冲击强度≥40kj/m2、抗风压性能≥1.6kpa，耐冲击、强度更强，同时可加入不同的材质可设计，多种颜色和形状，满足不同客户对产品多样性需求，因为其透光率大于95％，相比现有部分透光光伏树脂瓦发电效率更高，还可设计多种光线透过率，可应用于不同采光需求的采光屋顶。

同时普通太阳能电池封装工艺操作温度一般140℃以上，且工艺时间一般层压时间20-30min，部分还需要特殊设备，因此造成封装工艺复杂，工艺时间较长，成本更高，而本发明采用高透光液态硅胶，产品封装温度50-120℃，时间1-5min，封装工艺省时简单，降低了工艺成本。

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图，如图4所示，太阳能发电瓦的制作方法包括：

s201、在芯片复合层上制备第一透明硅胶层，其中芯片复合层包括玻璃层；

s202、在芯片复合层的玻璃层和透光高分子树脂层之间灌充聚氨酯胶，粘接。

根据本发明的一个具体的实施例，上述过程包括如下步骤：

步骤1：在厚度为3mm的浮法玻璃上表面采用共蒸发技术沉积芯片层，并采用激光刻划不同的芯片层间隔尺寸及排布密度，从而得到不同光线穿透率的芯片复合层5。

步骤2：将液态硅胶、防老化剂、增粘树脂、增塑剂、固化剂加入搅拌釜中，高速2000转/min搅拌混合均匀后，在部分透光的光伏芯片玻璃5芯片层一面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备湿膜，50-100℃，1-5min干燥后得到高透光硅胶层4，厚度100-200um。

步骤3：采用pet、pen等高透光薄膜，在高透光薄膜下表面采用原子层沉积工艺、磁控溅射工艺等水汽阻隔膜常用制备工艺沉积高水汽阻隔层，从而制备水气阻隔复合膜3，复合膜3总厚度100-200um。

步骤4：采用上述步骤2制备的水气阻隔复合膜3，在薄膜不含水汽阻隔层一面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备湿膜，50-100℃，1-5min干燥后得到高透光硅胶层2，厚度50-100um。

步骤5：将氟膜1及步骤3、1制备的复合膜分别叠片组合，放入真空层压机中，抽真空后封装温度50-120℃，时间1-5min，进行层压，氟膜可为高透光的efte、pvdf、pvf等薄膜，厚度50-100um。

步骤6：将聚氨酯胶基料与抗老化剂、固化剂按比例混合搅拌均匀后，真空脱泡，采用步骤4制备的复合膜，在芯片复合层5下表面与透光高分子树脂层7之间灌充高透光高耐老化的聚氨酯胶混合液进行灌封粘接，其中透光高分子树脂层7为厚度大于2mm的高耐候高透光彩色高分子树脂材料，例如pc、pmma、frp等高分子材料。

经过上述处理步骤，本发明所涉及的彩色太阳能树脂复合瓦可以达到如下相关技术指标：透光率大于95％、弯曲强度>40mpa、拉伸断裂强度>20mpa、简支梁冲击强度≥40kj/m²、抗风压性能≥1.6kpa、水平、垂直燃烧fh-1、fv-0级、承载性能(跨距660m，3％挠度)≥800n。颜色可呈现无色透明、紫色、粉色、红色、蓝色、黄色等等多种颜色。

同时本发明采用透明液体硅胶，提高了产品的耐老化年限，同时进一步提高透光率，可达95％以上，安全环保，封装工艺简单方便，封装时间短，工艺成本较低。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，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应属于本发明公开的范畴。