太阳能电池组件框架和太阳能电池装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能薄膜技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池组件框架和太阳能电池装置。

背景技术：

目前，刚性铜铟镓硒太阳能电池组件因铜铟镓硒设备和工艺的技术特殊性，要求工艺温度500℃左右，因此衬底基片玻璃要使用超白低铁耐高温的浮法玻璃。当采用浮法玻璃作为太阳能电池芯片的衬底，即太阳能电池组件的背板玻璃时，制备得到的双玻太阳能电池组件通常包括浮法玻璃、形成于浮法玻璃上的太阳能电池芯片，以及通过EVA胶与太阳能电池芯片封装在一起的前板玻璃。该双玻太阳能电池组件存在如下问题：

首先，浮法玻璃的耐受应力比较差，容易破裂，特别是角的位置更易破裂，因此，双玻太阳能电池组件在搬运或户外应用时，容易造成边角撞坏等情况；且双玻太阳能电池组件的背板玻璃所能承受的压力较小，通常为1600Pa左右，因此恶劣天气下的雪、风等都可能给双玻太阳能电池组件带来风险。

其次，双玻太阳能电池组件是在浮法玻璃上镀膜(如：钼层、铜铟镓硒层、硫化镉层、TCO层)，然后将镀膜完成的太阳能电池芯片通过EVA胶与前板玻璃粘结在一起形成的，因此双玻太阳能电池组件的稳固性会受到前板玻璃与EVA胶的粘附力、EVA胶与膜层的粘附力、膜层与浮法玻璃的粘附力的影响。其中，浮法玻璃和膜层之间的粘附力是最小的，而双玻太阳能电池组件要在户外应用中面对各种力学环境，其膜层与浮法玻璃的粘附力较小容易导致浮法玻璃与膜层分离。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，以解决现有技术中太阳能电池组件在搬运、户外应用过程中易损坏，且对力学环境承受力差的技术问题。

本实用新型提供的太阳能电池组件框架，包括两个相对设置在太阳能电池组件两侧的边框；

所述边框包括第一侧板、第二侧板和第三侧板；

所述第一侧板和所述第二侧板相对设置，且通过所述第三侧板连接，所述第一侧板、第二侧板以及第三侧板形成用于安装所述太阳能电池组件的安装槽。

进一步的，所述安装槽内设置有发泡胶或硅胶，用于将所述太阳能电池组件固定在所述安装槽内。

进一步的，所述安装槽的侧壁上设置有卡接槽，所述发泡胶或所述硅胶设置在所述卡接槽内，用于增加所述发泡胶或硅胶在所述安装槽内的固定强度。

进一步的，所述太阳能电池组件框架还包括横梁；

所述横梁的两端分别与相对设置的两个所述边框连接。

进一步的，所述边框包括长边框和短边框；

两个所述长边框相对设置，两个所述短边框相对设置；

所述长边框和所述短边框共同构成矩形结构。

进一步的，所述横梁为至少一根；

所述横梁的两端分别与相对设置的两个所述长边框连接，每一所述长边框被所述横梁均匀分隔为至少两段。

进一步的，所述太阳能电池组件框架还包括卡条，所述卡条设置于所述横梁与所述太阳能电池组件之间，所述卡条与所述横梁固定连接，且所述卡条与所述太阳能电池组件的接触区域的材质为软性材质。

进一步的，所述横梁内设置有卡腔，所述卡腔的一侧设置有开口，所述卡条通过所述开口与所述横梁卡接。

进一步的，所述卡条包括软接板、卡接板和连接条；

所述软接板与所述卡接板平行设置；

所述软接板和所述卡接板通过所述连接条连接。

进一步的，所述太阳能电池组件框架还包括支撑架和安装板，所述支撑架设置于所述第二侧板远离所述第一侧板的一侧，所述安装板设置于所述支撑架远离所述安装槽的一端。

进一步的，所述支撑架和/或所述安装板上设置有用于将进入到所述边框内的水排出所述边框的排水孔。

进一步的，所述太阳能电池组件包括背板玻璃、设置于所述背板玻璃上的太阳能电池芯片以及设置于所述太阳能电池芯片上的前板玻璃，所述背板玻璃的端部与所述第二侧板抵接，所述前板玻璃的端部与所述第一侧板抵接。

本实用新型还提供了一种太阳能电池装置，包括太阳能电池组件和上述任一项所述的太阳能电池组件框架，所述太阳能电池组件框架安装于所述太阳能电池组件上。

本实用新型提供的太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，通过在太阳能电池组件的相对两侧设置边框，利用边框实现对太阳能电池组件的边角的保护，进而降低了其在搬运、户外应用过程中的损坏率，提高了在力学环境中的承受力，本实用新型提供的太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，结构简单，使用方便，成本低，易于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件与太阳能电池组件框架组合后的前视图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件与太阳能电池组件框架组合后的后视图；

图3为图2的E处局部放大图；

图4为图2的F处局部放大图；

图5为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件框架的边框的截面图；

图6为图2的G处局部放大图；

图7为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件与太阳能电池组件框架的安装示意图；

图8为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件框架的卡条的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件框架的横梁的截面图；

图10为本实用新型实施例提供的太阳能电池组件

框架的卡条的安装示意图。

附图标记：

1：短边框；2：长边框；3：接线盒；4：横梁；5：标签；6：排水孔；7：连接螺钉；8：第一侧板；9：第三侧板；10：第二侧板；11：卡接槽；12：支撑架；13：安装板；14：安装孔；15：硅胶；16：背板玻璃；17：太阳能电池芯片；18：EVA胶；19：前板玻璃；20：软接板；21：连接条；22：卡接板；23：卡腔；24：开口；25：接地孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1-图10所示，本实用新型提供了一种太阳能电池组件框架，包括相对设置的两个边框；其中每一边框包括第一侧板8、第二侧板10和第三侧板9；第一侧板8和第二侧板10相对设置，并通过第三侧板9连接在一起，第一侧板、第二侧板10以及第三侧板9形成一安装槽，该安装槽用于安装太阳能电池组件；太阳能电池组件设置于相对设置的两个边框之间。

本实施例中，太阳能电池组件为双玻太阳能电池组件，其包括背板玻璃16、太阳能电池芯片17以及前板玻璃19，其中太阳能电池芯片17形成于背板玻璃16上，并通过EVA胶18与前板玻璃19粘结在一起。具体的，本实施例中背板玻璃16为浮法玻璃，前板玻璃19为钢化玻璃，太阳能电池芯片17为CIGS太阳能电池芯片，其通常包括第一电极层(如Mo层)、CIGS层以及第二电极层(如TCO层)。当然，太阳能电池芯片17还可以包括其他膜层，如太阳能电池芯片17还包括设置于CIGS层与第二电极层之间的硫化镉(Cds)层。此外，在其他实施例中，太阳能电池芯片17还可以为其他类型的太阳能电池芯片。在其他实施例中，太阳能电池组件还可以包括接线盒3和标签5，接线盒3设置于背板玻璃16远离太阳能电池芯片17的一侧，用于将太阳能电池芯片17的正、负电极引出；标签5贴设于背板玻璃16远离太阳能电池芯片17的一侧，用于标记太阳能电池组件的身份信息。

在一实施例中，上述相对设置的两个边框为两个长边框2，即太阳能电池组件的两个长边分别插入两个长边框2形成的安装槽内。在另一实施例中，上述相对设置的两个边框为两个短边框1，即太阳能电池组件的两个短边分别插入两个短边框1形成的安装槽内。

在其他实施例中，太阳能电池组件框架的边框还可以设置为相对设置的两个长边框2，以及相对设置的两个短边框1，两个短边框1和两个长边框2连接在一起形成一个矩形框架，太阳能电池组件的四个边分别插入矩形框架的四个边形成的安装槽内。设置矩形边框，相比仅设置两个短边框1或两个长边框2，其能够对太阳能电池组件的4个边均提供保护，且能够更好的提高太阳能电池组件的机械荷载力。

具体的，边框上设置有安装孔14，用于对框架进行固定，以实现将整个太阳能组件进行固定后进行使用的目的。如：在对太阳能电池组件在房顶等位置进行安装时，使用螺栓穿过安装孔14与设置在房顶上的底座进行固定，实现将框架固定在房顶上，最终实现将太阳能电池组件固定在房顶上的目的。

在本实施例中，太阳能电池组件的边缘插入太阳能电池组件框架的安装槽内，第一侧板8、第二侧板10和第三侧板9可以对太阳能电池组件的边缘处的上表面、下表面和端部进行保护，进而避免了在搬运的过程中产生损坏；同时，太阳能电池组件的边缘插入安装槽内，可以避免背板玻璃16、太阳能电池芯片17、EVA胶18以及前板玻璃19分离；此外，太阳能电池组件框架分担了太阳能电池组件承受的外力，减少了背板玻璃16所承受的压力，提高了太阳能电池组件的机械载荷能力，使得太阳能电池组件可以面对更加严峻的力学环境。

在本实施例中，为了给太阳能电池组件提供更好的保护和支撑力，第一侧板8和第二侧板10平行设置。当然，在其他实施例中，第一侧板8和第二侧板10作为安装槽的侧壁，还可以是不平行设置。如：为了防止太阳能电池组件从安装槽内脱离，可以将安装槽设置为开口宽度小于槽底宽度；或者，为了便于太阳能电池组件插入安装槽，将安装槽设置为开口宽度大于槽底宽度。

本实施例中，为保证太阳能电池组件的安装稳定性，还可以在安装槽的侧壁上设置卡接槽11，如在第一侧板8和/或第二侧板10与太阳能电池组件接触的内壁上设置卡接槽11，并在卡接槽11内设置柔性结构，如橡胶条等，柔性结构稍微突出于卡接槽11，能够增加安装槽与太阳能电池组件之间的摩擦力，进而增加太阳能电池组件在安装槽内的稳定性。

本实施例中，在安装槽的侧壁上设置了卡接槽11后，为了进一步保证太阳能电池组件的安装稳定性，还可以在将太阳能电池组件插入安装槽之前，向安装槽内打入发泡胶或硅胶15，然后再插入太阳能电池组件，通过发泡胶或硅胶15可以将太阳能电池组件更好的固定在安装槽内。在一实施例中，为了能够充分发挥发泡胶或硅胶15的作用，将太阳能电池组件插入安装槽后，发泡胶或硅胶15溢出安装槽，即安装槽的周围有溢胶。此外，由于安装槽内设置有卡接槽11，发泡胶或硅胶15会同时打入到卡接槽11内，进而能够进一步增加太阳能电池组件在安装槽内的安装稳定性。在本实施例中，由于边框与太阳能电池组件的接触部位通过硅胶15粘合，所以需要将安装边框后的太阳能电池组件进行4-6小时或更长时间的常温固化。

本实施例中，在第二侧板10远离第一侧板8的一侧设置有支撑架12，在太阳能电池组件的运输过程中，将多块太阳能电池组件叠起来进行运输。即上方的太阳能电池组件框架通过支撑架12放置在下方的太阳能电池组件的边框上，利用支撑架12在相邻的太阳能电池组件之间支撑出存储空间，避免了相邻的太阳能电池组件接触，也同时使得设置在太阳能电池组件上的接线盒3能够设置在相邻的太阳能电池组件之间，避免接线盒3的丢失，或避免接线盒3在外裸露而对太阳能电池组件撞击，损坏太阳能电池组件。

在本实施例中，第一侧板8、第二侧板10、第三侧板9和支撑架12之间均为一体设置。

进一步的，支撑架12远离安装槽的一端有安装板13。

具体的，安装板13远离安装槽的一侧，与支撑架12远离安装槽的一侧平齐，且安装板13设置在支撑架12的内侧，即安装槽开口方向所对的一侧。

通过安装板13的设置，能够较为方便的将框架安装在所需要的位置，进而便于使用太阳能电池组件进行发电。

具体的，如图6所示，本实施例中，长边框2的安装板13上，或支撑架12远离第二侧板10的一侧且临近短边框1的末端处设有安装孔14，螺栓穿过安装孔14后与固定在房顶上的底座进行螺栓固定，进而利用安装孔14实现了对整体太阳能电阻组件框架的安装固定，以使得太阳能电池组件能够被固定在目标位置。如图4所示，长边框2的安装板13上或支撑架12远离第二侧板10的一侧的中心留有一个接地标识印记和1个接地孔25，在接地孔25上下两侧各预留一个与横梁4的两端位置对称的螺丝孔，通过连接螺钉7以及螺丝孔将横梁4固定于长边框2上。此外，短边框1的安装板13上或支撑架12远离第二侧板10的一侧在临近太阳能电池组件角处也设置有一个或多个排水孔6。在一实施例中，短边框1的各端留有三个排水孔6。

通过安装板13还可以在框架上安装其他部件，如下述实施例中所述：

太阳能电池组件框架还包括横梁4，横梁4的两端分别与相对设置的两个边框连接。具体的，当太阳能电池组件框架包括相对设置的两个长边框2时，横梁4的两端分别与两个长边框2连接；当太阳能电池组件框架包括相对设置的两个短边框1时，横梁4的两端分别与两个短边框1连接；当太阳能电池组件框架包括相对设置的两个短边框1和相对设置的两个长边框2时，横梁4的两端分别与两个长边框2连接。更具体的，横梁4的两端分别与两个边框的中心位置连接，如此，横梁4能够对太阳能电池组件提供均匀的支撑力，避免支撑力不均匀导致太阳能电池组件承受力下降。

在本实施例的具体设置方式中，横梁4的两端通过连接螺钉7固定设置在边框的安装板13上，且设置在安装板13靠近太阳能电池组件的一侧，使得横梁4能够与太阳能电池组件的背板玻璃16相抵，从而给太阳能电池组件提供一个支撑力，增加了太阳能电池组件在力学环境中的承受能力。

具体的，横梁4与太阳能电池组件之间通过软性材质的卡条接触，通过软件材质的卡条与太阳能电池组件接触，可以避免划伤或刮蹭太阳能电池组件。在一实施例中，该软性材质可以为PET材质，更具体的，卡条可以由聚丙乙烯材材料制成。该卡条呈“工”字形，包括软接板20、连接条21以及卡接板22，其中软接板20与太阳能电池组件的背板玻璃16相抵接；连接条21的两端分别与软接板20和卡接板22连接，用以实现软接板20和卡接板22固定连接；卡接板22卡接在横梁4上。具体的，横梁4具有一卡腔23，该卡腔23的一侧具有开口24，当卡条卡入横梁4后，卡接板22位于卡腔23内，连接条位于开口24内，软接板20位于横梁4靠近太阳能电池组件的表面上，之后将横梁4通过连接螺钉7固定设置在边框上后，横梁4通过软接板20与太阳能电池组件的背板玻璃16相抵接。在本实施例中，软接板20、卡接板22和连接条21均为软性材质，且三者一体设置。

本实施例中，支撑架12远离第二侧板10的一侧或安装板13远离第二侧板10的一侧，在临近太阳能电池组件的角处还可以设置一个或多个排水孔6，本实施例中，各端留有两个排水孔6。

本实用新型通过在太阳能电池组件的周边安装与太阳能电池组件适配的长边框2和短边框1，并在两个长边框2之间设置横梁4，横梁4与太阳能电池组件的背板玻璃16通过柔性的卡条接触，能够有效改善太阳能电池组件的耐机械载荷能力和太阳能电池组件各层的粘附性，从而能够使太阳能电池组件在自然环境应用中抗雪、抗风能力较现有组件明显提升，并且，将太阳能电池组件的四边区域安装入对应的安装槽内后，太阳能电池组件各层的整体粘附性更牢固。

本实施例中，背板玻璃16采用3mm厚度的浮法玻璃，太阳能电池芯片17采用0.2mm厚度的铜铟镓硒太阳能电池薄膜，EVA胶18采用厚度为0.45mm的EVA胶，前板玻璃19采用2mm厚度的钢化玻璃。当然，在其他实施例中，太阳能电池组件中的各个结构还可以为其他厚度或其他材质。

对应的，为了更好的保护太阳能电池组件，提高太阳能电池组件的机械载荷能力，太阳能电池组件框架的尺寸可以根据太阳能电池组件的尺寸对应设置。本实施例中：边框的厚度d1为1.5mm，即第一侧板8、第二侧板10、第三侧板9、支撑架12以及安装板13的厚度均为1.5mm；第一侧板8的宽度L1为10.7mm，第三侧板9的宽度与支撑架12的高度之和L2为35mm，支撑架12的宽度和安装板13的宽度之和L3为35mm，第一侧板8、第二侧板10和第三侧板9围成的安装槽的槽口宽度d2为6.1mm、槽深h为9.2mm。安装孔14安装于长边框2的安装板13上，或支撑架12远离第二侧板10的一侧且临近短边框1的末端240mm位置处。

当然，在其他实施例中，太阳能电池组件框架的尺寸还可以根据实际需要适当调整为其他数值，此处不再一一举例说明。

具体的，边框和横梁4采用绝缘材质制成，由于太阳能电池组件应用于户外环境，其采用绝缘材质可以避免太阳能电池组件框架导电带来的安全隐患，同时可以避免影响太阳能电池组件的电性能。在一实施例中，边框和横梁4为镀有绝缘层的铝质边框，具体的，绝缘层可以为阳极氧化层。其中，边框的厚度为1.5mm，即镀有阳极氧化层的铝质边框的整体厚度为1.5mm，通常，阳极氧化层的厚度为10-15um。

本实用新型提供的太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，增加了边框和横梁4对组件在承受机械载荷时背板玻璃16承受的应力增加，使其整体组件在应对自然环境中抗雪、风的能力得到极大的提升。

通过对太阳能电池组件增加边框，对其四周边缘进行包裹，横梁4对背板玻璃的间接粘附，本实用新型的本身结构间的粘附能力变得更有保障，解决了铜铟镓硒太阳能电池组件因膜层与背板浮法玻璃16粘附力小，容易因前板玻璃和发泡材料封装膜18粘附受力不均而使其脱落的风险。

请参考表1，其中表1是现有的铜铟镓硒太阳能电池组件的实际机械载荷测试结果，从测试结果可以看出背板玻璃无法承受1600Pa的载荷。

表1

请参考表2，表2为具有长边框2、短边框1以及横梁4的双玻铜铟镓硒太阳能电池组件通过模拟得到的机械载荷数据，从表2可以看出，具有长边框2、短边框1以及横梁4的双玻铜铟镓硒太阳能电池组件能够承受更高的载荷。

本实用新型还提供了一种太阳能电池装置，包括太阳能电池组件和图1至图10所示的太阳能电池组件框架，所述太阳能电池组件框架安装于所述太阳能电池组件上。

本实用新型提供的太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，通过在太阳能电池组件的周围设置边框，利用边框实现对太阳能电池组件的边角的保护，进而降低了其在搬运、户外应用过程中的损坏率，提高了在力学环境中的承受力。本实用新型提供的太阳能电池组件框架和太阳能电池装置，结构简单，使用方便，成本低，易于推广应用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。