CN104350609A - 多层膜和光伏模块 - Google Patents

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Abstract

本申请的实施方式提供一种在不同层中包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子和带隙能低于3.3eV的无机粒子的多层膜，其中，包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的上部，并且，通过包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层位于更接近入射光的部位以增加在紫外光区的反射率并引起内反射，形成的光伏模块由此提高电池的能量转化效率，同时，通过包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的下部密封材料层或背板，从而增加在可见光和紫外光区的反射率，由此减少入射光的损失。

Description

多层膜和光伏模块
技术领域
本发明涉及对所有的紫外光区、可见光区和红外光区具有优异的反射率的多层膜以及能够预期总能量转化效率提高的光伏模块。
背景技术
近来，因为全球环境问题和化石燃料的枯竭，人们对可再生和清洁能源的关注正在增长，并且在这些能源中，太阳能作为可解决环境污染和化石燃料枯竭问题的代表性无污染能源已经引起了关注。
应用产生太阳能的原理的光伏电池是一种将日光转化为电能的装置。因为所述光伏电池需要长时间暴露于外部环境以促进日光的吸收，所以光伏电池通过进行各种包装步骤以单元形式形成以保护电池。所述单元被称为光伏模块。
但是，光伏电池的能量转化效率相对低。日光有包括紫外光区、可见光区和红外光区的广泛波长区，但是用于光伏电池的波长区受限制，并且即使在广泛波长区的光入射到所述光伏模块，所述光伏电池的吸收率仍低。
据此，需要能够通过最大限度地利用入射光而预期总能量转化效率提高的光伏模块。
发明内容
技术问题
本申请旨在提供一种多层膜，其通过提高对紫外光区的反射率而对所有的紫外光区、可见光区和红外光区具有优异的反射率。
本申请还旨在提供一种光伏模块，其通过提高设置在光伏电池之下的密封材料或背板的对紫外光区的反射率而对所有的紫外光区、可见光区和红外光区具有优异的能量转化效率。
技术方案
本申请的一个方面可提供一种在不同层中包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子和带隙能低于3.3eV的无机粒子的多层膜，并且与所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在上部。
在本申请的一个实施方式中，所述多层膜可以是密封光伏模块的密封材料或用于光伏模块的背板，或整合密封材料和背板的产物。
本申请的另一个方面可提供一种光伏模块，其包括多层密封材料和/或背板，所述多层密封材料和/或背板各自包括所述多层膜。
有益效果
根据本申请的示例性实施方式，提供了一种在不同层中包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子和带隙能低于3.3eV的无机粒子的多层膜，其中，朝向入射光(即，基于入射光)，与所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在上部，并且因此可以增加对紫外光区以及可见光区和红外光区的反射率。据此，紫外光区的入射光可以通过带隙能为3.3eV以上的无机粒子反射以便在光伏模块前部上再次内部反射，从而提高能量转化效率。
附图说明
图1是显示光伏模块入射光的反射的示意图；
图2是市售光伏电池的日光吸收光谱；
图3到5是根据本申请的示例性实施方式的光伏模块的剖视图；
图6和7是根据实施例和对比实施例中制备的样品根据波长的反射光谱；以及
图8和9是实施例和对比实施例中制备的样品的反射率的图表。
A：带隙能为3.3eV以上的无机粒子
B：带隙能低于3.3eV的无机粒子
1：光伏模块
10：包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的密封材料层
11：包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的密封材料层
2：光伏模块
20：包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的密封材料层
21：包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的密封材料层
3：光伏模块
30：包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的密封材料
31：包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的背板
具体实施方式
下面，将参照附图进一步详细描述本申请的实施方式。为清楚和简洁的缘故，可以从说明书和附图中省略常规或通用的功能或构造。为提供清晰的说明，可以放大在图中显示的层和区的厚度、尺寸、比例和形状，并且因此对本申请的范围没有影响。
根据本申请的一个示例性实施方式的多层膜包括至少两层，并且在不同层中包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子和带隙能低于3.3eV的无机粒子。特别地，与所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在上部。在一个实施例中，所述多层膜可以在不同层中包含硫酸钡(BaSO4)和二氧化钛(TiO2)，并且设置包含硫酸钡(BaSO4)的层高于包含二氧化钛(TiO2)的层。
在所述多层膜中，所述“上部”指基于入射光，所述层被设置在上部，即，接近入射光。据此，在所述多层膜中，与所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置成更接近入射光。所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层对紫外光的反射率比所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层对紫外光的反射率高，这是因为所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子比所述带隙能低于3.3eV的无机粒子具有更高的紫外光反射率。与所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子不同，所述带隙能低于3.3eV的无机粒子吸收紫外光，并且因此对紫外光的反射率低。
入射光的透射和吸收与每种材料的固有的性能(如带隙能)有关。当具有比任意材料的带隙能高的能量的光入射时，光被吸收，而具有比带隙能低的能量的光被透射。该带隙能与波长范围成反比。当具有长波长且比带隙能低的能量的光穿透具有低带隙能的材料时，具有短波长且比带隙能高的能量的光被吸收，并且还穿透具有更高带隙能的材料。
同样地，穿透光的波长范围由任意材料的固有的带隙能决定，并且所述穿透光由于从外部环境通过粒子的折射率的差异而被折射。当无机粒子几乎为球形时，更加促进这种折射。由于该折射，穿透特定粒子的光在该粒子中被反射，这一现象在各自具有高折射率的无机粒子被分散在具有低折射率的树脂中时更容易被观察到。
据此，当在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层中还包含带隙能低于3.3eV的无机粒子时，所述多层膜对紫外光的反射率降低。此外，即使当与所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层相比，所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层被设置在上部时，其仅吸收相当于3.3eV带隙能的375nm以下波长的紫外光，并且因此对紫外光的反射率降低。
通常地，当光伏电池以模块形式制造时，使用通常是透明的密封材料保护电池。近来，作为日光入射于前部的上部密封材料，使用透明的密封材料，并且作为在背板上的下部密封材料，已经引入包含如二氧化钛(TiO2)的无机粒子的密封材料。同样地，通过使所述上部和下部密封材料分开，当具有高反射率的密封材料用作所述下部密封材料时，如图1所示，由所述下部密封材料反射的光，由于电池的前部(例如，玻璃)，可以再次被反射进入内部以再次入射至电池，从而增加电池的电能生成效率。
当包含带隙能低于3.3eV的无机粒子(如二氧化钛(TiO2))时，所述层具有从400nm以上的可见光区到红外光区的高反射率，但是在低于400nm的紫外光区中反射率很低。这是因为具有比相当于二氧化钛(金红石二氧化钛)的带隙能(如3.02eV)的光的波长(例如，410nm)短的波长的光(紫外光)被吸收了。
但是，如图2所示，各种市售光伏电池在紫外光区中用光产生电。图2显示根据光伏电池的种类的日光吸收光谱的改变。可以看出，存在根据光伏电池的种类的日光吸收光谱的差异，并且因此存在能量转化效率的差异。
根据本申请的示例性实施方式，为提高光伏模块的能量转化效率，提供对紫外光具有高反射率的密封材料、背板、或整合密封材料和背板的产物。作为用于该密封材料、背板或整合产物的多层膜，为了增加反射率，使用进一步包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层的多层膜，与包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在上部。由于所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层，通过增加入射到电池的光在紫外光区的反射率来进一步利用紫外光区的光，从而减少入射光损失，并且因此可以提供能够预期总能量转化效率提高的光伏模块。
但是，当带隙能为3.3eV以上的无机粒子(如硫酸钡(BaSO4))对紫外光区的光反射率高时，由于折射率低(1.65)，其对可见光区和红外光区的光反射率低。因此，在本申请的示例性实施方式中，可以增加对每个区的日光的反射率，并且因此可以通过进一步包括包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的下部密封材料层或下部背板来增加能量转化效率，所述带隙能低于3.3eV的无机粒子具有高折射率(2.73)，如二氧化钛(TiO2)。
此外，为反射要被再次入射到电池的入射光，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层被设置在所述光伏电池之下。所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子和所述带隙能低于3.3eV的无机粒子用于反射特定波长范围的入射光，不适合上部密封材料，但适合下部密封材料或背板。优选透明密封材料用作上部密封材料以最大限度地利用入射的日光。
如上所述，包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层对紫外光的反射率比包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层对紫外光的反射率高。特别地，包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层对在280nm到400nm波长范围内的紫外光的反射率是30到40％，而包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的反射率仅是5到10％。这是因为带隙能为3.3eV以上的无机粒子对紫外光区的反射率比带隙能低于3.3eV的无机粒子对紫外光区的反射率高。
但是，包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层对在400nm到1200nm波长范围内的可见光和波长为1200nm以上的红外光的反射率比包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层高。
据此，通过包括上述所有的双层膜而增加每个区的反射率来增加所述能量转化效率。
根据本申请的示例性实施方式的多层膜对在280nm到400nm波长范围内的紫外光的反射率为10％以上，并且对在400nm到1200nm波长范围内的可见光的反射率为60％以上。
作为所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子的例子，可以使用选自硫酸钡(BaSO4，5eV)、氮化铝(AlN，6.28eV)、氮化硼(BN，5.5/5.96/6.36eV)、砷化硼(B12As2，3.47eV)、氮化镓(GaN，3.46eV)、硫化锌(3.54/3.91eV)、氧化锌(3.37eV)和氧化锡(3.7eV)中的至少一种。例如，氮化硼有如纳米管、六边形和正六面体形的各种晶体结构，并且因此带隙能有变化。
所述带隙能低于3.3eV的无机粒子可以是选自二氧化钛(TiO2，3.02/2.73eV)、砷化铝(AlAs，2.16eV)、砷化镓(GaAs，1.43eV)、硫化镓(GaS，2.5eV)、硫化锡(SnS，1.1eV)、硫化铅(PbS，0.37eV)、碳化硅(SiC，2.86eV)和钛酸钡(BaTiO3，3.2eV)中的至少一种。
所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子和所述带隙能低于3.3eV的无机粒子可以是球形。当所述粒子变为更接近球形时，透射光的折射更常见，并且因此优选球形粒子来反射光。
所述多层膜如需要可进一步包括至少一个透明层。所述至少一个透明层可以设置在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层之上，在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之间，或者在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之下。该透明层优选对入射光具有高透射比。
在另一个实施方式中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层可以直接层叠在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层上而无需分离层。
所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层包含基体树脂，并且基于100重量份的所述基体树脂，所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子的量是10到200重量份。在上述范围中，所述层对紫外光区具有高反射率，并且在可见光区和红外光区反射率也高。
此外，所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层也包括基体树脂，并且基于100重量份的所述基体树脂，所述带隙能低于3.3eV的无机粒子的量是10到200重量份。在上述范围中，所述层对可见光和红外光具有高反射率高，并且由于高折射率而有效增加少量反射率。
在包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层中包含的基体树脂可以彼此相同或不同。所述基体树脂可以是热塑性树脂、热固性树脂或其混合物。
所述基体树脂可以是聚烯烃树脂，如聚乙烯或聚丙烯；丙烯酸树脂；基于氟的树脂，如聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物；聚酯树脂，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯树脂；聚酰胺树脂；聚芳酯树脂；聚醚砜树脂；聚砜树脂；聚丙烯腈树脂；基于芳香族乙烯基的树脂，如聚苯乙烯树脂或ABS树脂；硅烷改性烯烃树脂；聚氨酯树脂；环氧树脂；乙烯-乙酸乙烯酯树脂；或其混合物，其可以单独使用或至少两种组合使用。
其中，所述聚烯烃树脂有优秀的电绝缘性，并且由于透明性而适合作为用于密封材料的基体树脂。此外，所述基于氟的树脂有优秀的耐候性并且适合作为用于背板的基体树脂，但是本申请不局限于此。
在所述多层膜中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层的厚度可为1到1000μm，例如，10到600μm。因为对紫外光区的反射率可以依据每单位面积粒子的量而定，所以每单位平方米可以包含至少20g的带隙能为3.3eV以上的无机粒子，并且当每体积粒子的量相同时，由于所述层厚度较大，粒子的量增加。
所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的厚度可为1到1000μm，例如，10到600μm。所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的厚度可以彼此相同或不同。
但是，如需要，例如，当所述多层膜或部分所述多层膜用作背板时，其厚度可为1到100或3到30μm。
在所述多层膜中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的至少一种可进一步包括选自抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂和紫外稳定剂中的至少一种。
所述多层膜可以是密封光伏模块的密封材料或用于光伏模块的背板，并且可以是整合密封材料和背板的产物。即使将所述多层膜应用于任何产品，当所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置到电池的接近入射光的一侧时，所述层可以对紫外光具有高反射率。
制造所述多层膜的方法没有特别限制，并且所述多层膜可以通过用粘合剂将由流延法或挤压法制造的板层压至基板的方法来制造，或者通过在所述基板上涂布由溶解组成各层的组分制备的涂布溶液的方法来制造。
本申请还涉及一种光伏模块，其包括作为用于光伏电池的密封材料和/或背板的多层膜。
图3到5是根据本申请的示例性实施方式的光伏模块的剖视图。
在本申请的一个实施方式中，光伏模块的密封材料可具有多层结构，所述多层结构包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。参照图3，光伏模块1的密封材料包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子A的密封材料层10和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子B的密封材料层11。即，用于光伏电池的密封材料(包括作为下部密封材料10和11的密封材料层)包括所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子A的密封材料层10和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子B的密封材料层11，其从日光入射的一侧依序形成。所述光伏模块1可包括透明前基板14、上部密封材料13和光伏电池15，其从日光入射方向依序层叠在所述下部密封材料10和11之上，并且背板12在所述下部密封材料10和11之下。
在本申请的另一个实施方式中，用于光伏模块的背板可具有多层膜结构，所述多层膜结构包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。参照图4，光伏模块2的背板包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子A的层20和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子B的层21，并且该背板对所述光伏模块2提供耐候性，并且用于保护所述模块免于外部环境。即，所述背板包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子A的层20和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子B的层21，其从日光入射的一侧依序形成。所述光伏模块2可包括透明前基板24、上部密封材料23、光伏电池25和下部密封材料22，其从日光入射方向依序层叠在包括所述层20和21的背板之上。
在本申请的又一个实施方式中，光伏模块的密封材料可包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层，以及背板可包括包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。或者，可以使用整合密封材料和背板的产物。图5是使用整合的板的光伏模块3的剖视图。参照图5，包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子A的层30是密封光伏模块3的密封材料，以及包含带隙能低于3.3eV的无机粒子B的层31是背板。即，光伏模块3是将所述密封材料30和所述背板31整合的产物。所述整合的产物包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子(A)的密封材料30和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子(B)的背板31，其从日光入射的一侧依序形成。所述光伏模块3可包括透明前基板34，上部密封材料32和光伏电池35，其从日光入射方向依序层叠在所述密封材料30和所述背板31之上。这里，在图5中没有显示，光伏电池的背板31可具有多层结构。
在一个实施例中，当所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和/或包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层用作密封材料时，各层可具有10到1000μm的厚度，并且具体为20到600μm。因为对紫外光的反射率可以依据每单位面积粒子的量而定，每单位平方米可以包括20g或更多带隙能为3.3eV以上的无机粒子，并且当每体积粒子的量相同时，所述粒子的量与所述膜的厚度成比例。所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的厚度可以彼此相同或不同。
此外，如上所述，当所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层作为背板使用时，各层可具有1到100μm或3到30μm的厚度。
光伏模块的密封材料或背板如需要可进一步包括至少一个透明层。所述至少一个透明层可被设置在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层之上，在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之间，或者在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之下。该透明层优选对入射光具有高透射比。
在又一个实施方式中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层可以直接层叠于所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之上而无需分离层。
在一个实施例中，光伏模块的密封材料或背板可有进一步包括基板的结构。这里，所述基板可被设置在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之下，并且另一个包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层可以被进一步设置在所述基板之下。因此，所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层可以在所述基板两侧形成。
所述基板的具体种类没有特别限制，并且可以使用本领域众所周知的各种材料，以及可以根据需要的功能、用途等选择。
在一个实施例中，所述基板可以是所有种类的金属或聚合物板中的任意一种。这里，作为金属的例子，可以使用铝或铁，并且作为聚合物板的例子，可以使用基于聚酯的板、基于聚酰胺的板或基于聚酰亚胺的板。其中，通常使用基于聚酯的板，但是本申请不局限于此。作为基于聚酯的板的例子，可以使用单层板，层叠板，或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的共挤压产物，但是本申请不局限于此。
所述基板可具有大约50μm到500μm，或100到300μm的厚度。通过控制如上所述的基板的厚度，可以极好地保持背板的电绝缘性、防潮性质、机械特性和可操纵性。但是，基板的厚度没有限制在上述范围之内，并且可以按需要适当控制。
在所述基板上，可以进行如电晕处理或离子体处理的高频火花放电处理、热处理、火焰处理、用偶联剂的处理、用锚固剂的处理或使用气态路易斯酸(例如，BF3)、磺酸或高温氢氧化钠的化学活化。
此外，在进一步提高防潮性质方面，可以沉积如氧化硅和氧化铝的无机氧化物。在此情况下，为进一步提高粘合强度，可以在沉积处理的层上进行上述火花放电处理、火焰处理、用偶联剂的处理、用锚固剂的处理或化学活化。
此外，光伏电池的背板可包括底漆层以提高在所述基板和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之间的粘合性质。所述底漆层在所述基板上形成，并且确保在所述基板和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之间的粘合强度。
所述底漆层可包括丙烯酸树脂、基于聚酯的树脂、基于聚氨酯的树脂、基于尿素的树脂、基于酰胺的树脂、基于环氧的树脂、基于醚砜的树脂、醚亚胺树脂或基于硅的树脂。
所述底漆层可具有大约10nm到5000nm，或50nm到2000nm的厚度，但是可以根据所希望的粘合性质和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的基体树脂的种类适当改变。
在光伏模块的密封材料或背板中，选自抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂和紫外稳定剂中的至少一种可以进一步包括在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的至少一种之中。
光伏模块的结构没有特别限制，只要包括所述多层膜作为光伏电池的密封层或光伏电池的背板即可，并且因此可以使用在本领域众所周知的各种结构。
所述光伏模块可具有在本领域众所周知的各种结构而无特别限制。常规地，所述光伏模块可包括透明前基板、背板、在所述前基板和所述背板之间由密封材料密封的光伏电池，并且所述光伏电池可以由上部密封材料和所述多层密封材料密封。可以包括至少一个光伏电池，并且该光伏电池可串联或并联排列，从而形成光伏电池阵列。
这里，作为组成光伏电池或光伏电池阵列的活性层，可以有代表性的使用结晶或非晶硅片，或如CIGS或CTS的化合物半导体。
包括所述多层膜的光伏电池的密封材料或背板可以应用在本领域众所周知的各种光伏模块中，包括具有上述活性层的模块，并且在此情况下，构成所述模块的方法或其他材料的种类没有特别限制。
将参照根据本申请的实施例和不根据本申请的对比实施例进一步详细描述本申请。但是，本申请的范围不局限于以下实施例。
制备实施例1—母料的制造
硫酸钡和二氧化钛的母料已事先使用双挤压机(Mirco27,Leistriz)用在表1中显示的组分制造。
[表1]
*基础树脂：聚乙烯弹性体(LG化学株式会社,LC670)
*硫酸钡：Cotes,BSB-8000
*二氧化钛：杜邦,TS6200
*偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷，Korea Bio-Gen Co.,Ltd.
*过氧化物：2,5-双(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷，Aldrich
*抗氧化剂1：BASF,Irganox1076(十八烷基3,5-二-(叔)-丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)
*抗氧化剂2：BASF,Irgafors168(三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯)
制备实施例2—涂布溶液A的制备
65g偏二氟乙烯(VDF)和三氟氯乙烯(CTFE)的共聚物(VDF-CTFE共聚物)(结晶度为25％以及熔点为165℃)，30g VDF和六氟丙烯(HFP)的共聚物(VDF-HFP共聚物)(结晶度为24％以及熔点为130℃)，以及5g丙烯酸聚合物(甲基丙烯酸甲酯(MMA):甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA):甲基丙烯酸(MAA)的重量比＝60:30:10)在431.3g N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中熔化，从而制备第一涂布溶液。
此外，与上述相独立，将0.420g分散剂BYK-111(BYK)和60g二氧化钛(TiPure TS6200,杜邦)加入到25g DFM中，再加入50g直径为0.3mm的氧化锆珠，产生的混合物以1000rpm的速度搅拌1小时，并且完全移除所述珠，从而制备漆浆。
将85.42g制备的漆浆加入到第一涂布溶液中，并且再次搅拌，从而制备涂布溶液A。
制备实施例3—涂布溶液B的制备
65g VDF和CTFE的VDF-CTFE共聚物(结晶度为25％以及熔点为165℃)，30g VDF和HFP的VDF-HFP共聚物(结晶度为24％结晶度以及熔点为130℃)，以及5g丙烯酸聚合物(MMA:GMA:MAA的重量比＝60:30:10)在431.3g的DMF中熔化，从而制备第一涂布溶液。
此外，与上述相独立，将0.420g分散剂BYK-111(BYK)和60g硫酸钡(BSB-8000,Cotes)加入到25g的DFM中，再加入50g直径为0.3mm的氧化锆珠，产生的混合物以1000rpm的速度搅拌1小时，并且完全移除所述珠，从而制备漆浆。
将85.42g的制备的漆浆加入到第一涂布溶液中，并且再次搅拌，从而制备涂布溶液B。
实施例1—多层光伏电池下部密封材料的制备
为制造包含硫酸钡的层和包含二氧化钛的层，在冷却辊下，使用其上附加并结合有宽度为400mm的T型模的挤压机挤压制备实施例1中使用聚乙烯弹性体(LG化学株式会社,LC670)分别制造的30重量份的母料(a)和70重量份的包含硫酸钡的母料(b)或包含二氧化钛的母料(c)，从而制备最终厚度为500μm的双层光伏电池的下部密封材料。这里，挤压机的T型模温度调至等于180℃来挤压，并且每一从T型模挤出的挤压产物的厚度通过改变所述冷却辊的速度控制。
实施例2—多层光伏电池背板的制造
使用涂敷器将在制备实施例2中事先制备的涂布溶液A涂布在聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET，厚度：250μm，Skyrol SG00L,SKC)膜上，通过控制间隙以使得在干燥后具有大约25μm的厚度，并且在180℃下在烘箱中干燥大约2分钟，从而形成包括二氧化钛的层。之后，在如上所述的包含二氧化钛的层的对侧上进行涂布，从而在所述PET膜的两侧形成包含二氧化钛的层。
随后，使用涂敷器将在制备实施例3中事先制备的涂布溶液B涂布在包含二氧化钛的层的上层，通过控制间隙以使得在干燥后具有大约25μm的厚度，并且在180℃下在烘箱中干燥大约2分钟，从而制造形成有包含硫酸钡的层的多层光伏电池的背板。
实施例3—多层光伏电池背板的制造
使用涂敷器将在制备实施例2中事先制备的涂布溶液A涂布在聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET，厚度：250μm，Skyrol SG00L,SKC)膜上，通过控制间隙以使得在干燥后具有大约25μm的厚度，并且180℃下在烘箱中干燥大约2分钟，从而形成包含二氧化钛的层。之后，在如上所述的包含二氧化钛的层的对侧上使用在制备实施例3中事先制备的涂布溶液B进行涂布，从而制造在所述PET膜之上和之下分别形成包含硫酸钡的层和包含二氧化钛的层的多层光伏电池背板。
实施例4—用于多层光伏电池的整合密封产物的制造
为制造包含硫酸钡的密封材料层，使用其上附加有宽度为400mm的T型模的单挤压机(RHOMEX252,HAAHE)在180℃下通过混合制备实施例1中使用聚乙烯弹性体(LG化学株式会社,LC670)分别制造的30重量份的母料(a)和70重量份的包含硫酸钡的母料(b)并在转鼓中搅拌30分钟以上来塑化板。通过控制用于冷却从T型模挤出的挤压产物的冷却辊的速度来制造厚度为500μm的所述板。
将制造的硫酸钡板层压于背板上，在所述背板中在所述PET(厚度：250μm，Skyrol SG00L,SKC)基板的两侧上涂布包含二氧化钛的基于氟的树脂以使得在150℃下干燥10分钟后具有25μm的厚度，从而制造最终厚度为800μm的用于多层光伏电池的整合密封产物。
对比实施例1
为制造包含硫酸钡的单层板，使用其上附加有宽度为400mm的T型模的单挤压机(RHOMEX252,HAAHE)在180℃下通过混合制备实施例1中使用聚乙烯弹性体(LG化学株式会社,LC670)分别制造的30重量份的母料(a)和70重量份的包含硫酸钡的母料(b)并且在转鼓中搅拌30分钟以上来塑化板。通过控制用于冷却从T型模挤出的挤压产物的冷却辊的速度来制造厚度为500μm的所述板。
对比实施例2
除了使用二氧化钛母料代替硫酸钡母料以外，如在对比实施例1中所述来制造包含二氧化钛的500μm厚单层板。
对比实施例3
除了在二氧化钛板之下设置硫酸钡板以外，如在实施例1中所述来制造最终厚度为500μm的用于双层光伏电池的下部密封材料。
对比实施例4
为制造包含硫酸钡和二氧化钛的单层板，使用其上附加有宽度为400mm的T型模的单挤压机(RHOMEX252,HAAHE)在180℃下通过混合制备实施例1中使用聚乙烯弹性体(LG化学株式会社,LC670)分别制造的30重量份的母料(a)和70重量份的包含硫酸钡及二氧化钛的母料(d)并且在转鼓中搅拌30分钟以上来塑化板。通过控制用于冷却从T型模挤出的挤压产物的冷却辊的速度来制造厚度为500μm的所述板。
实验实施例—反射率的测量
通过以70mm×50mm大小切割在实施例1到4和对比实施例1到4中制造的板并使用真空层压机(LM-30×30-S,NPC)在150℃下层压所述切割的板10分钟来制造样品。
使用紫外-可见光-近红外光分光光度计(UV-3600,SHIMADSU)在200到2500nm的波长范围内测量层压样品的反射率。在实施例1到4中，以入射光的方向测量层压样品的包含硫酸钡的层的反射率，并且在对比实施例3中，以入射光的方向测量层压样品的包含二氧化钛的层的反射率，然后测量结果在图6中显示。实施例1和对比实施例1到4的反射光谱在图6中显示，并且实施例2到4的反射光谱在图7中显示。
此外，所测量的反射光谱分为包括一部分紫外光波长的紫外光区，例如，从280到400nm，以及用于硅光伏电池的从400到1200nm的可见光区，并且计算各区的面积来比较反射率，然后测量结果在图7中显示。实施例1和对比实施例1到4的反射率在图8中显示，并且实施例2到4的反射率在图9中显示。
如图6和7所示，可以确定的是，在入射光的方向上具有硫酸钡密封材料层的多层密封材料、多层背板或整合产物(实施例1到4)，与二氧化钛密封材料单层板(对比实施例2)、在入射光的方向上具有二氧化钛密封材料层的多层板(对比实施例3)和同时包含二氧化钛和硫酸钡的单层板(对比实施例4)相比，在紫外光区的反射率明显更高。
此外，可以确定的是，硫酸钡密封材料单层板(对比实施例1)在紫外光区的反射率高，但是在可见光区和红外光区的反射率低。
虽然已经参照本申请的某些示例性实施方式显示和描述本申请，但是本领域的技术人员将理解的是，在不背离如所附权利要求定义的本申请范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims (25)

1.一种多层膜，其在不同层中包含：
带隙能为3.3eV以上的无机粒子；以及
带隙能低于3.3eV的无机粒子，
其中，与包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置在上部。
2.根据权利要求1所述的膜，其中，与所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层相比，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层被设置成更接近入射光。
3.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层对紫外光的反射率比所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层对紫外光的反射率高。
4.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层被设置在光伏电池之下。
5.根据权利要求1所述的膜，其中，所述多层膜对在280nm到400nm波长范围内的紫外光的反射率为10％以上，并且对在400nm到1200nm波长范围内的可见光的反射率为60％以上。
6.根据权利要求1所述的膜，其中，所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子为选自硫酸钡(BaSO4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、砷化硼(B12As2)、氮化镓(GaN)、硫化锌、氧化锌和氧化锡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的膜，其中，所述带隙能低于3.3eV的无机粒子为选自二氧化钛(TiO2)、砷化铝(AlAs)、砷化镓(GaAs)、硫化镓(GaS)、硫化锡(SnS)、硫化铅(PbS)、碳化硅(SiC)和钛酸钡(BaTiO3)中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的膜，进一步包括至少一个透明层，
其中，所述至少一个透明层被设置在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层之上，在所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之间，或在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之下。
9.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层包括基体树脂，并且，相对于100重量份的基体树脂，所述带隙能为3.3eV以上的无机粒子的量为10到200重量份。
10.根据权利要求9所述的膜，其中，所述基体树脂是热塑性树脂、热固性树脂或其混合物。
11.根据权利要求10所述的膜，其中，所述基体树脂为聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、基于氟的树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚芳酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚丙烯腈树脂、基于芳香族乙烯基的树脂、硅烷改性烯烃树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、乙烯-乙酸乙烯酯树脂或其混合物。
12.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层的厚度为1到1000μm。
13.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的厚度为1到1000μm。
14.根据权利要求1所述的膜，其中，所述包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层的至少一种进步一步包括选自抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂和紫外稳定剂中的至少一种。
15.一种光伏模块，其包括：
多层密封材料；和/或
背板，
其中，所述背板包括权利要求1所述的多层膜。
16.根据权利要求15所述的模块，其中，所述密封材料具有多层结构，所述多层结构包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。
17.根据权利要求15所述的模块，其中，所述背板具有多层结构，所述多层结构包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层和包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。
18.根据权利要求15所述的模块，其中，所述密封材料包括包含带隙能为3.3eV以上的无机粒子的层，并且所述背板包括包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。
19.根据权利要求16或17所述的模块，进一步包括设置在所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层之下的基板。
20.根据权利要求19所述的模块，进一步包括在所述基板之下的包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层，以便在所述基板两侧形成所述包含带隙能低于3.3eV的无机粒子的层。
21.根据权利要求19所述的模块，其中，所述基板为单层板，层叠板，或者铝、铁、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的共挤压产物。
22.根据权利要求19所述的模块，其中，在所述基板的至少一个表面上进行选自用等离子体、电晕、底漆、锚固剂和偶联剂处理以及热处理中的至少一种表面处理。
23.根据权利要求19所述的模块，其中，所述基板的厚度为50到500μm。
24.根据权利要求15所述的模块，其进一步包括：
透明前基板；
上部密封材料；以及
光伏电池，其由所述上部密封材料和所述多层密封材料密封。
25.根据权利要求24所述的模块，其中，至少一种光伏电池串联或并联排列以形成光伏电池阵列。
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