CN108091718A - 一种光伏组件封装用白色eva及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏组件封装用白色EVA复合材料及其制备方法和应用，所述白色EVA复合材料包括白色EVA层以及覆于所述白色EVA层上的无机阻水层。在本发明中，通过在白色EVA基层上覆有无机阻水层，从而有效抑制组件中由于白色EVA流动性强而带来的翻边溢胶等外观异常，并且不会影响白色EVA的光线发射及散射，能有效提升组件功率，其制备方法简单高效，方便易行，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于光伏材料技术领域，涉及一种光伏组件封装用白色EVA及其制备方法和应用。
背景技术
现有太阳能光伏组件的结构中采用高透面、抗紫外及耐老化性能优异、粘结性较好、具有弹性的EVA胶层将太阳能电池片封装起来，并和上层保护材料(玻璃)、下层保护材料(背板或玻璃)粘合在一起。
通过在电池片背面铺设白色EVA，可有效将光伏电池片阵列缝隙中的太阳光充分得到反射、散射，使得电池片能多次利用太阳光，从而提升组件功率。目前高反射白色EVA封装胶膜的使用一直存在局限性，主要是在层压过程中由于热和压力的作用，白色EVA的流动性强，易向上翻边至电池片上或汇流条上，影响电池片反射太阳光，减少电池片上的光照量，降低组件的光电转换效率，影响组件功率和外观。
CN202592874U公开了在白色EVA胶膜上复合高透光玻璃纤维布层，形成两层复合的胶膜结构，有效防止了白色EVA污染电池片。但玻璃纤维布与EVA是不同的材料，两者存在兼容性差的问题。
因此，在本领域中，开发能够防止白色EVA翻边至电池片上或汇流条上的材料或方法是本领域的研究重点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种光伏组件封装用白色EVA复合材料及其制备方法和应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种光伏组件封装用白色EVA复合材料，所述白色EVA复合材料包括白色EVA层以及覆于所述白色EVA层上的无机阻水层。
在本发明中，通过在白色EVA基层上覆有无机阻水层，所述无机阻水层致密度高，具有较好的抗氧化性和绝缘性，化学性能稳定，且具有良好的热稳定性，从而有效抑制组件中由于白色EVA流动性强而带来的翻边溢胶等外观异常。
优选地，所述无机阻水层为二氧化硅和/或氮化硅形成的无机薄膜层。
在本发明中，所述白色EVA层为太阳能组件中使用的常规白色EVA层，通过在其上进行无机阻水层的改进，而避免白色EVA层压后的外观缺陷，且能大幅提升组件CTM值，降低组件封装功率损失。
优选地，所述白色EVA层的厚度为200-600μm，例如200μm、230μm、250μm、280μm、300μm、350μm、380μm、400μm、450μm、480μm、500μm、550μm、580μm或600μm。
优选地，所述无机阻水层的厚度为10-50μm，例如10μm、13μm、15μm、18μm、20μm、25μm、28μm、30μm、33μm、35μm、38μm、40μm、43μm、45μm、48μm或50μm。在本发明中，如果无机阻水层的厚度太薄，则不能有效阻止白色EVA溢胶或翻边，如果透明耐候层的厚度太厚，则在一定程度上影响白色EVA的反射率，从而影响组件的发电效率。
另一方面，本发明提供了如上所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料的制备方法，所述制备方法为：在白色EVA层的一侧面上蒸镀得到无机阻水层，从而得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
在本发明中，所述一侧面也可以表述为表面或者说上表面或下表面，其是在一个侧面上蒸镀无机阻水层，而另一个侧面并不做蒸镀处理。
通过本发明所述方法可以简单高效地制备得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料，方法简单可行，易于工业化。
优选地，所述蒸镀利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来实现。等离子体增强化学气相沉积是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。此方法优点是沉积温度低，对基体的结构和物理性质影响小；膜的厚度及成分均匀性好；膜组织致密、针孔少；膜层的附着力强；应用范围广。
优选地，所述等离子体增强化学气相沉积的气压设定为1-600Pa，例如1Pa、5Pa、10Pa、20Pa、30Pa、50Pa、80Pa、100Pa、150Pa、200Pa、250Pa、300Pa、350Pa、400Pa、500Pa、550Pa或600Pa。
优选地，所述等离子体增强化学气相沉积的温度为200-400℃，例如200℃、220℃、250℃、280℃、300℃、330℃、350℃、380℃或400℃。
优选地，所述等离子体增强化学气相沉积时利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷(HMDSO)和氧气(O2)的组合或者甲硅烷(SiH4)与氨气(NH3)和氮气(N2)的组合。在本发明中沉积出的薄膜分别为二氧化硅(SiOx)和/或氮化硅(SiNx)薄膜。
在本发明中，所述等离子体增强化学气相沉积的时间根据沉积的薄膜厚度制定，优选地，所述等离子体增强化学气相沉积的时间为10-120s，例如10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s、45s、50s、55s、60s、65s、70s、75s、80s、85s、90s、100s、110s、120s，进一步优选30-60s。
另一方面，本发明提供了如上所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料在光伏组件制备中的应用。
优选地，所述光伏组件从下至上依次包括背板、白色EVA复合材料层、电池组层、透明EVA层和上层玻璃保护层，其中白色EVA复合材料层中覆有无机阻水层的一侧与电池背场相接触。
本发明的光伏组件封装用白色EVA复合材料用于光伏组件中，可以避免有效解决白色EVA层压后上翻至电池片细栅线和汇流条而产生的外观问题，不影响白色EVA的光线发射及散射，能有效提升组件功率。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在白色EVA基层上覆有无机阻水层，从而有效抑制组件中由于白色EVA流动性强而带来的翻边溢胶等外观异常，并且不会影响白色EVA的光线发射及散射，能有效提升组件功率。制备方法简单高效，方便易行，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。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。
实施例1
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为二氧化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为400μm，无机阻水层的厚度为15μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层二氧化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为135Pa，温度为350℃，利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合，沉积的时间为60s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例2
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为氮化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为200μm，无机阻水层的厚度为10μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层氮化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为300Pa，温度为200℃，利用的气体源分子为甲硅烷与氨气和氮气的组合，沉积的时间为20s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例3
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为二氧化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为600μm，无机阻水层的厚度为45μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层二氧化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为600Pa，温度为350℃，利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合，沉积的时间为120s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例4
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为二氧化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为500μm，无机阻水层的厚度为50μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层二氧化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为500Pa，温度为400℃，利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合，沉积的时间为100s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例5
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为二氧化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为300μm，无机阻水层的厚度为20μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层二氧化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为145Pa，温度为250℃，利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合，沉积的时间为30s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例6
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为二氧化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为400μm，无机阻水层的厚度为30μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层二氧化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为100Pa，温度为400℃，利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合，沉积的时间为40s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例7
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为氮化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为300μm，无机阻水层的厚度为30μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层氮化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为150Pa，温度为300℃，利用的气体源分子为甲硅烷与氨气和氮气的组合，沉积的时间为50s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
实施例8
在本实施例中，所述光伏组件封装用白色EVA复合材料包括白色EVA层、覆于白色EVA层上的无机阻水层，所述无机阻水层为氮化硅形成的无机薄膜层，其中白色EVA层的厚度为600μm，无机阻水层的厚度为50μm。
制备方法为：在白色EVA层的一侧面上利用等离子体增强化学气相沉积蒸镀一层氮化硅无机阻水层，其中等离子体增强化学气相沉积时，气压设定为300Pa，温度为200℃，利用的气体源分子为甲硅烷与氨气和氮气的组合，沉积的时间为100s，得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
将实施例1-8制备得到的白色EVA复合材料替代现有太阳能电池组件中的白色EVA，制备得到太阳能电池组件，即该太阳能电池组件从下至上依次包括背板、白色EVA复合材料层、电池组层、透明EVA层和上层玻璃保护层，其中白色EVA复合材料层中覆有无机阻水层的一侧与电池背场相接触。太阳能电池组件进行测试发现其并未产生白色EVA层溢白的现象。
本发明通过上述实施例来说明本发明的光伏组件封装用白色EVA复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。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)
1.一种光伏组件封装用白色EVA复合材料，其特征在于，所述白色EVA复合材料包括白色EVA层以及覆于所述白色EVA层上的无机阻水层。
2.根据权利要求1所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料，其特征在于，所述无机阻水层为二氧化硅和/或氮化硅形成的无机薄膜层。
3.根据权利要求1或2所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料，其特征在于，所述白色EVA层的厚度为200-600μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料，其特征在于，所述无机阻水层的厚度为10-50μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：在白色EVA层的一侧面上蒸镀得到无机阻水层，从而得到所述光伏组件封装用白色EVA复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述蒸镀利用等离子体增强化学气相沉积来实现。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积的气压设定为1-600Pa；
优选地，等离子体增强化学气相沉积的温度为200-400℃。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积时利用的气体源分子为六甲基二硅氧烷和氧气的组合或者甲硅烷与氨气和氮气的组合。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积的时间为10-120s，优选30-60s。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的光伏组件封装用白色EVA复合材料在光伏组件制备中的应用；
优选地，所述光伏组件从下至上依次包括背板、透明EVA层、电池组层、白色EVA复合材料层和上层玻璃保护层，其中白色EVA复合材料层中覆有无机阻水层的一侧与电池背场相接触。
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