本發(fā)明屬于光伏建筑一體化領(lǐng)域，具體涉及一種雙玻光伏防水卷材及其制備方法。

背景技術(shù)：

太陽能作為一種清潔、高效和永不衰竭的新能源，現(xiàn)在各國都將太陽能資源利用作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。在我國西廣袤嚴寒、地形多樣和居住分散的現(xiàn)實條件下，有著非常獨特的作用。由于太陽能量密度低，光伏電池板的鋪設(shè)需要占據(jù)大量的土地空間阻礙了光伏化的發(fā)展。而屋頂面積廣闊，采光效果好，自然而言成為光伏產(chǎn)業(yè)青睞的對象。如何利用這部分空間成為光伏化能否順利進行的關(guān)鍵。

中國專利授權(quán)公告號cn103410276b，授權(quán)公告日為2016年6月8日的發(fā)明專利公開了一種種屋面光伏防水卷材，為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外依次包括防水卷材基材、柔性薄膜光伏電池組件、膜層和涂料層。本發(fā)明還公開了一種制備屋面光伏防水卷材的方法，包括如下步驟：(1)防水卷材基材的制備：將防水卷材基材表面的一側(cè)清理干凈備用；(2)光伏電池組件的制備：將表面用含氟tpt聚酯膜或乙烯—四氟乙烯共聚物膜封裝的柔性薄膜光伏電池組件正面涂覆納米級有機硅丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料；(3)合并封裝：按照柔性薄膜光伏電池組件、西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑、防水卷材基材的順序依次層疊，經(jīng)過輥壓和層壓機抽真空處理，使各層組件緊密粘合，即得產(chǎn)品。

該產(chǎn)品采用了非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池組件，可以利用不銹鋼或各種聚合物等質(zhì)輕柔軟的材料作為太陽能電池的襯底，使之具有柔軟、輕薄和可繞曲等優(yōu)點；兼具防水、增強抗裂和光伏發(fā)電等多重使用功能。但是非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池板本身的材質(zhì)使得其制作成本高昂，而且由于現(xiàn)今的柔性薄膜太陽能光伏電池的技術(shù)不是很成熟，其光電轉(zhuǎn)換效率不高，這些因素導(dǎo)致了柔性薄膜太陽能光伏電池的經(jīng)濟效益并不到，現(xiàn)階段還無法做到大面積的應(yīng)用，而且從卷材的結(jié)構(gòu)可以看出，該卷材并沒有設(shè)置專門的隔熱措施，對于需要在太陽底下長期暴曬其內(nèi)里包含多樣化學材質(zhì)的產(chǎn)品，時間長了必然會出現(xiàn)諸多隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)實牢靠、光電轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長的雙玻光伏防水卷材及其制備方法。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種雙玻光伏防水卷材，所述防水卷材為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次包括防水卷材層和太陽能電池層，所述防水卷材層的兩面均設(shè)置有粘接層，其特征在于：所述太陽能電池層由上到下依次包括自潔層、第一玻璃層、增透膜層、第二玻璃層和成品光伏電池層，所述成品光伏電池層與連接器相連接，所述第一玻璃層和增透膜層之間設(shè)置有空氣層，第一玻璃層和增透膜層之間通過支架連接在一起。

所述自潔層為超疏水自潔材料或是內(nèi)含有光催化活性的納米材料(tio2)的超親水自潔材料。超疏水自潔涂料分為有機硅樹脂類納米涂料和氟碳型納米涂料，有機硅樹脂類納米涂料涂在基材表面，由于涂料本身具有疏水特性，加上涂料可以填平我們?nèi)庋劭床灰姷陌纪共黄降男】缀兔毧?，使得材料表面光滑均勻，對水也有很強的排斥作用；而超親水自潔材料能吸收一定波長的光，產(chǎn)生自由電子和空穴，使膜表面吸咐的污染物發(fā)生氧化還原分解而除去并殺死表面微菌，達到自潔的目的。

所述支架包括左框架和右框架。當隔熱層為空氣層時，所述左框架和右框架之間設(shè)置有間隙；當隔熱層為真空層時，所述右框架上設(shè)置有用于抽氣的單向?qū)忾y門。

所述防水卷材層為tpo防水卷材、氯乙烯卷材防水卷材、聚乙烯丙綸卷材、eva卷材、高密度聚乙烯卷材中的一種。

一種雙玻光伏防水卷材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將氯化鎂增透膜通過鍍膜機涂敷在第二玻璃層上；

步驟二：將支架通過冷粘法粘接在經(jīng)過步驟一處理過的第二玻璃層上；

步驟三：將自潔層通過噴涂的方式涂敷在第一玻璃層上；

步驟四：將經(jīng)過步驟三處理過的第一玻璃層通過冷粘法粘接在支架上；

步驟五：將步驟四得到的光伏層通過冷粘法粘接在防水卷材層上；

步驟六：將步驟五得到的光伏防水卷材通過冷粘法粘接在經(jīng)過預(yù)處理的建筑基層上。

所述增透膜層為折射率為1.38的氟化鎂，鍍層厚度為λ（2n-1）/4，其中λ為300nm到1100nm。增透膜的制備方法采用含有離子源的鍍膜機在真空狀態(tài)下進行鍍膜，起始真空度為2×10^-3±2×10^-4pa，溫度為150±20℃；離子源的加速電壓為200±20v，屏極電壓為400±20v，束流為40±5ma（上述起始真空度指原材料蒸發(fā)前的真空度）。各層原料蒸發(fā)前，先用離子源對基底進行10±2min的轟擊，離子源優(yōu)選考夫曼離子源，上述轟擊目的是清潔基片，提高凝聚系數(shù)，加強膜層的附著力，在膜層沉積的過程中，使用考夫曼離子源基于離子對沉積粒子的動量轉(zhuǎn)換，提高沉積粒子的動能和沉積粒子的遷移率，增加聚集密度，改善結(jié)構(gòu)完整性和應(yīng)力匹配，從而提高了膜層的性能和使用時間。

所述的支架的作用是支撐上下鋼化玻璃，且其鏤空結(jié)構(gòu)在上下兩層鋼化玻璃之間形成真空層或空氣層（真空層與空氣層的隔熱效果相差不大，有條件當然做成真空最好）?？諝鈮|層的設(shè)計是為了增強光伏電池隔熱性能和機械強度，支架厚度優(yōu)為1～2cm。若要使空腔抽成真空，需要支架密封鋪設(shè)，且側(cè)面安裝單向?qū)忾y們，然后由真空泵抽氣得到。若不采用真空方案，則支架鋪設(shè)不需密封安裝。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)勢：

1、本發(fā)明利用位于防水卷材層背面的粘接層采用冷膠工藝將防水卷材固定在建筑物基層表面，結(jié)實牢靠，利用支架在兩層玻璃之間隔出的真空層可以有效增強光伏電池隔熱性能和機械強度，延長其使用壽命。

2、本發(fā)明采用中間設(shè)置有間隙的左框架和右框架作為支架的主體結(jié)構(gòu)，可以防止溫度升高氣體膨脹，破壞粘接層。

3、本發(fā)明在太陽能電池層中設(shè)置增透膜，并對其材質(zhì)和厚度做了限制，這樣設(shè)置的增透膜可以增加該波長段光線透過鋼化玻璃的幾率，提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率。

4、本發(fā)明采用冷膠法將防水卷材的各層以及基層粘結(jié)在一起，解決傳統(tǒng)防水卷材時需要火焰加熱產(chǎn)生有害氣體的問題，施工能耗小、安全性低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中太陽能電池層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中隔熱層為空氣時支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中隔熱層為真空時支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：防水卷材層1，太陽能電池層2，粘接層3，自潔層4，第一玻璃層5，增透膜層6，第二玻璃層7，成品光伏電池層8，連接器9，隔熱層10，支架11，左框架12，右框架13，間隙14。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

參見圖1-圖4，一種雙玻光伏防水卷材，所述防水卷材為層狀結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次包括材質(zhì)為tpo防水卷材、氯乙烯卷材防水卷材、聚乙烯丙綸卷材、eva卷材、高密度聚乙烯卷材中的一種的防水卷材層1和太陽能電池層2，所述防水卷材層1的兩面均設(shè)置有粘接層3，所述太陽能電池層2由上到下依次包括自潔層4、第一玻璃層5、增透膜層6、第二玻璃層7和成品光伏電池層8，所述增透膜層6為折射率為1.38的氟化鎂，鍍層厚度為λ（2n-1）/4，其中λ為300nm到1100nm，所述成品光伏電池層8與連接器9相連接，連接器9連接有正負極導(dǎo)線，正負極導(dǎo)線采用封閉式雌雄快速接口，所述導(dǎo)線外面用防水膠為保護層，并采用防水膠條對導(dǎo)線進行保護，在工廠內(nèi)用pp-pe材料專用膠水將連接器9粘接到防水卷材上，經(jīng)過輥壓和高壓釜處理，使各層緊密粘合，所述第一玻璃層5和增透膜層6之間設(shè)置有隔熱層10，第一玻璃層5和增透膜層6之間通過支架11連接在一起，所述支架11的材質(zhì)可以為金屬、合金、陶瓷、玻璃或有機材料，支架11包括左框架12和右框架13，當隔熱層為空氣層時，所述左框架12和右框架13之間設(shè)置有間隙14；當隔熱層為真空層時，所述右框架13上設(shè)置有用于抽氣的單向?qū)忾y門。。

本防水卷材中的成品光伏電池層8采用單晶硅電池，單晶硅電池較傳統(tǒng)的多晶硅電池以及流行的非晶硅薄膜電池具有光電轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好的特點，是理想的光伏發(fā)電材料。

本發(fā)明在制作時，包括以下幾個步驟：

步驟一：將氯化鎂增透膜通過特殊工藝涂敷在第二玻璃層7上；

步驟二：將支架11通過冷粘法粘接在經(jīng)過步驟一處理過的第二玻璃層7上；

步驟三：將超親水涂層或超疏水涂層通過噴涂的方式涂敷在第一玻璃層5上；

步驟四：將經(jīng)過步驟三處理過的第一玻璃層5通過冷粘法粘接在支架11上；

步驟五：將步驟四得到的光伏層通過冷粘法粘接在防水卷材層1上；

步驟六：將步驟五得到的光伏防水卷材通過冷粘法粘接在經(jīng)過預(yù)處理的建筑基層上。

防水卷材層1與建筑基層之間采用冷粘膠工藝連接，操作簡單，所用膠水為三元乙丙防水卷材膠粘劑或混合溶劑hg-88-1型膠粘劑，或者采用自粘型防水卷材撕去隔離層直接貼在建筑基層上，施工難度大大降低，使用tpo卷材專用的配套膠粘劑，以冷作業(yè)將卷材粘貼于基層上的施工方法，稱冷粘法，其中粘接層厚度控制在0.1~0.5mm。

支架11與第一玻璃層5、第二玻璃層7之間的冷膠連接所用膠水為a.所用膠水為pp-pe材料專用膠水，具有高強度、耐水性、耐處理、耐酸堿等特點。b.所用膠水為低拉絲全透明塑料膠水，具有低拉絲、高強度、柔軟性、全透明等特點。c.所用膠水為絲印油墨底涂膠水，高強度全透明萬能膠，具有全透明、高強度、耐水性、膠膜柔軟，其中粘接層厚度控制在0.5～1mm。