專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于幕墻玻璃的組合式光電模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造公開(kāi)了一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板(PV)，尤其適合薄膜電池非晶硅太陽(yáng)能光電模板，屬于光伏與建筑一體化(BIPV)
背景技術(shù)：
目前，太陽(yáng)能電池通過(guò)導(dǎo)線相互連通，被接在大表面的模板上，與不同結(jié)構(gòu)的中空玻璃、夾膠玻璃結(jié)合。將光電模板即PV板每個(gè)電池組件的內(nèi)電極正、負(fù)電極并聯(lián)/串聯(lián)起來(lái)，一般是通過(guò)焊接引出內(nèi)導(dǎo)線，并聯(lián)的組件越多，組裝效率低，越影響PV板的快速成型。無(wú)論組成什么形式的供電系統(tǒng)，獨(dú)立的還是并網(wǎng)的，整個(gè)光伏系統(tǒng)的核心部件，都將是由太陽(yáng)能電池構(gòu)成的光電模板。薄膜電池，不用硅片做原材料，而是在玻璃等廉價(jià)襯底上沉積納米量級(jí)的半導(dǎo)體有源層，因此可望大幅度降低材料成本。薄膜電池在制造上還有很大優(yōu)點(diǎn)，它采用低溫工藝，成百倍增加電池制造面積。目前非晶硅太陽(yáng)能電池，單體功率可以做到60Wp以上，面積可以做到大尺寸，剛性好，更適合用于大尺寸和超大尺寸光電幕墻玻璃模板的制作。用晶體硅或非晶硅太陽(yáng)能電池制作的光電模板，都可作為幕墻的建筑材料使用。這些模板極為堅(jiān)固，電絕緣性好，符合二級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)。電池材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有抵御外部環(huán)境風(fēng)雨侵蝕的能力，在攝氏零下50度至零上90度的環(huán)境中，光電模板至少可使用十年以上。
中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)?zhí)枮?00410028002.8，太陽(yáng)能光伏中空玻璃，公開(kāi)了利用金屬框架作電池組件的支撐構(gòu)件。對(duì)于這種整體式光電模板，首先采用非晶硅電池，利用電池條尺寸大，剛性好，電極連接少，易構(gòu)成間隔有序透光的模板，極符合建筑美學(xué)感。但是，隨著光電幕墻玻璃采用光電模板不斷地增加，對(duì)于模板框架整體放置電池片，過(guò)多改變幕墻玻璃內(nèi)框結(jié)構(gòu)，拆卸、焊接內(nèi)部電極很多，很復(fù)雜，影響安裝速度。同時(shí)，整體搬運(yùn)所占空間大，電池條易損壞一條電池，要拆卸整個(gè)框架，維護(hù)不方便。
發(fā)明目的針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)所提出的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是，將用于光電幕墻玻璃的光電模板，通過(guò)電極插接，把光電組件的電極連接起來(lái)，像搭積木一樣，完成光電模板內(nèi)電極連接。
另一個(gè)目的是，把光電幕墻玻璃的光電板快速插頭做成標(biāo)準(zhǔn)件，一個(gè)獨(dú)立部件，可以和各種引出電極連接。
又一個(gè)目的是，用薄膜電池，尤其是大尺寸的非晶硅太陽(yáng)能電池，制成電池條與電極插接件構(gòu)成光電單元組件，通過(guò)光電單元組件內(nèi)電極并聯(lián)，構(gòu)成光電模板主體，與中空玻璃、夾膠玻璃安裝，用于建筑建立光伏發(fā)電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，將用于光電幕墻玻璃的光電模板包括模板主體和玻璃，主體是若干個(gè)光電單元的組合。光電單元包括電池條和兩個(gè)電極接插件/兩個(gè)公母插頭。光電模板的主體由多個(gè)光電單元組成陣列，通過(guò)電極接插件組合成正、負(fù)內(nèi)電極框。
光電組件，通過(guò)插接件將電池組件的正、負(fù)電極連接起來(lái)。電極插接件是一個(gè)兩頭帶公母，中間有插入電池片的縫口，插件是由金屬片材沖壓成型、對(duì)折而成的金屬件，也可以鑄造成型。所謂電極公母插接頭，是一頭呈凸形，另一頭呈雙凹形，中間腰部有插入電池片的夾口，腰部?jī)蓚?cè)面呈外凹內(nèi)凸形，能把插入的電池片夾緊，并有良好的導(dǎo)電接觸。
電極插接件可以用銅片沖壓件或鑄件，其平面展開(kāi)由頭部開(kāi)始對(duì)稱(chēng)折疊腰部?jī)?nèi)凹，電池電極插入對(duì)折縫口內(nèi)夾緊，并與電極有良好的電接觸。電池是指薄膜電池，含非晶硅太陽(yáng)能電池片，可以是單晶硅、多晶硅電池組件。
光電單元組，其電池組件面上可以貼PVC膜，其模板主體可以由EVA或PVA與玻璃/PET/TPT膠鏈密封。
總之，本發(fā)明所產(chǎn)生積極效果在于光電組件、模板積木化。電池和電極快捷插件構(gòu)成光電組件，可以做到組件標(biāo)準(zhǔn)，光電模板的主體，設(shè)計(jì)靈活，可任意組合。設(shè)計(jì)，不受限制，可以把預(yù)先生產(chǎn)好的標(biāo)準(zhǔn)部件，快速成形。送到現(xiàn)場(chǎng)便于安裝，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化大規(guī)模生產(chǎn)，便于和各種結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的玻璃結(jié)合構(gòu)建光電幕墻。
采用薄膜電池制作光電模板，由于不用硅片做原材料，而是在玻璃等廉價(jià)襯底上低溫沉積納米量級(jí)的半導(dǎo)體有源層，因此可望大幅度降低材料成本，市場(chǎng)潛力很大。
實(shí)施內(nèi)容

圖1、是本發(fā)明的金屬電極插接件示意圖。
圖2、是圖1的注塑標(biāo)準(zhǔn)件示意圖。
圖2-1、是圖2的主視圖。
圖2-2、是圖2的A-A面剖視圖。
圖2-3、是圖2的組合連接效果示意圖。
圖3、是本發(fā)明斜插口電極插接件示意圖。
圖4、是圖3的注塑標(biāo)準(zhǔn)件示意圖。
圖4-1、是圖4的組合連接效果示意圖。
圖5、是圖1平面展開(kāi)示意圖。
圖6、是圖3的平面展開(kāi)示意圖。
圖7、是本發(fā)明實(shí)施例1中空光電幕墻玻璃。
圖8、是本發(fā)明實(shí)施例2光電獨(dú)立供電系統(tǒng)。
見(jiàn)圖1、圖5的電極接插件，具有公母頭，頭部公頭1呈外凸形，頸部a平板形，底部母插頭呈兩外凹內(nèi)凸形，公頭1插入母頭2為公差配，頸部a、腰部b有正插入口3，腰部b的兩側(cè)邊面上一垂直呈外凹內(nèi)凸形的帶4，其目的是當(dāng)電池片(圖中未畫(huà)出)正插入時(shí)，由腰部b兩側(cè)形成的電池電極插入口3，把插入的電池電極恰好有彈性的夾緊和良好電性能接觸。電極接插件一般采用具有一定厚度的銅片，其腰部b長(zhǎng)度也就是插入口的長(zhǎng)度和被插入的電池電極寬度基本一樣。見(jiàn)平面展開(kāi)圖5看出，插件可以是金屬板型材，由頭部開(kāi)始向上對(duì)折而成，也可以是一鑄造件。插入口3是插件腰部b兩金屬邊之間夾縫，腰部b夾縫內(nèi)凸有彈性，可以將插入的電池電極夾緊接觸好。圖2電極接插件注塑外殼5能更好固形，使光電單元間電極接觸好、可靠，外殼5一般為六邊形柱體，露出公插頭1和頸部a，插入口3和母插頭2隱含。圖2-1至3-3，除標(biāo)號(hào)5之外，其它標(biāo)號(hào)意義同上。外殼5，具有絕緣、固形、承托作用，標(biāo)準(zhǔn)、整齊劃一，其裝飾，符合美學(xué)、建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。
見(jiàn)圖3、圖6，給出本發(fā)明另一種帶斜口3′的電極接插件，實(shí)際與以上所說(shuō)的正插插件一樣，只是斜口3′從頸部a′開(kāi)始不是垂直下來(lái)，而在另一個(gè)面上。把電池電極插入口斜口3′，電池(未畫(huà)出)。電極插接件的公插頭1′呈外凸內(nèi)凹形，頸部a′，底部為母插頭2′，其兩側(cè)邊外凹，呈對(duì)應(yīng)的外凹內(nèi)凸形，目的是插頭1′插入2′內(nèi)彈性?shī)A緊，良好接觸。斜口3′的兩側(cè)邊表面有凹形帶4′，斜口3′在頸部a′與腰部b′之間形成一定夾角，把電池電極插入斜口3′，兩側(cè)邊的帶4′具彈性可夾緊電池片電極。
見(jiàn)圖4、圖4-1，金屬接插頭的注塑外殼5′，成標(biāo)準(zhǔn)件與以上所述意義相同。具有絕緣、固形、承托作用，殼5一般為六邊形柱體，露出公插頭1和頸部a，插入口和母插頭隱含這里不再贅述。
見(jiàn)圖7、是本發(fā)明光電模板與中空玻璃結(jié)合，將薄膜電池加工成條7，電池條7兩頭均安裝一個(gè)電極接插件，成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光電組件。電極接插件是金屬板，經(jīng)沖壓成型材，再深加工注塑成標(biāo)準(zhǔn)件，組件帶公母插頭1、2，頸部a，插口3可插入電池，腰部b兩翼表面呈凹形帶4，可以把插入的電池片夾緊。插件有注塑外殼5。各單元平行排列、間隔有序留有透光間隙。在中空玻璃6中間垂直金屬鋁邊框9內(nèi)，靠近邊框9安裝模板，模板上框有外電極引出，正、負(fù)外電極8，分子篩10，密封膠11。
本發(fā)明的光電幕墻玻璃的尺寸大小和發(fā)電功率可以靈活調(diào)整。根據(jù)負(fù)載及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可采用薄膜電池類(lèi)型的電池，目前材料來(lái)源最豐富，價(jià)格低廉的非晶硅太陽(yáng)能電池。將電池板按設(shè)計(jì)要求切割成不同寬度和長(zhǎng)度的電池條，12V、24V或48V各種類(lèi)型的組件，配上電極接插件成光電組件。一個(gè)電池組件，就是一個(gè)光電組件，一個(gè)基本光電單元，光電模板主體就是一個(gè)個(gè)光電單元的組合件。依照幕墻玻璃內(nèi)框尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)件，光電單元直接在中空玻璃內(nèi)框搭建安裝，不用改動(dòng)中空玻璃內(nèi)邊框結(jié)構(gòu)，不需要在金屬鋁邊框內(nèi)開(kāi)槽裝電池片，電極接插件本身起導(dǎo)電作用，兩邊形成正、負(fù)內(nèi)電極連接。本發(fā)明的光電模板主體的外殼自然成邊框與中空玻璃內(nèi)邊框絕緣，平行放置。電極接插件是本發(fā)明的關(guān)鍵部件，一是模板主體的正、負(fù)內(nèi)電極，二是模板主體的框架，起絕緣、保護(hù)、固緊作用。
這種光電幕墻玻璃用途廣泛，既能用作幕墻，又能用作窗戶，屋頂、四面墻體，溫室棚，游泳池等。
例1、中空光電幕墻玻璃見(jiàn)圖3、圖4，長(zhǎng)條狀電池片正、負(fù)電極兩頭，分別裝有帶斜口3′的電極插接件，成一光電組件。由多個(gè)光電組件通過(guò)帶公母插頭像搭積木一樣，插頭1′插入2′插頭內(nèi)，被彈性?shī)A緊。形成正、負(fù)電極并聯(lián)連接的內(nèi)電極和由外殼5′累加形成的左右邊框構(gòu)成光電模板主體，將其安裝到中空玻璃內(nèi)邊框中。各光電單元之間有透光間隙，電池條和中空玻璃垂直面之間形成一定傾斜，看起來(lái)像百葉窗一樣。
也可以選用正插口的電極插接件見(jiàn)圖1和圖2。把長(zhǎng)條狀電池片正、負(fù)電極兩頭，分別裝上正插口3，構(gòu)成光電組件。由該組件形成光電模板，將其安裝到中空玻璃內(nèi)邊框中，電池條之間有透光間隔和中空玻璃面平行，效果仍像百葉窗一樣。
例2、獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)圖見(jiàn)圖8將光電玻璃幕墻的光電模板等形成的光伏陣列并網(wǎng)或成獨(dú)立供電系統(tǒng)。獨(dú)立供電系統(tǒng)，一般包括太陽(yáng)能光電模板、充電控制器、逆變器和蓄電池。當(dāng)模板的輸出電壓達(dá)到一定時(shí)，可給12V、24V、48V的蓄電池充電，通過(guò)逆變器把光電模板和蓄電池提供的直流低壓逆變成220V或110伏交流電，為負(fù)載提供穩(wěn)定、司靠的用電保障。
例3、low-E玻璃制成的光電模板模板安裝在內(nèi)外兩層low-E玻璃/低鐵鋼化絨面玻璃內(nèi)，將框架上下面涂膠，把內(nèi)電極與內(nèi)外兩層low-E玻璃/低鐵鋼化絨面玻璃(又稱(chēng)為白玻璃)的框架，絕緣并固定，在框架外側(cè)灌密封膠。外電極導(dǎo)出頭露出密封膠，成隱框光電模板。
例4、光電幕墻玻璃用光電模板的幕墻玻璃，無(wú)需再增加建筑平面面積。幕墻玻璃的模板，可以做到光電單元標(biāo)準(zhǔn)化，安裝或?qū)嵤┻^(guò)程中，為加強(qiáng)光電單元形成的內(nèi)電極的邊框強(qiáng)度，解決的措施是，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行改良，在電極接插件的外殼上、下底面的合適位置設(shè)定位口。
例5、光電模板與裝飾玻璃結(jié)合。
選用的電池可以是弱光型非晶硅太陽(yáng)能電池，把電池組件的背面或背板玻璃上制作圖案，既具有藝術(shù)美感，又具生成電功能，可以帶動(dòng)燈光。
總之組合式框架結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能玻璃幕墻，除具有發(fā)電這項(xiàng)主要功能外，還具有透明、隔熱、隔音和減小光污染等優(yōu)點(diǎn)。地球上每平方米土地每年所獲得的太陽(yáng)直射光和斜射光平均為1000千瓦時(shí)，現(xiàn)在，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注健康，綠色環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)，中國(guó)的能源法的出臺(tái)，必將會(huì)帶來(lái)可再生能源科技大發(fā)展，推廣應(yīng)用光電幕墻的時(shí)代即將來(lái)臨。
權(quán)利要求
1.一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，包括電池、玻璃、外部引出電極及其附件，其特征在于還包括由電池組件與電極插接件構(gòu)成光電單元，通過(guò)電極插接，形成內(nèi)電極連接，各光電單元通過(guò)組合，構(gòu)成光電模板主體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述的光電單元的內(nèi)電極，至少是由一個(gè)或一個(gè)以上的正、負(fù)電極并聯(lián)/串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述的電極插接件是一個(gè)兩頭帶公母插頭，腰部有插入電極口的金屬?zèng)_壓件/鑄造件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述電極插接件的兩頭，公頭一邊呈外凸內(nèi)凹，母頭一邊呈外凹內(nèi)凸，公母頭公差配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述電極插接件是一金屬件，其平面展開(kāi)由頭部開(kāi)始對(duì)折，其腰部?jī)?nèi)凹，電池電極插入口，其內(nèi)凸與電極有良好的電接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述的電極接插件，一個(gè)在腰部有插入電池電極的斜口，其斜口內(nèi)凸與電池電極彈性?shī)A緊接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所述的電極連接件有一個(gè)注塑成型的外殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板，其特征在于所說(shuō)的光電單元組的電池組件面上可以貼PVC膜，其模板主體表面貼EVA膜與玻璃膠鏈密封/PET/TPT。
9.一種組合式光電模板，包括電池、玻璃及各種附件，其特征在于還包括由電池與電極插接件構(gòu)成的光電組件，其多個(gè)光電組件通過(guò)接插組合形成內(nèi)電極連接，正、負(fù)電極并聯(lián)構(gòu)成光電模板主體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種組合式光電模板，其特征在于所說(shuō)的光電單元，至少有一電池條，其兩頭分別帶電極插接件構(gòu)成的光電單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種組合式光電模板，其特征在于所述的電極插接件是一個(gè)兩頭帶公母頭，中間腰部有電池片可以正插/斜插入口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種組合式光電模板，其特征在于所述的電池電極插接件公母插頭，其公頭邊外形呈凸形，母頭邊外形呈雙凹形。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的一種組合式光電模板，其特征在于所述電極接插件，可以是一金屬?zèng)_壓件/鑄件，其平面展由頭部開(kāi)始對(duì)折形成插入電池電極的縫口，其腰部?jī)蓚?cè)邊呈內(nèi)凸外凹，電池電極插入縫口與其內(nèi)凹彈性?shī)A緊有良好的電接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種組合式光電模板，其特征在于所述電極插接件有一個(gè)注塑成型的外殼。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種組合式光電模板，其特征在于所述的光電單元組，在其電池組件面上可以有PVC貼膜，在電極接插件的外殼上、下底面的合適位置設(shè)定位口，在模板主體上封EVA膜與玻璃膠鏈密封/PET/TPT。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造公開(kāi)了一種用于光電幕墻玻璃的組合式光電模板(PV)，屬于光伏與建筑一體化(BIPV)技術(shù)領(lǐng)域。目的把光電單元做成標(biāo)準(zhǔn)件，像搭積木一樣完成光電模板主體內(nèi)電極并聯(lián)。電極插接件是金屬?zèng)_壓或鑄件，一個(gè)兩頭帶公母頭1，2，腰部b，兩側(cè)邊內(nèi)凹4，有插入口3將電池片夾緊，有注塑外殼5固形。效果在于光電組件標(biāo)準(zhǔn)化、模板積木化。設(shè)計(jì)靈活，可任意組合。便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化大規(guī)模生產(chǎn)，便于和各種結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的玻璃結(jié)合構(gòu)建光電幕墻。尤其非晶硅太陽(yáng)能電池，不用硅片做原材料，用玻璃等廉價(jià)襯底其上低溫沉積納米量級(jí)的半導(dǎo)體有源層，因此可望大幅度降低材料成本，市場(chǎng)潛力很大。
文檔編號(hào)H01L31/05GK1702251SQ20051003490
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者李毅 申請(qǐng)人:李毅