一种具有散热功能的金属背板及其建材光伏组件

1.本发明涉及到太阳能电池技术的技术领域，尤其涉及到一种具有散热功能的金属背板及其建材光伏组件。


背景技术：

2.光伏建筑一体化(bipv，building integrated photovoltaic)技术是一种将光伏电池片与传统建筑的屋面相结合的技术，从而通过光伏组件的功能，降低建筑的能耗。
3.现有技术中，常采用将光伏组件叠加设置在金属衬底，并将金属衬底固定布置在屋面上的方案，该方案具体通过胶黏剂将光伏组件粘合设置在金属衬底背离屋面的一面，从而实现光伏组件的固定安装。
4.但是，在现有技术中，由于胶黏剂的耐候性能不一，使得光伏组件和金属衬底的粘合强度较弱，存在光伏组件脱粘的隐患。
5.金属背板虽然具有较好的导热散热作用，但其存在导电安全性问题，同时也增加了组件的重量。此外也有在组件后面使用散热装置系统如空气流动格栅和水冷循环的方式，这需要额外的成本维护散热装置以保证组件的散热。
6.目前的太阳能光伏组件的散热封装方式多存在无法兼顾散热性、电池片隐裂问题、光电转换效率、导电安全性、抗pid性能等方面。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种具有散热功能的金属背板及其建材光伏组件，用于解决上述技术问题。
8.一种具有散热功能的金属背板，包括背板，所述背板内开设有流质通道，所述背板两端分别设有一接头，相邻的所述背板通过所述接头相咬合拼接；
9.绝热层，所述绝热层的一侧与所述背板的一侧连接，所述绝热层包括板体和两侧板，两个所述侧板分别设置在所述板体的两个相对侧边，且形成安装凹槽，所述背板的一侧安装在所述凹槽内；
10.粘结剂，所述粘结剂由自融流展后的粘胶形成，自融流展后的粘胶与背板和绝热层形成一个封边完整并且牢固的板体；
11.流道连接器，所述流道连接器一侧与所述背板的一端连接，所述流道连接器内开设有一横流道和若干直流道，所述横流道贯穿若干所述直流道的中部；所述横流道一端设有一出水口，所述横流道的另一端设有一进水口；
12.所述流质通道由若干分液管并列排布而成，且若干所述分液管的长度和直径相同，每一所述分液管分别与一所述直流道连接。
13.作为进一步的优选，所述接头为v形，或w形。
14.作为进一步的优选，所述流质通道内设有内螺纹。
15.作为进一步的优选，沿所述侧板的长度方向设置有接触挡板，所述接触挡板的一
侧与所述侧板连接，所述接触挡板的另一侧向背离所述侧板的一侧延伸，所述接触挡板与所述板体之间间隔第一预设距离，所述接触挡板的宽度的范围为：所述板体的宽度的六分之一至所述板体的宽度的四分之一。
16.作为进一步的优选，所述背板为镀铝锌板。
17.作为进一步的优选，所述粘结剂包括自上而下的粘结耐候层、粘结增强层和粘结阻湿层，所述粘结剂采用多层熔融共挤出的方法复合而成。
18.作为进一步的优选，所述背板的另一侧包括依次粘结的耐候层、背面粘结层和绝缘层，所述的背面粘结层为乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物胶黏剂层或环氧树脂胶黏剂层，所述粘结层厚度为10～50um；所述绝缘层含有聚氟乙烯树脂，聚偏氟乙烯树脂，聚三氟乙烯树脂，聚四氟乙烯树脂或聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂的单体与其他树脂的单体的共聚物中的至少一种，所述绝缘层厚度为200～300um；所述的耐候层为聚偏二氟乙烯薄膜，所述的耐候层厚度为10～40um。
19.一种建材光伏组件，包括上述所述任意一项的具有散热功能的金属背板。包括所述建材光伏组件至上到下依次设有玻璃板、正面封装膜、电池片组和所述金属背板；所述玻璃板下表面设置有正面封装膜；所述正面封装膜上铺装所述电池片组；所述正面封装层将电池片组与所述玻璃板粘接，所述电池片组的下侧与所述金属背板连接。
20.作为进一步的优选，所述电池片组设置方式为：多个太阳能电池单元串联组成一串；所述太阳能电池单元设置为两串以上，两串以上的太阳能电池单元以串为单位并联；每一串中的每一个太阳能电池单元与其它串中的其中一个太阳能电池单元并联。
21.作为进一步的优选，所述金属背板为长方形背板，所述光伏组件主体结构的形状与所述长方形背板的形状相适配，且所述长方形背板的长宽尺寸大于所述光伏组件主体结构的长宽尺寸。
22.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
23.(1)本发明中，流道和背板一体成型，即在背板内开设液体流道，利于换热，同时使部件更加紧凑。
24.(2)本发明中，流道内设有内螺纹，可以增加传热面积、提高管内流体扰动，从而强化换热。
25.(3)本发明中，背板上接头的设计便于板与板之间堆叠安装。
26.(4)本发明中，流道连接器设有冷热流体进出口，便于向板内补充冷流体，置换出热流体，保障末端板中电池片的冷却。
27.(5)本发明中，使用金属背板结构替代屋顶上的背板，直接进行安装，无需使用支架，进而可以节约安装成本，缩短安装周期，提高安装效率。
附图说明
28.图1是本发明所述的建材光伏组件的结构示意图一；
29.图2是本发明所述的金属背板的结构示意图；
30.图3是本发明所述的建材光伏组件与流道连接器的连接示意图；
31.图4是本发明所述的流质管道的布局示意图；
32.图5是本发明所述的建材光伏组件的结构示意图二。
33.图中：1、玻璃板；2、电池片组；3、背板；4、绝热层；5、流质管道；6、流道连接器；7、板体；8、侧板；9、接头；10、粘结剂；11、接触挡板；12、绝缘层；13、正面封装膜。
具体实施方式
34.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
37.结合图1
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5所示，一种具有散热功能的金属背板，包括背板3，背板3内开设有流质通道，背板3两端分别设有一接头，相邻的背板3通过接头相咬合拼接；
38.绝热层5，绝热层5的一侧与背板3的一侧连接，绝热层5包括板体和两侧板，两个侧板分别设置在板体的两个相对侧边，且形成安装凹槽，背板3的的一侧安装在凹槽内；
39.粘结剂10，粘结剂10由自融流展后的粘胶形成，自融流展后的粘胶与背板3和绝热层5形成一个封边完整并且牢固的板体；
40.流道连接器，流道连接器一侧与背板3的一端连接，流道连接器内开设有一横流道和若干直流道，横流道贯穿若干直流道的中部；横流道一端设有一出水口，横流道的另一端设有一进水口；
41.流质通道由若干分液管并列排布而成，且若干分液管的长度和直径相同，每一分液管分别与一直流道连接。
42.本发明中，金属材料在背面支撑整个光伏组件，金属材料在超过1000℃的高温中仍然可以保持非常好的形态和结构强度，通过常规的a级防火测试没有任何问题，不会出现金属后板穿孔或者脱落，完全可以规避屋顶建筑光伏应用的风险；导热层为金属一体材料，在导热方面非常快因此不会出现热斑失效等问题，在组件的工作温度及散热系数方面都明显改善，可以降低组件的表面工作温度，也提升了光伏组件的工作发电量。在控制好锈蚀条件下，可以长期使用。
43.进一步，作为一种较佳的实施方式，接头为v形，或w形。
44.其中，流质通道盘曲形式采用螺旋盘管或蛇形管等形式，流质通道管圈间距不变或沿水流方向减小，对于流质通道管圈间距沿水流方向减小的情况：冷却水入口侧流质通道分布较稀疏，管间距为4－8倍管径，冷却水出口侧流质通道分布密集，管间距为1－4倍管径，中间过渡方式不限。流质通道管圈间距不变或者沿着水流方向减小，可以进一步强化水出口附近区域换热，降低其温度。
45.其中，盖板设置有内凹的卡合槽。
46.实施例一：盖板设置有内凹的卡合槽，并在该卡合槽两侧开设有向外延伸的凸缘，其中卡合槽安装于w形接头与v形接头搭接处的上方，其中位于卡合槽两侧的凸缘分别固定
于背板3。
47.进一步，作为一种较佳的实施方式，流质通道内设有内螺纹。
48.进一步，作为一种较佳的实施方式，沿侧板的长度方向设置有接触挡板，接触挡板的一侧与侧板连接，接触挡板的另一侧向背离侧板的一侧延伸，接触挡板与板体之间间隔第一预设距离，接触挡板的宽度的范围为：板体的宽度的六分之一至板体的宽度的四分之一。
49.实施例二，粘结剂10进行填充设置之前，先通过高温将其融化并置入安装凹槽中，待填粘结剂10固化后，实现填粘结剂10的填充，为了保证填粘结剂10与光伏金属底板的粘接牢固性，降低填粘结剂10从槽底脱落的几率，可以在沿侧板的长度方向设置有接触挡板，接触挡板的一侧与侧板连接，接触挡板的另一侧向背离侧板的一侧延伸，接触挡板与板体之间间隔第一预设距离，在进行填粘结剂10填充时，填粘结剂10可以淹没接触挡板，即将接触挡板包裹在填粘结剂10内部，通过接触挡板增加了填粘结剂10与光伏金属底板的粘接面积，从而提高了填粘结剂10与光伏金属底板之间的粘接强度，降低了填粘结剂10与光伏金属底板脱离的几率。另外，在两个侧板各设置一个接触挡板，可以使得在接触挡板的作用下，将固化后的填粘结剂10形成一个类似工字形结构，而两侧的接触挡板从侧面插入该工字形结构中，这样也使得接触挡板实现限位作用，进一步降低了填粘结剂10从光伏金属底板中脱出的几率。
50.接触挡板的宽度的范围为：板体的宽度的六分之一至板体的宽度的四分之一。
51.进一步，作为一种较佳的实施方式，背板3为镀铝锌板。
52.进一步，作为一种较佳的实施方式，粘结剂10包括自上而下的粘结耐候层、粘结增强层和粘结阻湿层，粘结剂10采用多层熔融共挤出的方法复合而成。
53.进一步，作为一种较佳的实施方式，背板3的另一侧包括依次粘结的耐候层、背面粘结层和绝缘层12，背面粘结层为乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物胶黏剂层或环氧树脂胶黏剂层，粘结层厚度为10～50um；绝缘层12含有聚氟乙烯树脂，聚偏氟乙烯树脂，聚三氟乙烯树脂，聚四氟乙烯树脂或聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂的单体与其他树脂的单体的共聚物中的至少一种，绝缘层12厚度为200～300um；耐候层为聚偏二氟乙烯薄膜，的耐候层厚度为10～40um。
54.其中，背面粘结层的材质可以与粘结剂10的材质相同，粘结剂10的克重可以与背面粘结层的克重相同。当然，背面粘结层的材质也可以与粘结剂10的材质不同，粘结剂10也可以与背面粘结层的克重不同，本发明实施例在此不做限定。
55.实施例三：由于耐候层、背面粘结层和绝缘层12依次设置在背板3板的一个表面上，耐候层与绝缘层12之间设置有背面粘结层。
56.其中，绝缘层12与背板3的一个表面之间还设有设置有粘接层，且耐候层的材质为具有耐候性的材质，绝缘层12的材质为具有绝缘性的材质，因此，在应用本发明实施例提供的金属背板3结构时，耐候层可以防止光照、风雨等室外环境对背板3侵蚀，延长了背板3的使用寿命。另外，由于耐候层与背板3的一个表面之间设置有绝缘层12，因此，在将本发明实施例提供的背板3结构应用至光伏组件中时，还可以使得光伏组件中的电池板与背板3之间绝缘，避免出现电池板将产生的电力传输至背板3的情况，提高了在使用光伏组件时的安全性。也即是，在本发明实施例中，通过在背板3上设置耐候层和绝缘层12，可以延长背板3的
使用寿命，提高光伏组件的发电效率，还可以提高在使用光伏组件时的安全性。
57.耐候层的材质可以为聚乙烯醇缩甲醛(poly vinyl formal，pvf)、聚偏氟乙烯(poly vinylidene fluoride，pvdf)、三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethene，ctfe)、四氟乙烯(tetrafluoroethylene，tfe)、中任一种。当然，耐候层的材质还可以包括其他具有耐候性的材质，本发明实施例在此不做限定。另外，耐候层可以为薄膜，还可以为涂层。当耐候层为薄膜时，该薄膜可以为耐紫外线薄膜。当耐候层为涂层时，该涂层可以为耐候性氟涂层。
58.绝缘层12的材质为涤纶树脂(polyethylene terephthalate，pet)、聚烯烃中任一种。当然，绝缘层12的材质还可以包括其他绝缘性材质，比如，高耐水解的涤纶树脂，本发明实施例在此不做限定。其中，绝缘层12的厚度范围可以为微米
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微米。此时，由于绝缘层12的厚度较大，绝缘层12不仅可以起到绝缘的作用，在本发明实施例提供的金属背板3结构受到外力时，绝缘层12还可以起到缓冲作用，防止外力对背板3造成较大的伤害。
59.其中，背面粘结层的材质可以与粘接层的材质相同，粘接层的克重可以与背面粘结层的克重相同。当然，背面粘结层的材质也可以与粘接层的材质不同，粘接层也可以与背面粘结层的克重不同，本发明实施例在此不做限定。
60.一种建材光伏组件,包括上述所述任意一项的具有散热功能的金属背板；包括，建材光伏组件至上到下依次设有玻璃板1、正面封装膜11、电池片组2和金属背板3；玻璃板1下表面设置有正面封装膜11；正面封装膜11上铺装电池片组2；正面封装层将电池片组2与玻璃板1粘接，电池片组2的下侧与金属背板3连接。
61.进一步，作为一种较佳的实施方式，电池片组2设置方式为：多个太阳能电池单元串联组成一串；太阳能电池单元设置为两串以上，两串以上的太阳能电池单元以串为单位并联；每一串中的每一个太阳能电池单元与其它串中的其中一个太阳能电池单元并联。
62.本发明中，通过上层封装膜(正面封装膜11)与中间封装膜将电池串进行良好的封装；同时，中间封装膜及背面粘结层包裹绝缘层12的结构位于电池片与金属背板3之间，很好地起到绝缘作用，使得整个组件的电学安全性得到保障，同时绝缘层12的材料及厚度等参数也可根据电压、电流等参数进行调整，确保运行的安全可靠性。
63.进一步，作为一种较佳的实施方式，金属背板3为长方形背板3，光伏组件主体结构的形状与长方形背板3的形状相适配，且长方形背板3的长宽尺寸大于光伏组件主体结构的长宽尺寸。
64.实施例四，电池片组2由两组太阳能电池单元串联组成。每一个太阳能电池单元，均可独立发电。每组太阳能电池单元由两串太阳能电池单元并联组成，即如图所示的由太阳能电池单元通过导电胶带串联而成的第一串太阳能电池单元和由太阳能电池单元通过导电胶带串联而成的第二串太阳能电池单元。在第一串太阳能电池单元中，第一太阳能电池单元、第二太阳能电池单元、第三太阳能电池单元直至第十二太阳能电池单元依次串联。第二串太阳能电池单元中也包括串联的块太阳能电池单元，即第十三太阳能电池单元、第十四太阳能电池单元直至第二十四太阳能电池单元。第一串太阳能电池单元和第二串太阳能电池单元以串为单位通过母线并联组成一组太阳能电池单元。在如图所示的示例中，共设置有两组太阳能电池单元，两组太阳能电池单元以组为单位通过母线串联。两组太阳能电池单元串联后，其正极和负极位于同一侧。
65.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对
于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。