CN111113843A - 光伏封装胶膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光伏封装胶膜的制备方法。该制备方法包括以下步骤：采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，流延成型工艺包括将第一原料流延形成流延薄膜的步骤，在流延的过程中，使多个条状高反膜与第一原料在初始压合的位置汇合，通过流延将条状高反膜贴合于流延薄膜表面。采用上述制备方法能够在透明胶膜的流延成型工艺中同时完成条状高反膜的贴合，工艺简单。并且，通过在形成流延薄膜的过程中将条状高反膜贴合，使其能够与胶膜具有较好的粘接性能，不易脱落，可靠性高。

Description

光伏封装胶膜的制备方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种光伏封装胶膜的制备方法。
背景技术
随着能源以及环境问题的日益严峻，清洁可再生能源的利用刻不容缓，其中光伏发电技术已飞跃发展、日益成熟，光伏电池的应用也逐渐普及。为了进一步提高光伏电池的转换效率、降低制备成本，光伏电池组件技术不断在发展。
大部分光伏组件中，电池片与电池片之间通过焊带互联，然后用封装胶膜将电池片封装于两层玻璃或一层玻璃与一层聚合物背板之间。这种设计由于电池片与电池片之间以及电池片与组件边缘之间存在间隙，导致电池有效受光面积小于组件可视面积，使得照射至组件表面的太阳光无法完全被电池片吸收利用。目前，一些组件采用高反射背板、白色EVA、白色POE等方式，将间隙处的太阳光尽可能反射至电池表面被利用，从而增加组件发电功率。从实用性上讲，胶膜或背板只需在电池片间隙的区域具有高反特性即可达到上述效果，而目前的白色胶膜则是整体白色，相对于透明胶膜，其原材料成本增加较多。进一步，对于双面电池组件而言，以上几种方式都会遮挡背面光线，导致组件背面无法正常工作。
因此，现有技术中亟需开发一种局域高反射的封装胶膜，使其在电池片间隙处具有高反特性，而电池片区域则是透明，以大幅降低原材料成本，并满足目前双面电池的封装要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光伏封装胶膜的制备方法，以解决现有技术中光伏封装胶膜的制备工艺成本较高且无法满足双面电池封装要求的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种光伏封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，流延成型工艺包括将第一原料流延形成流延薄膜的步骤，在流延的过程中，使多个条状高反膜与第一原料在初始压合的位置汇合，通过流延将条状高反膜贴合于流延薄膜表面。
进一步地，在流延形成流延薄膜的步骤中，采用相对转动的第一辊轮和第二辊轮将第一原料流延，条状高反膜从一端开始随第一辊轮转动至初始压合的位置，以与第一原料汇合。
进一步地，第一辊轮与第二辊轮的辊温为10～40℃，第一辊轮与第二辊轮的转速为3～20m/min。
进一步地，第一辊轮为胶辊，第二辊轮为花辊。
进一步地，在第一辊轮远离第二辊轮的一侧设置第三辊轮，条状高反膜具有相对的第一端和第二端，将条状高反膜中具有第一端的部分卷绕在第三辊轮上，将第二端拉至第一辊轮，并利用第一辊轮使第二端转动至初始压合的位置，以与第一原料汇合。
进一步地，在第一辊轮与第三辊轮之间设置与条状高反膜的数量相同的多个导向槽轮，导向槽轮的槽宽与条状高反膜的宽度相同，在将具有第一端的部分卷绕在第三辊轮上的步骤之后，以及在将第二端拉至初始压合的位置的步骤之前，将各条状高反膜一一对应地卷绕在导向槽轮上。
进一步地，条状高反膜为PP膜或PE膜。
进一步地，条状高反膜的厚度为10～200μm，宽度为4～50mm。
进一步地，第一树脂为EVA和/或POE。
进一步地，第一原料还包括过氧化物、助交联剂、硅烷偶联剂和光稳定剂，优选按第一树脂的重量份为100份计，过氧化物的重量份为0.1～3，助交联剂的重量份为0.02～5，硅烷偶联剂的重量份为0.02～2，光稳定剂的重量份为0.005～2。
应用本发明的技术方案，提供了一种光伏封装胶膜的制备方法，该制备方法采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，流延成型工艺包括将第一原料流延形成流延薄膜的步骤，在流延的过程中，使多个条状高反膜从一端开始与第一原料在初始压合的位置汇合，通过流延贴合于流延薄膜表面。采用上述制备方法能够在透明胶膜的流延成型工艺中同时完成条状高反膜的贴合，工艺简单。并且，通过在形成流延薄膜的过程中将条状高反膜贴合，使其能够与胶膜具有较好的粘接性能，不易脱落，可靠性高。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了在本申请实施方式所提供的光伏封装胶膜的制备方法中，将第一原料流延形成流延薄膜的步骤中多个条状高反膜与第一原料在初始压合的位置汇合的工艺示意图；
图2示出了采用本申请实施方式所提供的光伏封装胶膜的制备方法制备得到的光伏封装胶膜的俯视结构示意图；
图3示出了图2所示的光伏封装胶膜的侧视图；
图4示出了在本申请实施方式中一种导向槽轮的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
100、第一原料；10、流延薄膜；20、条状高反膜；30、第一辊轮；40、第二辊轮；50、第三辊轮；60、导向槽轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中亟需开发一种局域高反射的封装胶膜，使其在电池片间隙处具有高反特性，而电池片区域则是透明，以大幅降低原材料成本，并满足目前双面电池的封装要求。
本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种光伏封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，流延成型工艺包括将第一原料流延形成流延薄膜的步骤，在流延的过程中，使多个条状高反膜与第一原料在初始压合的位置汇合，通过流延将条状高反膜贴合于流延薄膜表面。
顾名思义，上述条状高反膜中的“高反膜”是指具有较高反射率的薄膜，是能够把入射光能量大部分或几乎全部进行反射(反射率通常需要大于≥85％)的光学薄膜。
经过上述流延的步骤，使形成的流延薄膜表面贴合有条状高反膜，从而在完成整个流延成型工艺后，由流延薄膜形成的透明胶膜表面也贴合有条状高反膜，透明胶膜与状高反射膜共同构成所需的光伏封装胶膜。
采用上述制备方法能够在透明胶膜的流延成型工艺中同时完成条状高反膜的贴合，工艺简单。并且，通过在形成流延薄膜的过程中将条状高反膜贴合，使其能够与胶膜具有较好的粘接性能，不易脱落，可靠性高。
下面将更详细地描述根据本发明提供的光伏封装胶膜的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
本发明的上述光伏封装胶膜的制备方法中，采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，由于上述第一树脂具有粘度，从而能够在流延过程中使高反射膜贴合于流延薄膜表面，除了第一树脂之外，上述第一原料还可以包括过氧化物、助交联剂、硅烷偶联剂和光稳定剂，优选按第一树脂的重量份为100份计，过氧化物的重量份为0.1～3，助交联剂的重量份为0.02～5，硅烷偶联剂的重量份为0.02～2，光稳定剂的重量份为0.005～2。
在上述流延成型工艺，可以先进行第一原料的配料、混合和塑炼，将第一树脂塑化，然后再将第一原料进行流延形成流延薄膜。为了使条状高反膜能够更为牢固地粘附在流延薄膜表面，从而在后续运输或使用过程中不易偏移或脱落，在流延成型后透明胶膜可经过相关辐照工艺使得其预交联度≤50％；并且，优选地，上述第一树脂采用EVA和/或POE，且熔融指数为5～30g/10min。
为了通过流延得到上述贴合有条状高反膜20的流延薄膜10，在一种优选的实施方式中，采用相对转动的第一辊轮30和第二辊轮40将第一原料100流延，条状高反膜20从一端开始随第一辊轮30转动至上述初始压合的位置，如图1所示，该初始压合位置是指条状高反膜20与第一原料100在第一辊轮30和第二辊轮40之间汇合的位置。上述第一辊轮30和上述第二辊轮40可以分别选自胶辊和花辊中的任一种。
具体地，通过模头的第一原料100在重力作用下流动到第一辊轮30和第二辊轮40之间的缝隙，第一辊轮30和第二辊轮40同速向内转动，第一原料100随第二辊轮40转动并进行流延成膜，条状高反膜20随第一辊轮30转动，在与第一原料100接触后受到第一辊轮30和第二辊轮40作用的压力以进行贴合，从而形成上述初始压合的位置，在第一原料100流延成膜的同时，条状高反膜20逐步进行贴合，进而得到表面贴合有条状高反膜20的流延薄膜10，如图2和图3所示。
在上述优选的实施方式中，为了使条状高反膜20能够更为牢固地粘附在流延薄膜10表面，优选地，第一辊轮30与第二辊轮40的辊温为10～40℃，第一辊轮30与第二辊轮40的转速为3～20m/min。
在上述优选的实施方式中，为了方便条状高反膜20与第一原料在初始压合的位置汇合，还可以在第一辊轮30远离第二辊轮40的一侧设置第三辊轮50，将条状高反膜20中具有第一端的部分卷绕在第三辊轮50上，将第二端拉至第一辊轮30，并利用第一辊轮30使第二端转动至初始压合的位置，实现与第一原料100汇合。
上述条状高反膜20具有相对的第一端和第二端，为了使条状高反膜能够在贴合的过程中不易偏移，更为优选地，在第一辊轮30与第三辊轮50之间设置与条状高反膜20的数量相同的多个导向槽轮60，导向槽轮60的槽宽与条状高反膜20的宽度相同，其结构可以如图4所示，此时，在将具有第一端的部分卷绕在第三辊轮上的步骤之后，先将各条状高反膜一一对应地卷绕在导向槽轮60上，然后再将第二端拉至初始压合的位置。
上述导向槽轮60可独立转动，从而利用上述导向槽轮60能够在条状高反膜20贴合过程中将其的位置固定，有效地防止了条状高反膜20的偏移；并且，上述导向槽轮60彼此的间距可调节，从而通过上述导向槽轮60能够实现对各条状高反膜20之间间距的调节。还可以将上述导向槽轮60设置在一个滚轴上，并将滚轴固定设置在第一辊轮30与第三辊轮50之间。
为了保证上述条状高反膜20在拉伸的过程中不易断裂，需要对条状高反膜20施加较小的拉力，优选地，采用的条状高反膜20为PP膜或PE膜；并且，优选地，条状高反膜20的厚度为10～200μm，宽度为4～50mm。满足上述厚度和宽度的条状高反膜20在拉伸后仍能够具有较高的力学性能和光学性能。
下面将结合实施例进一步说明本发明的上述光伏封装胶膜的制备方法。
实施例1
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法采用如图1所示的流延工艺，该制备方法包括以下步骤：
使第一辊轮30和第二辊轮40相对转动，第一原料100通过第一辊轮30和第二辊轮40进行流延形成流延薄膜，同时将条状高反膜20中具有第一端的部分卷绕在第三辊轮50上，将条状高反膜20卷绕在位于第一辊轮30与第三辊轮50之间的导向槽轮60上，导向槽轮60的槽宽与条状高反膜20的宽度一致，以防止条状高反膜20的贴合过程中的偏移，然后将条状高反膜20的第二端拉至第一辊轮30和第二辊轮40之间的初始压合的位置，并与第一原料100汇合，通过流延将条状高反膜20贴合于流延薄膜表面，流延完成后流延薄膜的长度为50米。
其中，第一辊轮30为胶辊，第二辊轮40为花辊，第一辊轮30与第二辊轮40的辊温为6℃，第一辊轮30与第二辊轮40的转速为2m/min；
第一原料100包括100重量份的EVA树脂(醋酸乙烯(VA)质量含量为20％，美国杜邦公司)、0.05重量份的过氧化物(叔丁基过氧化碳酸异丙酯)、0.01重量份的助交联剂(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、0.01重量份的硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)以及3重量份的光稳定剂(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯)，条状高反膜为PP膜(采用挤出流延工艺制备，原料粒子为韩国SK的R370Y)，厚度为100μ0，宽度为30mm，长度为50米。
实施例1
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
所述第一辊轮与所述第二辊轮的辊温为10℃，所述第一辊轮与所述第二辊轮的转速为3m/min。
实施例2
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
所述第一辊轮与所述第二辊轮的辊温为40℃，所述第一辊轮与所述第二辊轮的转速为20m/min。
实施例3
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
第一原料100包括100重量份的第一树脂、0.1重量份的过氧化物、0.02重量份的助交联剂、0.02重量份的硅烷偶联剂以及0.005重量份的光稳定剂。
实施例4
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
第一原料100包括100重量份的第一树脂、3重量份的过氧化物、5重量份的助交联剂、2重量份的硅烷偶联剂以及2重量份的光稳定剂。
实施例5
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
条状高反膜为PE膜。
实施例6
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
第一原料100包括50份EVA树脂和50份POE树脂。
实施例7
本实施例提供的光伏封装胶膜的制备方法与实施例1的区别在于：
所述第一辊轮与所述第二辊轮的辊温为30℃，所述第一辊轮与所述第二辊轮的转速为10m/min；
第一原料100包括100重量份的第一树脂、1重量份的过氧化物、2重量份的助交联剂、1重量份的硅烷偶联剂以及1重量份的光稳定剂。
对比例1
本对比例提供的光伏封装胶膜的制备方法包括以下步骤：
采用与实施例7中相同的第一原料100在30℃温度下流延形成薄膜；
将与实施例7中相同的条状高反膜通过胶黏剂(EVA胶水，型号768A，东莞市三聚胶黏剂科技有限公司)贴合于上述流延薄膜表面，条状高反膜的厚度为100μm，宽度为30mm，长度为50米。
对比例2
本对比例提供的光伏封装胶膜的制备方法包括以下步骤：
采用与实施例7中相同的第一原料100在30℃温度下流延形成薄膜；
将第二原料涂布于上述流延薄膜表面并在30℃温度下固化，形成覆盖于流延薄膜表面的的条状高反膜，厚度为100μm，宽度为30mm，长度为50米，上述第二原料由以下组分组成：
100重量份的羟基丙烯酸树脂(日本三井化学公司)、5重量份的双酚A型环氧树脂E51(上海慧创贸易有限公司)、6重量份的钛白粉CR-60-2(日本石原公司)、4重量份的改性助剂3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷(上海淳安国际贸易有限公司)、12重量份的稀释剂丙烯酸羟乙酯(江阴泽峰化工有限公司)、0.5重量份的紫外助剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(济南邦德化工技术有限公司)、0.5重量份的抗热氧老化剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(圣和化工有限公司)以及0.2重量份的引发剂过氧化苯甲酰(成都格雷西亚化学技术有限公司)。
对上述实施例1至7以及对比例1至2中光伏封装胶膜进行层压，并评估其外观，尤其是条状高反膜是否偏移与破裂，层压件结构为玻璃/EVA胶膜/本发明实施例及对比例中的光伏封装胶膜/玻璃，测试结果如下表所示。
/ 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
外观 较差 一般 良好 良好 较差
/ 实施例6 实施例7 对比例1 对比例2 /
外观 优异 优异 良好 一般 /
其中较差表现为条状高反膜既严重破裂又偏移，一般表现为有些许破裂与偏移，良好表现为基本无破裂，且偏移较少，优异变现为无任何破裂与偏移。
从上述测试结果可以看出，与对比例1～2相比，采用本申请上述实施例1至7中提供的制备方法，光伏封装胶膜中的条状高反膜能够在层压后保持较好的外观与定位。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
采用上述制备方法能够在透明胶膜的流延成型工艺中同时完成条状高反膜的贴合，工艺简单。并且，通过在形成流延薄膜的过程中将条状高反膜贴合，使其能够与胶膜具有较好的粘接性能，不易脱落，可靠性高，且在后续层压过程中没有破裂或偏移。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用流延成型工艺将包括第一树脂的第一原料形成透明胶膜，所述流延成型工艺包括将所述第一原料流延形成流延薄膜的步骤，在所述流延的过程中，使多个条状高反膜与所述第一原料在初始压合的位置汇合，通过所述流延将所述条状高反膜贴合于所述流延薄膜表面。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在流延形成所述流延薄膜的步骤中，采用相对转动的第一辊轮和第二辊轮将所述第一原料流延，所述条状高反膜从一端开始随所述第一辊轮转动至所述初始压合的位置，以与所述第一原料汇合。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一辊轮与所述第二辊轮的辊温为10～40℃，所述第一辊轮与所述第二辊轮的转速为3～20m/min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一辊轮为胶辊，所述第二辊轮为花辊。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述第一辊轮远离所述第二辊轮的一侧设置第三辊轮，所述条状高反膜具有相对的第一端和第二端，将所述条状高反膜中具有所述第一端的部分卷绕在所述第三辊轮上，将所述第二端拉至所述第一辊轮，并利用所述第一辊轮使所述第二端转动至所述初始压合的位置，以与所述第一原料汇合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述第一辊轮与所述第三辊轮之间设置与所述条状高反膜的数量相同的多个导向槽轮，所述导向槽轮的槽宽与所述条状高反膜的宽度相同，在将具有所述第一端的部分卷绕在所述第三辊轮上的步骤之后，以及在将所述第二端拉至所述初始压合的位置的步骤之前，将各所述条状高反膜一一对应地卷绕在所述导向槽轮上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述条状高反膜为PP膜或PE膜。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述条状高反膜的厚度为10～200μ0，宽度为4～50mm。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一树脂为EVA和/或POE。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一原料还包括过氧化物、助交联剂、硅烷偶联剂和光稳定剂，优选按所述第一树脂的重量份为100份计，所述过氧化物的重量份为0.1～3，所述助交联剂的重量份为0.02～5，所述硅烷偶联剂的重量份为0.02～2，所述光稳定剂的重量份为0.005～2。
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