專利名稱：一種光伏夾膠幕墻玻璃組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及薄膜電池的新型結構及其制作方法，尤其一種光伏夾膠幕墻玻璃及其 制作方法。
背景技術：
光伏夾膠幕墻玻璃是利用太陽能光電轉換原理把光伏技術與建筑領域中的幕墻 玻璃材料相互結合制作成的一種新型的光伏夾膠幕墻玻璃材料，主要應用于建筑領域，可 實現光伏技術與建筑樓宇的合理集成。在目前的薄膜光伏夾膠幕墻玻璃領域中，現有技術只涉及帶邊框或者帶粘結導軌 的組件，對于無邊框無導軌的大尺寸薄膜電池組件在抗風壓強度上不能達到相應標準要 求，且有邊框和粘接導軌的薄膜電池組件在BIPV (光伏建筑一體化)領域中存在著一些問 題，如成本高，安裝不便，顏色單一，不夠美觀大方，因此，發明一種新型、抗風壓強度足夠 大、顏色可調的無邊框薄膜光伏夾膠幕墻玻璃，是解決大尺寸薄膜電池組件在BIPV、光伏并 網電站中應用問題的當務之急。
發明內容
針對現有技術存在的不足本發明提供了一種加工簡單、加工程序少、成本低、抗壓 強度大、美觀性好的光伏夾膠幕墻玻璃。本發明所述的光伏夾膠幕墻玻璃由電池板前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電膜 層、夾膠材料、背板玻璃和接線盒封裝組成。前板玻璃可以是超白低鐵玻璃或普通浮法玻 璃；背板玻璃可以是普通浮法玻璃、工程建筑玻璃或者汽車級鋼化玻璃；所述前板玻璃和 背板玻璃可以是單片防火玻璃，在1000°c火焰下耐火時間不低于90分鐘，厚度為6-20mm， 防火玻璃是在玻璃物理鋼化以后再用浸漬法或者噴涂法等化學方法來實現；前板玻璃和背 板玻璃磨邊后進行鋼化處理，磨邊的倒角可以是半圓或45°，其鋼化工藝可以是物理全鋼 化或物理半鋼化或化學鋼化；其中全鋼化玻璃應力范圍是> 95MPa ；半鋼化玻璃應力范圍 是24mpa-69Mpa ；化學鋼化玻璃表面應力范圍是330 410MPa。鋼化處理后的鋼化玻璃具有很大的表面應力和抗壓強度，比普通玻璃高3-4倍， 背板玻璃鋼化后薄膜電池組件很容易的滿足了極限風壓和雪壓試驗。為使本發明有足夠 得強度，優選前板TCO玻璃，厚度可以為2. 8 12. Omm,長度為0. 7 3. 6m,寬度為0. 7 3. 6mο所述接線盒，其安裝位置可以在所述光電幕墻玻璃中間，也可以在邊緣位置或置 于玻璃側面。接線盒安裝在所述光電幕墻玻璃中間或邊緣位置時，背板玻璃上有供接線盒 安裝的孔，其位置與接線盒所要安裝的位置對應。制作本發明所述光伏夾膠幕墻玻璃，其工序包括(1)在玻璃材料上用磁控濺射的方式鍍上一層透明導電膜，FTO或AZO或ITO或 GAZO ；
(2)鍍好導電膜的玻璃經過激光劃線設備刻出電池分界線；激光劃線的寬度為 20 200 μ m ；激光劃線之間的距離為5 20mm ；(3)將刻好線的TCO導電玻璃通過PECVD設備鍍上硅基薄膜并激光刻線；(4)在薄膜上鍍一層導電膜層作為背電極，背電極材料可以是氧化鋅摻鋁層、鋁層 和鎳釩層(不透明)，也可以是氧化鋅摻鋁層、銀層和鎳釩層(不透明)，也可以是透明導電 膜(TCO)，再次激光刻線；(5)焊接匯流帶；(6)將背板鋼化玻璃和前板鍍膜玻璃用高分子夾膠材料粘結在一起，通過高壓高 溫使粘結材料融化以牢固粘結兩片玻璃；(7)安裝接線盒。上述步驟6可以采用玻璃層壓機進行加壓粘合，層壓過程壓力范圍是8 15atm， 溫度范圍是120 150°C。也可以采用真空泵抽真空的方式進行預處理，然后送進高壓釜 進行最后加壓。高壓釜壓力范圍是10 14atm，加溫范圍是130 150°C，時間為3 5小 時。上述步驟2、3、4，可以通過改變激光刻線位置來調整所述光伏夾膠幕墻玻璃組件 的透光度；或將不透明背電極材料改為透明電極材料(如AZ0、GAZ0等)來改變光伏夾膠幕 墻玻璃組件的透光度。上述前板TCO玻璃的材料可以是普通浮法玻璃，也可以是超白玻璃或者鋼化超白 玻璃，其導電膜的成分可以是AZO (氧化鋅摻鋁)，也可以是FTO (氧化錫摻氟)或GAZO (摻 金屬Ga的ΑΖ0)或ITO (氧化銦錫)及類似物。上述硅基薄膜為單結非晶硅薄膜、雙結非晶硅薄膜、雙結微晶硅薄膜或多結疊層 薄膜，其透明度可以為透明或半透明。上述導電膜層可以是鋁鍍層、AZO(氧化鋅摻鋁)、FTO(氧化錫摻氟)、GAZO(摻金 屬Ga的ΑΖ0)、ITO (氧化銦錫)及類似物。 上述夾膠材料成分為高分子夾膠材料，可以是PVB (聚乙烯醇縮丁醛樹脂)EVA (乙 烯-醋酸乙烯共聚物)或SGP (離子聚合物中間膜)材料。若使用PVB，其厚度為0.38 1. 52mm,并且可使用彩色PVB ；若使用EVA和SGP，其厚度為0. 30 1. 50mm。此外，上述背板玻璃可以通過膠版印刷或絲網印刷工藝印上各種彩釉。這樣所得 到的光伏夾膠幕墻玻璃將會呈現出不同的色彩，滿足不同用戶的需求，同時夾膠材料也可 以使用彩色PVB，可以達到同樣的效果。上述接線盒的位置可以在光伏夾膠幕墻玻璃中間，也可以在邊緣位置或置于玻璃 外邊。同時可以使用膠粘結的方式代替焊接使接線盒與光伏夾膠幕墻玻璃緊密連接。接線 盒內部填充密封膠材料，密封膠可以為硅酮密封膠或聚硫密封膠或聚氨酯密封膠或水基密 封膠或高溫密封膠或PVC密溶膠。
圖1 本發明所述光伏夾膠幕墻玻璃的結構示意 2 A為本發明實施例中接線盒位于中央的示意圖
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B為本發明實施例中接線盒位于邊緣的示意3 本發明實施例中接線盒位于組件側面的示意 4 A為本發明實施例中接線盒位于中央時匯流導電帶位置示意圖B為本發明實施例中接線盒位于邊緣時匯流導電帶位置示意5 鍍膜TCO玻璃微觀結構示意圖其中1-前板玻璃、2-夾膠材料、3-鍍膜TCO玻璃、4_背板玻璃、5_接線盒、6_接 線盒孔、7-匯流導電帶、8-TC0玻璃、9-導電膜層、10-硅基鍍膜、11-背電極導電膜層
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明所述方法進行進一步說明。本專利中涉及的光伏夾膠幕墻玻璃，由電池板前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電 膜層、夾膠材料、背板玻璃和接線盒封裝組成。首先，將超白玻璃用磁控濺射的方式鍍上一層透明導電膜FT0，鍍好導電膜的玻 璃經過激光劃線設備刻出電池分界線；激光劃線的寬度為20 μ m;激光劃線之間的距離為 20mm，得到TCO導電玻璃，經過清洗干燥后進入PECVD設備鍍上硅基薄膜，鍍好膜的薄膜電 池板經過激光刻線裝置在膜層上刻出微電池的分隔結構；在薄膜上再鍍一層導電層，可以 是氧化鋅摻鋁層、鋁層和鎳釩層(不透明)，也可以是氧化鋅摻鋁層、銀層和鎳釩層(不透 明)，也可以是透明導電膜(TCO)；然后焊接匯流帶，清洗干燥；前板玻璃和背板玻璃采用普 通浮法玻璃打孔磨邊后進行鋼化處理，磨邊的倒角是45°，背板玻璃中央打直徑30mm的圓 孔做為接線盒的安裝孔，圓孔邊緣通過精磨或拋光處理以消除應力，然后進入封裝階段，按 照前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電膜層背板玻璃的順序依次層疊，中間部分填充夾膠 材料PVB，使用玻璃層壓機對前板鍍膜玻璃和背板鋼化玻璃進行預加壓，層壓過程壓力為 8atm，溫度是150°C，使各層組件緊密粘合，粘結好的組件最后使用自動焊接技術焊接接線 盒，接線盒在組件的中央位置，接線盒和組件接觸處全部密封處理，盒內部也采用密封膠填 充。本發明另一種實施方式將普通浮法玻璃用磁控濺射的方式鍍上一層透明導電膜 FT0，鍍好導電膜的玻璃經過激光劃線設備刻出電池分界線；激光劃線的寬度為200μπι ；激 光劃線之間的距離為5mm，得到TCO導電玻璃，經過清洗干燥后進入PECVD設備鍍上硅基薄 膜，鍍好膜的薄膜電池板經過激光刻線裝置在膜層上刻出微電池的分隔結構；在薄膜上再 鍍一層導電層，可以是氧化鋅摻鋁層、鋁層和鎳釩層(不透明)，也可以是氧化鋅摻鋁層、銀 層和鎳釩層(不透明)，也可以是透明導電膜(TCO)；然后焊接匯流帶，清洗干燥；前板玻璃 和背板玻璃采用普通浮法玻璃打孔磨邊后進行鋼化處理，磨邊的倒角為半圓形，背板玻璃 中央打直徑60mm的圓孔做為接線盒的安裝孔，圓孔邊緣通過精磨或拋光處理以消除應力， 然后進入封裝階段，按照前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電膜層背板玻璃的順序依次層 疊，中間部分填充夾膠材料PVB，使用玻璃層壓機對前板鍍膜玻璃和背板鋼化玻璃進行預加 壓，層壓過程壓力為9atm，溫度是1145°C，使各層組件緊密粘合，粘結好的組件最后使用自 動焊接技術焊接接線盒，接線盒在組件的中央位置，接線盒和組件接觸處全部密封處理，盒 內部也采用密封膠填充。
在上述實施例中，激光劃線的寬度還可以為120 μ m ；激光劃線之間的距離為8mm， 層壓過程壓力也可以是15atm，溫度為120°C。根據需要，接線盒可以安裝在組件的邊緣位置，背板玻璃的圓孔位置應打在接線 盒所要安裝的相應位置。或則，接線盒也可以安裝在組件的側面。在上述實施例中得到鍍好膜的TCO導電玻璃和背板玻璃后，使用另一種方法使其 緊密粘合，采用真空泵抽真空的方式進行預處理，然后送進高壓釜進行最后加壓。高壓釜壓 力是lOatm，溫度為150°C，加壓時間為3小時；或高壓釜壓力為14atm，溫度為140°C，加壓 3. 5小時，或者將高壓釜壓力調至12atm，加溫到150°C，處理5小時。上述前板玻璃和背板玻璃可以是單片防火玻璃，在1000°C火焰下耐火時間不低于 90分鐘，厚度為6-20mm，例如15mm。背板玻璃上可以通過膠版印刷或絲網印刷工藝印上各種彩釉，如紅色彩釉，使得 到的光伏夾膠幕墻玻璃呈現紅色。或者將上述夾膠材料改用彩色PVB，同樣可使光伏夾膠幕 墻玻璃呈現不同的顏色。
權利要求
光伏夾膠幕墻玻璃組件，由電池板前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電膜層、夾膠材料、背板玻璃和接線盒封裝組成，其特征在于，所述前板玻璃和背板玻璃為鋼化玻璃。
2.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述前板玻璃可以是超 白低鐵玻璃或普通浮法玻璃；背板玻璃可以是普通浮法玻璃、工程建筑玻璃或者汽車級鋼 化玻璃；所述前板玻璃和背板玻璃可以是單片防火玻璃，在1000°c火焰下耐火時間不低于 90分鐘，厚度為6-20mm，防火玻璃是在玻璃物理鋼化以后再用浸漬法或者噴涂法等化學 方法來實現；前板玻璃和背板玻璃磨邊后進行鋼化處理，磨邊的倒角可以是半圓或45°， 其鋼化工藝可以是物理全鋼化或物理半鋼化或化學鋼化；其中全鋼化玻璃應力范圍是 彡95MPa ；半鋼化玻璃應力范圍是24mpa-69MPa。
3.如權利要求1或2所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，背板玻璃可以通過膠 版印刷或絲網印刷工藝印上各種彩釉。
4.如權利要求1所述的光電幕墻玻璃，其特征在于，背板玻璃上可以有供安裝接線盒 的孔，孔的位置位于光伏夾膠幕墻玻璃組件的中間或光伏夾膠幕墻玻璃組件的頂端。
5.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述的TCO玻璃，厚度可 以為2. 8mm 12. Omm,長度為0. 7m 3. 6m,寬度為0. 7m 3. 6m。
6.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述的TCO玻璃的材料可 以是普通浮法玻璃，也可以是超白玻璃或者鋼化超白玻璃。
7.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述的TCO玻璃的導電 膜和所述導電膜層的成分可以是AZO(氧化鋅摻鋁)或FTO(氧化錫摻氟)或GAZ0(摻金屬 Ga的ΑΖ0)或ITO (氧化銦錫)及類似物。
8.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述硅基薄膜為單結非 晶硅薄膜、雙結非晶和微晶硅薄膜、雙結非晶和非晶硅薄膜或多結疊層薄膜。
9.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述硅基薄膜電池板可 以是不透明或半透明。
10.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述夾膠材料成分是 PVB (聚乙烯醇縮丁醛樹脂)或EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)或SGP (離子聚合物中間膜) 材料；使用PVB的厚度為0. 38mm 1. 52mm,使用EVA或SGP厚度為0. 30mm 1. 50mm。
11.如權利要求10所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，夾膠材料PVB為彩色透 明 PVB，厚度在 0. 38mm 1. 52mm。
12.如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述接線盒，其安裝位 置可以在所述光電幕墻玻璃中間，也可以在邊緣位置或置于玻璃側面。
13.如權利要求12所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其特征在于，所述接線盒安裝在所 述光電幕墻玻璃中間或邊緣位置時，背板玻璃上有供接線盒安裝的孔，其位置與接線盒所 要安裝的位置對應。
14.制作如權利要求1所述的光伏夾膠幕墻玻璃組件，其工序包括(1)在玻璃材料上用磁控濺射的方式鍍上一層透明導電膜，FTO或AZO或ITO或GAZO；(2)鍍好導電膜的玻璃經過激光劃線設備刻出電池分界線；激光劃線的寬度為20 200 μ m ；激光劃線之間的距離為5 20mm ；(3)將刻好線的TCO導電玻璃通過PECVD設備鍍上硅基薄膜并激光刻線；(4)在薄膜上鍍一層導電膜層作為背電極，背電極材料可以是氧化鋅摻鋁層、鋁層和鎳 釩層(不透明)，也可以是氧化鋅摻鋁層、銀層和鎳釩層(不透明)，也可以是透明導電膜 (TCO)，再次激光刻線；(5)焊接匯流帶；(6)將背板鋼化玻璃和前板鍍膜玻璃用高分子夾膠材料粘結在一起，通過高壓高溫使 粘結材料融化以牢固粘結兩片玻璃；(7)安裝接線盒。
15.如權利要求14所述的制作光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法，所述步驟2、3、4，可以通 過改變激光刻線位置來調整所述光伏夾膠幕墻玻璃組件的透光度；或將不透明背電極材料 改為透明電極材料(如AZO、GAZO等)來改變光伏夾膠幕墻玻璃組件的透光度。
16.如權利要求14所述的制作光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法，所述步驟6，通過高壓高 溫使粘結材料融化以牢固粘結兩片玻璃，其特征在于，采用玻璃層壓機進行加壓粘合，層壓 過程壓力范圍是8atm 15atm，溫度范圍是120°C 150°C。
17.如權利要求14所述的制作光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法，所述步驟6，通過高壓高 溫使粘結材料融化以牢固粘結兩片玻璃，其特征在于，采用真空泵抽真空的方式進行預處 理，然后送進高壓釜進行最后加壓，高壓釜壓力范圍是IOatm 14atm，加溫范圍是130°C 150°C，時間為3 5小時。
18.如權利要求14所述的制作光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法，所述步驟7，安裝接線 盒，其特征在于，可以使用焊接或膠粘結的方法將接線盒安裝到所述光伏夾膠幕墻玻璃組 件上。
19.如權利要求14所述的制作光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法，其特征在于，所述接線 盒內部填充密封膠材料，密封膠可以為硅酮密封膠或聚硫密封膠或聚氨酯密封膠或水基密 封膠或高溫密封膠或PVC密溶膠。
全文摘要
本發明涉及一種光伏夾膠幕墻玻璃組件，由電池板前板玻璃、TCO玻璃、硅基鍍膜、導電膜層、夾膠材料、背板玻璃和接線盒封裝組成，其特征在于，所述前板玻璃和背板玻璃為鋼化玻璃。同時涉及制作所述光伏夾膠幕墻玻璃組件的方法。使用本發明制作的光伏夾膠幕墻玻璃，加工簡單、加工程序少、成本低、抗壓強度大、并且可以根據需要改變幕墻玻璃的顏色。
文檔編號C03B27/00GK101906837SQ20091008647
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者劉森林, 柳大為, 武振羽 申請人:廊坊新奧光伏集成有限公司