氣凝膠中空玻璃光伏構件的製作方法

2023-05-29 15:04:16 1

氣凝膠中空玻璃光伏構件的製作方法
【專利摘要】本實用新型將氣凝膠、太陽能電池和中空玻璃結合起來，提供一種具有超強隔熱能力、結構安全性較高的氣凝膠中空玻璃光伏構件，包括前平板玻璃，太陽能電池，膠質層，背板，密封間隔體，氣凝膠和後平板玻璃。在前平板玻璃與背板之間設置太陽能電池，通過膠質層粘合為一個整體，密封間隔體連接背板和後平板玻璃的四周邊緣，且與背板和後平板玻璃之間形成密閉空腔，氣凝膠填充於密閉空腔內。此氣凝膠中空玻璃光伏構件，既可以極大地降低太陽能光伏系統發電時向室內熱量的傳遞，同時也極大地降低了室內向室外的能量傳遞損失，可形成高性能的太陽能建築一體化系統，最大限度地節省建築能耗。
【專利說明】氣凝膠中空玻璃光伏構件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中空玻璃光伏構件，特別涉及氣凝膠中空玻璃光伏構件。
【背景技術】
[0002]隨著光伏產業的飛速發展，光伏建築一體化(BIPV)日趨成熟。BIPV是將光伏組件集成到建築物上的技術，該技術不僅能有效利用太陽能進行發電，還能實現建築物的美觀
[0003]目前，光伏建築一體化(BIPV)、光電幕牆或者光電門窗主要採用雙玻光伏構件，普通雙玻光伏構件主要以超白平板玻璃為上、下基板，並將太陽能電池通過膠質層粘合材料封裝在上下基板之間，並使之成為一個整體。普通雙玻組件的保溫隔熱性能差，太陽能電池在工作狀態下由於熱量的堆積會向室內傳熱，從而對建築節能造成負面影響。
[0004]市場上已出現中空玻璃光伏組件，其在保溫隔熱方面取得了一定的效果，但是中空玻璃的傳熱係數仍在1.7^3.0ff/(m2.K)左右，隔熱性能有限，在發電高峰期，電池片產生的熱量依然會向室內傳遞，增加建築內部製冷能耗。雖然真空玻璃的傳熱係數可以低至1.0ff/(m2.K)，但由於真空玻璃使用的不是鋼化玻璃，不屬於安全玻璃，因此真空玻璃光伏構件在建築上的使用受到約束。而另外一方面，在北方地區，單層真空玻璃的隔熱性能並不足以滿足極端氣候條件下的使用需求。
[0005]氣凝膠是一種具有納米多孔結構的固體超輕質材料，密度可低至3.55Kg/m3,僅為空氣密度的3倍左右。其孔隙率高達80-99.8%，孔洞的典型尺寸為Ι-lOOnm，比表面積為200-1000m2/g，室溫熱導率可低至0.012ff^0.016/ (m.K)。而同樣條件下普通平板玻璃的熱導率在0.81~0.93W/ (πι.Κ)之間，空氣的熱導率為0.024W/ (m.K)。因此，氣凝膠的熱導率僅為普通玻璃熱導率的約1/60，比空氣的熱導率還低一倍左右，是當前世界上所有固態材料中隔熱性能最好的一種。因此將氣凝膠填充在中空玻璃的空腔內替代空氣層，可以極大地降低整個結構的傳熱係數，同時由於其屬於密度很低的超輕質材料，組件的重量只會少量增加。例如，20_厚的透明塊狀SiO2氣凝膠的可見光透過率可達70%以上，而其傳熱係數卻低至1.0W/(m2*K)以下。如果用此氣凝膠中空玻璃替代建築物上的普通的單層玻璃窗，可以降低建築能耗超過65%。因此，將氣凝膠與太陽能電池結合製成建築用光伏構件，既可以利用太陽能電池發電，還可以極大地降低光伏組件在發電時產生的熱量向室內傳遞，同時還可以降低室內向室外的能量傳遞損失，達到最大限度的利用太陽能和節省建築物的能耗的目的。將透明塊狀氣凝膠與中空玻璃光伏組件相結合，可用於採光頂，門窗以及幕牆的採光部分等；將不透明的顆粒狀氣凝膠與中空玻璃光伏組件相結合，可用於幕牆的不透光部分、遮陽棚等，市場上，目前尚無氣凝膠與太陽能光伏發電相結合的相關產品。
實用新型內容
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型將氣凝膠、太陽能電池和中空玻璃結合起來，提供一種既可以利用太陽能光伏系統發電，又具有超強隔熱能力、結構安全性較高的氣凝膠中空玻璃光伏構件。[0007]本實用新型的技術方案為:提供一種新型的光伏組件，包括前平板玻璃，太陽能電池，膠質層，背板，密封間隔體，氣凝膠和後平板玻璃，在所述前平板玻璃與所述背板之間設置所述太陽能電池，通過所述膠質層粘合為一個整體，所述密封間隔體置於所述背板和所述後平板玻璃之間，形成密閉空腔，在所述密閉空腔內填充所述氣凝膠。
[0008]所述前平板玻璃和所述後平板玻璃為下列玻璃的一種:浮法玻璃，鋼化玻璃，半鋼化玻璃，彩釉鋼化玻璃，鍍膜玻璃和壓花玻璃，所述前平板玻璃和所述後平板玻璃的厚度在3^15mm 之間。
[0009]所述背板為聚氟乙烯複合膜(TPT)、熱塑性聚酯彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者平板玻璃。
[0010]所述太陽能電池為單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池或非晶矽薄膜太陽能電池。
[0011]所述膠質層由乙烯醋酸乙烯脂樹脂(EVA)熱熔膠或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)熱熔膠構成。[0012]所述密封間隔體為:金屬、塑料、金屬和塑料的組合物或者纖維增強樹脂基複合材料製成，所述密封間隔體為實心或空心結構。
[0013]所述密閉空腔採用雙道密封，所述雙道密封包括黏結在所述密封間隔體與所述上基板和所述下基板之間的第一道密封膠，以及黏結在所述密封間隔體外側的第二道密封膠。
[0014]所述第一道密封膠為丁基膠，所述第二道密封膠為矽酮密封膠。
[0015]所述密閉空腔的厚度為5~30mm。
[0016]所述氣凝膠為:顆粒狀氣凝膠或可見光透過率不小於70%的塊狀氣凝膠，可以是矽系，碳系，硫系，金屬氧化物系或者金屬系氣凝膠，所述氣凝膠要做疏水化處理。
[0017]本實用新型的有益效果在於:所述氣凝膠中空玻璃光伏構件，將太陽能光伏發電系統與具有極高隔熱性能和密度極低的氣凝膠材料結合起來，應用於建築物上，可形成高性能的太陽能建築一體化系統，既可以極大地降低太陽能光伏系統發電時向室內熱量的傳遞，同時也極大地降低了室內向室外的能量傳遞損失。是當前主動式太陽能發電和被動式的建築物隔熱的最佳結合技術，比採用普通單層玻璃的建築物，可以節能65%以上，此技術是將來實現建築物零能耗的最重要的技術之一。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例一的剖面結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例二的剖面結構示意圖；
[0020]圖中:(1)平板玻璃；(2)膠質層；(3)太陽能電池；(4)背板；(5)矽酮密封膠；
(6)丁基膠；(7)塊狀氣凝膠；(8)密封間隔體；(9)顆粒狀氣凝膠。
[0021 ] 所述密閉空腔由(4 )背板、(8 )密封間隔體和(I)平板玻璃組成，並在中間填充(7 )塊狀氣凝膠或(9)顆粒狀氣凝膠。
【具體實施方式】
[0022]為了更好地闡明本實用新型，下面結合附圖進行進一步的說明。但需要說明的是，本實用新型的技術方案包括而不僅限於下述實施例。
[0023]圖1為本實用新型的一種具體實施例。該實例包含兩片(I)平板玻璃，分別作為前平板玻璃和後平板玻璃，在前平板玻璃和(4)透明背板(如玻璃或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))之間設置(3)太陽能電池，通過(2)膠質層粘合成一個整體。(8)密封間隔體被設置在(4)背板和後平板玻璃之間，(8)密封間隔體通過(6) 丁基膠與(4)透明背板和後平板玻璃粘結，形成密閉空腔，所述密閉空腔內填充透光率不小於70%的(7)塊狀氣凝膠，在(8)密封間隔體的外圍，用(5)矽酮密封膠密封，提高密封效果。本實例提供的氣凝膠中空玻璃光伏構件，通過調整太陽能電池的數量和排列，透光率可調，可用於採光頂，門窗以及幕牆的採光部分等，可以極大降低光伏組件在發電時產生的熱量向室內傳遞，同時也極大地降低了室內向室外的能量損失，降低室內能耗，達到節能的目的。
[0024]圖2為本實用新型的一種具體實施例。該實例包含兩片(I)平板玻璃，分別作為前平板玻璃和後平板玻璃，在前平板玻璃和(4)背板之間設置(3)太陽能電池，通過(2)膠質層粘合成一個整體。(8)密封間隔體被設置在(4)背板和後平板玻璃之間，(8)密封間隔體通過(6) 丁基膠與(4)背板和後平板玻璃粘結，形成密閉空腔，所述密閉空腔內填充(9)顆粒狀氣凝膠，在(8)密封間隔體的外圍，用(5)矽酮密封膠密封，提高密封效果。本實例提供的氣凝膠中空玻璃光伏構件，可用於幕牆的不透光部分、遮陽棚等，可以極大降低光伏組件在發電時產生的熱量向室內傳遞，同時也極大地降低了室內向室外的能量損失，降低室內能耗，達到節能的目的。
【權利要求】
1.氣凝膠中空玻璃光伏構件，包括:前平板玻璃，太陽能電池，膠質層，背板，密封間隔體，氣凝膠和後平板玻璃；其特徵在於在所述前平板玻璃與背板之間設置所述太陽能電池，通過膠質層粘合為一個整體；所述密封間隔體連接所述背板和所述後平板玻璃的四周邊緣，且所述密封間隔體與所述背板和所述後平板玻璃之間形成密閉空腔；所述氣凝膠位於所述密閉空腔內。
2.如權利要求1所述的氣凝膠中空玻璃光伏構件，其特徵在於所述前平板玻璃和所述後平板玻璃為下列玻璃的一種:浮法玻璃，鋼化玻璃，半鋼化玻璃，彩釉鋼化玻璃，鍍膜玻璃和壓花玻璃，所述前平板玻璃和所述後平板玻璃的厚度在3?15mm之間。
3.如權利要求1所述的氣凝膠中空玻璃光伏構件，其特徵在於所述太陽能電池為單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池或非晶矽薄膜太陽能電池。
4.如權利要求1所述的氣凝膠中空玻璃光伏構件，其特徵在於所述背板為聚氟乙烯複合膜(TPT)、熱塑性聚酯彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者平板玻璃。
5.如權利要求1所述的氣凝膠中空玻璃光伏構件，其特徵在於所述氣凝膠為矽系，碳系，硫系，金屬氧化物系或者金屬系，所述氣凝膠要做疏水化處理。
【文檔編號】H01L31/049GK203674228SQ201420005134
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
【發明者】陳怡 , 羅多, 高棟良 申請人:珠海興業光電科技有限公司, 珠海興業新能源科技有限公司, 珠海興業綠色建築科技有限公司, 珠海興業節能科技有限公司, 湖南興業太陽能科技有限公司, 湖南興業綠色能源科技有限公司