CN110400853A - 光伏组件用轻质背板及其应用的光伏组件和其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件用轻质背板及其应用的光伏组件和其制备方法，轻质背板至少包括通过热熔加压复合为一体的热塑芯层和第一热塑基板层；其中，热塑芯层的基体材料为芯层热塑性聚合物，第一热塑基板层的基体材料为基板层热塑性聚合物，芯层热塑性聚合物与基板层热塑性聚合物的材料相同；且热塑芯层呈蜂窝形状或多孔发泡形状；轻质背板可同时取代金属边框作为光伏组件的衬板结构；本发明同时具有轻质、安全可靠、无边框设计不容易积灰且不用接地、其版型可灵活多变的优点，避免传统双玻组件的高爆裂问题，而且本发明完全符合光伏标准需求，可以实现真正规模推广应用。
Description
技术领域
本发明属于光伏封装技术，具体涉及一种光伏组件用轻质背板，本发明还涉及了该轻质背板应用的光伏组件和该光伏组件的制备方法。
背景技术
可靠性、安全性以及低成本是任何能源产品都必须同时满足的要求。过去几十年，光伏行业通过持续且高质量地专注研发提高光电转换效率，供应链以及生产设备的国产化和自动化等主要手段在过去40年中将光伏产品的成本下降了300倍之多。当然，这些过去几十年非常显著且有效将光伏电池片的成本几乎降低到极致，无论在转换效率的极限还是生产规模效应都即将遭遇瓶颈，因此，光伏组件产品还需要更多的技术创新。
申请人注意到，二十年前的光伏组件，光伏电池片的价格远高于其封装结构的价格，最初的光伏组件产品不得不使用沉重的玻璃和厚实的铝边框等封装结构来精心呵护黄金般的光伏电池片，最大程度地发挥电池片的发电作用。然而随着在光伏电池片上通过近几十年的技术创新实现了在成本上的极致，这使得光伏组件产品中的电池片和封装材料的成本结构分布上发生了逆转变化，封装材料的成本开始超过电池片的成本，也就是说，电池片相对显得廉价，于是目前已有双面、半片以及叠瓦等新的光伏组件电池结构技术出现，通过该结构争取最大程度的封装材料利用率。人们从“呵护电池”变成了“惜护封装材料”。
进一步来说，在现有传统光伏组件产品的封装结构中，用于受光面封装的玻璃以及背面安装的铝边框占用了大部分比例的封装结构成本，而且玻璃和金属铝边框的使用所带来的搬运、包装、运输、施工及接地要求等额外人力成本和施工难度更是不可忽视的。此外，采用玻璃和金属铝边框进行封装的光伏组件产品由于重量重，也会进一步产生安全问题。
为此，近五年来，本申请人一直致力于关注在光伏组件封装结构以及封装材料的高质量技术创新，并提出了较多具有柔性安装效果的光伏组件产品的封装方案；而随着本申请人在光伏封装领域的专注研发以及基于本申请人发明人在光伏行业二十年来的持续且深入的专注研究，以及在国内引领了光伏产业规模化降本、推进技术创新的发展成就，发现开发轻质光伏组件会是突破光伏产品封装技术的下一步创新发展方向。
在此方向下，本申请人提出了轻质化光伏组件的技术方案，在提出本申请之前，对目前已提出的轻质光伏组件封装技术进行了系统全面的调研、检索以及分析，以下列出部分对比文件：
对比文件1：公开号为CN109390422A的中国发明专利公开了一种光伏组件，提出采用依次层叠设置的第一基板层、蜂窝芯层和第二基板层的结构作为背板层，厚度降低，同时可以取消金属铝边框设计，实现轻质效果，其中，第一基板层和第二基板层可以采用环氧树脂绝缘层或金属层，蜂窝芯层与第一基板层和第二基板层分别通过粘胶剂粘接复合为一体，而且为了防止该蜂窝芯复合背板在层压过程中鼓泡、脱胶，在芯层内设置排气孔，同时该排气孔贯穿基板层，该结构必然会导致其结构的强度以及阻隔水汽透过性的严重下降，难以真正进行实施应用。
对比文件2：CN109192801A的发明专利公开了一种轻量化光伏组件及其制备方法，轻量化光伏组件包括依次层叠设置的透明前膜、加强板、第一胶膜层、太阳能电池片、第二胶膜层、第一基板层、第三胶膜层、蜂窝芯层、第四胶膜层和第二基板层。
对比文件3：公开号为WO 2018/013618 Al的PCT专利公开了一种用于取代铝边框安装结构的光伏组件叠层结构，提出采用聚乙烯泡沫层，且在聚乙烯泡沫层上下表面通过粘胶层粘接复合聚丙烯玻纤材料层，用于取代铝边框安装结构。
这些对比文件虽然提出了采用基板层与蜂窝芯层的结构用于直接替代背板和铝边框的设计，然而这些技术均是采用粘胶层或胶膜层实现基板层与蜂窝芯层之间的连接复合，然而正如对比文件1提及的该复合结构应用于光伏背板后会导致在后续进行层压时产生鼓泡、脱胶以及变形蠕动等问题，导致最终光伏组件产品的效果受到严重影响，而且由于光伏封装技术的常规思路是采用胶膜层进行各功能材料层之间的连接复合以及采用粘胶剂进行连接复合也是常规蜂窝板或发泡板的常规成型复合工艺，这也导致了如以上所述的对比文件1-3中的轻质光伏组件方案均是对基板层与蜂窝芯层分别进行技术开发后再通过传统胶膜或粘胶剂实现复合，而且申请人经过集中检索后发现，为了解决这些复合结构的问题，要么设置排气孔结构，要么选择直接牺牲其复合效果。因此，目前这些技术的应用基本处于实验室认证或小试水平，无法真正实施规模推广应用。
基于以上现状，市场急需寻求可进行规模推广应用的轻质化光伏组件解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光伏组件用轻质背板及其应用的光伏组件和其制备方法，同时具有轻质、安全可靠、无边框设计不容易积灰且不用接地、其版型可灵活多变的优点，避免传统双玻组件的高爆裂问题，而且本发明完全符合光伏标准需求，可以实现真正规模推广应用。
在说明本发明技术方案之前，本申请人进一步说明本技术方案的发展由来：首先，本申请人认为光伏封装方案中的材料功能层必须通过胶膜层实现层压复合属于技术偏见，而且本申请人发现这是可以通过对材料层针对性筛选以及新工艺应用来解决的，进而还可以解决鼓泡、脱胶以及变形蠕动等问题。为了实现本发明的技术目的，本申请人有力打破了在现有光伏封装领域所采用封装材料种类范围内进行筛选应用的思维局限，具体是基于本申请发明人各自具有不同领域的资深研发背景和理论知识水平，通过同时对封装结构要求以及传统行业复合材料的筛选验证，最终得到本发明的光伏组件用轻质背板创新方案。
本发明采用的技术方案如下：
一种光伏组件用轻质背板，所述轻质背板至少包括通过热熔加压复合为一体的热塑芯层和第一热塑基板层；其中，所述热塑芯层的基体材料为芯层热塑性聚合物，所述第一热塑基板层的基体材料为基板层热塑性聚合物，所述芯层热塑性聚合物与基板层热塑性聚合物的材料相同或至少可实现热熔复合；且所述热塑芯层呈蜂窝形状或多孔发泡形状；所述轻质背板可同时取代金属边框作为光伏组件的衬板结构。
优选地，所述芯层热塑性聚合物或所述基板层热塑性聚合物采用热塑性聚丙烯、PET、PA、PC和PE中的任意一种或几种的混合。
优选地，所述热塑基板层采用连续纤维增强基板层热塑性聚合物的复合材料，所述连续纤维呈分散相，所述基板层热塑性聚合物呈连续相。
优选地，所述热塑基板层采用单层单向带或多层单向带叠层结构，其中，
所述单层单向带的制备工艺采用如下操作步骤：
A10)、预先将基板层热塑性聚合物原料加热熔融，采用连续纤维浸渍处于熔融状态的基板层热塑性聚合物；
A20)、将浸渍有基板层热塑性聚合物的连续纤维挤压成所述单向带；
所述多层单向带叠层的制备工艺包括上述步骤A10)和步骤A20)，且还包括以下操作步骤：
A30)、将所述单向带采用互为90°或45°的方式进行单次或多次层叠，通过加热加压，不同层单向带的基板层热塑性聚合物熔融，互相浸透，同时充分包裹连续纤维，得到多层单向带叠层。
优选地，呈蜂窝形状的热塑芯层采用热熔挤出工艺成型；呈多孔发泡形状的热塑芯层采用发泡工艺成型。
优选地，所述热塑芯层与光伏组件的背面胶膜层直接接触连接。
优选地，所述热塑性芯层的另一面还复合有第二热塑基板层，且所述第二热塑基板层与光伏组件的背面胶膜层直接接触连接。
优选地，所述轻质背板的单位面积重量范围为60-2500g/m2。
优选地，一种光伏组件，包括电池片，分别用于电池片受光面封装的正面封装层和用于电池片背光面封装的背面封装层，其中，所述背面封装层包括与所述电池片接触的背面胶膜层以及如上所述的光伏组件用轻质背板；，所述轻质背板同时取代金属边框作为衬板结构。
优选地，所述正面封装层采用具有柔性的复合材料制备而成。
优选地，一种光伏组件的制备方法，包括如下操作步骤：
B10)、将正面封装层、电池片和背面封装层依次叠层铺设后置于层压设备中；
B20)、层压设备通过对叠层铺设件进行加热加压后得到层压件，其中，所述加热加压包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加压冷却阶段，第一阶段的加热温度范围为110-150℃，加热时间范围为100-600秒；第二阶段的加热温度范围为130-200℃，加热时间范围为100-1200秒；第三阶段的冷却温度范围为25-60℃，施加压力范围为0.05-0.25Mpa；
B30)、对所述层压件进行边缘裁切，得到如上所述的光伏组件。
需要说明的是，本发明涉及的采用呈蜂窝形状或多孔发泡形状的热塑芯层可以是从目前市场中的复合材料企业处直接采购而得；这些复合材料由于具有隔音轻质的特性被较广泛地应用于高铁、航空航天、汽车、建材以及包装等领域实现隔音功能，本发明对其具体制备成型工艺不做特别限定，典型的制备工艺可以选择为：呈蜂窝形状的热塑芯层采用热熔挤出工艺成型；呈多孔发泡形状的热塑芯层采用发泡工艺成型，由于这些工艺在复合材料领域属于公知常识，因此，本发明不再一一展开说明。
如前所述，虽然这些具有热塑芯层的复合材料被较广泛地应用于高铁、航空航天、汽车、建材以及包装等领域，然而由于光伏行业对于背板有阻隔水汽透过性、拉伸强度、防火、绝缘等多种自身特殊标准要求，具体如何进行材料筛选同时还需适应组件层压工艺以及可实现规模化生产的要求，这是本领域技术人员从现有技术中无法找到参考信息或技术启示，需要进行创造性开发摸索：
结合本申请发明人各自具有不同领域的资深研发背景和理论知识水平，经过对复合材料的筛选以及应用于光伏组件产品的整体测试后，提出了呈蜂窝形状或多孔发泡形状的热塑芯层和热塑基板层作为轻质背板的层结构，同时热塑芯层的基体材料与热塑基板层的基体材料相同或至少可实现热熔复合，将两者直接进行热熔复合成型得到轻质背板结构，该结构突破了传统光伏领域采用的胶膜或粘胶剂进行芯层和基板层之间复合连接的技术思维，通过创造性地对热塑芯层和热塑基板层的基体材料做具体限定选择，即实现了将两者直接复合为一个整体，因而不会在光伏组件层压时发生鼓泡、脱胶以及变形蠕动等问题，有效确保了轻质光伏组件的层压质量，规模层压时的良品率高，经过性能测试可验证本发明完全符合光伏标准需求，可以实现真正规模推广应用；而且本发明提供的光伏组件用轻质背板相对于传统光伏组件背板结构，还同时具有轻质、安全可靠、无边框设计不容易积灰且不用接地、其版型可灵活多变、避免传统双玻组件的高爆裂问题等多方面的积极技术效果，也使得本发明会是突破光伏产品封装技术的下一步创新发展方向的有力技术解决方案；
本发明进一步优选地提出采用热塑性聚丙烯同时作为热塑芯层和热塑基板层的基体材料，本申请人发现热塑性聚丙烯具有非常优异的阻隔水汽透过的性能，同时具有良好的耐候性能，将其结合应用于本发明的轻质背板结构，可以进一步有效提高本发明光伏组件用轻质背板的性能；
本发明还进一步优选地提出采用连续纤维增强基板层热塑性聚合物的复合材料作为热塑基板层的制备材料，连续纤维呈分散相，所述基板层热塑性聚合物呈连续相，特别是将其在不同方向进行多层复合后，可以进一步对热塑基板层的拉伸强度进行增强，提高整体光伏组件安装的抗压强度；
本发明还进一步优选地提出轻质光伏组件的制备方法，提出了采用具有分段式加热工艺以及冷却工艺的层压方法，可进一步确保本发明轻质背板在层压时与其直接接触的胶膜层进行良好地复合。
附图说明
附图1是本发明实施例1中光伏组件用轻质背板100a的结构示意图；
附图2是图1的分解层结构示意图；
附图3是本发明实施例1中光伏组件10a的层结构示意图；
附图4是本发明实施例2中光伏组件用轻质背板100b的结构示意图；
附图5是图4的分解层结构示意图；
附图6是本发明实施例2中光伏组件10b的层结构示意图；
附图7是本发明实施例3中光伏组件用轻质背板100c的结构示意图；
附图8是图7的分解层结构示意图；
附图9是本发明实施例3中光伏组件10c的层结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种光伏组件用轻质背板，轻质背板至少包括通过热熔加压复合为一体的热塑芯层和第一热塑基板层；其中，热塑芯层的基体材料为芯层热塑性聚合物，第一热塑基板层的基体材料为基板层热塑性聚合物，芯层热塑性聚合物与基板层热塑性聚合物的材料相同或至少可实现热熔复合；且热塑芯层呈蜂窝形状或多孔发泡形状；轻质背板可同时取代金属边框作为光伏组件的衬板结构。
本发明实施例还公开了一种光伏组件，包括电池片，分别用于电池片受光面封装的正面封装层和用于电池片背光面封装的背面封装层，背面封装层包括与电池片接触的背面胶膜层以及如上所述的光伏组件用轻质背板，轻质背板同时取代金属边框作为衬板结构。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
请参见图1和图2所示的一种光伏组件用轻质背板100a，轻质背板100a包括通过热熔加压复合为一体的热塑芯层110和第一热塑基板层120，热塑芯层110与光伏组件的背面胶膜层直接接触连接；其中，热塑芯层110的基体材料为芯层热塑性聚合物，第一热塑基板层120的基体材料为基板层热塑性聚合物，芯层热塑性聚合物与基板层热塑性聚合物的材料相同；在本实施方式中，热塑芯层110呈多边型的蜂窝形状，厚度范围在5-25mm，采用热熔挤出工艺成型或采用复合材料中的其他现有公知成型工艺，本申请在具体实施时不做具体限定；第一热塑基板层120的厚度范围为0.05-5mm；优选地，在本实施方式中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用热塑性聚丙烯，热塑芯层110的厚度为8mm，第一热塑基板层120的厚度范围为1mm；在其他实施方式中，可以选择其他厚度的热塑芯层110，如2mm，3mm，5mm，10mm，12mm，14mm，15mm，20mm，25mm；也可以选择其他厚度的第一热塑基板层120，如0.05mm,0.1mm,0.2mm,0.3mm,0.4mm，0.6mm，0.8mm，1.5mm，2mm，2.5mm，3mm，3.5mm，4mm，4.5mm，5mm；本实施例对厚度的选择没有特别限定之处，本领域技术人员可以根据常规技术手段来具体选择，总体原则上，热塑芯层110的厚度要比第一热塑基板层120的厚度大，否则轻质化的优点相对不会突出；
优选地，在本实施方式中，轻质背板100a的单位面积重量范围为
60-2500g/m2,更优选地，在本实施方式中，轻质背板100a的单位面积重量范围为60-500g/m2；具体地，在本实施方式中，轻质背板100a的单位面积重量为100g/m2，本实施例的轻质背板100a可同时取代金属边框作为光伏组件的衬板结构；
优选地，请进一步参见图3所示，本实施例还提出了一种光伏组件10a，包括电池片11，分别用于电池片11受光面封装的正面封装层12和用于电池片11背光面封装的背面封装层，其中，背面封装层包括与电池片11接触的背面胶膜层13以及如上的光伏组件用轻质背板100a；轻质背板100a同时取代金属边框作为衬板结构；优选地，在本实施方式中，为了实现光伏组件的进一步轻质柔性效果，正面封装层12包括采用具有柔性的复合材料制备而成的正面复合层12a和正面胶膜层12b，复合层12a具体采用丙烯酸热固性粉末涂料复合纤维布，其具体技术方案可直接参见CN201610685536.0；当然地，本实施例的轻质背板同样可以应用其正面采用玻璃的光伏组件；
优选地，本实施例还提出了一种光伏组件10a的制备方法，包括如下操作步骤：
B10)、将正面封装层12、电池片11、背面胶膜层13以及光伏组件用轻质背板100a依次叠层铺设后置于层压设备中；
B20)、层压设备通过对叠层铺设件进行加热加压后得到层压件，其中，加热加压包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加压冷却阶段，第一阶段的加热温度范围为110-150℃，加热时间范围为100-600秒；第二阶段的加热温度范围为130-200℃，加热时间范围为100-1200秒；第三阶段的冷却温度范围为25-60℃，施加压力范围为0.05-0.25Mpa；
B30)、对层压件进行边缘裁切，得到如上所述的光伏组件10a。
实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：请参见图4、图5和图6所示，本实施例2提出了一种光伏组件10b，包括轻质背板100b，轻质背板100b的热塑芯层110b呈多孔发泡形状，采用发泡工艺成型。
实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：请参见图7、图8和图9所示，本实施例3提出了一种光伏组件10c，包括轻质背板100c，轻质背板100c的热塑性芯层110的另一面还复合有第二热塑基板层130，且第二热塑基板层130与光伏组件10c的背面胶膜层13直接接触连接。
实施例4：本实施例4的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例4中，热塑基板层120采用连续纤维增强基板层热塑性聚合物的复合材料，连续纤维呈分散相，基板层热塑性聚合物呈连续相；具体地，在本实施方式中，连续纤维采用连续玻璃纤维，在其他实施方式中，也可以采用与连续玻璃纤维具有类似效果的现有技术连续纤维，如连续碳纤维或连续芳纶纤维；在本实施方式中，热塑基板层120采用单层单向带，其中，单层单向带的制备工艺采用如下操作步骤：
A10)、预先将基板层热塑性聚合物原料加热熔融，采用连续纤维浸渍处于熔融状态的基板层热塑性聚合物；
A20)、将浸渍有基板层热塑性聚合物的连续纤维挤压成单向带。
实施例5：本实施例5的其余技术方案与实施例4相同，区别仅在于：在本实施例5中，热塑基板层120采用多层单向带叠层结构，其中，多层单向带叠层的制备工艺采用如下操作步骤：
A10)、预先将基板层热塑性聚合物原料加热熔融，采用连续纤维浸渍处于熔融状态的基板层热塑性聚合物；
A20)、将浸渍有基板层热塑性聚合物的连续纤维挤压成单向带；
A30)、将单向带采用互为90°或45°的方式进行多次层叠，通过加热加压，不同层单向带的基板层热塑性聚合物熔融，互相浸透，同时充分包裹连续纤维，得到多层单向带叠层，具体地，在本实施例5中，多层单向带叠层结构采用4层单向带叠层结构。
实施例6：本实施例6的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例6中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用PET(Polyethylene terephthalate的缩写，意指聚对苯二甲酸类塑料)。
实施例7：本实施例7的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例7中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用PA(Polyamide的缩写，意指聚酰胺)。
实施例8：本实施例8的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例8中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用PC(Polycarbonate的缩写，意指聚碳酸酯)。
实施例9：本实施例9的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例9中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用PE(Polyethylene的缩写，意指聚乙烯)。
实施例10：本实施例10的其余技术方案与实施例5相同，区别仅在于：在本实施例10中，芯层热塑性聚合物和基板层热塑性聚合物均采用实施例6中的PET或实施例7中的PA或实施例8中的PC或实施例9中的PE或这些材料的混合。
实施例11：本实施例11的其余技术方案与实施例1相同，区别仅在于：在本实施例11中，芯层热塑性聚合物采用热塑性聚丙烯，基板层热塑性聚合物采用实施例6中的PET或实施例7中的PA或实施例8中的PC或实施例9中的PE。
需要说明的是，在本申请的轻质光伏组件中，本领域技术人员还可以根据应用需要，在背面胶膜层13与轻质背板层之间增加其他材料层结构，这些结合应用同样都可以具有本申请的技术效果，同样属于本申请的保护范围。
比较例1：采用对比文件1提出的轻质光伏组件。
比较例2：采用对比文件2提出的轻质光伏组件。
比较例3：采用对比文件3提出的轻质光伏组件。
比较例4：采用现有技术常规透明背板应用的光伏组件。
比较例5：采用现有技术的双玻光伏组件。
本申请将上述各实施例与各比较例进行光伏组件应用安装实施，并进行了实施效果对比，主要对比结果请参见下表1：
表1本发明实施例与比较例的实施效果对比
本申请涉及的阻隔水汽透过性的测试标准依据是GB/T 26253-2010，拉伸强度的测试标准依据是GB/T1040.3-2006。
从上表1可看出，本实施例通过对现有常规复合材料的进行针对性筛选以及应用后，可以得到同时具有多方面积极技术效果的光伏组件轻质背板方案，同时通过本申请实施例5以及实施例10的技术效果，还惊喜地发现了采用连续纤维增强基板层热塑性聚合物制成的多层单向带叠层结构作为基板层结构，使得其应用的光伏组件在阻隔水汽透过性以及拉伸强度上明显优于其他实施例，申请人通过进一步分析发现，作为优于连续纤维呈分散相，基板层热塑性聚合物呈连续相，将两者进行不同方向上的多层复合后可以实现非常良好且独特的包覆融合结构，使得拉伸强度以及阻隔水汽性上的性能明显。而由于实施例10所采用的材料成本会明显高于实施例5的材料成本，因此，本实施例5作为本申请最优选的实施例；
本申请还通过大量实施应用发现，热塑芯层110可以如实施例3所述的技术方案进行双面热塑基板层复合，也可以直接与光伏组件的背面胶膜层13进行直接复合，其技术效果相差不大，而且可以有效节省一层热塑基板层，降低材料成本同时还可以简化复合工艺，属于优选实施例。
本申请还进一步通过实施例11验证，发现采用不同材料但可热熔复合的背板在层压时的效果差于采用相同材料的背板。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述轻质背板至少包括通过热熔加压复合为一体的热塑芯层和第一热塑基板层；其中，所述热塑芯层的基体材料为芯层热塑性聚合物，所述第一热塑基板层的基体材料为基板层热塑性聚合物，所述芯层热塑性聚合物与基板层热塑性聚合物的材料相同或至少可实现热熔复合；且所述热塑芯层呈蜂窝形状或多孔发泡形状；所述轻质背板可同时取代金属边框作为光伏组件的衬板结构。
2.如权利要求1所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述芯层热塑性聚合物或所述基板层热塑性聚合物采用热塑性聚丙烯、PET、PA、PC和PE中的任意一种或几种的混合。
3.如权利要求1所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述热塑基板层采用连续纤维增强基板层热塑性聚合物的复合材料，所述连续纤维呈分散相，所述基板层热塑性聚合物呈连续相。
4.如权利要求3所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述热塑基板层采用单层单向带或多层单向带叠层结构，其中，
所述单层单向带的制备工艺采用如下操作步骤：
A10)、预先将基板层热塑性聚合物原料加热熔融，采用连续纤维浸渍处于熔融状态的基板层热塑性聚合物；
A20)、将浸渍有基板层热塑性聚合物的连续纤维挤压成所述单向带；
所述多层单向带叠层的制备工艺包括上述步骤A10)和步骤A20)，且还包括以下操作步骤：
A30)、将所述单向带采用互为90°或45°的方式进行单次或多次层叠，通过加热加压，不同层单向带的基板层热塑性聚合物熔融，互相浸透，同时充分包裹连续纤维，得到多层单向带叠层。
5.如权利要求1所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，呈蜂窝形状的热塑芯层采用热熔挤出工艺成型；呈多孔发泡形状的热塑芯层采用发泡工艺成型。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述热塑芯层与光伏组件的背面胶膜层直接接触连接。
7.如权利要求1或2或3或4或5所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述热塑性芯层的另一面还复合有第二热塑基板层，且所述第二热塑基板层与光伏组件的背面胶膜层直接接触连接。
8.如权利要求1所述的光伏组件用轻质背板，其特征在于，所述轻质背板的单位面积重量范围为60-2500g/m2。
9.一种光伏组件，包括电池片，分别用于电池片受光面封装的正面封装层和用于电池片背光面封装的背面封装层，其特征在于，所述背面封装层包括与所述电池片接触的背面胶膜层以及如权利要求1-8之一所述的光伏组件用轻质背板，所述轻质背板同时取代金属边框作为衬板结构。
10.一种光伏组件的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
B10)、将正面封装层、电池片和背面封装层依次叠层铺设后置于层压设备中；
B20)、层压设备通过对叠层铺设件进行加热加压后得到层压件，其中，所述加热加压包括第一加热阶段、第二加热阶段和第三加压冷却阶段，第一阶段的加热温度范围为110-150℃，加热时间范围为100-600秒；第二阶段的加热温度范围为130-200℃，加热时间范围为100-1200秒；第三阶段的冷却温度范围为25-60℃，施加压力范围为0.05-0.25Mpa；
B30)、对所述层压件进行边缘裁切，得到如权利要求9所述的光伏组件。
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- 2019-07-29 CN CN201910689096.XA patent/CN110400853A/zh active Pending
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