[发明专利]一种金属光伏瓦及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏建筑一体化和光伏建材领域，特别涉及一种可广泛应用于光伏建筑一体化建筑（BIPV）的金属光伏瓦，其兼具防火、防水、抗冲击、屋面装饰和光伏发电等多重使用功能，应用于新建和既有建筑节能改造的光电建筑，实现建筑高效节能和自发自用所需电力。

背景技术

我国出台了一系列措施推广太阳能光电建筑一体化系统，提出实施我国太阳能屋顶计划，在大中城市积极推进太阳能屋顶、光伏幕墙等光电一体化示范项目，建立完善技术标准，加强光电建筑一体化应用能力建设。并提出要重点支持太阳能光电建筑一体化安装，且发电主要用于解决建筑用能的项目。在太阳能光电建筑一体化主要安装类型中，包括了建材型，即将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建材复合在一起，成为不可分割的建筑构件或建筑材料。

为实现太阳能光伏电池与建筑材料的有机结合，有关研究者已经尝试将晶硅太阳能电池玻璃板固定在在陶瓷瓦等建筑材料上，如专利：CN201020129313.4既是将非晶硅太阳能光伏玻璃板粘结复合在陶瓷瓦上，形成具光伏发电功能的屋面装饰瓦。但该种类型的光伏瓦质重体厚，性脆易碎，安装复杂，光伏电池利用率低，不易在高层建筑和轻钢屋面使用。以金属光伏瓦为代表的屋面金属装饰瓦，因其所具有的质轻、体薄、形状多样、安装便捷等优点，越来越多的应用于各类建筑物屋面。随着非晶硅等太阳能光伏薄膜电池组件的光电转换率的提高和成本的降低，为其在建筑领域的广泛应用提供了无限的发展空间，特别是可与大尺寸和大规格的金属瓦相结合，可加工成各种类型的建材，并与建筑完美结合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适合于建筑屋面的具防水功能的轻质金属光伏装饰屋面瓦，用一种轻质防水、防火的金属基材与非晶硅等太阳能光伏柔性薄膜电池组件相结合，形成一种既可以遮风挡雨，又可以进行光伏发电的光伏屋面瓦。

一种金属光伏瓦，包括金属瓦基板和光伏装饰层，所述光伏装饰层通过粘结剂与所述金属瓦基板表面固结成一整体结构，所述金属瓦基板表面涂有改善粘结力的界面剂，

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述金属瓦基板为高耐腐的镀铝锌钢板，其长度为1090mm～1700mm，宽度为380mm～420mm，厚度为0.3mm～0.6mm，重量为2.3～3.4kg/m²。金属光伏瓦基板为镀铝锌钢板，该瓦是以高耐腐的镀铝锌钢板为基材，经特殊工艺加工制成的新一代创新金属屋面材料。该金属瓦既具有传统陶土瓦的自然、浑厚的优异装饰性能，又具有现代金属瓦轻巧、坚固、耐久的优良使用性能。其适用于各种风格和各类结构（木结构、钢结构、混凝土结构）坡屋顶建筑的屋面工程，也适用于既有建筑的平改坡、旧屋面翻新和建筑物局部装饰等工程。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述界面剂为以下几种之一：含聚丙烯酸酯类树脂的乳液、含聚丙烯酸酯类树脂的溶液、含聚乙烯醇类树脂、含聚乙烯醇缩酸类树脂的乳液、含聚乙烯醇缩酸类树脂的溶液。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述粘结剂为阻燃型聚合物快硬粘结剂，其由如下质量百分比的成分组成：有机硅丙烯酸脂类乳液55～85%，有机磷类氮类阻燃剂2.5～8.5%，交联剂10～25%，溶剂2～15%，其中，所述交联剂为有机硅类或丙烯酸脂类交联剂，所述溶剂为醇类溶剂，或醚类溶剂、或脂类溶剂。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述光伏装饰层由里至外依次包括柔性薄膜电池组件、膜层和涂料层。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述柔性薄膜电池组件是在塑料等可弯曲的柔性衬底上采用沉积透明导电膜制备的薄膜电池，为非晶硅柔性太阳能薄膜电池、铜铟钾硒薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、染料敏化电池或有机薄膜电池。柔性薄膜电池组件通过阻燃型聚合物快硬粘结剂与金属基板相固结。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述膜层为含氟TPT聚酯膜或乙烯—四氟乙烯共聚物膜，厚度为250um。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述涂料层厚度为30～70um，由具有自洁防污染功能的、粒径为纳米级的有机硅丙烯酸涂料或氟碳涂料涂覆而成。

本发明所述的金属光伏瓦，其中所述柔性薄膜电池组件上设置有正负极导线，所述金属基板上设置有通孔和外部用电器，所述外部用电器包括电池组件和导线接线盒；所述导线外面用防水胶作为保护层，并在所述保护层外缠绕具有防水防火功能的胶条；所述导线穿过所述通孔并采用封闭式雌雄快速接口与相邻所述金属光伏瓦基板上的外部用电器相互配合连接。

一种金属光伏瓦的制备方法，包括如下步骤：