CN108538950A - 用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，包括：背胶层，所述背胶层为EVA热熔胶层；基材，所述基材为PET基材，所述基材设在所述背胶层的上面；多级增强微棱镜层，所述多级增强微棱镜层为两两之间具有不同折射率的微棱镜层所组成的微棱镜阵列或金字塔阵列或其两者共同存在的复合阵列，所述多级增强微棱镜层设于所述基材的上面，所述微棱镜的棱线方向与所述基材长度方向成0°～180°角度设置；反光层，所述反光层设于所述多级增强微棱镜层的外表面；绝缘层，所述绝缘层设于所述反光层的外表面。根据本发明实施例的一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，能够对光线进行多级增强反射。
Description
技术领域
本发明涉及一种增益膜，特别是一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜。
背景技术
在光伏组件中，由于电池片的排版、布局、避免短路、避免击穿等原因，电池片的片与片(片间)和串与串(串间)不可避免的会有留白，这部分区域的太阳光线在目前的组件中无法被利用或者利用率非常低，从而浪费了组件中宝贵的可以承载太阳光入射的面积。
在公布号为CN107359215A的专利文献中，我们已经公布了一种用于光伏组件串间距和片间距的增益膜，增益膜的结构采用同质的微棱镜或四面体，结构相对比较简单，对光线的反射率提升有限，增益膜的结构势必需要进一步创新设计。
另外，在光伏组件中，光伏焊带应用于电池片之间的导电连接，发挥汇集电子的重要作用。然而焊带表面涂布有锡层，当太阳光直射到光亮锡层表面时，光子将被直接反射出组件，因此此部分太阳光不能被电池板所利用，降低了组件的输出功率。目前市场上有部分焊带表面上设计有条纹结构用以反射太阳光线，但是焊带基材为铜材在加工时条纹结构难以做到微型结构，反光面并不理想，涂锡后，易造成锡层厚度不均匀，易造成电池片的碎片，同时锡原料价格高，过厚则造成严重浪费。
在公布号CN103413861A、CN106449842A的专利文献中，虽然公布了用于光伏组件反光薄膜，但是它们的结构均为同质的微棱镜或四面体，结构相对比较简单，对光线的反射率提升有限，增益膜的结构势必需要进一步创新设计。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，能够对光线进行多级增强反射。
根据本发明实施例的一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，包括：
背胶层，所述背胶层为EVA热熔胶层；
基材，所述基材为PET基材，所述基材设在所述背胶层的上面；
多级增强微棱镜层，所述多级增强微棱镜层为两两之间具有不同折射率的微棱镜层所组成的微棱镜阵列或金字塔阵列或其两者共同存在的复合阵列，所述多级增强微棱镜层设于所述基材的上面，所述微棱镜的棱线方向与所述基材长度方向成0°～180°角度设置；
反光层，所述反光层设于所述多级增强微棱镜层的外表面；
绝缘层，所述绝缘层设于所述反光层的外表面。
有利地，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度为15°～65°。
有利地，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度优选为45°
有利地，所述微棱镜的棱镜顶角角度为60°～150°。
有利地，所述微棱镜的棱镜顶角角度优选为120°。
有利地，所述微棱镜的棱镜底面宽度为50μm，所述微棱镜层为UV固化而成的紫外固化胶层，所述反光层为电镀铝合金。
有利地，所述多级增强微棱镜层的层数为2-10层。
有利地，所述多级增强微棱镜层的层数为3层。
有利地，所述多级增强微棱镜层中有机高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯丙烯腈共聚体(SAN)、聚4-甲基戊烯(TPX)或有机硅材料。
有利地，所述多级增强微棱镜层中从上至下光学材料的折射率依次降低。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的多级增强微棱镜结构示意图。
图2是本发明具有多级增强微棱镜结构的增益膜的一种实施方式的结构示意图。
图3是本发明同时具有微棱镜阵列和金字塔型阵列增益膜的一种实施方式的结构示意图。
图4是本发明具有金字塔型阵列增益膜的一种实施方式的结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
1-多级增强微棱镜层中的光学材料A；2-多级增强微棱镜层中的光学材料B；3-多级增强微棱镜层中的光学材料C；4-背胶层；5-基材；6-多级增强微棱镜层；7-反光层；8-金字塔型。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜。
如图1至图4所示，根据本发明实施例的一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，包括：背胶层4，基材5，多级增强微棱镜层6，反光层7，绝缘层(未示出)。
背胶层4为EVA热熔胶层；
基材5为PET基材，基材5设在背胶层4的上面；
多级增强微棱镜层6为两两之间具有不同折射率的微棱镜层所组成的微棱镜阵列或金字塔阵列或其两者共同存在的复合阵列，多级增强微棱镜层6设于基材5的上面，所述微棱镜的棱线方向与所述基材长度方向成0°～180°角度设置；
反光层7设于多级增强微棱镜层6的外表面；
所述绝缘层设于反光层7的外表面。
如图1所示，在本发明的一种实施方式为：多级增强微棱镜层6共设计3层，包括多级增强微棱镜层中的光学材料A；2-多级增强微棱镜层中的光学材料B；3-多级增强微棱镜层中的光学材料C，A、B和C三种光学材料的折射率依次减小；
采用上述技术方案的有益效果是：太阳光中没有被反射层反射的光线首先进入具有高折射率的光学材料A，相比同质材料而言折射角变小，然后光线再次进入中等折射率的光学材料B，折射角进一步减小甚至不能发生折射，光线发生了全反射，光学材料B将进一步增加全反射的几率，光线经过相邻的棱镜反射层后再次被反射出去，提高了光线的反射率。
换言之，多级增强微棱镜层6为广义上的结构，其包含微棱镜结构、由微棱镜通过设置V型槽所得到的微棱镜阵列或金字塔结构以及两者共同存在的复合结构；微棱镜的棱线方向与所述基材长度方向成0°～180°角度设置，即棱线方向与所述基材长度方向可以组成任何角度；多级增强微棱镜层6由多层不同折射率的材料所组成，具有不同折射率的材料为透明有机高分子材料。
有利地，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度为15°～65°。进一步地，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度优选为45°。
有利地，所述微棱镜的棱镜顶角角度为60°～150°。进一步地，所述微棱镜的棱镜顶角角度优选为120°。
有利地，所述微棱镜的棱镜底面宽度为50μm。由此，在模具制作能力的保证下，细化微结构，能更好地将入射光线再利用。
有利地，所述微棱镜层为UV固化而成的紫外固化胶层，所述反光层为电镀铝合金。
如图2所示，在本发明的一种实施方式为：一种用于光伏组件焊带上的增益膜包括背胶层4；基材5；多级增强微棱镜层6；反光层7，绝缘层(未示出)，背胶层4设于基材5下表面，多级增强微棱镜层6为3层微棱镜阵列，设于基材5的上表面，反光层7覆盖于微棱镜层6表面，微棱镜的棱线方向与基材长度方向成15°～65°角度设置，所述反光层覆盖于所述微棱镜层表面，所述绝缘层设于反光层4上表面。
有利地，多级增强微棱镜层6的层数为2-10层，优选为3层。有利地，多级增强微棱镜层6中有机高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯丙烯腈共聚体(SAN)、聚4-甲基戊烯(TPX)、有机硅材料等。有利地，多级增强微棱镜层6中每层均具有与其他层不同的折射率，折射率大小不同的光学材料可以随意组合。有利地，多级增强微棱镜层6中优选的组合是从上至下光学材料的折射率依次降低。
采用上述技术方案的有益效果是：所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向成角度设置，可以增加反射面的面积，也使反射出的光线到达更大面积的电池片表面进行再利用，提高光能利用率，增加光伏组件的输出功率。所述绝缘层设于反光层上表面，可以增加反光层的反光效果，并起到绝缘效果。所述3层微棱镜阵列可以通过改变光线的折射率提高反射率，进而提高整个光伏组件的光电转换效率。
如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到更大地增加反光面积的目的，微结构设计为多级微棱镜和金字塔型的复合结构。采用上述技术方案的有益效果是：对于不同纬度地区和同一纬度地区的不同时刻的太阳光的入射角度都会发生变化，在多级微棱柱结构中复合一些金字塔结构能够调节不同纬度和时刻的对光线的反射率，经过优化后可以找到最佳的复合设计。
如图4所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到进一步增大有效反射面和通用性的目的，多级增强微棱镜层6通过设置多条V形槽而成为金字塔型，金字塔的底边方向与所述微棱镜底边垂直。采用上述技术方案的有益效果是：反射面变为微结构单元四面体，反射面得到有力增大，反射光线经玻璃片全反射后均匀到达电池片表面。
在本发明的另一些实施方式中，为了达到构建均匀反射面的目的，所述金字塔底边宽度为50μm。采用上述技术方案的有益效果是：与棱镜尺寸相一致，构成均匀的四面体，保证光线反射均一性。
在本发明的另一些实施方式中，为了制作多级棱镜微结构的目的，所述多级增强微棱镜层为多次UV固化而成的紫外固化胶层。采用上述技术方案的有益效果是：先制作与微结构相对应的不同精密模具，首先在基材表面覆盖紫外固化胶，然后结合精密模具，使用UV固化技术生成微棱镜底层，然后，换用不同的精密模具通过相同的UV固化技术生成第二层具有不同折射率的结构，以此类推，最终可以得到多级微棱镜结构。
在本发明的另一些实施方式中，为了达到反光层成本低、效果好的目的，所述反光层为电镀铝合金。采用上述技术方案的有益效果是：得到的反光层成本低廉，反光效果好，耐腐蚀性强。
在本发明的另一些实施方式中，为了达到增益膜能与焊带表面结合稳定的目的，所述背胶层为EVA热熔胶。采用上述技术方案的有益效果是：成本低，贴于焊带表面方便，牢固。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
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”等术语应做广义理解，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，包括：
背胶层，所述背胶层为EVA热熔胶层；
基材，所述基材为PET基材，所述基材设在所述背胶层的上面；
多级增强微棱镜层，所述多级增强微棱镜层为两两之间具有不同折射率的微棱镜层所组成的微棱镜阵列或金字塔阵列或其两者共同存在的复合阵列，所述多级增强微棱镜层设于所述基材的上面，所述微棱镜的棱线方向与所述基材长度方向成0°～180°角度设置；
反光层，所述反光层设于所述多级增强微棱镜层的外表面；
绝缘层，所述绝缘层设于所述反光层的外表面。
2.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度为15°～65°。
3.根据权利要求2所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述微棱镜的棱线方向与基材长度方向所成角度优选为45°。
4.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述微棱镜的棱镜顶角角度为60°～150°。
5.根据权利要求4所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述微棱镜的棱镜顶角角度优选为120°。
6.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述微棱镜的棱镜底面宽度为50μm，所述微棱镜层为UV固化而成的紫外固化胶层，所述反光层为电镀铝合金。
7.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述多级增强微棱镜层的层数为2-10层。
8.根据权利要求7所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述多级增强微棱镜层的层数为3层。
9.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述多级增强微棱镜层中有机高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯丙烯腈共聚体(SAN)、聚4-甲基戊烯(TPX)或有机硅材料。
10.根据权利要求1所述的用于光伏组件串间距、片间距及焊带的多级增强增益膜，其特征在于，所述多级增强微棱镜层中从上至下光学材料的折射率依次降低。
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