CN108075007A - 一种光伏组件用背板及包含其的太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏组件用背板，所述背板包括PET层，和粘结于所述PET层一侧，与封装胶膜接触的聚烯烃共聚物膜层。本发明通过在PET层一侧设置聚烯烃共聚物膜层，起到阻水作用，降低了背板的透水率达到1.0g/m2·d以下(温度38℃，相对湿度90％RH，红外法测试)，减少水分渗入电池边缘和微裂纹，可延缓电池片栅线变色，可降低光伏组件蜗牛纹的发生几率；另外，本发明提供的光伏组件用背板对于现有技术中的KPE结构背板的生产制成无影响，可以利用现有的背板制备制程进行制备。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种光伏组件用背板及包含其的太阳能电池。
背景技术
因此在当今能源问题日趋突出的环境下，太阳能作为一种可再生的能源，一直是各国重点研究的新能源。太阳能电池利用光生伏特效应,将太阳能转化为电能，正逐渐被广泛应用，其需求日益扩大，市场前景非常可观。
现有技术太阳能电池组件的结构包括：电池片100，包裹所述电池片的封装胶膜200(通常为EVA)，设置于所述封装胶膜靠近太阳光一侧的透明盖板300，设置于所述封装胶膜远离太阳光一侧的背板400，如图1所示。背板位于太阳能电池片的下方与连接器连接处，对太阳能玻璃层压电池板中的EVA和电池片等材料起到重要的保护作用。
此外，太阳能电池组件是长期放置于户外工作的电器产品，环境中的水汽、氧、紫外光都会对其中的电子元件产生损害，特别是水蒸气的进入会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的粘结性能，导致背板与EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化，严重影响太阳能电池的寿命。因此，背板除发挥基本的保护作用，还要求具有25年以上的可靠的电绝缘性能、氧阻隔性能、水阻隔性能、耐老化性能。
“蜗牛纹”通常出现在太阳能电池上，在电池边缘或电池间的微裂纹中产生变色现象，呈现褐色的视觉效果。研究表明，背板的水汽透过率对光伏组件出现“蜗牛纹”有一定的影响，具有较低的水蒸气透过率的背板，可减少水分渗入电池边缘和微裂纹，可延缓电池片栅线变色，可降低光伏组件蜗牛纹的发生几率。目前市场上常用的TPT/KPE/KPC结构背板，其水蒸气透过率为2.5g/m2·d(温度38℃，相对湿度90％RH，红外法测试)。
红外法测试的原理是利用实验薄膜隔成两个独立气流系统，一侧为具有稳定相对湿度的氮气气流，另一侧为绝对干燥的氮气气流，水蒸气从潮湿的氮气流一侧透过实验薄膜到达干燥的氮气流，并随着干燥的氮气气流流向红外检定传感器，红外检测器利用水蒸气对红外光能能量吸收的比例来判断水蒸气浓度，测量出氮气中水蒸气的含量，既而得出水蒸气透过率。
CN102690477公开了一种太阳能电池背板材料及其制备方法及产品，包括改性PVDF及改性PET；用聚合树脂和无机填料及改性助剂分别对PET及PVDF进行共混改性，使他们在共挤出后形成的结构中获得更好的力学性能，避免了采用粘合剂或溶剂。但对增加PET及PVDF间界面的粘结性能提高有限。
如何开发一种低水透背板，阻止外部水汽透过背板进入组件内部，造成“蜗牛纹”现象，是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种光伏组件用背板，所述背板通过使用PO膜提高背板的阻水性能，实现背板的低透水率。
本发明所述光伏组件用背板包括PET层，和粘结于所述PET层一侧，与封装胶膜接触的聚烯烃共聚物膜层。
本发明通过在PET层一侧设置聚烯烃共聚物膜层，替代现有技术中的聚乙烯层，起到阻水作用，且对于现有技术中的KPE结构背板的生产制程无影响。
优选地，所述聚烯烃共聚物包括聚乙烯辛烯共聚物和/或聚乙烯丁烯共聚物。
优选地，所述聚烯烃共聚物的重均分子量为10万～18万，例如11万、12万、13万、14万、15万、16万、17万等。
优选地，所述聚烯烃共聚物膜的厚度为50～90μm，例如52μm、56μm、59μm、63μm、68μm、72μm、78μm、85μm等。
优选地，所述背板包括PET层；粘结于PET层一侧，与封装胶膜接触的聚烯烃共聚物膜层；粘结于PET层另一侧，与大气接触的氟膜层。
优选地，所述聚烯烃共聚物膜层与PET层之间通过胶水层进行粘结。
优选地，所述氟膜层与PET层之间通过胶水层进行粘结。
优选地，所述PET层的厚度为220～280μm，例如222μm、226μm、229μm、233μm、238μm、242μm、248μm、255μm、264μm、268μm、275μm、277μm等，优选250μm。
优选地，所述胶水层厚度为8～12μm，例如9μm、10μm、11μm等，优选10μm。
优选地，所述氟膜层厚度为18～22μm，例如19μm、20μm、21μm等，优选20μm。
优选地，所述光伏组件用背板的透水率≤1.0g/m2·d，例如0.9g/m2·d、0.8g/m2·d、0.7g/m2·d、0.6g/m2·d、0.5g/m2·d、0.4g/m2·d、0.3g/m2·d等，测试条件为温度38℃，相对湿度90％RH，红外法测试。
红外法测试的原理是利用实验薄膜隔成两个独立气流系统，一侧为具有稳定相对湿度的氮气气流，另一侧为绝对干燥的氮气气流，水蒸气从潮湿的氮气流一侧透过实验薄膜到达干燥的氮气流，并随着干燥的氮气气流流向红外检定传感器，红外检测器利用水蒸气对红外光能能量吸收的比例来判断水蒸气浓度，测量出氮气中水蒸气的含量，既而得出水蒸气透过率。
本发明目的之二是提供一种太阳能电池，所述太阳能电池的背板为目的之一所述的光伏组件用背板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过在PET层一侧设置聚烯烃共聚物膜层，起到阻水作用，降低了背板的透水率达到1.0g/m2·d以下(温度38℃，相对湿度90％RH，红外法测试)，减少水分渗入电池边缘和微裂纹，可延缓电池片栅线变色，可降低光伏组件蜗牛纹的发生几率；另外，本发明提供的光伏组件用背板对于现有技术中的KPE结构背板的生产制成无影响，可以利用现有的背板制备制程进行制备。
附图说明
图1是现有技术太阳能组件的结构示意图；
图2给出了实施例1～3、对比例2-3所述的光伏组件用背板的结构示意图；
图3给出了对比例1所述的光伏组件用背板的结构示意图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
图2给出了实施例1～3、对比例2-3所述的光伏组件用背板的结构示意图。
实施例1
一种光伏组件用背板，包括厚度为250μm的PET层401；通过10μm的胶水层404粘结于PET层一侧，与封装胶膜接触的厚度为70μm的聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯辛烯共聚物膜层)402；通过10μm的胶水层粘结于PET层另一侧，与大气接触的厚度为20μm的氟膜层403。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，聚烯烃共聚物膜层402替换为等厚度的聚乙烯膜层405。对比例1的光伏组件用背板的结构如图3所示。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯辛烯共聚物膜层)402的厚度设置为45μm。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯辛烯共聚物膜层)402的厚度设置为150μm。
实施例3因为聚烯烃共聚物膜层厚度较大(大于90μm)，背板整体厚度变厚，层压后组件整体厚度变厚，影响组件的装框及边框硅胶的自动溢出。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯辛烯共聚物膜层)402替换为等厚度的聚乙烯-醋酸乙烯共聚物膜层。
实施例2
一种光伏组件用背板，包括厚度为220μm的PET层401；通过8μm的胶水层404粘结于PET层一侧，与封装胶膜接触的厚度为50μm的聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯丁烯共聚物膜层)402；通过8μm的胶水层404粘结于PET层另一侧，与大气接触的厚度为18μm的氟膜层403。
实施例3
一种光伏组件用背板，包括厚度为280μm的PET层401；通过12μm的胶水层404粘结于PET层一侧，与封装胶膜接触的厚度为90μm的聚烯烃共聚物膜层(聚乙烯辛烯共聚物膜层)402；通过12μm的胶水层404粘结于PET层另一侧，与大气接触的厚度为22μm的氟膜层403。
应用例
将实施例和对比例提高的光伏组件用背板按照图1现有技术太阳能组件的结构组装成太阳能电池，组装太阳能电池的材料除了背板不同以外，其他物料(包括透明盖板、封装胶膜、电池片等)，进行横向对比测试，测试条件为：将电池片层压前隐裂，在通8A电流，湿热环境DH(湿热测试85℃85％湿度)下放置160h，然后短接户外曝晒1周，观察是否出现蜗牛纹。
蜗牛纹性能测试结果如表1；
表1
将实施例1～3得到的光伏组件用背板采用红外法测试其在温度38℃，相对湿度90％RH条件下的水蒸气透过率，测试结果如表2所示：
表2
| 样品 | 水蒸气透过率(g/m2·d) |
| 实施例1 | 0.5 |
| 对比例1 | 1.5 |
| 对比例2 | 0.8 |
| 对比例3 | 0.3 |
| 对比例4 | 1.8 |
| 实施例2 | 0.6 |
| 实施例3 | 0.4 |
由表1可以看出，聚烯烃共聚物膜层的厚度能够有效提高背板的阻水性能，防止蜗牛纹的产生。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏组件用背板，其特征在于，所述背板包括PET层，和粘结于所述PET层一侧，与封装胶膜接触的聚烯烃共聚物膜层。
2.如权利要求1所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述聚烯烃共聚物包括聚乙烯辛烯共聚物和/或聚乙烯丁烯共聚物；
优选地，所述聚烯烃共聚物的重均分子量为10万～18万。
3.如权利要求1或2所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述聚烯烃共聚物膜的厚度为50～90μm。
4.如权利要求1～3之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述背板包括PET层；粘结于PET层一侧，与封装胶膜接触的聚烯烃共聚物膜层；粘结于PET层另一侧，与大气接触的氟膜层。
5.如权利要求1～4之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述聚烯烃共聚物膜层与PET层之间通过胶水层进行粘结。
6.如权利要求1～5之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述氟膜层与PET层之间通过胶水层进行粘结。
7.如权利要求1～6之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述PET层的厚度为220～280μm，优选250μm；
优选地，所述胶水层厚度为8～12μm，优选10μm。
8.如权利要求1～7之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述氟膜层厚度为18～22μm，优选20μm。
9.如权利要求1～8之一所述的光伏组件用背板，其特征在于，所述光伏组件用背板的透水率≤1.0g/m2·d，测试条件为温度38℃，相对湿度90％RH，红外法测试。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的背板为权利要求1～9之一所述的光伏组件用背板。
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