[发明专利]一种柔性屋面光伏瓦及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏建筑一体化和光伏建材领域，特别涉及一种兼具防火防水、增强抗裂、屋面装饰和光伏发电等多重使用功能的柔性屋面光伏瓦及其制备方法。

背景技术

太阳能光伏发电将是未来人类减少对化石燃料等传统能源的依赖，利用环境友好并可持续发展的可再生能源的主要方式，最大限度地利用建筑物发电，发展光电建筑是太阳能光伏应用最大的市场和发展方向，因此光伏建筑一体化成套技术的突破和科技创新已成为光伏在建筑上成功应用的关键。光伏建筑一体化（BIPV）技术是将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。该技术通过专门设计和安装工艺，使光伏系统与建筑物外观协调，相互融合在一起，但迄今为止，真正意义上的光伏建筑一体化项目很少，大多属于光伏系统附着建筑（BAPV）。

BAPV是以昂贵的铝合金和易破碎的钢化玻璃等高能耗型材作为封装材料，以钢材为安装支架，整个系统存在着对建筑物载荷大、因风压产生的不安全隐患、易对建筑屋面防水和保温造成破坏、款式单一、施工复杂、建筑材料的消耗量大、影响建筑物整体美观、综合利用率低等缺陷，该系统无法直接取代传统的建筑材料，作到真正意义上的光电建筑一体化。为了解决BAPV存在的问题，实现真正意义上的光伏建筑一体化，就要着力开发符合光伏建筑一体化需要的光伏建材，其是将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起，成为不可分割的建筑构件或建筑材料，如光伏瓦、光伏卷材等。

瓦作为最古老的建筑材料之一，千百年来被广泛使用。瓦是最主要的屋面材料，它不仅起到了遮风挡雨的作用，而且有着重要的装饰效果，随着现代新材料的不断涌现，瓦的其他功能也不断出现。

传统的屋顶瓦片一般采用陶瓷材料（如泥土和水泥等），并经高温煅烧加工而成，生产过程能耗高，所生产出来的陶瓷瓦或片单位面积容量大，容易破碎，较难生产大面积瓦片，瓦片的使用和安装都较困难。为了利用屋面的陶瓷瓦片来进行光伏发电，有发明人将电池板附着在陶瓷瓦表面，开发了光伏发电瓦，如中国专CN1680673一种光伏发电瓦片，在瓦片基板的正面固定有快速电缆连接座和光伏发电组件，瓦片基板的正面边缘处设有上下向的防水槽；又如CN2788357屋面太阳能光伏电池装置，其包括光伏电池和瓦体，该光伏电池覆盖于瓦体表面，在瓦体的一端设有凸起的爪，两侧设有可彼此扣合的企口，上述二项专利可以设置于屋面上，但不能起到直接代替瓦片的装饰作用，且重量大，安装时以破坏底部的陶土或水泥瓦，具有很大的安全隐患。

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，具有轻质、安全、防水功能的柔性屋面光伏瓦。

本发明的目的是解决现有屋面光伏瓦重量大、安装复杂、易破坏屋面防水保温层的问题。用一种轻质防水、防火和抗裂的柔性片材与非晶硅等柔性太阳能光伏薄膜电池组件相结合，制成一种既可以用于屋面防水和装饰，又可以进行光伏发电的柔性光伏屋面瓦，找到一种轻质、柔性、集防水、防火、装饰和光伏发电为一体的光伏建材。

一种柔性屋面光伏瓦包括通过粘结剂粘结的屋面瓦柔性衬底和光伏装饰层，所述屋面瓦柔性衬底为玻纤增强聚合物水泥砂浆片材，所述玻纤增强聚合物水泥砂浆片材由下至上依次包括：隔离层、背胶层、下阻燃聚合物水泥砂浆层、高韧玻纤增强阻燃无纺布胎基和上阻燃聚合物水泥砂浆层，五层结构固结为一体。

本发明所述的柔性屋面光伏瓦，其中所述粘结剂为西卡单组分高模量聚氨酯密封胶粘剂。

本发明所述的柔性屋面光伏瓦，其中所述背胶层由沥青、聚丙烯酸类或丁基橡胶类自粘胶构成，厚度为0.2～1.0mm，所述自粘胶是在太阳的照射下能被激活的自封冷粘结剂。该冷自粘胶在常温下具有自粘性，自愈合性。施工时，只需把隔离膜揭掉后直接铺装既可以与基层结合在一起，时间越长粘合力越大，结合紧密，结合力持久，抗风揭性越优异，防水效果越强；所述隔离膜为牛皮纸或聚酯薄膜，粘附于所述背胶层粘性面上；所述上阻燃聚合物改性水泥砂浆层和下阻燃聚合物改性水泥砂浆层由如下重量份的原料构成：普硅425水泥12～17份，石英砂40～45份，丙酸乳液18～23份，水17～25份，复合阻燃剂4～8份。所述隔离层粘附于所述背胶层面上，该防粘隔离层用于保护好背胶的自粘性能，有利于所述柔性光伏瓦在使用前的保存。当使用时，揭掉该隔离层，背胶的粘性效果依然如初。

本发明所述的柔性屋面光伏瓦，其中所述复合阻燃剂是由氢氧化镁、氢氧化铝、52号氯化石蜡和三氧化二锑混合而成，质量比为氢氧化镁：氢氧化铝：52号氯化石蜡：三氧化二锑=2:4:2:3。