CN108169829A - 光伏用反光膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及反光膜技术领域，具体涉及一种光伏用反光膜及其制备方法，包括依次层设的反光层、微结构层、基材层和胶黏层，微结构层由多个棱柱单元组成，相邻两个棱柱单元的延伸方向呈角度设置。本发明的光伏用反光膜可以增加反射面积并提高不同太阳入射角度下的太阳能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及反光膜技术领域，具体涉及一种光伏用反光膜及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏绿色环保、无环境污染，而且是可再生资源，在当今能源短缺的情形下，太阳能光伏是一种有广阔发展前途的新型能源。
目前常用的光伏组件，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件，市场多数为使用焊带将各单独电池片进行串联，形成一个完整的电气通路。
由于焊带表面为光滑的涂锡层，阳光照射至焊带表面经过全反射后，无法被继续利用，造成太阳光利用率降低。其覆盖面积约占整个电池面积的3％～4％左右，相当于损失了整个太阳能利用的3％～4％输出功率。
目前，为了将焊带部位的太阳光更加有效的利用，现主要有两种解决方案：第一种为制备特殊的反光焊带，通过在焊带表面加工V形沟槽，并在沟槽表面形成高反射性能的反光层，将反射光源重复利用，从而提高入射光的利用率。但是这种焊带存在加工困难，使用不便、焊锡成本高等问题。第二种为简单的反光膜，在每条焊带表面贴覆一条具有三棱柱结构的反光膜，结构棱线顺着焊带长度方向，但是该种反光条结构简单，效率低，反射光面积有限，部分光线反射至光伏电池之外。在不同太阳光入射角度下，难以获得最大转换效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏用反光膜及其制备方法，可以增加反射面积并提高不同太阳入射角度下的太阳能利用率。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种光伏用反光膜，包括依次层设的反光层、微结构层、基材层和胶黏层，微结构层由多个棱柱单元组成，相邻两个棱柱单元的延伸方向呈角度设置。
优选的，相邻两个棱柱单元的延伸方向夹角为α，0＜α＜180°。
优选的，α为90°。
优选的，相邻两个棱柱单元呈V型，V型结构的高H为250-1000μm，两个V型结构间的距离D为500-2000μm。
优选的，棱柱单元由多个平行设置的三棱柱排列组成。
优选的，所述三棱柱的横截面呈等腰三角形，所述等腰三角形的顶角角度为60-145°。
优选的，每个棱柱单元中相邻两个三棱柱的距离为15-300μm，三棱柱的高为10-500μm。
优选的，每个棱柱单元中三棱柱的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，高的三棱柱与低的三棱柱的高度比为1:0.6-1。
优选的，所述等腰三角形的顶角为圆弧角或由直线或波浪线切断，等腰三角形的顶角为圆弧角时，圆弧角的半径为R，0.5＜R＜5μm；等腰三角形的顶角由直线或波浪线切断时，断面宽为L，0.5＜L＜5μm。
一种光伏反光膜的制备方法，包括以下步骤：
(Ⅰ)用超精密涂布机，在模具表面涂布制作微结构层的材料，通过UV固化或热固化的方法，将微结构层转印至基材层上；
(Ⅱ)真空条件下通过蒸镀或喷镀的方法在微结构层上制备反光层(1)；
(Ⅲ)在基材层的底部通过涂布或贴合的方法制得胶黏层。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极效果：
本发明制备的反光膜通过将微结构层设置成多个角度设置的棱柱单元，使用时，不同光照方向的光源能反射至周围电池片，使常规组件可以适用不同光照方向的地区，较常规非由呈角度设置的棱柱单元组成的结构光照功率有增益，可以减少反射光伏玻璃外的光线，增加了反射面积，提高了不同太阳入射角度下的太阳能利用率。
附图说明
图1为实施例1中光伏用反光膜结构示意图；
图2为实施例1中光伏用反光膜截面示意图。
其中：1、基材层，2、胶黏层，3、微结构层，4、反光层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
1.如图1-2所示，为本实施例的光伏用反光膜，包括从上而下依次层设的反光层1、微结构层2、基材层3和胶黏层4。
微结构层2由多个棱柱单元2-1组成，相邻两个棱柱单元2-1的延伸方向呈角度设置，即微结构层2由棱柱单元2-1呈W状弯曲走向。相邻两个棱柱单元2-1的延伸方向夹角为α，即W弯曲的角度，其中0＜α＜180°，优选的，α为90°。相邻两个棱柱单元2-1呈V型，V型结构的高H为250-1000μm，两个V型结构间的距离D为500-2000μm。
棱柱单元2-1由多个平行设置的三棱柱排列组成。所述三棱柱的横截面呈等腰三角形，所述等腰三角形的顶角角度为60-145°，优选角度为110-130°，最优角度为120°。所述等腰三角形的顶角为圆弧角或由直线或波浪线切断，等腰三角形的顶角为圆弧角时，圆弧角的半径为R，0.5＜R＜5μm；等腰三角形的顶角由直线或波浪线切断时，断面宽为L，0.5＜L＜5μm。每个棱柱单元2-1中相邻两个三棱柱的距离为15-300μm，三棱柱的高为10-500μm，三棱柱的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，高的三棱柱与低的三棱柱的高度比为1:0.6-1，在本实施例中，三棱柱的高度以1高1低为一周期循环，可以理解，还可以以1高2低、1高3低等方式循环。
反光层1厚度为0.01-50μm，优选的为0.1-1μm，其由金属材料、无机材料等通过化学镀、蒸镀、喷镀等方法制得，反光层1的反射率达到80％以上。微结构层2材质为丙烯酸树脂，由高分子树脂通过热固化或UV固化得到。基材层3具有优异柔韧、轻便性，其中优选的为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸二乙二醇酯、聚酰胺树脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等薄膜。胶黏层4厚度为15～50um，其中优选为20～25um。其材质为聚氨酯TPU、醋酸乙烯共聚物EVA、共聚酰胺Co-PA、共聚酯Co-PES等，胶黏层4将反光膜粘贴至焊带表面。
2.上述反光膜的制备方法如下：
(Ⅰ)首先使用超精密雕刻机制作与微结构层相对应的超精密模具，模具所用材质为铜或镍基材。用超精密涂布机，在模具表面涂布丙烯酸树脂，通过UV固化或热固化的方法，将微结构层2转印至基材层3上，固化得到微结构层2；
(Ⅱ)在真空环境中通过蒸镀或喷镀的方法在微结构层2上制备反射镜面即反光层1；
(Ⅲ)在基材层3的底部通过涂布或贴合的方法制得胶黏层4；
(Ⅳ)通过收卷机将反光膜收卷成卷轴，使用时用分切机将反光膜裁切成0.5-2.0mm宽的条状使用。
3.上述反光膜的使用方法为：通过自动粘贴机，使用串焊后的余温在串联的电池片正面的焊带上粘贴上已裁切好的反光膜，反光膜宽度长度尺寸与焊带一致。再在反光膜上涂布乙烯-醋酸乙烯共聚物层，在乙烯-醋酸乙烯共聚物层上放置光伏玻璃。在电池片的下方涂布乙烯-醋酸乙烯共聚物层，最后压制在背板上。将铺设好的材料放入层压机进行高温真空层压，层压结束后对边缘多余的EVA和背板进行削边，待层压件冷却后进行铝边框和线盒的安装，最后检测组件功率等一系列数据。
太阳光投射时，入射光线可以在反光膜上进行反射，由于光伏玻璃的折射率大于空气折射率，反射光线可以在光伏玻璃与空气界面发生全反射，全反射光线最后会再次进入电池片从而增加转换效率。因此种反光膜具有规律性高低相间的微结构层2，且在使用时，将微结构层2最边上的三棱柱设置成高的，可以有效阻挡边缘电池片上的反射光源向电池片外反射，进一步反射回电池片再利用，提高其转换效率。利用微结构层2呈W状的结构设计，减少了垂直反射出玻璃的光源，即不同光照方向的光源均能反射至周围电池片，使常规组件可以适用不同光照方向的地区，增加了反光膜的通用性。
对比例1
在该对比例中，与实施例1的区别仅在于，微结构层2由多个平行设置的三棱柱顺序排列组成。
将实施例1与对比例1制备的反光膜分别测定光能利用效率，经对比分析可知，实施例1比对比例1的反光膜其对光能利用效率增益达20-30％，说明实施例1反光膜对光伏利用效率更佳。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏用反光膜，其特征在于：包括依次层设的反光层(1)、微结构层(2)、基材层(3)和胶黏层(4)，微结构层(2)由多个棱柱单元(2-1)组成，相邻两个棱柱单元(2-1)的延伸方向呈角度设置。
2.根据权利要求1所述的光伏反光膜，其特征在于：相邻两个棱柱单元(2-1)的延伸方向夹角为α，0＜α＜180°。
3.根据权利要求2所述的光伏反光膜，其特征在于：α为90°。
4.根据权利要求2所述的光伏反光膜，其特征在于：相邻两个棱柱单元(2-1)呈V型，V型结构的高H为250-1000μm，两个V型结构间的距离D为500-2000μm。
5.根据权利要求1所述的光伏反光膜，其特征在于：棱柱单元(2-1)由多个平行设置的三棱柱排列组成。
6.根据权利要求5所述的光伏反光膜，其特征在于：所述三棱柱的横截面呈等腰三角形，所述等腰三角形的顶角角度为60-145°。
7.根据权利要求6所述的光伏反光膜，其特征在于：每个棱柱单元(2-1)中相邻两个三棱柱的距离为15-300μm，三棱柱的高为10-500μm。
8.根据权利要求7所述的光伏反光膜，其特征在于：每个棱柱单元(2-1)中三棱柱的高度以一高N低为一周期进行循环，且N≥0，高的三棱柱与低的三棱柱的高度比为1:0.6-1。
9.根据权利要求6所述的光伏反光膜，其特征在于：所述等腰三角形的顶角为圆弧角或由直线或波浪线切断，等腰三角形的顶角为圆弧角时，圆弧角的半径为R，0.5＜R＜5μm；等腰三角形的顶角由直线或波浪线切断时，断面宽为L，0.5＜L＜5μm。
10.一种权利要求1所述的光伏反光膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(Ⅰ)用超精密涂布机，在模具表面涂布制作微结构层(2)的材料，通过UV固化或热固化的方法，将微结构层(2)转印至基材层(3)上；
(Ⅱ)真空条件下通过蒸镀或喷镀的方法在微结构层(2)上制备反光层(1)；
(Ⅲ)在基材层(3)的底部通过涂布或贴合的方法制得胶黏层(4)。
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