本發(fā)明涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅基柔性太陽能光伏瓦片及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染成為中國甚至全球化的難題，人們對以光伏為代表的可再生能源的渴求程度越來越高。光伏發(fā)電是綠色清潔能源的一個主要組成部分，屋頂光伏發(fā)電是分布式光伏發(fā)電的一個重要方面。光伏瓦是將建筑與光伏發(fā)電統(tǒng)籌安排的一個重要創(chuàng)新，對于新建筑工程，不僅可以節(jié)約光伏板安裝成本，還具有美觀，結(jié)實等優(yōu)點?，F(xiàn)有的光伏瓦多采用陶瓷(或者樹脂材料)鑲嵌光伏電池片結(jié)構(gòu)，主要針對國內(nèi)鋼筋水泥結(jié)構(gòu)屋頂，及高檔別墅屋頂。實際上，北美大部分(90％)別墅屋頂都是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，屋頂上現(xiàn)在主要采用的是油氈(瀝青)瓦片，國內(nèi)部分別墅及鄉(xiāng)村住宅也有一部分采用這樣的屋頂，這種瓦片安裝不方便且壽命較短，一般10年以內(nèi)。在這樣的屋頂上加裝普通光伏板，因為光伏版壽命一般長達(dá)25年，將會面臨二次拆裝問題。本發(fā)明針對這種需求，提出來了一種長壽命、柔性瓦片設(shè)計，同時包含晶硅光伏芯片?？梢詫⑽蓓斖咂惭b與光伏板安裝合二為一，節(jié)約安裝人工費用一～二次。還減輕了屋頂負(fù)荷，便于光伏屋頂技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種硅基柔性太陽能光伏瓦片及其制作方法。

本發(fā)明提出的一種硅基柔性太陽能光伏瓦片，包括聚合物干涉濾光膜、柔性晶硅電池層和非透明襯底層，柔性晶硅電池層覆蓋在非透明襯底層上，聚合物干涉濾光膜覆蓋在柔性晶硅電池層表面，柔性晶硅電池層包括多個呈陣列分布并串并聯(lián)連接的晶硅電池。

優(yōu)選地，聚合物干涉濾光膜的透光波譜與晶硅電池的響應(yīng)光譜范圍相匹配。

優(yōu)選地，聚合物干涉濾光膜采用干涉濾光原理進(jìn)行分光并用于反射太陽光的紫外波段和紅外波段；優(yōu)選地，聚合物干涉濾光膜為多層聚合物薄膜并采用多層共擠技術(shù)制作，或者，聚合物干涉濾光膜為在聚合物薄膜上采用真空鍍膜形成。

優(yōu)選地，聚合物干涉濾光膜由兩種具有不同折射率的PET材料交替地周期性分布形成，或者，聚合物干涉濾光膜由具有不同折射率的PET材料和PMMA材料交替地周期性分布形成。

優(yōu)選地，在聚合物干涉濾光膜與柔性晶硅電池層之間或聚合物干涉濾光膜與防塵涂層之間設(shè)有透明保護(hù)層；優(yōu)選地，透明保護(hù)層采用具有透光性能的PET材料制成。

優(yōu)選地，在柔性晶硅電池層與非透明襯底層之間設(shè)有硬質(zhì)襯底層；優(yōu)選地，硬質(zhì)襯底層包括多個呈陣列分布的硬質(zhì)襯底片，硬質(zhì)襯底片的數(shù)量與晶硅電池的數(shù)量一致且多個硬質(zhì)襯底片與多個晶硅電池一一對應(yīng)設(shè)置。

優(yōu)選地，柔性晶硅電池層與透明保護(hù)層以及柔性晶硅電池層與硬質(zhì)襯底層之間分別設(shè)有多層EVA粘結(jié)層。

優(yōu)選地，非透明襯底層采用非透明的TPT材料或油氈材料制成。

優(yōu)選地，聚合物干涉濾光膜表面覆蓋有一層防塵涂層。

本發(fā)明提出的一種硅基柔性太陽能光伏瓦片的制作方法，包括以下步驟：S1、首先將常規(guī)晶硅電池裁剪成多個邊長為25～125mm的方形晶硅電池；S2、將采用多層共擠技術(shù)制作的聚合物干涉濾光膜、采用具有透光性能材料制成的透明保護(hù)層、非透明襯底層分別裁剪成S1中得到的方形晶硅電池的4倍、9倍、16倍或者25倍大小形狀；S3、將S1中得到的多個方形晶硅電池分別與多個尺寸與其一致的方形硬質(zhì)襯底片通過EVA粘結(jié)在一起，將多個方形晶硅電池通過導(dǎo)線串聯(lián)，然后將多個硬質(zhì)襯底片呈陣列分布覆蓋在非透明襯底層上并將硬質(zhì)襯底片與非透明襯底層通過加熱壓在一起，將透明保護(hù)層與柔性晶硅電池層通過EVA粘結(jié)在一起，將聚合物干涉濾光膜與透明保護(hù)層通過加熱壓在一起；S4、在聚合物干涉濾光膜表面涂覆一層防塵涂層。

本發(fā)明中，柔性晶硅電池層覆蓋在非透明襯底層上，聚合物干涉濾光膜覆蓋在柔性晶硅電池層上；聚合物干涉濾光膜采用干涉濾光原理分光，讓可見光及近紅外光譜透光，并反射紫外線及遠(yuǎn)離晶硅吸收光譜的紅外線，以提升太陽能電池組件壽命、減輕太陽能電池發(fā)熱、防止透明保護(hù)層、硬質(zhì)襯底層、非透明襯底層以及其他夾層材料老化；透明保護(hù)層不僅透光性好，而且具有增透膜特點；柔性晶硅電池層采用多個呈陣列分布并串聯(lián)或者并聯(lián)的晶硅電池組成，使得柔性晶硅電池層具有柔軟、可彎曲特性，防水，抗老化特性好，可替代木質(zhì)屋頂油氈瀝青瓦片，同時具有高效光伏發(fā)電能力。本發(fā)明具有輕薄、低成本、長壽命(可達(dá)25年)的特點，直接用來替換油氈瓦片，不僅可以實現(xiàn)屋頂光伏發(fā)電，而且安裝方便，同時壽命大大延長。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種硅基柔性太陽能光伏瓦片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種硅基柔性太陽能光伏瓦片的光譜原理示意圖。

具體實施方式

參照圖1，本發(fā)明提出一種硅基柔性太陽能光伏瓦片，包括聚合物干涉濾光膜1、柔性晶硅電池層3和非透明襯底層5，柔性晶硅電池層3覆蓋在非透明襯底層5表面上，聚合物干涉濾光膜1覆蓋在柔性晶硅電池層3表面；其中，柔性晶硅電池層3包括多個呈陣列分布并通過導(dǎo)線串聯(lián)或者并聯(lián)的晶硅電池，柔性晶硅電池層3與透明保護(hù)層2以及柔性晶硅電池層3與硬質(zhì)襯底層4之間分別通過多層EVA粘結(jié)層6粘結(jié)。

在具體實施例中，晶硅電池選用背柵電池，晶硅電池最佳響應(yīng)光譜范圍與聚合物干涉濾光膜1的透光波譜相匹配，以最大程度保證光電轉(zhuǎn)換效率。參照圖2，圖2為本發(fā)明光譜原理示意圖，以晶硅電池為例，本發(fā)明設(shè)置了400nm-1200nm為聚合物干涉濾光膜1的透光波段，可以直觀看到，本發(fā)明減少了太陽能電池所受到的紫外輻射與紅外光熱，同時其發(fā)電效應(yīng)幾乎未受到影響。

在具體實施例中，聚合物干涉濾光膜1為多層聚合物薄膜并采用多層共擠技術(shù)制作，單層厚度在nm量級，總厚度在μm量級，具體根據(jù)層數(shù)不同而有所不同。多層聚合物干涉濾光膜1由兩種材料交替地周期性分布形成，任意相鄰兩層聚合物干涉濾光膜1具有不同的折射率。聚合物干涉濾光膜1還可以在聚合物薄膜上采用真空多次多層鍍膜形成。

在具體實施例中，聚合物干涉濾光膜1采用兩種具有不同折射率的PET材料或者采用PET材料與PMMA材料交替地周期性分布形成。PET材料與PMMA材料等聚合物薄膜材料成本低廉，加上抗紫外線設(shè)計，可靠性大大提升。

在具體實施例中，聚合物干涉濾光膜1表面覆蓋有一層防塵涂層7，在聚合物干涉濾光膜1與柔性晶硅電池層3或聚合物干涉濾光膜1與防塵涂層7之間之間設(shè)有透明保護(hù)層2，透明保護(hù)層2采用具有透光性能的PET材料制成。透明保護(hù)層2不僅透光性好，而且具有增透膜特點。

在具體實施例中，在柔性晶硅電池層3與非透明襯底層5之間設(shè)有硬質(zhì)襯底層4，硬質(zhì)襯底層4包括多個呈陣列分布的硬質(zhì)襯底片，硬質(zhì)襯底片的數(shù)量與晶硅電池的數(shù)量一致且多個硬質(zhì)襯底片與多個晶硅電池一一對應(yīng)設(shè)置。

在具體實施例中，非透明襯底層5采用非透明的TPT材料或者油氈材料制成。

本發(fā)明還提出了一種硅基柔性太陽能光伏瓦片的制作方法，包括以下步驟：

S1、首先將常規(guī)晶硅電池裁剪成多個邊長為25～125mm的方形晶硅電池；

S2、將采用多層共擠技術(shù)制作的聚合物干涉濾光膜1、采用具有透光性能材料制成的透明保護(hù)層2、非透明襯底層5分別裁剪成S1中得到的方形晶硅電池的4倍、9倍或16倍等大小形狀；

S3、將S1中得到的多個方形晶硅電池分別與多個尺寸與其一致的方形硬質(zhì)襯底片通過EVA粘結(jié)在一起，并將多個方形晶硅電池通過導(dǎo)線串聯(lián)或者并聯(lián)，然后將多個硬質(zhì)襯底片呈陣列分布覆蓋在非透明襯底層5上并將硬質(zhì)襯底片與非透明襯底層5通過加熱壓在一起，將透明保護(hù)層2與柔性晶硅電池層3通過EVA粘結(jié)在一起，將聚合物干涉濾光膜1與透明保護(hù)層2通過加熱壓在一起；

S4、在聚合物干涉濾光膜1表面涂覆一層防塵涂層7。

本發(fā)明提出的一種硅基柔性太陽能光伏瓦片，聚合物干涉濾光膜1采用干涉濾光原理分光，讓可見光及近紅外光譜透光，并反射紫外線及遠(yuǎn)離晶硅吸收光譜的紅外線，以提升太陽能電池組件壽命、減輕太陽能電池發(fā)熱、防止透明保護(hù)層2、硬質(zhì)襯底層4、非透明襯底層5以及其他夾層材料老化；柔性晶硅電池層3采用多個呈陣列分布并通過導(dǎo)線串聯(lián)的晶硅電池組成，使得柔性晶硅電池層3具有柔軟、可彎曲特性，防水，抗老化特性好，可替代木質(zhì)屋頂油氈瀝青瓦片，同時具有高效光伏發(fā)電能力。本發(fā)明具有輕薄、低成本、長壽命的特點，直接用來替換油氈瓦片，不僅可以實現(xiàn)屋頂光伏發(fā)電，而且安裝方便，壽命延長至25年以上。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。