CN107994860A - 一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，应用于光伏领域。一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜包括粘结层、基底层、结构层、反光层和保护层。粘结层为最底层，粘结层用于把该光全反射膜固定到光伏组件焊带区域。基底层设置在粘结层上方，用于支撑结构层。结构层设置在基底层上部，结构层包括底座和位于底座上方的多个平行排列的微结构，微结构排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直。所述的微结构为横置三棱柱，三棱柱横截面为等腰三角形，相邻三棱柱横截面三角形底边手尾相连，优选底角为20°~30°。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，应用于光伏领域。
背景技术
随着经济的发展，人们对能源的需求迅猛增加，而传统化石能源的日益枯竭以及其所带来的一系列环境污染驱动着人们去寻找更加可持续且更加清洁的能源，而太阳能就是一种非常好的选择。目前人们对太阳能的主要利用方式就是光伏发电，而提高光伏组件的发电效率并保证其长时间高效使用是目前光伏领域的重中之重。
常规光伏组件的组成从上到下依次为前板玻璃，封装胶层，电池片，封装胶层和背板（或玻璃）。其中每片电池片上会覆盖2~3条宽度为2~3mm的焊带，通过焊带可以把电池片串联起来，焊带约占整个组件2~3%的表面积，而入射到焊带区域的太阳光并不能被电池片直接吸收，通过焊带表面的漫反射，反射光在玻璃与空气界面再次反射到电池片上才能被吸收利用，而这种利用是非常低效的。
专利（公开号：CN206349378U）提出了一种光伏组件用光重定向膜，可以高效反射辐照到焊带区域的太阳光，经过前板玻璃与空气界面的全反射后可以传播到电池片区域，从而提高光伏组件1~2%的功率。但在组件长期使用的过程中，封装胶层如EVA老化会分解产生醋酸，同时组件内不可避免的会渗入水汽和氧气，而光重定向膜反光层多为金属材料如铝等，极易受到酸腐蚀，或者水和氧气共同作用导致的腐蚀作用，从而破坏反光层，降低反光效率，降低组件功率。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，它在反光层表面通过物理（PVD）或化学气相沉积（CVD）制作一层保护层如硅氧化物SiOx（1≤x≤2），在不降低透光率的情况下，可以有效阻隔氧气，水汽和醋酸等，阻隔率有望达到0.0001g/（m2·24h），从而提高光全反射膜的耐酸、耐水汽和氧气的腐蚀性能，保证光全反射膜在组件中的长期高效使用。
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜是采取以下技术方案实现：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜包括粘结层、基底层、结构层、反光层和保护层。粘结层为最底层，粘结层用于把该光全反射膜固定到光伏组件焊带区域。基底层设置在粘结层上方，用于支撑结构层。结构层设置在基底层上部，结构层包括底座和位于底座上方的多个平行排列的微结构，微结构排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直。所述的微结构为横置三棱柱，三棱柱横截面为等腰三角形，相邻三棱柱横截面三角形底边手尾相连，优选底角为20°~30°。
反光层设置在结构层上方，高效反射太阳光。保护层设置在反光层表面，可以有效阻隔酸，水汽和氧气等，避免反光层受到腐蚀，从而保证反光层能够长时间高效反射太阳光，提高光全反射膜的寿命，提高光伏组件的增益。
所述的反光层均匀涂覆在结构层表面，高效反射太阳光。
所述的微结构为多个平行排列的横置三棱柱，三棱柱排列方向与光全反射膜制品长度方向（MD）非垂直。
所述的微结构横截面为等腰三角形，连续排列且底边位于同一条直线。
所述的微结构横截面等腰三角形底角取值范围为20°~30°。
所述粘结层厚度为10-30μm；基底层厚度为50-150μm；结构层底座厚度5-10μm，微结构高度为10-30μm；反光层厚度为30-200nm；保护层厚度为10-500nm。
所述的粘结层含有聚合物材料；基底层含有聚合物材料；结构层含有聚合物材料；反光层含有金属材料；保护层为无机或有机材料。
所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜制品，通过精密涂布工艺在基底层上制作结构层，然后在结构层上蒸镀反光层，后在反光层上沉积保护层，然后在基底层另一边挤出复合粘结层，最后分切得到成品。
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，它在反光层表面通过物理（PVD）或化学气相沉积（CVD）制作一层保护层如硅氧化物SiOx（1≤x≤2），在不降低透光率的情况下，可以有效阻隔氧气，水汽和醋酸等，阻隔率有望达到0.0001g/（m2·24h），从而提高光全反射膜的耐酸、耐水汽和氧气的腐蚀性能，保证光全反射膜在组件中的长期高效使用。
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜设计合理，结构紧凑，是一种可以粘结到焊带上用于光伏组件的耐腐蚀的光全反射膜，通过优选的横置三棱柱微结构以及横截面为等腰三角形的底角优化，可以降低金属反光层沉积难度以及最大化利用入射到焊带区域的太阳光，提高组件对辐照到焊带区域太阳光利用效率，进而提高组件1%~2%功率，从而提高组件一个档次。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
1、粘结层；2、基底层；3、结构层；31、底座；32、微结构；4、反光层；5、保护层。
具体实施方式
参照附图1，一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜包括粘结层1、基底层2、结构层3、反光层4和保护层5。粘结层1为最底层，粘结层1用于把该光全反射膜固定到光伏组件焊带区域。基底层2设置在粘结层1上方，用于支撑结构层3。结构层3设置在基底层2上部，结构层3包括底座31和位于底座31上方的多个平行排列的微结构32，微结构32排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直。
所述的微结构32为横置三棱柱，三棱柱横截面为等腰三角形，相邻三棱柱横截面三角形底边手尾相连，优选底角为20°~30°。
反光层4设置在结构层3上方，高效反射太阳光。保护层5设置在反光层4表面，可以有效阻隔酸，水汽和氧气等，避免反光层4受到腐蚀，从而保证反光层4能够长时间高效反射太阳光，提高光全反射膜的寿命，提高光伏组件的增益。
所述的反光层4均匀涂覆在结构层表面，高效反射太阳光。
所述的微结构32为多个平行排列的横置三棱柱，三棱柱排列方向与光全反射膜制品长度方向（MD）非垂直。
所述的微结构32横截面为等腰三角形，连续排列且底边位于同一条直线。
所述的微结构32横截面等腰三角形底角取值范围为20°~30°。
所述粘结层1厚度为10-30μm；基底层2厚度为50-150μm；结构层底座厚度5-10μm，微结构32高度为10-30μm；反光层4厚度为30-200nm；保护层5厚度为10-500nm。
所述的粘结层1含有聚合物材料；所述的粘结层（1）为热熔EVA。
所述的基底层2含有聚合物材料；所述的基底层2为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯中的一种或多种。
所述的结构层3含有聚合物材料；所述的结构层3为环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇脂（PET）、或聚氯乙烯（PVC）材料。
所述的反光层4含有金属材料；所述的反光层（4）为真空蒸发镀铝。
所述的保护层5为无机或有机材料。所述保护层为硅氧化物SiOx（1≤x≤2）。
所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜制品，通过精密涂布工艺在基底层2上制作结构层3，然后在结构层3上蒸镀反光层4，后在反光层4上沉积保护层5，然后在基底层2另一边挤出复合粘结层1，最后分切得到成品。
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行详细具体的描述。显然，本公开所述实施例仅为一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开的实施例，其他技术人员在无创造性劳动前提下所采用的实施例，都属本公开的保护范围。
实施例1：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，结构如图1所示，包括粘结层1、基底层2、结构层3（包括底座31，微结构32）、反光层4和保护层5。粘结层1位于底部，基底层2位于粘结层1上方，结构层3位于基底层上方，反光层4均匀覆盖在结构层3表面，保护层5位于反光层4表面。结构层3包括底座31，微结构32。微结构32由多个平行的横置三棱柱组成，微结构的排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直。三棱柱横截面为等腰三角形，相邻三棱柱横截面三角形底边手尾相连且位于同一条直线上。
实施例2：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述基底层材料为高熔点透明PET材料，PET需要双面电晕以提高粘结强度。
实施例3：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述结构层材料为紫外固化胶，先在PET上均匀涂覆一层胶水，然后通过有微结构的模具比如辊子在胶水中压制出微结构，同时通过紫外光辐射固化成型，与模具剥离后可制得结构层。
实施例4：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述微结构的横截面三角形底边为40~80μm。
实施例5：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述粘结层为EVA热熔胶，通过挤出复合方式粘结到PET上。
实施例6：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述反光层为铝层，厚度为40~100nm，通过真空蒸镀高纯（＞99.9%）铝制得。
实施例7：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述保护层为硅氧化物SiOx（1≤x≤2），厚度为10~100nm，通过PVD或CVD制得。
实施例8：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述保护层为硅氧化物SiOx（1≤x≤2），SiOx高透明，其折射率范围在1.44~1.55之间，与EVA折射率（1.48）匹配，所以光在传输过程中的损耗比较小。
实施例9：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述保护层为硅氧化物SiOx（1≤x≤2），硅氧化物具有高的阻隔性能，对氧气和水汽具有很好的防渗透性，已广泛应用于食品包装行业，所以可以避免水汽和氧气对镀铝反光层的腐蚀作用，保证反光效率。
实施例10：
一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，所述保护层为硅氧化物SiOx（1≤x≤2），可以耐酸碱腐蚀，避免反光层受到组件中的封装材料如EVA在长期使用时分解产生的醋酸的腐蚀作用，从而保证反光效率。
本发明公开了一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，从下到上依次包括粘结层，基底层，结构层，反光层和保护层。粘结层用于把光全反射膜固定于光伏组件焊带区域；基底层位于粘结层之上；结构层含有底座和位于底座上方的多个平行横置三棱柱结构，三棱柱排列方向与机器方向非垂直，其横截面为等腰三角形；反光层位于结构层表面；保护层位于反光层表面。本发明通过保护层的高阻隔作用，避免了组件中EVA分解产生的醋酸对反光层的腐蚀以及空气中水汽、氧气渗透对反光层的腐蚀，保证了光全反射膜的长寿命高效运行，提高了组件的总体增益。
Claims (10)
1.一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：
包括粘结层、基底层、结构层、反光层和保护层；粘结层为最底层，粘结层用于把该光全反射膜固定到光伏组件焊带区域，基底层设置在粘结层上方，用于支撑结构层，结构层设置在基底层上部；
结构层包括底座和位于底座上方的多个平行排列的微结构，微结构排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直；
反光层设置在结构层上方，高效反射太阳光，保护层设置在反光层表面，能有效阻隔酸，水汽和氧气，避免反光层受到腐蚀。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的反光层均匀涂覆在结构层表面，高效反射太阳光。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的微结构为横置三棱柱，三棱柱横截面为等腰三角形，相邻三棱柱横截面三角形底边手尾相连。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的微结构为多个平行排列的横置三棱柱，三棱柱排列方向与光全反射膜制品长度方向非垂直。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的微结构横截面为等腰三角形，连续排列且底边位于同一条直线。
6.根据权利要求1或2所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的微结构横截面等腰三角形底角取值范围为20°~30°。
7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述粘结层厚度为10-30μm；基底层厚度为50-150μm；结构层底座厚度5-10μm，微结构高度为10-30μm；反光层厚度为30-200nm；保护层厚度为10-500nm。
8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的粘结层含有聚合物材料；基底层含有聚合物材料；结构层含有聚合物材料。
9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的反光层含有金属材料；所述的保护层为无机或有机材料。
10.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜，其特征在于：所述的一种耐腐蚀的光伏组件用的光全反射膜制品，通过精密涂布工艺在基底层上制作结构层，然后在结构层上蒸镀反光层，后在反光层上沉积保护层，然后在基底层另一边挤出复合粘结层，最后分切得到成品。
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