CN107749428A - 一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板 - Google Patents
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Abstract
本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，所述光伏背板由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，所述功能层包括一体成型的乳白层和透明层，其中乳白层为一层及以上结构，厚度为20~200μm，包括改性无机填料，改性树脂，紫外吸收剂及抗氧剂，透明层与电池片贴合，采用一层及以上结构，厚度为200~800μm，包括改性树脂，紫外吸收剂以及抗氧剂，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，采用一体化功能层能够替代传统胶膜，不仅具有高耐候、高反射、高绝缘、低水透性能，同时保护组件25年使用寿命的同时对组件功率具有增益作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏电池背板，具体涉及一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板。
背景技术
晶硅太阳能电池组件包括八大材料，分别是玻璃、封装胶膜、电池片、焊带、硅胶、铝边框、接线盒、光伏背板，光伏背板是光伏组件中极其重要的封装材料，对电池片起到支撑作用，同时其直接与外界环境大面积接触，承担着保障光伏组件25年稳定发电的重要使命，优异的绝缘性、阻隔性和耐候性是其长期应用的可靠性保障。
目前市面上出现的所有背板都需要在背板和电池片之间加入一层胶膜，通过该胶膜包覆
有的公司提出胶膜、背板一体化背板结构，但是在使用中会出现很多缺陷。
如专利201320281107.9提到的胶膜、背板一体化的太阳能光伏组件背板结构，从对着电池片的外层依次为：EVA替代层、结构增强层、耐候层。其中EVA替代层为单层结构，层压成组件后，存在较多缺陷，主要表现为：①层压后受结构增强层和玻璃的挤压，出现边缘溢胶脱层的现象；②替代层为微发泡聚烯烃结构，较为柔软，层压过程中造成电池片和焊带完全穿透EVA替代层，直接接触到结构增强层，造成电池片隐裂和碎片；③更为严重的是由于导电体完全穿透EVA替代层，造成EVA替代层完全失去绝缘作用，只能依靠耐候层和结构增强层起绝缘作用，一次整体的绝缘厚度被降低。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，一体化功能层能够替代传统组件中电池片与背板之间的胶膜，同时又具有高耐候、高反射、高绝缘、低水透性能，在保护组件25年使用寿命的同时，对组件功率具有增益作用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下 ：一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，所述光伏背板由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，所述功能层包括一体成型的乳白层和透明层，其中乳白层为单层或多层结构，总厚度为20~200μm，包括改性无机填料3~20份，改性树脂70~92份，紫外吸收剂0.3~9份及抗氧剂0.3~8份，透明层与电池片贴合，采用单层或多层结构，总厚度为200~800μm，包括改性树脂90~98份，紫外吸收剂0.3~9份以及抗氧剂0.3~8份。
作为优选，所述乳白层为多层结构时，其与透明层粘合的乳白层内改性树脂含量不高于与胶黏层粘接的乳白层内改性树脂含量，且与透明层粘合的乳白层厚度不高于与胶黏层粘接的乳白层厚度。
作为优选，所述透明层为多层结构，其与电池片粘合的透明层内改性树脂含量不低于与乳白层粘接的透明层内改性树脂含量，且与电池片粘合的透明层厚度不高于与乳白层粘接的透明层厚度。
作为优选，所述耐候层厚度为5~200um，为含氟或非氟层。
作为优选，所述胶黏层为丙烯酸胶黏剂，聚氨酯胶黏剂，环氧树脂胶黏剂或树脂胶黏剂，其厚度为5~30μm。
作为优选，所述改性树脂有聚乙烯，聚丙烯，乙烯共聚物，聚烯烃弹性体，聚烯烃塑性体中的一种或几种组合。
作为优选，所述改性无机填料为钛白粉，蒙脱土，高岭土，云母，滑石粉，硅灰石，水镁石中的一种或多种组合，采用的改性方法为包裹法，化学气相沉淀法，局部化学反应法，低温等离子法，高能辐射线法，电子束射线法或紫外线法。
作为优选，所述功能层两面通过压花辊压花形成微结构。
作为优选，所述透明层及乳白层优选单层或双层，且所述透明层与乳白层的配合形式包括一层乳白层和一层透明层，两层乳白层和一层透明处，一层乳白层和两层透明层，以及两层乳白层和两层透明层。
本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其具有功能层可以替代现有的与电池片接触的胶膜层，其与背板一体化封装，而且该功能层采用为透明层和乳白层两层结构，其中乳白层为功能增强层，通过多层结构设计和不同层厚度和配方优化，能够增强背板本身的剥离强度，同时其内部配方及配比的使用可以使得该背板具有很好的耐温性，满足高系统电压的使用要求，而且其具有高反射及低水透性能，透明层与电池贴合，其表面的微孔结构可以增强与电池片之间的粘接强度大于40N/cm，同时通过多层结构设计和配方调整，淡化了透明层和乳白层之间的相界面，提高二者之间的相容性；最重要的是该功能层中透明层或者乳白层均可以是多层结构一体挤压而得，可以在层压过程中有效保护电池片不会出现隐裂或碎片，使其在具备可靠性的同时，增加了绝缘、阻隔、耐温、高反射等一系列的功能性。
有益效果：本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，具有如下有益效果：
1、一体化功能层具有多层结构，透明层能够有效保证与电池片和下层胶膜的粘接，同时透明层采用的是聚烯烃弹性体和塑性体，能够有效保护电池片，避免出现隐裂和碎片的现象；
2、一体化功能层中的白色结构采用改性树脂，耐温性较好，不会出现导电体完全穿透替代层，造成其失去绝缘作用，能够胜任更高系统电压的工作环境，大大降低电站的建设成本；
3、一体化功能层的出现，减少一步组件生产时叠层工序，在组件批量化生产的今天，能够简化工序，降低工人劳动强度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的示意图；
图3为本发明第二实施例的示意图；
图4为本发明第三实施例的示意图；
图5为本发明第四实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，所述光伏背板由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，其中：
所述耐候层厚度为5~200um，为含氟或非氟层；所述胶黏层为丙烯酸胶黏剂，聚氨酯胶黏剂，环氧树脂胶黏剂或树脂胶黏剂，其厚度为5~30μm；PET层厚度为80~400μm。
功能层包括一体成型的乳白层及透明层，其中：
所述乳白层可以为单层结构，也可以为多层结构（不超过三层，优选双层），其总厚度为20~200μm，由改性无机填料，改性树脂，紫外吸收剂及抗氧剂组成，当乳白层为单层结构时，成分配比为改性无机填料3~20份，改性树脂70~92份，紫外吸收剂0.3~9份及抗氧剂0.3~8份；而为多层结构时，每层可以在厚度和配方成分配比在单层结构的基础上进行微调，但需要保证与透明层结合的那层乳白层内改性树脂配比不高于与胶黏层结合的那层乳白层内改性树脂配比，同时要保证与透明层结合的那层乳白层的厚度不高于与胶黏层结合的那层乳白层的厚度。
所述透明层与电池片粘接，同样可以为单层结构或者多层结构（不超过三层，优选双层），其总厚度为200~800μm，由改性树脂，紫外吸收剂以及抗氧剂组成，当透明层为单层结构时，成分配比为改性树脂90~98份，紫外吸收剂0.3~9份以及抗氧剂0.3~8份；而为多层结构时，每层可以在厚度和配方成分配比在单层结构的基础上进行微调，但要保证与电池片结合的那层透明层内改性树脂的配比不低于与乳白层结合的那层透明层内改性树脂的配比，同时要保证与电池片结合的那层透明层的厚度不高于与乳白层结合的那层透明层的厚度。
下面以具体实施例来对本发明的内容做详细说明：
第一实施例
如图2所示，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，其中耐候层为PVDF薄膜，厚度为35μm，胶黏层为聚氨酯胶黏剂，厚度为10μm，PTE层厚度为200μm，功能层包括单层乳白层和单层透明层，其中乳白层与PET层胶粘，其厚度为90μm，由聚乙烯25份，聚烯烃弹性体45份，聚烯烃塑性体19份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，所述透明层与电池片粘接，其厚度为400μm，由聚烯烃弹性体60份，乙烯-醋酸乙烯共聚物39份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成。
将该实施例的背板与电池片，EVA胶膜，玻璃进行层压封装，并进行测试，乳白层与透明层之间剥离强度大于40N/cm，功能层与PET层的剥离强度大于7N/cm，与电池片的粘接力大于30N/cm，与电池片上层的EVA粘接力大于100N/cm，DTI测试背板有效绝缘厚度大于340μm，对组件进行EL测试，层压前后电池片未出现隐裂碎片现象。
第二实施例
如图3所示，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，其中耐候层为强化耐候PET，厚度为35μm，胶黏层为丙烯酸胶黏剂，厚度为10μm，PET层厚度为200μm，功能层包括双层结构乳白层和单层透明层，其中下层乳白层厚度为90μm，由聚乙烯25份，聚烯烃弹性体45份，聚烯烃塑性体19份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，上层乳白层厚度为20μm，由聚乙烯29份，聚烯烃弹性体55份，聚烯烃塑性体5份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，所述透明层与电池片粘接，其厚度为400μm，由聚烯烃弹性体60份，乙烯-醋酸乙烯共聚物39份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成。
将该实施例的背板与电池片，EVA胶膜，玻璃进行层压封装，并进行测试，乳白层与透明层之间剥离强度大于45N/cm，功能层与PET层的剥离强度大于7N/cm，与电池片的粘接力大于30N/cm，与电池片上层的EVA粘接力大于100N/cm，DTI测试背板有效绝缘厚度大于340μm，对组件进行EL测试，层压前后电池片未出现隐裂碎片现象。
第三实施例
如图4所示，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，其中耐候层为PVDF薄膜，厚度为35μm，胶黏层为聚氨酯胶黏剂，厚度为10μm，PTE层厚度为200μm，功能层包括单层乳白层和双层结构透明层，其中乳白层厚度为100μm，由聚乙烯25份，聚烯烃弹性体45份，聚烯烃塑性体19份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，下层透明层厚度为400μm，由聚烯烃弹性体60份，乙烯-醋酸乙烯共聚物39份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，上层透明层厚度为20μm，由聚烯烃弹性体40份，乙烯-醋酸乙烯共聚物59份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成。
将该实施例的背板与电池片，EVA胶膜，玻璃进行层压封装，并进行测试，乳白层与透明层之间剥离强度大于45N/cm，功能层与PET层的剥离强度大于7N/cm，与电池片的粘接力大于50N/cm，与电池片上层的EVA粘接力大于120N/cm，DTI测试背板有效绝缘厚度大于340μm，对组件进行EL测试，层压前后电池片未出现隐裂碎片现象。
第四实施例
如图5所示，本发明所揭示的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，其中耐候层为含氟薄膜，厚度为35μm，胶黏层为聚氨酯胶黏剂，厚度为10μm，PTE层厚度为200μm，功能层包括双层结构乳白层和双层结构透明层，其中下层乳白层厚度为90μm，由聚乙烯25份，聚烯烃弹性体45份，聚烯烃塑性体19份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，上层乳白层厚度为30μm，由聚乙烯29份，聚烯烃弹性体55份，聚烯烃塑性体5份、钛白粉10份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，下层透明层厚度为400μm，由聚烯烃弹性体60份，乙烯-醋酸乙烯共聚物39份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成，上层透明层厚度为50μm，由聚烯烃弹性体40份，乙烯-醋酸乙烯共聚物59份、抗氧剂0.4份和紫外吸收剂0.6份组成。
将该实施例的背板与电池片，EVA胶膜，玻璃进行层压封装，并进行测试，乳白层与透明层之间剥离强度大于50N/cm，功能层与PET层的剥离强度大于7N/cm，与电池片的粘接力大于50N/cm，与电池片上层的EVA粘接力大于120N/cm，DTI测试背板有效绝缘厚度大于340μm，对组件进行EL测试，层压前后电池片未出现隐裂碎片现象。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述光伏背板由外至内依次为耐候层，胶黏层，PET层，胶黏层，功能层，所述功能层包括一体成型的乳白层和透明层，其中乳白层为单层或多层结构，总厚度为20~200μm，包括改性无机填料3~20份，改性树脂70~92份，紫外吸收剂0.3~9份及抗氧剂0.3~8份，透明层与电池片贴合，采用单层或多层结构，总厚度为200~800μm，包括改性树脂90~98份，紫外吸收剂0.3~9份以及抗氧剂0.3~8份。
2.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述乳白层为多层结构时，其与透明层粘合的乳白层内改性树脂含量不高于与胶黏层粘接的乳白层内改性树脂含量，且与透明层粘合的乳白层厚度不高于与胶黏层粘接的乳白层厚度。
3.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述透明层为多层结构，其与电池片粘合的透明层内改性树脂含量不低于与乳白层粘接的透明层内改性树脂含量，且与电池片粘合的透明层厚度不高于与乳白层粘接的透明层厚度。
4.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述耐候层厚度为5~200um，为含氟或非氟层。
5.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述胶黏层为丙烯酸胶黏剂，聚氨酯胶黏剂，环氧树脂胶黏剂或树脂胶黏剂，其厚度为5~30μm。
6.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述改性树脂有聚乙烯，聚丙烯，乙烯共聚物，聚烯烃弹性体，聚烯烃塑性体中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述改性无机填料为钛白粉，蒙脱土，高岭土，云母，滑石粉，硅灰石，水镁石中的一种或多种组合，采用的改性方法为包裹法，化学气相沉淀法，局部化学反应法，低温等离子法，高能辐射线法，电子束射线法或紫外线法。
8.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述功能层两面通过压花辊压花形成微结构。
9.根据权利要求1所述的一种复合封装一体化功能性太阳能电池背板，其特征在于：所述透明层及乳白层优选单层或双层，且所述透明层与乳白层的配合形式包括一层乳白层和一层透明层，两层乳白层和一层透明处，一层乳白层和两层透明层，以及两层乳白层和两层透明层。
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