阅读说明：本技术 一种太阳能发电瓦及其制作方法 (Solar power generation tile and manufacturing method thereof ) 是由 逯平 魏怡心 张群芳 于 2018-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种太阳能发电瓦及其制作方法，包括：光树脂层、第一透光硅胶层、金属板、芯片层和第二透光硅胶层；其中，所述第一透光硅胶层设置在所述透光树脂层和所述金属板之间，所述芯片层设置在所述金属板和所述第二透光硅胶层之间。本发明所涉及的一种太阳能发电瓦，该太阳能发电瓦比传统陶瓷瓦片质量轻、耐冲击，相比现有太阳能透光树脂瓦结构更简单，成本更低。(The invention relates to a solar power generation tile and a manufacturing method thereof, wherein the solar power generation tile comprises the following steps: the light resin layer, the first light-transmitting silica gel layer, the metal plate, the chip layer and the second light-transmitting silica gel layer; the first light-transmitting silica gel layer is arranged between the light-transmitting resin layer and the metal plate, and the chip layer is arranged between the metal plate and the second light-transmitting silica gel layer. Compared with the traditional ceramic tile, the solar power generation tile provided by the invention is light in weight and impact-resistant, and is simpler in structure and lower in cost compared with the existing solar light-transmitting resin tile.)

一种太阳能发电瓦及其制作方法

技术领域

本发明涉及太阳能建筑材料领域，特别地涉及一种太阳能发电瓦及其制作方法。

背景技术

随着光伏建筑一体化理念的提出，一种光伏发电与建筑相结合的新产品- 太阳能发电瓦应运而生。

现有的太阳能光伏瓦多为陶瓷瓦，陶瓷瓦虽然质量较轻，但是，由于施工过程中，往往需要铺设大量的瓦片，由此导致陶瓷瓦的总体质量还是较重，要求建筑物的屋面结构具有较高的承重力；同时，现有的陶瓷瓦通常质地较脆，成本较高，重叠处较多，容易漏水；此外，其还存在安装不便且容易风化腐蚀的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种太阳能发电瓦及其制作方法，使太阳能发电瓦质量更轻，更耐冲击。

本发明的一个方面提供了一种太阳能发电瓦，包括：

金属板、芯片层和第二透光硅胶层；

其中，所述第一透光硅胶层设置在所述透光树脂层和所述金属板之间，所述芯片层设置在所述金属板和所述第二透光硅胶层之间。

其中，进一步包括：

水汽阻隔复合膜，设置在第二透光硅胶层上；

第三透光硅胶层，设置在水汽阻隔复合膜上。

其中，进一步包括：

自洁膜，设置在第三透光硅胶层上。

其中，所述透光树脂层靠近第一透光胶层的一侧的表面的四周雕刻有防眩光花纹，防眩光花纹上设置有自洁涂层，未被所述自洁涂层覆盖的区域设置有第一透光胶层。

其中，进一步包括：所述水汽阻隔复合膜包括：透光薄膜以及在透光薄膜上设置的水汽阻隔层，所述水汽阻隔层设置在所述透光薄膜远离所述第二透光胶层的一面。

其中，所述自洁膜包括氟膜；

所述自洁涂层包括氟碳树脂基材、抗老化剂和固化剂。

本发明的一个方面提供了一种太阳能发电瓦的制作方法，包括：

将多个层依次叠片；

对叠片后的多个层进行层压；

其中，多个层包括透光树脂层、第一透光硅胶层、金属板、芯片层和第二透光硅胶层。

其中，多个层进一步包括：

水汽阻隔复合膜，设置在第二透光硅胶层上；

第三透光硅胶层，设置在水汽阻隔复合膜上。

其中，多个层进一步包括：自洁膜，设置在第三透光硅胶层上。

其中，进一步包括：

在树脂层表面四周雕刻防眩光花纹，在防眩光花纹上涂布氟碳自洁涂层湿膜，得到自洁涂层。

其中，进一步包括：

金属板的第一表面沉积芯片层；

将液态硅胶、防老化剂、增粘树脂、增塑剂、固化剂混合后，涂布在金属板的第二表面上，形成第一透光硅胶层；

涂布在芯片层上，形成第二透光硅胶层。

其中，进一步包括：

在透光薄膜的第一面沉积水汽阻隔层，透光薄膜和水汽阻隔层形成水汽阻隔复合膜；

在透光薄膜的第二面制备第三透光硅胶层。

该太阳能发电瓦比传统陶瓷瓦片质量轻、耐冲击，相比现有太阳能透光树脂瓦结构更简单，成本更低。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦组件的结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的使用场景示意图。图2 是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦组件的结构示意图。如图1和图2 中所示，太阳能发电瓦102通过连接件101进行连接，连接方式包括卡扣等方式。

图3是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的结构示意图，如图3所示，太阳能发电瓦包括：透光树脂层8，设置在透光树脂层8上的第一透光胶层7，设置在第一透光胶层7上的金属板6，设置在金属板6上的芯片层5，设置在芯片层5上的第二透光胶层4。

其中，透光树脂层8的透光率大于91％，耐候年限大于25年，厚度大于等于2mm，其中，材料如涂料、建筑用塑料、橡胶制品等，应用于室外经受气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，其耐受能力叫耐候性。透光树脂层8包括PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、FRP(纤维增强复合材料)、PFA(可熔性聚四氟乙烯)中的一种或多种。透光胶层可以为硅胶层，其透光率大于95％，耐老化年限大于25年，厚度为200-300um。金属板的厚度为0.2-0.3mm，可以为不锈钢层。也可以在透光胶层上设置彩色装饰层，使太阳能发电瓦增加多种颜色。

本发明所涉及的太阳能发电瓦，相比传统陶瓷瓦片，由于使用树脂等高分子材料做前板，还使用了金属板和胶层，使得太阳能发电瓦的质量更轻，并且经过实验验证，该太阳能发电瓦的弯曲强度>40MPa、拉伸断裂强度>20MPa、简支梁冲击强度≥40KJ/m²、抗风压性能≥1.6kPa，与传统的太阳能发电瓦相比，其耐冲击更好，强度更强，延长了太阳能发电瓦的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述透光树脂层8靠近芯片层5的表面的四周均未被覆盖，未被覆盖的部分雕刻有防眩光花纹9，防眩光花纹9能够雕刻成不同的图案，进而增加太阳能发电瓦的图案种类。防眩光花纹上设置有自洁涂层，防眩光花纹和自洁涂层形成防眩光花纹层，其中，所述自洁涂层由氟碳树脂基材、抗老化剂和固化剂制成，由于增加了自洁涂层，使得太阳能发电瓦具有更好的自洁效果。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，太阳能发电瓦还包括：设置在第二透光硅胶层4上的水汽阻隔复合膜3，设置在水汽阻隔复合膜3上的第三透光硅胶层2，设置在第三透光硅胶层2上的自洁膜1。

其中，第三透光硅胶层2的厚度为50-100um。所述水汽阻隔复合膜包括透光薄膜和在透光薄膜上沉积的水汽阻隔层，其中，透光薄膜的透光率大于91％，水汽透过率是10^-2g/m²day-10^-6g/m²day，其包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、 PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等高透光薄膜的一种或多种。所述自洁膜包括氟膜，可为高透光的EFTE(乙烯四氟乙烯聚合物)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PVF (聚氟乙烯)等薄膜，其使太阳能发电瓦具有更好的自洁效果，并且提高了太阳能发电瓦耐腐蚀、耐老化的效果。

根据本发明的一个实施例，在金属板上靠近芯片层的一面设置有彩色膜层，彩色膜层可以通过加入不同材质，增加太阳能发电瓦的色彩。

图4是根据本发明的一个实施例的太阳能发电瓦的制作方法的流程图，如图4所示，太阳能发电瓦的制作方法包括：

S201、将多个层依次叠片,多个层包括透光树脂层、第一透光硅胶层、金属板、芯片层和第二透光硅胶层；

S202、对叠片后的多个层进行层压，得到太阳能发电瓦。

根据本发明的一个具体的实施例，制作太阳能发电瓦的过程包括如下步骤：

步骤1：在透光树脂层8表面四周采用常用的激光雕刻法雕刻防眩光花纹层，将氟碳树脂基材、抗老化剂及固化剂加入混合容器，高速2000转/min搅拌混合均匀后，采用喷涂的方式在花纹层表面涂布氟碳自洁涂层湿膜，然后将上述样品置于鼓风干燥箱中，高温80-100℃烘干1-5min，制备防眩光自洁花纹雕刻层9；

步骤2：在厚度为0.2-0.3mm的不锈钢板6表面采用共蒸发或者磁控溅射工艺沉积太阳能芯片层5；

步骤3：采用步骤2制备的复合膜，将液态硅胶、防老化剂、增粘树脂、增塑剂、固化剂加入搅拌釜中，高速2000转/min搅拌混合均匀后，在太阳能芯片层5表面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备液态硅胶湿膜，置于烘箱中高温干燥后得到第二透光胶层4，厚度200-300um，同时在不锈钢板6下表面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备液态硅胶湿膜，干燥后得到第一透光胶层7，厚度200-300um；

步骤4：在PET、PEN等高透光薄膜下表面采用原子层沉积工艺、磁控溅射工艺等水汽阻隔膜常用制备工艺沉积高水汽阻隔层，从而制备水气阻隔复合膜 3；

步骤5：在水汽阻隔复合膜3不含水汽阻隔层一面采用喷淋、刮涂、辊涂等方式制备高透光液态硅胶湿膜，干燥后得到第三透光硅胶层2，厚度 50-100um；

步骤6：将自洁膜1,此处为氟膜及步骤5，3，1制备的复合膜依次层叠设置，放入真空层压机中，抽真空20min，层压温度50-120℃，时间1-5min进行层压，层压结束后充气开模，得到太阳能发电瓦。

如图3所示的太阳能发电瓦，包括依次设置的透光树脂层8、芯片层7、透光硅胶层6、水汽阻隔复合膜5、透光硅胶层4、彩色高分子树脂材料3、防眩光磨砂层2和自洁膜1。

需要说明的是，普通太阳能电池封装工艺需要的操作温度一般140℃以上，层压时间一般为20-30min，部分普通太阳能电池封装还需要特殊设备，封装工艺复杂，工艺时间长，成本高，而本发明所涉及的太阳能发电瓦，采用高透光液态硅胶进行封装，封装温度为50-120℃，时间1-5min，封装工艺省时简单，降低了工艺成本，液态硅胶的使用也提高了产品的耐老化年限，使得透光率达到95％以上，安全环保。

经过上述处理步骤，本发明实施例所涉及的太阳能发电瓦的防火性能更好，其水平、垂直燃烧为FH-1、FV-0级。其质量更轻，使得在跨距660m，3％挠度的条件下，使用了太阳能瓦片后，承载性能≥800N。可以通过在胶层或者基板加入不同材质，使太阳能发电瓦呈现无色透明、紫色、粉色、红色、蓝色、黄色等等多种颜色。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。