本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种具有中空结构的光伏防水卷材及其制备方法。
背景技术：
屋面是最佳也是最有效利用太阳能的地方。目前屋面光伏发电主要采取安装晶硅光伏电池板的形式，而晶硅光伏电池板安装在建筑屋面上通常有以下两种固定方式：
一种是利用金属或塑料框架将光伏发电板安装在屋面上，由于其荷载大因此在轻型屋面和大跨度屋面上无法应用。另外这种固定方式在外露防水屋面上也不易应用，因为斜置的压重电池板的分力会对屋面外露卷材产生正压力，长期作用下会破坏屋面防水层。
另一种固定方式是采用固定件如螺栓等将光伏发电板和屋面结构层固定，这样会破坏防水层有渗透隐患，不符合防水的基本原则。
综合来看，现有的晶硅光伏电池板安装系统除存在对防水层的破坏外，还存在增加建筑承重和高层风揭风险以及影响建筑美观等不利因素。
本发明采用粘接方式将防水卷材和光伏发电板有机结合，既避免了金属框架长期压迫屋顶对屋面的结构产生负面影响，同时也避免了对防水层的破坏。本发明还巧妙的将防水卷材与光伏电池板之间的粘接部分做成中空结构，在保证原有机械强度前提下，进一步节约了成本，同时具备一定的保温隔热功能。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有光伏防水卷材存在的上述问题，提供一种新型具有中空结构的光伏防水卷材及其制备方法。该光伏防水卷材将钢化玻璃与pet背板之间的热熔胶封装层设计成中空结构，无需额外粘接保温材料即可达到隔热保温的功能，避免了满铺热熔胶从而大幅降低了光伏防水卷材的生产成本，使用年限可达20年以上。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种具有中空结构的光伏防水卷材，包括太阳能电池层和防水卷材层，太阳能电池层包括自上而下的钢化玻璃层、中空结构层，所述中空结构层由支架和光伏电池板组成，其中光伏电池板设置在支架的隔槽内，光伏电池板的顶部与钢化玻璃层之间存在一定空隙形成中空结构。
按照上述方案，所述防水卷材层的材质选自tpo防水卷材、pvc防水卷材、聚乙烯丙纶卷材、eva卷材、高密度聚乙烯卷材中的一种。所述钢化玻璃层为超白压延钢化玻璃。该玻璃具有较高的强度以及透光率，可提高光电转化效率。
按照上述方案，所述支架的高度大于光伏电池板的高度，在支架上间隔一定距离设置有若干个用于容纳光伏电池板的隔槽，隔槽内的光伏电池板通过导线连接后从支架一侧预留的空隙汇合引出。隔槽的存在使得钢化玻璃层与光伏电池板之间存在空腔，有助于提高整体的隔热性能；支架一侧预留的空隙不但便于空气流通防止温度过高，还可以避免空腔内的气体膨胀使得设备被破坏，便于引导出光伏电池板导线。
按照上述方案，所述光伏电池板为单晶硅电池。单晶硅电池较传统的多晶硅电池以及流行的非晶硅薄膜电池具有更高的电池转换效率以及更好的稳定性，是理想的光伏发电材料。
按照上述方案，在中空结构层与防水卷材层之间还设置有pet背板层。
按照上述方案，光伏电池板与pet背板、支架与pet背板、钢化玻璃与支架、pet背板与防水卷材、光伏防水卷材与建筑基层之间通过胶水粘接固定，具体粘接方式为满粘接或局部粘接。
上述具有中空结构的光伏防水卷材的制备方法，包括以下步骤：(a)将防水卷材粘接固定在预处理过的建筑基层上；(b)将支架粘接固定在防水卷材上；(c)将若干个光伏电池板粘接在支架的隔槽中，隔槽内的光伏电池板通过导线连接后从支架一侧预留的空隙汇合引出；(d)最后将钢化玻璃粘接在支架上，钢化玻璃与光伏电池板之间存在空腔形成中空结构。
上述方案中，在步骤(b)之前还在防水卷材表面粘接有pet背板层，所述支架粘接固定在pet背板层上，然后进行步骤(c)和步骤(d)。增加的pet背板层主要为了提高整体的绝缘性。
上述方案中，所述防水卷材层选自tpo防水卷材、pvc防水卷材、聚乙烯丙纶卷材、eva卷材、高密度聚乙烯卷材中的一种，所述钢化玻璃层为超白压延钢化玻璃，所述光伏电池板为单晶硅电池。
上述方案中，防水卷材通过胶水粘接固定在预处理过的建筑基层，或者直接使用自粘防水卷材，撕掉其隔离膜后铺贴在预处理过的建筑基层上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)将钢化玻璃与pet背板或防水卷材之间的热熔胶封装层设计成中空结构，无需额外粘接保温材料即可达到隔热保温的功能，无需满铺热熔胶，可大幅降低成本；
(2)避免了现有的光伏防水卷材普遍采用的防水卷材与光伏电池层采用穿孔进行固定的方式，防水性能大大提高，使用寿命长，光电转化效率高；
(3)避免了现有的光伏防水卷材加工中普遍存在的使用火焰加热易产生有害气体、施工能耗大、施工危险性大等不足；
(4)可在防水卷材表面直接铺装光伏电池，绕过铺装pet背板环节，可进一步节约成本，减少施工步骤。
附图说明
图1为本发明具有中空结构的光伏防水卷材的结构示意图(a有pet背板层，b无pet背板层)；
图2为本发明具有中空结构的光伏防水卷材的光伏层结构示意图(有pet背板层)；
图3为本发明具有中空结构的光伏防水卷材的中空结构层立体示意图。
其中1-光伏层，2-pet背板层，3-粘接层a，4-防水卷材层，5-粘结层b，6-建筑基层，7-中空结构，8-连接器，9-导线，10-预留空隙，1-1钢化玻璃层，1-2支架，1-3光伏电池板。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。
如图1-3所示，一种具有中空结构的光伏防水卷材，自上而下包括光伏层和防水卷材层，在其间还可增设pet背板层以提高绝缘性。光伏层的结构自上而下包括钢化玻璃层、中空结构层，其中中空结构层由支架和粘接固定在支架隔槽内的若干个光伏电池板组成。光伏电池板的高度小于支架的高度从而在两者之间形成空腔，隔槽内的光伏电池板通过导线串连后从支架一侧预留的空隙汇合引出后与连接器相连，两者之间采用封闭式雌雄快速接口连接，导线外面涂有防水胶作为保护层并以防水胶条对其进行保护，用专用胶水将连接器粘接到防水卷材上，经过辊压和高压釜处理，使各层紧密粘合。
该光伏防水卷材的各层之间采用满粘接或局部粘接的方式固定并且使用冷粘胶工艺(以冷作业方式将a粘贴于b上)。防水卷材与建筑基层之间可使用三元乙丙防水卷材胶粘剂或混合溶剂hg-88-1型胶粘剂或者直接使用自粘型防水卷材撕去隔离层贴附在建筑基层上。光伏电池板与pet背板之间使用高强度、耐水性、耐处理、耐酸碱的pp-pe材料专用胶水或者低拉丝、高强度、柔软性、全透明的低拉丝全透明塑料胶水或者全透明、高强度、耐水性、胶膜柔软的丝印油墨底涂胶水进行粘接。钢化玻璃与支架之间、支架与pet背板之间也可采用pp-pe材料专用胶水或低拉丝全透明塑料胶水或丝印油墨底涂胶水进行粘接。
实施例1
步骤一：采用冷粘法将tpo防水卷材粘接固定在预处理过的建筑基层上。
步骤二：在支架(pvc塑料框架)一面涂覆胶水，将其粘接在防水卷材上。
步骤三：采用冷粘法将光伏电池板(单晶硅电池，下同)粘接固定在支架的隔槽内，并用导线连接起来。
步骤四：在支架的另一面涂覆胶水，将超白压延钢化玻璃粘接固定在支架上，静置一段时间等胶水晾干即可。由此制得的具有中空结构的光伏防水卷材结构如图1-b所示。
实施例2
步骤一：撕掉eva自粘防水卷材的背膜，直接将其铺贴在建筑基层上，辊压出防水卷材与建筑基层之间的空气。
步骤二：在pvc支架一面涂覆胶水，将其粘接在防水卷材上。
步骤三：采用冷粘法将光伏电池板粘接固定在支架的隔槽内，并用导线连接起来。
步骤四：在支架的另一面涂覆胶水，将超白压延钢化玻璃粘接固定在支架上，静置一段时间等胶水晾干即可。由此制得的具有中空结构的光伏防水卷材结构如图1-b所示。
实施例3
步骤一：采用冷粘法将tpo防水卷材粘接固定在预处理过的建筑基层上。
步骤二：采用冷粘法将pet背板粘接固定在防水卷材上。
步骤三：在pvc支架一面涂覆胶水，将其粘接固定在pet背板上。
步骤四：采用冷粘法将光伏电池板粘接固定在支架的隔槽内，并用导线连接起来。
步骤五：在支架的另一面涂覆胶水，将超白压延钢化玻璃粘接固定在支架上，静置一段时间等胶水晾干即可。由此制得的具有中空结构的光伏防水卷材结构如图1-a所示。