[发明专利]太阳能电池模块接合结构及太阳能电池模块接合结构的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将太阳能电池模块接合至屋顶、墙壁、或其他支承构件的接合结构，更具体地涉及太阳能电池模块接合结构及太阳能电池模块接合结构的安装方法，该方法可使用不昂贵的粘合材料来接合该模块。

背景技术

为了在室外安装太阳能电池模块并获取电力，必须将模块紧固至建筑物、支架或其它结构。即，太阳能电池模块必须被安装在金属板、树脂片、木板、混凝土或作为结构的一部分的其他支承构件上。

在使用玻璃板的太阳能电池模块，诸如举例而言单晶硅型太阳能电池模块的情况下，必需有使框架、支架或类似物能承受玻璃重量的安装方法。然而，在使用非晶硅或类似物的薄膜型太阳能电池模块，具体而言是用聚合物膜密封的柔性型太阳能电池模块的情况下，大支架或框架不是必需的。相反，期望的是利用轻质量的这种模块类型的安装手段。

存在其中使用粘合材料安装常规柔性太阳能电池模块的情况。例如，专利文献1公开了使用双面胶带将太阳能电池模块接合至金属屋顶，且该双面胶带设置成使水和湿气不会侵入。专利文献2涉及水平地安装屋顶材料，公开了当使用具有抗水性的双面胶带或粘合剂来紧固太阳能模块时，使用加工有排水孔的胶带。

专利文献1：日本专利申请特许公开No.H6-85306

专利文献2：日本专利申请特许公开No.2005-213926

在柔性太阳能电池模块的情况下，众所周知，将上述粘合物作为利用轻质量模块的安装手段对于执行的简便性是特别有利的。

然而，市场上可购买的双面胶带不满足关于太阳能电池模块与支承构件的粘合性质、以及材料成本的要求。一般而言，双面粘合胶带在核心构件的两面都具有粘合层，该粘合层称为泡沫材料，诸如聚乙烯泡沫体、聚氨酯泡沫体、丙烯酸泡沫体以及类似物，且该胶带被切割为大约数十毫米的宽度且在插入有防粘纸张的情况下卷绕。图6示出设置在常规太阳能电池模块的背面的粘合片的示意图；图7示出当通过常规技术获得的柔性太阳能电池模块被固定至支承构件时的太阳能电池模块结构的横截面的示意图。

具有粘合性质的粘合材料2必须具有合适的弹性以便于缓冲源自太阳能电池模块1和支承构件3的不同热膨胀率的尺寸变化的差异、以及当太阳能电池模块1和支承构件3组合时引起的结构形变所产生的应变和类似物，从而避免粘合界面处的损坏。

一般而言，低温时含有聚合物的粘合材料具有减少的分子运动且更硬，且变得像玻璃。在此情况下，失去了粘合材料所需要的柔性，通过形变提供粘合性质的正常功能消失了，且在太阳能电池模块1和粘合材料的界面处、或支承构件3和粘合材料的界面处，易于发生瞬时脱落的现象。“瞬时脱落”是指在发生震动或类似情况时，由于较高的储能弹性模量，即，在温度的影响下粘合材料变得像玻璃且坚固，而立刻发生大面积脱落。

进一步地，在高温时粘性增加，变得像胶水，所以当太阳能电池模块1和支承构件3移动时，粘合材料承受形变但不具有回复成其原始形状的弹性，且所以在粘合材料内部发生称为内聚破坏的一类故障。因此为了施加形变的回复力，重要的是在使用太阳能电池模块1的温度范围上呈现出橡胶弹性。通过粘合太阳能电池模块1和支承构件3获得的结构所要求的温度范围较宽，从-20℃到85℃，且没有找到单种材料满足在此范围上的长期粘附力要求。

另一方面，湿固化类型的粘合剂(其中硅烷是代表)、以及反应固化类型的粘合剂(其中环氧树脂是代表)，具有在较宽温度范围上的稳定的粘合性质，不过在很多情况下呈现出与价格和易于执行相关的问题。具体地，两种液体类型的粘合剂经常需要调整混合比例以及其他技术作业。

在专利文献1中，公开了固定双面胶带的一种方法；不过相对于太阳能电池的面积，双面胶带的安装面积较小，且另外，双面胶带不安装在太阳能电池的隅角部，且因此可能无法获得足够的粘合强度，且另外存在这样的担心：不可避免由于强风引起的从隅角部的脱落。

专利文献2也采用了双面胶带的粘合，不过相比太阳能电池的面积双面胶带的面积较小。进一步地，通过省略一般被设置在隅角部的胶带来实现排水孔，且没有考虑隅角部。

发明内容

相关于这些问题，本发明的目的是提供太阳能电池模块接合结构以及使用低成本粘合片的安装方法，其中在利用粘合片特性的情况下执行向太阳能电池模块和支承构件的固定，且其中既实现了在较宽温度范围上的足够粘合性质、也实现了低成本。