专利名称：一种链板式太阳能发电防水一体板系统及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能发电防水一体板，尤其涉及一种链板式太阳能发电防水一体板系统。
背景技术：
随着石油、煤炭等传统能源的日渐紧张，几乎取之不尽用之不竭的太阳能的开发利用逐渐被提上日程。太阳能发电等工程的规模逐渐扩大，并且开发了一系列的光伏产品。众多建筑的表面一般情况下光照充足，可以为太阳能发电提供场所，这样可以大大降低建筑本身的能耗。但已有的光伏产品不容易在建筑中安装，零散的太阳能电池板会影响建筑本身的美观，有时还会留下一定的安全隐患，所以业主们对太阳能产品在建筑上的应用态 度较为消极。因此，针对上述问题，太阳能光伏建筑是应建立在以高效率、低能耗并从本质上讲必需是经济的且不以牺牲功能性、艺术性、舒适性为基础上发展的。在当今社会追求可持续发展、科学技术日新月异的时代背景下，太阳能光伏技术与建筑一体化应用研究具有深刻的现实性、迫切性和前瞻性。已有的支点式、框架式、隐框式和半隐框式等光电玻璃幕墙式太阳能电池BIPV组件，通过光电板块间填涂密封胶的防水方式防水，防水性能不佳，并且此类产品结构多需要使用金属结构支撑，成本较高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种集发电、防水于一体的、半柔性的链板式太阳能发电防水一体板，避免普通太阳能组件与建材功能的重叠，并且防水性能好；施工成本低；能够减缓屋面材料老化。为实现上述目的，本发明解决该技术问题所采用的技术方案是—种链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于由钢化玻璃、晶体硅电池片、基底防水卷材构成，以自下向上的顺序热压于所述基底防水卷材上，如附图I所示。在上述基础上，可以采用任意可行的方式将钢化玻璃、晶体硅电池片、基底防水卷材连接在一起，优选的是采用热熔胶粘结在一起，即所述钢化玻璃和晶体硅电池片之间采用热熔胶粘结，所述晶体硅电池片与所述基底防水卷材之间采用热熔粘结。如本领域技术人员所公知的，太阳能光伏发电工程通常需要使用多块太阳能板组件，因此，优选的，本发明将若干晶体硅太阳能板组件顺序热压于一个基底防水卷材上，每块晶体娃太阳能板组件之间距离10-30mm,由基底防水卷材实现这些晶体娃太阳能板组件的连接。在本发明中，所用的晶体硅电池片的种类并不受到限制，任意可用的晶体硅电池片均可用于本发明，包括但不限于单晶硅太阳能电池片、多晶硅太阳能电池片。在本发明中，所述的钢化玻璃，优选的是低铁钢化玻璃。
在本发明中，所述的热熔胶可以是本领域任意已知可用的种类，优选的是EVA型热熔胶。如本领域技术人员所知，EVA热熔胶是一种不需溶剂、不含水份、100 %的固体可熔性的聚合物，在常温下为固体，加热熔融到一定程度变为能流动且有一定粘性的液体粘合齐U，其熔融后为浅棕色半透明体或本白色其主要成分基本树脂是乙烯与醋酸乙烯在高压下共聚而成的，再配以增粘剂、粘度调节剂、抗氧剂等制成热熔胶。与其他类型的热熔胶相比，EVA型热熔胶性能更好，效率更好。在本发明中，所述基底防水卷材的厚度、类型可以根据实际需要进行选择，优选的，所述基底防水卷材的厚度为I 3mm ;所述基底防水卷材为TPO卷材或HDPE卷材或改性浙青卷材。在上述基础上，本发明公开了所述链板式太阳能发电防水一体板系统的制备方法，如图5所示，包括下述步骤I)将晶体硅电池片连接，并串联在一起形成一个组件串；其包括如下两个过程 首先是电池片的连接。将汇流带焊接到晶体硅电池正面(负极)的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯(利用红外线的热效应)。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。其次是将电池片串接在一起形成一个组件串电池的定位主要靠一个模具板，上面有多个放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极(负极)焊接到“后面电池”的背面电极(正极)上，这样依次将电池片串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。2)将组件串、钢化玻璃和切割好的热溶胶、基底防水卷材依次敷设好，准备层压；敷设顺序为由下向上钢化玻璃、热熔胶、电池组件串、热熔胶、基底防水卷材，详细过程是背面串接好且经过检验合格后，将组件串、钢化玻璃和切割好的热溶胶(EVA)、基底防水层依次敷设好，准备层压。其中，优选的包括如下一个步骤玻璃事先清洗、并涂一层试剂(primer)以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础，敷设层次为由下向上钢化玻璃、EVA、电池、EVA、基底防水卷材。3)将敷设好的上述材料放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使热熔胶熔化将电池组件串、钢化玻璃和基底防水卷材粘接在一起，具体的步骤是将敷设好的上述材料放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和基底防水层粘接在一起。4)重复步骤3)，层压连续进行，每层压一次，基底防水卷材向前进料一次，再依次敷入组件串和钢化玻璃板，具体的是重复步骤3)，层压连续进行，每层压一次，基底防水卷材向前进料一次，再依次敷入组件串和钢化玻璃板，优选的，前一个钢化玻璃板的后边沿与后一个钢化玻璃板的前边缘间距10-30mm。5)层压冷却后，对链板式太阳能发电防水板分割包装。依据产品规格，可一个链板式太阳能发电防水板可包括20-50套钢化玻璃板和组件串。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。如使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度约为120°C -150°C。本发明公开的链板式太阳能发电防水一体板系统，是一种建材安装型一体板，其链板式的结构使其具备一定的柔性，既可以适于平屋顶、又适于曲面屋顶。所以本发明的一体板系统不仅具备目前柔性薄膜太阳能电池的柔性，又因采用了晶体硅太阳能电池而具备了柔性薄膜太阳能电池所欠缺的低成本特性。与已有的产品相比，本发明避免了普通太阳能组件与防水层功能的重叠，合并了两者中功能相同的部件。不再需要防水卷材的保护层(绿豆砂、热浙青、陶土砖、水泥砖、混凝土预制块)，不再需要太阳能板的TPT背板。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统有效的将晶体硅电池与柔性防水卷材热压式结合，完成了防水层与发电层的牢固热压粘合，作为一个整体建筑材料，安装于屋面结构中。光伏组件的基底需要满足耐高压、高绝缘、平整、耐气候性能(抗紫外老化大于等于25年)、加工(层压温度下)稳定性、与粘接材料结合牢固性、辐射反射的要求，而本发明采用目前在屋面工程中已大量使用的聚合物材料、改性浙青材料正具有平整、耐气候性能、加工(层压温度下)稳定性、与粘接材料结合牢固性、辐射反射等特性。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统的一个突出优点是非常轻，由于免去了传统屋顶太阳能设备的导轨、支架等部分，共重10Kg/m2左右，是金属结构屋面等轻质屋面的优选解决方案，可弯曲性安装为最小曲率半径5米。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统易于运输和施工，可以像防水卷材那样折叠成垛(卷的直径约为I. 0米，每垛含20-50个电池板，长约20-50米)，如附图2所
/Jn o本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统电气连接部分设计在模块的上面，不需要剪破保温层或破坏防水层或屋面板，且电气系统便于检修和维护。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统可以采用搭接的方式铺设在平屋顶上，如图4所示。其搭接部分按照国家标准和行业标准采用粘结胶密封。其长边搭接部分为 100_150mm。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统可以采用直立锁边的方式铺设在坡度大于15%的坡屋顶上，如图3所示。每两个链板式太阳能发电防水一体板的长边通过锁边机与安装于屋顶的锚钉紧密结合在一起，实现了防水、固定的功能；直立锁边屋面系统是以点支撑咬合式屋面理论为基础，设计主要针对大跨度自支承式密合屋面安装体系。屋面板块的连接方式是采用其特有的铝合金固定支座，板块与板块的直立锁边咬合形成密合的连接，在屋面上看不见任何穿孔，因为支承的方式是隐藏在面板之下的。这种板块的咬合过程无须人力，完全由机械自动完成，而咬合边与支座形成的连接方式可解决因热胀冷缩所产生的板块应力，该优势反映在可制作纵向超长尺寸的板块而不因应力影响变形。同时本屋面系统完整齐全的附件供应可满足各种建筑形式的要求。本发明链板式太阳能发电防水一体板系统结合太阳能电池板、屋面防水的相关国家标准、行业规范，将光伏板与防水卷材结合在一起，最大限度的接受太阳光的照射发电，并可以兼做屋顶的防水隔热屋面，减少屋顶夏天的热负荷。相对于传统的以破坏屋面防水结构为代价的传统支架屋顶太阳能组件的架设，本、发明简化安装过程，经济方便，特别适用于大型厂区、商用屋面等。而且不破坏屋面防水结构。这种集成设计使建筑更加洁净、完美，更使人赏心悦目，更容易被专业建筑师、用户和公众接受。相对于支点式、框架式、隐框式和半隐框式等光电玻璃幕墙式太阳能电池BIPV组件，本发明实现了防水和发电功能的结合。相对于玻璃幕墙式的BIPV通过光电板块间填涂密封胶的防水方式而言，本发明采用整体防水卷材为链板式一体板的基层，其防水性能可靠。而且，本发明不需要光电玻璃幕墙所必须的金属支撑结构。因为不需要相关太阳能板支架等支持设备的安装，本发明的本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统安装时施工劳动强度较小、施工速度快。
图I为本发明的链板式太阳能发电防水一体板结构
图2为本发明的链板式太阳能发电防水一体板的仓储叠放示意图；图3为本发明的链板式太阳能发电防水一体板在坡屋面的直立锁边铺设示意图；图4为本发明的链板式太阳能发电防水一体板在平屋面的搭接铺设示意图；图5为本发明的链板式太阳能发电防水一体板的加工过程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明，所给的附图和实施例仅用于说明本发明是如何实施的，并非仅限于以下方式实施。本领域技术人员在理解和掌握本发明发明实质的基础上，所进行的变更、替换、等同替代等依旧属于本发明的保护范围。参考附图1，是本发明的的结构示意图，包括钢化玻璃I、晶体硅电池片3、基底防水卷材5构成，以自下向上的顺序热压于所述基底防水卷材5上，所述钢化玻璃I和晶体硅电池片3之间采用热熔胶2粘结，所述晶体硅电池片与所述基底防水卷材之间采用热熔胶4粘结。参考附图2，为本发明的链板式太阳能发电防水一体板可以像防水卷材那样折叠成垛(卷的直径约为I. 0米，每垛含20-50个电池板，长约20-50米)，参考附图3a_3d，为链板式太阳能发电防水一体板在坡屋面的直立锁边铺设过程示意图，每两个链板式太阳能发电防水一体板的长边通过锁边机与安装于屋顶的锚钉紧密结合在一起，实现了防水、固定的功能。其中31为顺水条、32为屋面板、33为油毡、34为檩条，代表了房屋屋顶的结构。参考图4，为本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统以搭接的方式铺设在平屋顶的示意图，其中41为链板式太阳能发电防水一体板，其余为屋顶的结构，42为链板式太阳能发电防水一体板中搭接的基底防水层部分，43为密封胶，44为保温层，45为钢筋混
凝土承重层。参考图5，公开了本发明的制备过程，参考发明内容部分的描述，可以理解本发明的制备过程，其中51为基底防水卷材，52为热溶胶，53为层压机，54为钢化玻璃，55为热溶胶，56为晶体硅太阳能电池片，57为热压后的链板式太阳能发电防水一体板。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统可以有多种施工方式，例如
施工方案I :拟一体板下先涂刷水涂料或铺设改性浙青防水卷材，为一道防水；太阳能发电防水板的基底防水层相互搭接，为二道防水，其中上表面玻璃板之间接缝涂浅色涂料保护层。施工方案2 :太阳能发电防水板的基底防水层相互搭接，为一道防水；太阳能发电防水板的上表面低铁钢化玻璃层为二道防水，其中玻璃板之间接缝使用橡胶冷粘，上涂浅色涂料保护层。施工方案3 :以整个金属屋面构造上安装此链板式太阳能发电防水一体板，顺序如下安装次檩；安装穿孔彩钢板；安装铝合支座；安装衬檩支撑；安装衬檩；安装吸音玻璃棉；安装铝合支座(见图3中左上图所示)；安装保温玻璃棉；安装链板式太阳能发电防水一体板。本方案的太阳能发电防水一体板屋面系统采用直立锁边固定方式，从根本上杜绝了传统螺钉穿透固定方式带来的漏水隐患。直立锁边屋面板的固定，首先是将铝合金固定座用不锈钢螺钉固定于镀锌檩条，再将屋面板扣在铝合金固定座的梅花头上，最后在链 板式太阳能发电防水一体板的搭接边覆盖U型不锈钢扣板，用电动锁边机通过压合扣板将链板式太阳能发电防水一体板的搭接边咬合在一起。由于采用了直立锁边的固定方式，屋面没有螺钉露。整个屋面不但美观、整洁，而且杜绝了成千上万个螺钉孔造成的漏水隐患。另外该屋系统可配合独有的铝合金或不锈钢配件，使得客户可以方便地在屋面板设置太阳能收集器、安全走道、安全缆绳、广告牌、装饰灯、避雷带、装饰板等多种设施而无需用穿透屋面板，因而不会留下任何漏水隐患。
权利要求
1.一种链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于由钢化玻璃、晶体硅电池片、基底防水卷材构成，以自下向上的顺序热压于所述基底防水卷材上。
2.根据权利要求I所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述钢化玻璃和晶体硅电池片之间采用热熔胶粘结，所述晶体硅电池片与所述基底防水卷材之间采用热熔胶粘结。
3.根据权利要求I所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述每块晶体娃太阳能板组件之间距离10-30mm,由基底防水卷材实现这些晶体娃太阳能板组件的连接，构成自粘型模块化的太阳能发电防水一体板系统。
4.根据权利要求I所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述晶体硅电池片是单晶硅太阳能电池片或多晶硅太阳能电池片。
5.根据权利要求2所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述热溶胶是EVA型热熔胶。
6.根据权利要求I所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述基底防水卷材的厚度为I 3mm。
7.根据权利要求I所述的链板式太阳能发电防水一体板系统，其特征在于所述基底防水卷材为TPO卷材或HDPE卷材或改性浙青卷材。
8.上述任一权利要求所述的链板式太阳能发电防水一体板系统的制备方法，包括下述步骤 1)将晶体硅电池片连接，并串联在一起形成一个组件串； 2)将组件串、钢化玻璃和切割好的热溶胶、基底防水卷材依次敷设好，准备层压；敷设顺序为由下向上钢化玻璃、热熔胶、电池组件串、热熔胶、基底防水卷材； 3)将敷设好的上述材料放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使热熔胶熔化将电池组件串、钢化玻璃和基底防水卷材粘接在一起； 4)重复步骤3)，层压连续进行，每层压一次，基底防水卷材向前进料一次，再依次敷入组件串和钢化玻璃板。
5)层压冷却，对所得链板式太阳能发电防水板分割包装。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述步骤2)还包括将钢化玻璃涂一层试剂以增加玻璃和EVA的粘接强度的步骤。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述步骤4)前一个玻璃板的后边沿与后一个玻璃板的前边缘间距10-30mm。
全文摘要
本发明公开了一种链板式太阳能发电防水一体板系统，由钢化玻璃、晶体硅电池片、基底防水卷材构成，以自下向上的顺序热压于所述基底防水卷材上。本发明公开的链板式太阳能发电防水一体板系统可以通过搭接式铺贴于平屋顶，也可以通过直立锁边固定方式安装于大坡度的坡屋顶，还适用于曲面屋顶，可满足各种建筑形式的要求。本发明的链板式太阳能发电防水一体板系统不仅具备目前柔性薄膜太阳能电池的柔性，又具备柔性薄膜太阳能电池所欠缺的低成本特性。这种将光伏板与防水卷材结合成新型建材可简化安装过程，经济方便。
文档编号H01L31/18GK102738277SQ20121000221
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者田凤兰, 田汉明 申请人:北京东方雨虹防水技术股份有限公司