阅读说明：本技术 一种bipv组件及其制备方法 (BIPV assembly and preparation method thereof ) 是由 蒋建彗 倪志春 魏青竹 蔡霞 石刚 柯坡 陆文华 曹海波 余嫦 吴镇 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种BIPV组件及其制备方法。该BIPV组件,包括前板、背板及封装于所述前板和所述背板之间的电池片层,所述电池片层包括太阳能电池片,所述BIPV组件还包括用于将所述太阳能电池片产生电流传输出去的接线排组件,所述接线排组件设置于所述前板和所述背板之间。本发明解决接线盒体积过大的问题的同时满足机械性能的要求。(The invention discloses a BIPV assembly and a preparation method thereof. This BIPV subassembly, including front bezel, backplate and encapsulate in the front bezel with the battery lamella between the backplate, the battery lamella includes solar wafer, BIPV subassembly still including be used for with solar wafer produces the wiring row subassembly that current transmission goes out, wiring row subassembly set up in the front bezel with between the backplate. The invention solves the problem of overlarge volume of the junction box and simultaneously meets the requirement of mechanical property.)

一种BIPV组件及其制备方法

技术领域

本发明属于晶硅太阳能电池领域，涉及一种BIPV组件及其制备方法。

背景技术

太阳能是一种绿色可再生资源。将太阳能转化为电能既能节约能源，既能缓解供电紧张问题，又能减少环境污染。太阳能电池是由能产生光伏效应的材料，诸如硅、砷化镓、硒铟铜或其他材料制成，从而利用光伏效应将光能转换成电能。目前太阳能组件产品发展迅速，同时由于全球提倡绿色零能耗建筑工程，促使光伏组件与建筑物进一步结合，产生光伏建筑一体化组件（building integrated photovoltaic，又称BIPV组件）。目前BIPV组件适于大多数建筑，如平屋顶、斜屋顶、幕墙、天棚等形式都可以安装。

随着光伏行业的迅速发展，BIPV组件占据越来越大的市场份额。BIPV组件相对光伏常规组件来说，除具备常规光伏组件的可靠性能之外，还要求其使用寿命更长，美学、力学、电学性能都要与建筑物能够完美的匹配。对于建筑物的外观效果从美学角度一般要求较高，达到充分的协调一致，常规光伏组件的接线盒一般粘贴在电池板背面，接线盒较大，很容易破坏建筑物的整体协调感，通常不被接受。中国专利申请CN103825547A即公开了一种小型BIPV组件接线盒，该接线盒与BIPV组件连接时接触面积较小。虽然该接线盒具有体积小，可隐藏于幕墙骨架结构中等优点。但是由于接线盒凸出组件表面，在安装、搬运过程中均存在很大的接线盒掉落危险。同时，依据近两年BIPV组件采用本接线盒的实验数据发现，目前该接线盒在保证小体积的同时需容纳固定体积的二极管，导致接线盒材料很薄，机械性能不能满足实际需求，更不用说保证建筑50年寿命。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种BIPV组件及其制备方法，解决接线盒体积过大的问题的同时满足机械性能的要求。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案如下：

一种BIPV组件，包括前板、背板及封装于所述前板和所述背板之间的电池片层，所述电池片层包括太阳能电池片，所述BIPV组件还包括用于将所述太阳能电池片产生电流传输出去的接线排组件，所述接线排组件设置于所述前板和所述背板之间。

本文中，“前板和背板之间”涵盖前板和/或背板的部分，即只要位于前板的外侧表面和背板的外侧表面之间均可以视为前板和背板之间。

优选地，所述接线排组件设置于所述前板的边缘部位及所述背板的边缘部位之间。

在一实施例中，所述接线排组件包括设置有二极管的电路板及一端和所述电路板电性连接的一对引出线缆，各所述引出线缆的另一端分别自所述前板和所述背板之间引出至所述BIPV组件外。

进一步地，所述前板和所述背面分别具有内侧表面，且两个所述内侧表面彼此相对，所述背板的内侧表面上开设有与所述电路板相配合的背面容纳槽，所述电路板的部分嵌设于所述背面容纳槽中。

进一步地，所述前板的内侧表面开设有与所述电路板相配合的正面容纳槽，所述电路板的部分嵌设于所述正面容纳槽中。

进一步地，所述太阳能电池片产生的电流通过汇流条汇集，所述背板上还开有用于供所述汇流条引出的通孔，所述电路板上开设有供所述汇流条穿过的引出孔，所述引出孔至少和所述通孔的部分对齐。

进一步地，所述前板和/或所述背板上开设有与所述引出线缆相配合的线缆引出槽，所述线缆引出槽延伸至所述前板和/或所述背板的外沿，所述引出线缆嵌设在所述线槽中。

进一步地，各所述引出线缆的另一端分别与接线头电性连接。

进一步地，所述太阳能电池片及所述接线排组件通过正面胶层粘结于所述前板的内侧表面上，所述太阳能电池片及所述接线排组件通过背面胶层粘结于所述背板的内侧表面上。。

更进一步地，所述正面胶层和/或所述背面胶层为胶膜。

本发明还采用如下技术方案：

一种如上所述的BIPV组件的制备方法，包括如下步骤：

A、提供开设有正面容纳槽的前板，且将开设有所述正面容纳槽的一侧表面向上；

B、在所述前板的上表面上铺设胶膜或涂布胶黏剂，所述胶膜或所述胶黏剂至少覆盖所述前板的需放置太阳能电池片的区域及所述正面容纳槽；

C、在所述前板的上表面上形成电池片层，将接线排组件置于所述正面容纳槽中；

D、在所述电池片层及所述接线排组件上铺设胶膜或涂布胶黏剂；

E、将开设有背面容纳槽的背板玻璃以开设有所述背面容纳槽的一面向下的方式放置到所述电池片层及所述接线排组件上，并使所述接线排组件的部分位于所述背面容纳槽中；

F、层压。

优选地，所述前板及所述背面上分别开设有线缆引出槽，所述接线排组件包括设置有二极管的电路板及一端和所述电路板电性连接的一对引出线缆；所述步骤C中，将所述电路板置于所述正面容纳槽中，还将所述引出线缆置于所述前板上的所述线缆引出槽中；所述步骤E中，使所述电路板的部分位于所述背面容纳槽中，还使所述引出线缆的部分位于所述背板上的所述线缆引出槽中。

优选地，所述步骤C中，还将所述电池片层的汇流条穿过所述接线排上的引出孔；所述步骤E中，还使所述汇流条自开设在所述背板上的通孔穿出；所述制备方法还位于所述步骤E之后的如下步骤：将所述汇流条焊接，并向所述通孔内灌胶。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本发明的BIPV组件，将接线排设置到前板和背板之间，具有体积小、美观、使用寿命长、二极管散热性能好、接线盒密封胶减少、降低接线盒成本等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例的一种接线排组件的示意图；

图2为本发明实施例的一种前板的内侧表面的示意图；

图3为本发明实施例的一种背板的内侧表面示意图；

图4为图3的局部放大图；

图5位本发明实施例的一种装配有接线排组件的背板的示意图。

其中，

1、接线排组件；11、电路板；111、二极管；112、引出孔；12、引出线缆；13、接线头；

2、前板；20、内侧表面；21、正面容纳槽；22、线缆引出槽；

3、背板；30、内侧表面；31、背面容纳槽；32、线缆引出槽；33、通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实施例提供一种BIPV组件，图1示出了该BIPV组件的接线排组件1，图2示出了该BIPV组件的前板2的内侧表面，图3示出了该BIPV组件的背板3的内侧表面。该BIPV组件主要包括所述接线排组件1、所述前板2、所述背板3及由封装材料封装于所述前板2和所述背板3之间的电池片层。所述接线排组件1设置于所述前板2和所述背板3支架并被封装于二者之间。进一步地，所述接线排组件1设置于所述前板2的边缘部位及所述背板3的边缘部位之间。本文中，“前板2和背板3之间”涵盖前板2和/或背板3的部分，即只要位于前板2的外侧表面和背板3的外侧表面之间均可以视为前板2和背板3之间。

所述接线排组件1用于将电池片层汇聚收集的电流传输出去，如传输至光伏储能系统。如图1所示，接线排组件1具体包括设置有二极管111的电路板11及一端和所述电路板11电性连接的一对引出线缆12，各所述引出线缆12的另一端分别自所述前板2和所述背板3之间引出至所述BIPV组件外。具体到本实施例中，电路板11上设置有三个二极管111，且电路板11的上部开设有四个供汇流条引出的引出孔112。一对引出线缆12分别位于电路板11的相对两侧，各引出线缆12的一端和电路板11（优选为电路板11下部）通过焊锡等方式电性连接，另一端与一个接线头13电性连接，接线头13可以选用MC4接线头13。

前板2为透明的，优选由玻璃制成，以允许光线照射至电池片层上。如图2所示，前板2具有内侧表面20，该内侧表面20具体是指前板2的距电池片层较近的一侧表面。所述前板2的内侧表面20上开设有与电路板11相配合的正面容纳槽21，电路板11的部分嵌设于正面容纳槽21中。本实施例中，正面容纳槽21的形状为电池片的形状相配合的矩形。前板2的内侧表面20上还开设有一对与引出线缆12相配合的线缆引出槽22，正面容纳槽21的两侧分别开设一个所述的线缆引出槽22，两个线缆引出槽22均沿直线延伸且中心线相互重合。线缆引出槽22的一端和正面容纳槽21连通而另一端延伸至前板2的外沿。本实施例中，线缆引出槽22的截面呈弧形。引出线缆12的部分嵌设在相应的线缆引出槽22中。

背板3优选由玻璃制成。如图3所示，背板3具有内侧表面30，该内侧表面30具体是指背板3的距电池片层较近的一侧表面；而且，前板2的内侧表面20和背板3的内侧表面30彼此相对，电池片层即封装于前板2的内侧表面20和背板3的内侧表面30之间。所述背板3的内侧表面30上开设有与电路板11相配合的背面容纳槽31，电路板11的部分嵌设于背面容纳槽31中。本实施例中，背面容纳槽31的形状为电池片的形状相配合的矩形。背板3的内侧表面30上还开设有一对与引出线缆12相配合的线缆引出槽32，背面容纳槽31的两侧分别开设一个所述的线缆引出槽32，两个线缆引出槽32均沿直线延伸且中心线相互重合。线缆引出槽32的一端和背面容纳槽31连通而另一端延伸至背板3的外沿。本实施例中，线缆引出槽32的截面呈弧形。引出线缆12的部分嵌设在相应的线缆引出槽32中。

此外，结合图3和图4所示，背板3上还开有用于供汇流条引出的通孔33，引出孔112至少和通孔33的部分对齐，以允许汇流条依次闯过引出孔112和通孔33。

电池片层包括多个太阳能电池片，太阳能电池片通过汇流条串焊形成电池片串，各太阳能电池片产生的电流通过汇流条汇集。

所述的封装材料具体包括正面胶层和背面胶层，用于分别将电池片层固定在前板2的内侧表面20上及背板3的内侧表面30上。正面胶层和背面胶层优选为胶膜。前板2和电池片层正面之间设置一层胶膜，背板3和电池片层背面之间设置一层胶膜。本实施例中的胶膜优选为PVB胶膜（Poly Vinyl Butyral Film）。

进一步地，正面容纳槽21和背面容纳槽31的深度分别为1mm左右，而上述带有二极管111的电路板11的厚度较小，约为3mm。因此，在正面容纳槽21和背面容纳槽31内填充足量PVB胶膜且放置电路板11，经层压后，制得的BIPV组件的厚度约为5mm，符合BIPV组件的厚度要求，从而保证良好的机械性能。

上述BIPV组件解决了现有BIPV组件两代接线盒现存的美观性、可靠性等问题，进行了玻璃-接线盒一体化设计，同时节省了接线盒壳体，会使BIPV组件成本整体下降，且可靠性及散热性能得到进一步的优化。该技术将传统玻璃与接线盒合二为一，剔除常规接线盒盒体，仅剩电路板和线缆，能够保证BIPV组件更加美观、同时减少密封胶灌胶量。同时由于二极管、电路板、线缆等均封装在密封的组件内部，能够有更好的耐候性，增加使用寿命。且由于玻璃具有良好的散热性能，有利于二极管散热降低二极管节温。除此以外，由于剔除了常规接线盒盒体结构，且灌胶仅在背面玻璃凹槽处，大大减少密封胶用量。因此可以使接线盒成本得到进一步降低。

本实施例还提供一种上述BIPV组件的制备方法，包括如下步骤

A、提供开设有正面容纳槽21的前板2，且将开设有正面容纳槽21的一侧表面向上；

B、在前板2的上表面上铺设胶膜或涂布胶黏剂，胶膜或胶黏剂至少覆盖前板2的需放置太阳能电池片的区域及正面容纳槽21；

C、在前板2的上表面上形成电池片层，将接线排组件1置于正面容纳槽21中；

D、在电池片层及接线排组件1上铺设胶膜或涂布胶黏剂；

E、将开设有背面容纳槽31的背板3玻璃以开设有背面容纳槽31的一面向下的方式放置到电池片层及接线排组件1上，并使接线排组件1的部分位于背面容纳槽31中；

F、层压。

步骤C中，将电路板11置于正面容纳槽21中，还将引出线缆12置于前板2上的线缆引出槽22中；步骤E中，使电路板11的部分位于背面容纳槽31中，还使引出线缆12的部分位于背板3上的线缆引出槽32中。

步骤C中，还将电池片层的汇流条穿过接线排上的引出孔112；步骤E中，还使汇流条自开设在背板3上的通孔33穿出；该制备方法还位于步骤E之后的如下步骤：将汇流条焊接，并向通孔33内灌胶。

上述制备方法的具体实施过程具体如下：

按照常规BIPV组件进行前板放置、正面PVB胶膜铺设、电池串摆串、汇流条焊接等工序；先进行精确计算，在正面容纳槽及线缆引出槽额外添加足量PVB胶膜，以防止凹槽处有气泡并保证凹槽全部填充，增加其机械性能。将电路板及其引出线放置正面容纳槽和线缆引出槽，为防止引出线偏移，可在引出线处用高温胶带固定。接线排放置时需让组件汇流条经过电路板上的汇流条引出口，之后在接线排上方对应铺设足量PVB胶膜，完成背面PVB胶膜铺设，放置背板。需注意，背板放置时引出汇流条从背板的通孔处引出，放置好背板后固定、层压，如图5所示。层压后，在通孔处进行汇流条焊接、背面开孔处灌胶等工艺，待组件冷却后投入使用。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。