本發(fā)明為涉及一種太陽能面板框架及其制造方法，尤指一種以高固態(tài)碳含量的高分子復(fù)合顆粒制成的太陽能面板框架及其方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)不斷的進(jìn)步，石油、煤礦等耗竭性能源的短缺以及使用后對(duì)于環(huán)境的影響及破壞也越趨明顯，改善能源短缺以及維護(hù)環(huán)境等問題已刻不容緩；為此，對(duì)于可再生能源的運(yùn)用也逐漸受到重視；可再生能源，包含了風(fēng)力、潮汐能、地?zé)崮芎吞柲艿葋碜源笞匀坏哪芰?，而太陽能電池由于其設(shè)置地點(diǎn)較無限制，且能量取得來源容易，因此近來更被認(rèn)為是可再生能源中的未來新星。

現(xiàn)有技術(shù)具有太陽能電池的太陽能面板，是使用玻璃作為基板，并常見使用于雨棚、遮光罩、屋頂以及大樓窗戶等，借此產(chǎn)生發(fā)電的效果，進(jìn)而節(jié)省大量的電費(fèi)，并有效達(dá)到節(jié)能省碳的效果。例如美國發(fā)明專利公開第us20110155212號(hào)，公開一種太陽能板元件，包含一太陽能板、一墊片、一金屬框架及一導(dǎo)熱膏，該太陽能板包含一上部玻璃基板及一下部基板，該墊片將該上部玻璃基板及該下部基板的各別邊緣密封且夾住，該金屬框架包覆該墊片，該導(dǎo)熱膏沿著該墊片配置且互連于該上部玻璃基板與該金屬框架之間或互連于該下部基板與該金屬框架之間。或如美國發(fā)明專利公開第us20110155127號(hào)，公開一種太陽能模塊支架，用以固定一太陽能面板，包含兩個(gè)第一緊固件、兩個(gè)第二緊固件及多個(gè)螺絲，該第一緊固件配置在該太陽能面板的兩個(gè)對(duì)邊處，該第二緊固件配置在該太陽能面板的另兩個(gè)對(duì)邊處，每一該些第一緊固件及每一該些第二緊固件分別包含一支撐部、一底部、一連接部及一肋部，該支撐部用于支撐該太陽能面板，該連接部用于連接該支撐部及該底部，該肋部設(shè)置在該支撐部與該底部之間，該螺絲用于將該些第一緊固件鎖固于該些第二緊固件，其中，該第一緊固件及該第二緊固件是由金屬制成。

由以上可知，大部分的太陽能面板框架，均是采用金屬材料，又為了有效增加太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換率，一般太陽能面板均設(shè)置于戶外以吸收太陽光，在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的日曬雨淋后，容易有銹蝕斷裂等情形產(chǎn)生；且金屬材質(zhì)的重量較重，往往造成施工人員安裝上的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)用于太陽能面板的框架，因采用金屬作為材料，而易產(chǎn)生耐候性不好以及重量較重的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種以高分子復(fù)合顆粒制造太陽能面板框架的方法，包含下列步驟：

將一固態(tài)碳材料與一固態(tài)高分子材料透過干式混合形成一初始混合物，該固態(tài)碳材料為選自納米碳管、石墨烯及碳黑所組成的群組，該固態(tài)碳材料相對(duì)該固態(tài)高分子材料的重量百分比大于等于12wt.％，且該固態(tài)高分子材料為一粒徑小于1mm的粉末；

對(duì)該初始混合物進(jìn)行一熱壓工藝而得到一復(fù)合塊材；

對(duì)該復(fù)合塊材施以一第一造粒工藝，令該復(fù)合塊材形成多個(gè)包含該固態(tài)碳材料與該固態(tài)高分子材料的第一復(fù)合顆粒；

將該第一復(fù)合顆粒和一添加物混合，該添加物選自于玻璃纖維、碳纖維與尼龍所組成的群組，并利用一第二造粒工藝形成一第二復(fù)合顆粒；以及

對(duì)該第二復(fù)合顆粒進(jìn)行一成形工藝，形成一太陽能面板框架。

其中，該成形工藝為選自一射出成形、一押出成形、一熱壓成形、一油壓壓縮成形、一粉末打粒成形及一加熱步驟所組成的群組。

其中，于該熱壓工藝中，該初始混合物處于一介于50℃至410℃之間的工藝溫度。

其中，于該初始混合物中，該固態(tài)碳材料的重量百分比為介于12wt.％至95wt.％之間，該固態(tài)高分子材料的重量百分比為介于5wt.％至88wt.％之間。

其中，于該初始混合物中，該固態(tài)碳材料的重量百分比為介于15wt.％至70wt.％之間，該固態(tài)高分子材料的重量百分比為介于30wt.％至85wt.％之間。

其中，于該熱壓工藝中，該初始混合物處于一介于1kgf/cm²至960kgf/cm²之間的成形壓力。

其中，該成形壓力介于2kgf/cm²至10kgf/cm²之間。

其中，該固態(tài)高分子材料為選自硅膠、橡膠以及熱可塑性高分子材料所組成的組群。

其中，該固態(tài)高分子材料的粒徑小于500μm。

其中，該第一復(fù)合顆粒進(jìn)一步和一阻燃劑和一抗紫外光劑混合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種太陽能面板框架，用于固定一太陽能面板，該太陽能面板框架包含有一框架和一支撐桿，該框架具有二相隔一第一間距的第一框條、二相隔一第二間距且設(shè)置于該第一框條之間的第二框條、四供組接于該第一框條與該第二框條之間相鄰兩端的連接結(jié)構(gòu)以及一由該第一框條和該第二框條包圍形成而供該太陽能面板裝設(shè)的容置空間，該支撐桿的兩端分別固定于該第二框條上并承載該太陽能面板，其中，該框架和該支撐桿是利用前述方法制得。

其中，該連接結(jié)構(gòu)包含一扣板與一扣座，該扣板設(shè)置于該第二框條上，該扣座設(shè)置于該第一框條上。

其中，該第一框條更包含一于該第一框條的一第一外壁面延伸的第一安裝側(cè)槽，該第二框條更包含一于該第二框條的一第二外壁面延伸的第二安裝側(cè)槽，該第一安裝側(cè)槽與該第二安裝側(cè)槽形成一供該太陽能面板固定的支撐槽。

其中，該第二框條具有一夾制該支撐桿的一端的固定夾塊。

其中，本發(fā)明還提出一種太陽能面板框架，利用上述的方法制成。

據(jù)此，本發(fā)明相較于公知技術(shù)具有下列特點(diǎn)：

一、借由該固態(tài)高分子材料作為基材，改善過去以金屬材料作為太陽能面板的框架，具有易銹蝕及耐候性不好的缺點(diǎn)；同時(shí)，因本發(fā)明于該固態(tài)高分子材料中加入該固態(tài)碳材料，使得所形成的該太陽能面板框架能夠具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，故可取代傳統(tǒng)的金屬材料而用于生產(chǎn)該太陽能面板框架。

二、以高分子材料作為基體取代公知金屬框架，可減輕該太陽能面板框架的重量，方便施工人員組裝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的步驟流程圖。

圖2a至圖2d，為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程示意圖。

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)分解示意圖。

具體實(shí)施方式

涉及本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就配合附圖說明如下：

請(qǐng)參閱圖1及圖2a至圖2d所示，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的步驟流程圖，圖2a至圖2d為本發(fā)明一實(shí)施例的制造流程示意圖，本發(fā)明提供一種以高分子復(fù)合顆粒制成的太陽能面板框架及其方法，包含下列步驟：

步驟s1：先將一固態(tài)碳材料10與一固態(tài)高分子材料20通過干式混合形成一初始混合物30，如圖2a所示。其中，該固態(tài)碳材料10為納米碳管、石墨烯、碳黑或前述的組合，于本實(shí)施例中，該固態(tài)碳材料10包括納米碳管10a、石墨烯10b和碳黑10c。該固態(tài)碳材料10相對(duì)該固態(tài)高分子材料20的重量百分比大于等于12wt.％，而于其他實(shí)施例中，該固態(tài)碳材料10的重量百分比較好地介于12wt.％至95wt.％之間，該固態(tài)高分子材料20的重量百分比較好地介于5wt.％至88wt.％之間，該固態(tài)碳材料10的重量百分比更好地介于15wt.％至70wt.％之間，該固態(tài)高分子材料20的重量百分比更好地介于30wt.％至85wt.％之間。該固態(tài)高分子材料20為一粒徑小于1mm的粉末，該固態(tài)高分子材料20較好地采用粒徑小于500μm的粉末。此外，該固態(tài)高分子材料20為硅膠、橡膠、熱可塑性高分子材料或前述的組合。

步驟s2：形成一復(fù)合塊材40，將該初始混合物30在一工藝溫度下施加一成形壓力進(jìn)行一熱壓工藝，進(jìn)而形成該復(fù)合塊材40，如圖2b所示。于本實(shí)施例中，該工藝溫度介于50℃至410℃之間，而該成形壓力介于1kgf/cm²至960kgf/cm²之間，于本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該成形壓力較好地介于2kgf/cm²至10kgf/cm²之間。需特別說明的是，本實(shí)施例所提及的該工藝溫度以及該成形壓力僅為舉例，本發(fā)明并不以此為限，可依實(shí)際使用需求進(jìn)行調(diào)整。

步驟s3：形成多數(shù)第一復(fù)合顆粒50a，即對(duì)該復(fù)合塊材40進(jìn)行一第一造粒工藝，使該復(fù)合塊材40形成該第一復(fù)合顆粒50a，如圖2c所示。于本實(shí)施例中，該第一造粒工藝是將該復(fù)合塊材40置入一粉碎機(jī)或一切粒機(jī)中。

步驟s4：將該第一復(fù)合顆粒50a和一添加物60a混合，該添加物60a為玻璃纖維、碳纖維、尼龍66或前述的組合，并利用一第二造粒工藝形成一第二復(fù)合顆粒50b，于本實(shí)施例中，該第一復(fù)合顆粒50a可進(jìn)一步和一阻燃劑60b以及一抗紫外光劑60c混合，如圖2d所示，但本發(fā)明并不限于此，該第一復(fù)合顆粒50a和該添加物60a也可僅和該阻燃劑60b混合，或是僅和該抗紫外光劑60c混合。另外，于本步驟中，為較好地采干式混合。于本發(fā)明中，該第二造粒工藝可和該第一造粒工藝采取相同或相異的設(shè)備或工藝。

步驟s5：對(duì)該第二復(fù)合顆粒50b進(jìn)行一成形工藝，形成一太陽能面板框架70，該成形工藝可為一射出成形、一押出成形、一熱壓成形、一油壓壓縮成形、一粉末打粒成形或一加熱步驟。

本發(fā)明利用高固態(tài)碳含量的高分子復(fù)合顆粒制造太陽能面板框架的方法，可用于制造如圖3、圖4所示的該太陽能面板框架70，該太陽能面板框架70包含有一框架71與一支撐桿72，該框架71具有兩個(gè)第一框條73、兩個(gè)第二框條74、四個(gè)連接結(jié)構(gòu)75，該第一框條73的長(zhǎng)度大于該第二框條74，該第一框條73彼此平行設(shè)置且相隔一第一間距，該第二框條74彼此平行設(shè)置且相隔一第二間距，該連接結(jié)構(gòu)75則連接于該第一框條73的一端和該第二框條74的一端之間，如此一來，該第一框條73和該第二框條74包圍形成一供一太陽能面板80裝設(shè)的容置空間76。該支撐桿72的兩端分別固定于該第二框條74上并承載該太陽能面板80。于本實(shí)施例中，該第一框條73更包含一于該第一框條73的一第一外壁面延伸的第一安裝側(cè)槽，該第二框條74更包含一于該第二框條74的一第二外壁面延伸的第二安裝側(cè)槽，該第一安裝側(cè)槽與該第二安裝側(cè)槽形成供該太陽能面板80固定的一支撐槽。

該連接結(jié)構(gòu)75包含一扣板751與一扣座752，該扣板751設(shè)置于該第二框條74的一端，該扣座752設(shè)置于該第一框條73的一端，該第二框條74上的該扣板751是插入該第一框條73的一端并和該第一框條73的該扣座752相互結(jié)合。此外，該第二框條74還具有一固定夾塊741，該固定夾塊741用于夾制該支撐桿72的一端，即可固定該支撐桿72，于本實(shí)施例中，該支撐桿72為一i字型構(gòu)件，而該固定夾塊741具有一和該i字型構(gòu)件互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，以彼此固定結(jié)合。借由讓該支撐桿72的兩端分別固定于該第二框條74上，可以增加該太陽能面板框架70的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而能穩(wěn)固支撐該太陽能面板80。

本發(fā)明所述的該太陽能面板框架70是利用該固態(tài)高分子材料20作為基材，相較于現(xiàn)有技術(shù)太陽能面板的框架以金屬做為基材，能夠更減輕重量，且本發(fā)明以該固態(tài)高分子材料20作為基材，更能避免框架經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間日曬雨淋而有銹蝕斷裂的情形產(chǎn)生，提升了該太陽能面板框架70的壽命以及耐候性；再者，由于該些復(fù)合顆粒中包含該固態(tài)高分子材料20，使得該太陽能面板框架70的物理特性得以進(jìn)一步提升。

為驗(yàn)證本發(fā)明的方法所得到的該太陽能面板框架70具有優(yōu)良的機(jī)械性質(zhì)，申請(qǐng)人進(jìn)一步針對(duì)該太陽能面板框架70進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，數(shù)據(jù)如下表。其中，實(shí)驗(yàn)組為采用本發(fā)明的方法制造得到的該太陽能面板框架70；對(duì)照組為采用鋁合金制造得到的該太陽能面板框架70。于實(shí)驗(yàn)組中，該固態(tài)碳材料10為納米碳管、石墨烯及碳黑，該固態(tài)高分子材料20為尼龍66塑料粉末，該固態(tài)碳材料10的重量百分比為45wt.％，該固態(tài)高分子材料20的重量百分比為55wt.％。將該固態(tài)碳材料10和該固態(tài)高分子材料20均勻混合后得到該初始混合物30，接著在290℃的溫度和5kgf/cm²的壓力下進(jìn)行該熱壓工藝，而得到該復(fù)合塊材40，之后，將該復(fù)合塊材40粉碎成該第一復(fù)合顆粒50a，令該復(fù)合塊材40形成包含該固態(tài)碳材料10與該固態(tài)高分子材料20的該第一復(fù)合顆粒50a，然后，將該第一復(fù)合顆粒50a和玻璃纖維、碳纖維與尼龍66、阻燃劑60b或抗紫外光劑60c混合，并利用該第二造粒工藝形成該第二復(fù)合顆粒50b，接著，對(duì)該第二復(fù)合顆粒50b進(jìn)行該成形工藝，該成形工藝為一加熱步驟，溫度介于250℃至300℃之間，形成該太陽能面板框架70。

進(jìn)行壓力測(cè)試時(shí)，先將該太陽能面板框架70架設(shè)在一測(cè)試平臺(tái)上，接著再加壓，使得正面壓力達(dá)到2400pa，背面壓力達(dá)到2400pa，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。

表1向下壓力測(cè)試

表2向上壓力測(cè)試

一般來說，玻璃最大位移量(max.glassdeformation)需小于70mm，超過將會(huì)導(dǎo)致太陽能板發(fā)電效率下降，玻璃最大應(yīng)力值(max.glassstress)需小于80mpa，超過會(huì)導(dǎo)致玻璃破裂，邊框最大應(yīng)力值(max.framestress)需小于120mpa，超過可能會(huì)使得邊框折損破裂。以上的數(shù)值越小，代表性質(zhì)越好。

綜上所述，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)：

一、借由該固態(tài)高分子材料作為基材，改善過去以金屬材料作為太陽能面板的框架，具有易銹蝕及耐候性不好的問題，另外需特別強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明相較于公知技術(shù)的太陽能面板框架的耐候性提高至少10倍；同時(shí)，因本發(fā)明于該固態(tài)高分子材料中加入該固態(tài)碳材料，使得所形成的該太陽能面板框架能夠具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，故可取代傳統(tǒng)的金屬材料而用于生產(chǎn)該太陽能面板框架。

二、以固態(tài)高分子材料作為基體取代公知金屬框架，因固態(tài)高分子材料密度，相較于公知的金屬框架為低，故可減輕該太陽能面板框架的重量，至少減輕重量15％，方便施工人員組裝。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。