CN110055008A - 一种光伏组件背板用修补胶带及其贴合工艺及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件背板用修补胶带及其贴合工艺及应用。本发明的光伏组件背板用修补胶带，包括由上至下依次设置的基材层、功能胶层、离型材料层，所述基材层、功能胶层为一体式整面结构，所述离型材料层为两段式离型材料层，所述两段式离型材料层的每一段均设置有撕手胶带。本发明的光伏组件背板用修补胶带用于太阳能电池背板的修复后，具有更优的绝缘性，低的水汽透过率以及更好的耐候性；本发明的贴合工艺简单，贴合效率高，特别适用于光伏组件背板的现场修补。
Description
技术领域
本发明属于修补胶带领域，具体涉及一种光伏组件背板用修补胶带及其贴合工艺及应用。
背景技术
太阳能组件背板需具有可靠的绝缘性和阻水性，以保证组件的正常运行。目前，组件破损主要有两种，一种是组件在运输及安装过程中，部分组件背板会被破损划伤，导致组件运行时的安全性失效和功能失效；另一种是组件在户外使用一段时间后，背板会出现逐步老化开裂现象，达不到组件运行时的安规性要求。
针对破损的背板只能进行组件的更换，若大批量更换则成本极高，旧组件回收难还会造成环境污染大。
现有技术中，有种修补胶带是分段式的，所指的分段式是指至少三段以上，分段式的修补胶带，两片分段式胶带的连接处存在密封性不佳的问题，水汽容易透过，最终会影响太阳能背板的绝缘性和阻水性；并且为了尽量保证两片分段式胶带之间连接紧密，需要交叠贴合，也造成了修补胶带的材料浪费；另外，分段式修补胶带的贴合工艺繁琐，导致贴合效率下降，不利于现场修补的时效性。
CN108165197A公开了一种光伏组件背板用阻水修补胶带及制备方法，阻水修补胶带包括空气面基膜层、中间阻水胶粘层和离型膜层，其中空气面基膜层是由聚酯薄膜或聚酯薄膜及形成在该聚酯薄膜外表面的氟碳涂层或聚酯薄膜及形成在该聚酯薄膜两表面的氟碳涂层组成，起到绝缘、耐候等保护作用，而中间阻水胶粘层是以烯烃聚合物为基料混炼后经螺杆挤出机挤出得到的阻水胶粘层，具有良好的粘结性能和优秀的阻水性能，水汽透过率低于1g/m2day。但是，发明的光伏组件背板用阻水修补胶带贴合时容易产生气泡，影响其绝缘性和阻水性，并且贴合效率有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏组件背板用修补胶带及其贴合工艺和应用，本发明的光伏组件背板用修补胶带用于太阳能电池背板的修复后，具有更优的绝缘性，低的水汽透过率以及更好的耐候性。
本发明的目的之一在于提供一种光伏组件背板用修补胶带，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种光伏组件背板用修补胶带，包括由上至下依次设置的基材层、功能胶层、离型材料层，所述基材层、功能胶层为一体式整面结构，所述离型材料层为两段式离型材料层，所述两段式离型材料层的每一段均设置有撕手胶带。
本发明的光伏组件背板用修补胶带，基材层、功能胶层为一体式整面结构，整片式贴合提高了胶带材料的绝缘性，更有利于阻隔水汽，具有更好的耐候性；两段式结构的离型材料层，使贴合工艺更简单，贴合效率更高。经修补贴合后，两段式的离型材料层撕掉，修补胶带的基材层、功能胶层为一体式整面结构贴合于背板上，使得修补胶带具有更好的阻水性和绝缘性能，且本发明的整片式贴合外观上较分段式贴合更好，贴合效率更高，分段式贴合需要8-9min，而本发明的整片式贴合需要6-7min，节省了时间。
所述基材层为聚酯薄膜层，由聚脂薄膜类材料构成；所述功能胶层为耐候性胶黏剂层，由高耐候性胶黏剂构成。
进一步地，所述基材层为单层型薄膜、复合聚酯型薄膜、涂覆型聚酯薄膜或高分子共挤树脂薄膜中的任一种。
进一步地，所述单层型薄膜包括聚酯薄膜、聚酰胺薄膜、高阻隔膜、聚烯烃薄膜、聚氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜、乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、聚三氟氯乙烯薄膜、聚四氟乙烯或乙烯-三氟氯乙烯薄膜中的任意一种。
进一步地，所述复合聚酯型薄膜包括位于中间的芯层及粘贴于所述芯层一侧或两侧的耐候性高分子薄膜，或是包括位于中间的芯层、粘贴于所述芯层一侧的耐候性高分子薄膜和直接涂布于所述芯层另一侧的高分子耐候涂层，所述耐候性高分子薄膜和所述高分子耐候涂层均具有耐紫外、耐湿热、阻隔紫外功能。
进一步地，所述芯层选自聚酯薄膜、聚酰胺薄膜、高阻隔膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜中的任一种；所述耐候性高分子薄膜为氟膜、耐紫外的聚酯薄膜、耐紫外的聚烯烃薄膜、耐紫外的聚酰胺薄膜中的一种或多种；所述氟膜选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯或乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的任一种；所述高分子耐候涂层由氟碳树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯型树脂或环氧型树脂中的一种或多种，通过固化剂固化或直接淋膜至所述芯层表面形成。
进一步地，所述涂覆型聚酯薄膜包括位于中间的芯层，以及直接涂布在所述芯层的一侧或两侧的涂层；所述芯层选自聚酯薄膜、聚酰胺薄膜、高阻隔膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜中的任一种；所述涂层包括有机树脂、固化剂和无机填料，所述有机树脂选自氟硅树脂、聚二氟乙烯氟碳树脂、聚四氟乙烯氟碳树脂、全氟树脂、含氟丙烯酸树脂、反应型氟碳树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯型树脂、环氧型树脂中的一种或多种；所述固化剂选自异氰酸酯系固化剂、咪唑固化剂、二聚氰胺系固化剂、酰肼类固化剂、胺类固化剂、酸酐类固化剂、阳离子型固化剂中的一种或多种；所述无机填料选自钛白粉、云母粉、二氧化二铝、二氧化硅、硫酸钡、浮石粉、碳酸钙、氢氧化铝、炭黑、滑石粉、硅藻土、金刚石粉中一种或多种。
进一步地，所述高分子共挤树脂薄膜是由改性聚烯烃类材质构成的一层或多层共挤薄膜，所述改性聚烯烃材质为将聚烯烃用含有酰胺基团、环氧基团、马来酸酐基团或聚醚基团的高分子接枝共聚物进行共混或动态交联，并同时加入填料改性，以增强抗断裂拉伸、阻水、易粘接性和反光性；所述填料选自硅藻土、二氧化二铝、氢氧化铝、钛白粉、云母粉、二氧化硅、硫酸钡、浮石粉、碳酸钙、炭黑、滑石粉、金刚石粉中一种或多种。
进一步地，所述功能胶层包括无溶剂型聚氨酯胶、无溶剂型硅胶、无溶剂型丙烯酸胶、无溶剂型橡胶、无溶剂型合成橡胶、热固型结构胶、热塑型结构胶中的任意一种或多种构成；所述功能胶层中的固化剂选自环氧型固化剂、异氰酸酯系固化剂、咪唑固化剂、酰肼类固化剂、胺类固化剂中的一种或多种。
所述光伏组件背板用修补胶带的一侧设置有用于放置接线盒的缺口，所述两段式离型材料层沿所述缺口的中线方向一分为二。
每一段所述两段式离型材料层沿所述缺口的中线方向均设置有相对的两个撕手胶带，撕手胶带的设置便于离型材料层更容易撕掉；即，两段式离型材料层的一段，沿所述缺口的中线方向均设置有两个撕手胶带，两个撕手胶带相对设置，利于方便的将离型材料层拉起；两段式离型材料层的另一段，同样沿所述缺口的中线方向均设置有两个撕手胶带，两个撕手胶带相对设置，利于方便的将离型材料层拉起。
所述基材层的厚度为50～300μm，例如基材层的厚度为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm、300μm等。
所述功能胶层的厚度为50～100μm，例如功能胶层的厚度为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。
所述离型材料层的厚度为25～75μm，例如离型材料层的厚度为25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm等。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的光伏组件背板用修补胶带的贴合工艺，所述贴合工艺简单，节省胶带，所述贴合工艺包括以下步骤：
1)对有异常的光伏组件背板进行清洁处理；
2)采用光伏组件背板用修补胶带对清洁处理后的光伏组件背板进行修补。
步骤2)中，所述修补的具体工艺为：将所述光伏组件背板用修补胶带进行贴合前位置固定，将所述光伏组件背板用修补胶带的一端翻起，将相对应的一端的撕手胶带撕开并拉起离型材料层，用压辊由中间向两端滚压赶出气泡，将一半光伏组件背板用修补胶带贴合完毕；采用相同的工艺贴合另一半光伏组件背板用修补胶带。
其中，使用的压辊可以避免贴合时产生气泡，保证贴合质量。
实际操作过程中，光伏组件背板处有相应的位置用于安装接线盒，因此，需要对修补胶带的对应位置进行缺口打孔，打出来的缺口用于露出接线盒。
步骤1)中，所述清洁处理的具体过程为：将有异常的光伏组件背板置于工作平台上，首先用吸尘设备对光伏组件背板表面进行预吸尘处理，其次用毛刷对光伏组件背板表面进行除尘处理，再用有机溶剂对光伏组件背板表面进行清洗。
将贴合后的光伏组件背板用修补胶带的边缘用硅胶或绝缘胶带进行密封；优选地，对所述缺口的边缘用硅胶或绝缘胶带进行密封。经过密封后，胶带的阻水性能更好，可有效防止水汽透过。
其中，步骤1)中，对有异常的光伏组件背板的判断标准为，对光伏组件背板进行湿漏电检测，进一步的，所述湿漏电测试包括以下步骤：
步骤a)将光伏组件背板置于盛有介质溶液的浅槽中，浅槽的尺寸与光伏组件背板的尺寸相匹配，介质溶液至少覆盖光伏组件背板，介质溶液的电阻率小于等于3500Ω·cm，表面张力小于等于3N·m-1，温度19-25℃；
步骤b)将光伏组件背板上的输出端短路，连接到绝缘电阻测试仪的正极，使用金属导体将介质溶液连接到绝缘电阻测试仪的负极；
步骤c)调节绝缘电阻测试仪的直流电压至1000V，维持此电压不少于60s后，测出光伏组件背板的绝缘电阻数值；
步骤d)降低直流电压至0，将绝缘电阻测试仪的引出端短路，以释放光伏组件背板内部的电压；
步骤e)若组件湿漏电测试未通过，需进行修补，则采用红外线辐射加热装置或热吹风机对组件背板进行加热，组件背板表面加热温度不超过80℃，以去除光伏组件背板中的微量水分，同时使用微型探针检查组件背板水分含量，要求不大于1000ppm。
经修补后的光伏组件背板，其修补效果可通过湿漏电测试快速判断，保证了修补质量可控，检验方便。
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述的光伏组件背板用修补胶带的应用，将所述光伏组件背板用修补胶带用于光伏组件背板的现场修补，工艺简单，贴合效率高，特别适合于现场快速高效操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的光伏组件背板用修补胶带，用于光伏组件背板的修复后，具有更优的绝缘性，低的水汽透过率以及更好的耐候性，其中，修补前后经老化绝缘电阻数值差为大于150MΩ，侧面无水汽透过率。
(2)本发明的光伏组件背板用修补胶带的贴合工艺，工艺简单，节省胶带，用于光伏组件背板的现场修补时，不需要将有异常的光伏组件背板运输至工厂，节省劳力和运输费用，同时避免组件在运输时产生的引裂，贴合效率高，可在短时间以内完成光伏组件背板的修补。
附图说明
图1为本发明的光伏组件背板用修补胶带的结构示意图；
图2为图1的离型材料层的结构示意图；
1-基材层；2-功能胶层；3-离型材料层；31-撕手胶带；32-缺口。
具体实施方式
下面结合附图1、2，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例
如图1所示，一种光伏组件背板用修补胶带，包括由上至下依次设置的基材层1、功能胶层2、离型材料层3，基材层1、功能胶层2为一体式整面结构，离型材料层3为两段式离型材料层，两段式离型材料层的每一段均设置有撕手胶带31，光伏组件背板用修补胶带的一侧设置有用于放置接线盒的缺口32，两段式结构沿所述缺口的中线方向一分为二。作为优选方案，每一段所述两段式离型材料层沿所述缺口32的中线方向均设置有相对的两个撕手胶带31，便于将每段离型材料层撕开，如图2所示。其中，作为优选方案，基材层为聚脂薄膜类材料层，功能胶层为耐候性胶黏剂层。
将光伏组件背板用修补胶带用于待修复光伏组件背板的贴合，贴合工艺包括以下步骤：
1)对有异常的光伏组件背板进行清洁处理，清洁处理的具体过程为：将有异常的光伏组件背板置于工作平台上，首先用吸尘设备对光伏组件背板表面进行预吸尘处理，其次用毛刷对光伏组件背板表面进行除尘处理，再用有机溶剂对光伏组件背板表面进行清洗；
其中，对有异常的光伏组件背板的判断标准为，对光伏组件背板进行湿漏电检测，湿漏电测试包括以下步骤：
步骤a)将光伏组件背板置于盛有介质溶液的浅槽中，浅槽的尺寸与光伏组件背板的尺寸相匹配，介质溶液至少覆盖光伏组件背板，介质溶液的电阻率小于等于3500Ω·cm，表面张力小于等于3N·m-1，温度19-25℃；
步骤b)将光伏组件背板上的输出端短路，连接到绝缘电阻测试仪的正极，使用金属导体将介质溶液连接到绝缘电阻测试仪的负极；
步骤c)调节绝缘电阻测试仪的直流电压至1000V，维持此电压不少于60s后，测出光伏组件背板的绝缘电阻数值；
步骤d)降低直流电压至0，将绝缘电阻测试仪的引出端短路，以释放光伏组件背板内部的电压；
步骤e)若组件湿漏电测试未通过，需进行修补，则采用红外线辐射加热装置或热吹风机对组件背板进行加热，组件背板表面加热温度不超过80℃，以去除光伏组件背板中的微量水分，同时使用微型探针检查组件背板水分含量，要求不大于1000ppm；
2)采用光伏组件背板用修补胶带对清洁处理后的光伏组件背板进行修补，具体为：将所述光伏组件背板用修补胶带进行贴合前位置固定，将所述光伏组件背板用修补胶带的一端翻起，将相对应的一端的撕手胶带撕开并拉起离型材料层，用压辊由中间向两端滚压赶出气泡，将一半光伏组件背板用修补胶带贴合完毕；采用相同的工艺贴合另一半光伏组件背板用修补胶带。
本发明的光伏组件背板用修补胶带用于光伏组件背板的现场修补，当仅背板出现异常时，无需更换全部光伏组件。
对比例
对比例的光伏组件背板用修补胶带为分段式的修补胶带，包括四段胶带，每段胶带均有基材层、功能胶层、离型材料层，即将四段胶带配合使用，用于贴合待修复的光伏组件背板。
将本实施例和对比例的光伏组件背板用修补胶带用于5个存在破损的光伏组件背板1-5进行修复，修补前后进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，绝缘电阻数值的测试参照IEC 61215标准进行，老化方式包括双85/2000h湿冷热测试和TC 200热循环试验；侧面水汽透过率的测试参照ASTM F1249标准进行，其中对比例的侧面水汽透过率是测试的四段胶带贴合的层叠处的侧面水汽透过率。
表1
由表1的数据可以看出，本发明的整片式贴合的光伏组件背板用修补胶带，具有良好的绝缘性能，双85/2000h湿冷热测试和TC 200热循环试验修补前后经老化绝缘电阻数值差为大于150MΩ，侧面无水汽透过率，相对于对比例的分段式的贴合，具有更好的阻水性能。
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)
1.一种光伏组件背板用修补胶带，其特征在于，包括由上至下依次设置的基材层、功能胶层、离型材料层，所述基材层、功能胶层为一体式整面结构，所述离型材料层为两段式离型材料层，所述两段式离型材料层的每一段均设置有撕手胶带。
2.根据权利要求1所述的光伏组件背板用修补胶带，其特征在于，所述基材层为聚脂薄膜类材料层。
3.根据权利要求1或2所述的光伏组件背板用修补胶带，其特征在于，所述功能胶层为耐候性胶黏剂层。
4.根据权利要求1所述的光伏组件背板用修补胶带，其特征在于，所述光伏组件背板用修补胶带的一侧设置有用于放置接线盒的缺口，所述两段式离型材料层沿所述缺口的中线方向一分为二。
5.根据权利要求4所述的光伏组件背板用修补胶带，其特征在于，每一段所述两段式离型材料层沿所述缺口的中线方向均设置有相对的两个撕手胶带。
6.一种如权利要求1-5之一所述的光伏组件背板用修补胶带的贴合工艺，其特征在于，所述贴合工艺包括以下步骤：
1)对有异常的光伏组件背板进行清洁处理；
2)采用光伏组件背板用修补胶带对清洁处理后的光伏组件背板进行修补。
7.根据权利要求6所述的贴合工艺，其特征在于，步骤2)中，所述修补的具体工艺为：将所述光伏组件背板用修补胶带进行贴合前位置固定，将所述光伏组件背板用修补胶带的一端翻起，将相对应的一端的撕手胶带撕开并拉起离型材料层，用压辊由中间向两端滚压赶出气泡，将一半光伏组件背板用修补胶带贴合完毕；采用相同的工艺贴合另一半光伏组件背板用修补胶带。
8.根据权利要求6或7所述的贴合工艺，其特征在于，步骤1)中，所述清洁处理的具体过程为：将有异常的光伏组件背板置于工作平台上，首先用吸尘设备对光伏组件背板表面进行预吸尘处理，其次用毛刷对光伏组件背板表面进行除尘处理，再用有机溶剂对光伏组件背板表面进行清洗。
9.根据权利要求8所述的贴合工艺，其特征在于，将贴合后的光伏组件背板用修补胶带的边缘用硅胶或绝缘胶带进行密封；
优选地，对所述缺口的边缘用硅胶或绝缘胶带进行密封。
10.一种如权利要求1-5之一所述的光伏组件背板用修补胶带的应用，其特征在于，将所述光伏组件背板用修补胶带用于光伏组件背板的现场修补。
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