CN111363483A - 复合材料胶膜、光伏组件结构及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合材料胶膜、光伏组件结构及制备方法，复合材料胶膜的材料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒，其中，无机纳米颗粒用于改善复合材料胶膜的折射率。本发明的复合材料胶膜可以基于无机纳米颗粒改善胶膜的折射率，工艺简单，折射率可控，本发明的光伏组件结构可以基于采用的复合材料胶膜，提高复合材料胶膜的折射率，改善太阳电池和复合材料胶膜界面以及复合材料胶膜和入射窗口层界面存在折射率失配的问题，从而减少界面上的反射并提高透过率，并最终提高太阳电池对光的吸收效率。

Description

复合材料胶膜、光伏组件结构及制备方法
技术领域
本发明属于光学材料制备应用技术领域，特别是涉及一种复合材料胶膜、光伏组件结构及各自的制备方法。
背景技术
太阳能光伏发电已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业，太阳能电池的组件效率决定其最终的发电量，提升组件效率可以分别从电池和组件的设计和工艺入手。
目前，对于光伏组件，包括太阳电池结构和盖板，还包括形成在太阳电池结构和盖板之间的封装胶膜，对于其他不同材料体系的薄膜太阳能电池，通常是利用封装胶膜将太阳电池结构和盖板材料进行粘结。然而，现有的封装胶膜的折射率一般较低，在封装胶膜与太阳电池结构表面膜层之间的界面以及封装胶膜与盖板之间的界面等地方往往存在折射率失配等问题，导致光反射较多，但现有的封装胶膜的改进方式难以有效改善上述反射问题。
因此，提供一种复合材料胶膜及其制备方法，以及如何使复合材料胶膜与光伏组件相匹配来解决现有的技术中的上述问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合材料胶膜、光伏组件结构及各自的制备方法，用于解决现有技术中封装胶膜与太阳电池表面膜层之间的界面以及封装胶膜与盖板之间的界面等地方存在折射率失配等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种复合材料胶膜，所述复合材料胶膜的材料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
作为本发明的一种可选方案，所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm；所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中。
作为本发明的一种可选方案，所述无机纳米颗粒包括金属氧化物、金属氮化物及金属硫化物中的至少一种；所述粘性聚合物包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃塑料及硅胶中的至少一种。
作为本发明的一种可选方案，基于经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
作为本发明的一种可选方案，所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的胶膜单元，其中，每一层所述胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒中的至少一种，且至少两层所述胶膜单元的折射率不同。
本发明还提供一种光伏组件结构，包括如上述任意一项方案所述的复合材料胶膜。
作为本发明的一种可选方案，所述光伏组件结构还包括太阳电池及位于所述太阳电池至少一侧的入射窗口层，其中，所述复合材料胶膜至少位于一侧的所述入射窗口层与所述太阳电池之间。
作为本发明的一种可选方案，当所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的所述胶膜单元时，各所述胶膜单元的折射率自所述入射窗口层至所述太阳电池的方向依次增加。
作为本发明的一种可选方案，所述若干层上下叠置的胶膜单元至少包括第一胶膜单元及第二胶膜单元，其中，所述第一胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物，所述第二胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒，所述第二胶膜单元的折射率大于所述第一胶膜单元的折射率。
作为本发明的一种可选方案，所述无机纳米颗粒的折射率大于所述粘性聚合物的折射率，所述无机纳米颗粒用于提高所述复合材料胶膜的折射率；所述无机纳米颗粒的折射率大于2.0；所述复合材料胶膜的折射率介于1.4-2.0之间；所述复合材料胶膜的厚度介于 100nm-2mm之间。
作为本发明的一种可选方案，所述太阳电池包括晶体硅太阳能电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池及钙钛矿电池中的任意一种。
本发明还提供一种复合材料胶膜的制备方法，包括步骤：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，以固化形成所述复合材料胶膜，其中，所述粘性聚合物原料用于提供粘性聚合物，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率，制备得到的所述复合材料胶膜的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒。
作为本发明的一种可选方案，所述粘性聚合物原料包括粘粘性聚合物胶状物及粘粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行所述混合的方式包括超声混合及机械搅拌中的至少一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
本发明还提供一种光伏组件结构的制备方法，包括步骤：
提供太阳电池；
制备复合材料胶膜原料，所述复合材料胶膜原料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒；
将所述复合材料胶膜原料制备于所述太阳电池上，以形成复合材料胶膜，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
作为本发明的一种可选方案，制备所述复合材料胶膜原料的步骤包括：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，其中，所述粘性聚合物原料用于提供所述粘性聚合物，所述粘性聚合物原料包括粘粘性聚合物胶状物及粘粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率， nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
作为本发明的一种可选方案，将所述复合材料胶膜原料应用于所述太阳电池上的方式选自于将液态的所述复合材料胶膜原料通过滴涂、提拉涂覆、浇铸、喷涂及刮涂中任意一种方式覆盖于所述太阳电池上并通过固化的方式形成所述复合材料胶膜，以及将固态的所述复合材料胶膜原料置于所述太阳电池上并通过先熔化再重新固化的方式以形成所述复合材料胶膜中的任意一种。
如上所述，本发明的复合材料胶膜、光伏组件结构及各自的制备方法，本发明的复合材料胶膜可以基于无机纳米颗粒改善胶膜的折射率，工艺简单，折射率可控，本发明的光伏组件结构可以基于采用的复合材料胶膜，提高复合材料胶膜的折射率，改善太阳电池和复合材料胶膜界面以及复合材料胶膜和入射窗口层界面存在折射率失配的问题，从而减少界面上的反射并提高透过率，并最终提高太阳电池对光的吸收效率。
附图说明
图1显示为本发明提供的光伏组件结构的制备方法。
图2显示为本发明提供的光伏组件结构制备中在太阳电池上制备复合材料胶膜的图示。
图3显示为本发明提供的光伏组件结构中复合材料胶膜的一示例的结构示意图。
图4显示为本发明提供的一种光伏组件结构的示意图。
图5显示为本发明提供的一单玻太阳能电池组件结构示意图。
图6显示为本发明提供的一双玻太阳能电池组件结构示意图。
图7显示为本发明示例中入射光线达到一电池组件表面发生反射的示意图。
图8显示为本发明实施例中铝背场单晶硅太阳能电池组件结构示意图。
图9显示为本发明实施例中铝背场单晶硅太阳能电池组件等效光电流密度柱状图。
图10显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.60的复合材料胶膜对铝背场单晶硅太阳能电池组件进行封装后的反射率-波长曲线图。
图11显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.60的复合材料胶膜对铝背场单晶硅太阳能电池组件进行封装后的吸收率-波长曲线图。
图12显示为本发明实施例中双玻单晶硅太阳能电池组件结构示意图。
图13显示为本发明实施例中双玻单晶硅太阳能电池组件等效光电流密度柱状图。
图14显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.65的复合材料胶膜对双玻单晶硅太阳能电池组件进行封装后的反射率-波长曲线图。
图15显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.65的复合材料胶膜对双玻单晶硅太阳能电池组件进行封装后的吸收率-波长曲线图。
图16显示为本发明实施例中PERC太阳能电池组件结构示意图。
图17显示为本发明实施例中PERC太阳能电池组件等效光电流密度柱状图。
图18显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.65的复合材料胶膜对PERC太阳能电池组件进行封装后的反射率-波长曲线图。
图19显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.65的复合材料胶膜对PERC太阳能电池组件进行封装后的吸收率-波长曲线图。
图20显示为本发明实施例中HIT太阳能电池组件结构示意图。
图21显示为本发明实施例中HIT太阳能电池组件等效光电流密度柱状图。
图22显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.60的复合材料胶膜对HIT太阳能电池组件进行封装后的反射率-波长曲线图。
图23显示为本发明实施例中采用折射率分别为1.50和1.60的复合材料胶膜对HIT太阳能电池组件进行封装后的吸收率-波长曲线图。
元件标号说明
101 太阳电池
102 复合材料胶膜
102a 膜层单元
103 入射窗口层
201,206,210 玻璃
202,204,207,209 复合材料胶膜
203,208 太阳电池
205 背板
301 玻璃
302 复合材料胶膜
303 电池表面层
304 电池吸收层
305 背电极
306 入射光
307 空气/玻璃界面反射
308 玻璃/复合材料胶膜界面反射
309 复合材料胶膜/太阳电池界面反射
401,501,601,701,709 减反层
402,502,508,509,602,702,708 玻璃
403,503,507,603,703,707 复合材料胶膜
404,504,506,604 SiNx/SiNx/SiO2复合层
405,505,605,705 硅层
406,607 铝层
407,608 EVA层
408,609 背板
606 AlOx/SiNx复合层
704 ITO/p-a-Si/i-a-Si复合层
706 i-a-Si/n-a-Si/ITO复合层
S1～S3 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图23。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
本发明提供一种复合材料胶膜，所述复合材料胶膜的材料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
具体的，本发明提供一种复合材料胶膜，所述复合材料胶膜可以用于实现材料结构层之间的粘结，如可以用于太阳能太阳电池的封装当中，以制备得到太阳能电池组件，例如，通过所述复合材料胶膜将太阳能太阳电池与上下盖板进行粘接。本发明的复合材料胶膜中添加所述无机纳米颗粒，通过无机纳米颗粒可以调整改善所述复合材料胶膜的折射率，也就是说，仅有所述粘性聚合物构成的胶膜难以满足实际需求，而本发明中引入所述无机纳米颗粒，从而可以改善所述粘性聚合物构成的胶膜的折射率，从而基于所述无机纳米颗粒，得到合适的所述复合材料胶膜的折射率，该方法工艺简单，能够实现复合材料胶膜折射率的可调节，另外，这里所指的所述粘性聚合物指的是其只要在某一状态具有粘性，可以实现材料层间粘接即可。
作为示例，所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm。
作为示例，所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中。
具体的，在一示例中，设置所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm，这里平均粒径是指所使用的所有无机纳米颗粒的粒径的平均值，本示例中，设置所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm，优选小于5nm，无机纳米颗粒的粒径越小，光照射到该颗粒上时发生的光散射(如瑞利散射)就越小，光可以通过衍射继续传播，从宏观上就表现出更高的透明度，更有利于光的通过，从而该示例中设计的无机纳米颗粒尺寸，可以减少光的散射，从而更加透明度。另外，在一示例中，使得所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中，其中，均相是指无机纳米颗粒均匀分布在所述粘性聚合物中，单分散这里包括所述无机纳米颗粒未发生或极少发生物理或化学团聚，从而进一步有利于提高复合材料胶膜性能的均一性以及稳定性。
作为示例，所述无机纳米颗粒包括金属氧化物、金属氮化物及金属硫化物中的至少一种；所述粘性聚合物包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚烯烃塑料(POE)及硅胶中的至少一种。
具体的，在一示例中，所述无机纳米颗粒可以是金属氧化物颗粒，也可以是金属氮化物颗粒，当然也可以是上述两种的组合，如可以选择为ZrO2纳米颗粒及TiO2纳米颗粒中的至少一种，所述粘性聚合物可以是EVA、PVB、POE中的一种或者两种及两种以上，当然，所述粘性聚合物也可以是本领域普通技术人员所熟知的任意现有的粘结胶材料。
作为示例，基于公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
具体的，在一示例中，可以通过经验公式：ncomp-nfiller-ΔnVp 2对所述复合材料胶膜的折射率进行调节，实现所述复合材料胶膜的折射率可调。在一示例中，所述复合材料胶膜中可以包括一种所述无机纳米颗粒以及一种所述粘性聚合物，在通过上述公式计算获取所述复合材料胶膜的折射率之后，还可以进一步通过进行实验的方式进行精确测定以精确控制所述复合胶膜材料的折射率。另外，在另一可选示例中，所述复合材料胶膜中也可以选择为至少两种所述无机纳米颗粒，或者选择至少两种所述粘性聚合物，或者同时进行以上两种方式的选择，当进行上述选择时，nfiller为多种所述无机纳米颗粒的平均折射率，Vp为所有所述粘性聚合物的体积分数的总和，Δn为多种所述纳米无机颗粒的平均折射率与多种所述粘性聚合物的平均折射率的差值。
作为示例，所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的胶膜单元，其中，每一层所述胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒中的至少一种，且至少两层所述胶膜单元的折射率不同。
具体的，在一示例中，设计所述复合材料为包括至少两层膜层的叠层结构，即所述复合材料胶膜包括至少两层所述膜层单元，其中，对于每层所述膜层单元的材料构成可以依据实际需求进行设计，如单层所述膜层单元的材料可以只包括所述粘性聚合物或者只包括所述无机纳米颗粒，优选地，单层所述膜层单元至少包括所述粘性聚合物，以提高整体胶膜的粘性，且至少两层所述膜层单元的折射率不同，可以是各所述膜层单元的折射率均不相同，依据实际需求设定，在一示例中，可以是自上而下或自下而上的各所述膜层单元的折射率呈阶梯型递增，如可以是成等差数列递增，还可以是呈增幅递增的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐增大，也可以是呈增幅递减的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐减小，各所述膜层单元的折射率可以呈线性增加，也可以是呈指数增加，可以依据实际需求设定，从而按照实际折射率布置需求获得所述复合材料胶膜。
另外，本发明还提供一种复合材料胶膜的制备方法，本发明提供的复合材料胶膜的制备方法优选采用该制备方法制备得到，其中，所述制备方法包括步骤：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，以固化形成所述复合材料胶膜，其中，所述粘性聚合物原料用于提供粘性聚合物，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率，制备得到的所述复合材料胶膜的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒。作为示例，所述粘性聚合物原料包括粘粘性聚合物胶状物及粘粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种。
具体的，本发明还提供一种复合材料胶膜的制备方法，该方法中将无机纳米颗粒与粘性聚合物原料通过混合再进行固化的方式得到所述复合材料胶膜，其中，这里的所述粘性聚合物原料是指可以提供形成复合材料胶膜所需要的所述粘性聚合物的原料，如可以是已经由这些粘性聚合物形成的胶体，如EVA胶体，在一示例中，可以将初始固态的EVA胶体加热熔化，再将熔化的EVA与无机纳米颗粒进行混合，混合后通过冷却等方式重新固化，形成所述复合材料胶膜，在另一示例中，可以是硅胶，硅胶本身是液态，将液态的硅胶与无机纳米颗粒进行混合，再通过加入引发剂等方式(不同硅胶发生交联的原理不同)实现硅胶的固化，变为固态，形成所述复合材料胶膜，另外，所述粘性聚合物原料还可以是构成这些粘粘性聚合物胶状物的前驱体，即合成这些聚合物胶体的原料，或者说这些粘粘性聚合物胶状物是由前驱体通过发生物理或化学反应而来的，例如，对于EVA塑料，可以将其前驱体乙酸乙烯酯与无机纳米颗粒进行混合，再通过聚合反应形成所述复合材料。
作为示例，进行所述混合的方式包括超声混合及机械搅拌中的至少一种。
具体的，采用上述方法制备的复合材料胶膜，所述复合材料胶膜可以用于实现材料结构层之间的粘结，如可以用于太阳能太阳电池的封装当中，以制备得到太阳能电池组件，例如，通过所述复合材料胶膜将太阳能太阳电池与上下盖板进行粘接。本发明的复合材料胶膜中添加所述无机纳米颗粒，通过无机纳米颗粒可以调整改善所述复合材料胶膜的折射率，也就是说，仅有所述粘性聚合物构成的胶膜难以满足实际需求，而本发明中引入所述无机纳米颗粒，从而可以改善所述粘性聚合物构成的胶膜的折射率，从而基于所述无机纳米颗粒，得到合适的所述复合材料胶膜的折射率，该方法工艺简单，能够实现复合材料胶膜折射率的可调节。
作为示例，将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于公式： ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
具体的，在一示例中，可以通过经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2对所述复合材料胶膜的折射率进行调节，实现所述复合材料胶膜的折射率可调，也即依据上述公式进行混合原料的比例调节。在一示例中，所述复合材料胶膜中可以包括一种所述无机纳米颗粒以及一种所述粘性聚合物，在通过上述公式计算获取所述复合材料胶膜的折射率之后，还可以进一步通过进行实验的方式进行精确测定以精确控制所述复合胶膜材料的折射率。另外，在另一可选示例中，所述复合材料胶膜中也可以选择为至少两种所述无机纳米颗粒，或者选择至少两种所述粘性聚合物，或者同时进行以上两种方式的选择，当进行上述选择时，nfiller为多种所述无机纳米颗粒的平均折射率，Vp为所有所述粘性聚合物的体积分数的总和，Δn为多种所述纳米无机颗粒的平均折射率与多种所述粘性聚合物的平均折射率的差值。
作为示例，所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm。
作为示例，所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中。
具体的，在一示例中，设置所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm，这里平均粒径是指所使用的所有无机纳米颗粒的粒径的平均值，本示例中，设置所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm，优选小于5nm，无机纳米颗粒的粒径越小，光照射到该颗粒上时发生的光散射(如瑞利散射)就越小，光可以通过衍射继续传播，从宏观上就表现出更高的透明度，更有利于光的通过，从而该示例中设计的无机纳米颗粒尺寸，可以减少光的散射，从而更加透明度。另外，在一示例中，使得所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中，其中，均相是指无机纳米颗粒均匀分布在所述粘性聚合物中，单分散这里包括所述无机纳米颗粒未发生或极少发生物理或化学团聚，从而进一步有利于提高复合材料胶膜性能的均一性以及稳定性。
作为示例，所述无机纳米颗粒包括金属氧化物、金属氮化物及金属硫化物中的至少一种；所述粘性聚合物包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚烯烃塑料(POE)及硅胶中的至少一种。
具体的，在一示例中，所述无机纳米颗粒可以是金属氧化物颗粒，也可以是金属氮化物颗粒，当然也可以是上述两种的组合，如可以选择为ZrO2纳米颗粒及TiO2纳米颗粒中的至少一种，所述粘性聚合物可以是EVA、PVB、POE中的一种或者两种及两种以上，当然，所述粘性聚合物也可以是本领域普通技术人员所熟知的任意现有的粘结胶材料。
另外，在一示例中，所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的胶膜单元，其中，每一层所述胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒中的至少一种，且至少两层所述胶膜单元的折射率不同。对于叠层结构的制备，可以采用上述方式制备每一单层膜层，依据上述原料，当复合材料胶膜材料的初始状态呈液态时，可通过滴涂、提拉涂覆、浇铸、喷涂、刮涂等方式将后续的材料层形成在上一材料层上，如采用硅胶提供粘性聚合物，当复合材料胶膜材料的初始状态呈固态时，可以将固态的胶膜材料直接放置在上一材料层上，随后可通过紫外光照或加热方式对组件进行固化封装，如采用EVA胶体提供粘性聚合物。
具体的，设计所述复合材料为包括至少两层膜层的叠层结构，即所述复合材料胶膜包括至少两层所述膜层单元，其中，对于每层所述膜层单元的材料构成可以依据实际需求进行设计，如单层所述膜层单元的材料可以只包括所述粘性聚合物或者只包括所述无机纳米颗粒，优选地，单层所述膜层单元至少包括所述粘性聚合物，以提高整体胶膜的粘性，且至少两层所述膜层单元的折射率不同，可以是各所述膜层单元的折射率均不相同，依据实际需求设定，在一示例中，可以是自上而下或自下而上的各所述膜层单元的折射率呈阶梯型递增，如可以是成等差数列递增，还可以是呈增幅递增的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐增大，也可以是呈增幅递减的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐减小，各所述膜层单元的折射率可以呈线性增加，也可以是呈指数增加，可以依据实际需求设定，从而按照实际折射率布置需求获得所述复合材料胶膜。
如图2-6所示，本发明还提供一种光伏组件结构，其中，所述光伏组件结构包括本发明的任意一项方案所述的复合材料胶膜102。
具体的，在本发明提供的所述光伏组件结构中，采用了所述复合材料胶膜从而可以有利于按照实际需求在光伏组件结构中进行折射率的调配设置，如应用在光伏组件的封装中。
如图2-4所示，作为示例，所述光伏组件结构还包括太阳电池101及位于所述太阳电池 101至少一侧的入射窗口层103，其中，所述复合材料胶膜102至少位于一侧的所述入射窗口层103与所述太阳电池101之间。
具体的，在一示例中，在所述太阳电池101的一侧设置入射窗口层103，参见图4所示，当然，在其他示例中，还可以在所述太阳电池101的至少两侧各设置一层入射窗口层103，如在一示例中，在所述太阳电池101的相对的两侧各设置一层入射窗口层103，即该光伏组件结构包括一太阳电池101和两层所述入射窗口层103，其中，所述复合材料胶膜102至少位于一侧的所述入射窗口层103与所述太阳电池101之间，也就是说，当光伏组件结构中包括一个所述太阳电池和一层所述入射窗口层时，所述复合材料胶膜位于所述太阳电池与所述入射窗口层之间，当所述光伏组件结构包括一个太阳电池和两层所述入射窗口层时，所述光伏组件结构中可以包括一层所述复合材料胶膜，所述复合材料胶膜可以位于任意一层入射窗口层与所述太阳电池之间，也可以是所述光伏组件结构包括两层所述复合材料胶膜，两层复合材料胶膜分别位于两层所述入射窗口层与所述太阳电池形成的区域之间，当存在多个所述入射窗口层时，依此类推。另外，所述入射窗口层103是指光伏组件结构(太阳能电池组件) 中提供光入射的窗口，可以是玻璃，塑料等等，在一示例中，其特征是：具有较强的结构强度，以保护封装在入射窗口层内部的太阳能太阳电池(所述太阳电池)；具有高透明度并且该种材质的折射率一般在空气折射率和胶膜折射率之间，这样可以抑制光的反射率，提高光的透过率。另外，需要说明的，基于本领域熟知技术，太阳电池最外表面有一层镀膜，如非晶硅/晶体硅异质结电池以及大多数薄膜太阳能电池的光入射层表面一般为透明导电氧化物，即为该层镀膜，所述复合材料胶膜可以解决入射窗口层和太阳电池最表面这层镀膜的折射率的匹配的问题，在该示例中，所述复合材料胶膜102位于所述太阳电池101与所述入射窗口层 103之间，以将二者进行粘接，在一示例中，所述复合材料胶膜的折射率介于所述太阳电池与所述复合胶膜靠近的材料层的折射率及所述入射窗口层的折射率之间。
参见图5-7，以进一步说明本发明的复合材料胶膜在光伏组件结构中的位置及作用，如图 5所示，显示为一单玻太阳能电池组件结构图，单面组件一般以透明保护盖板/封装胶膜/太阳电池/封装胶膜/背板的顺序敷设，即图中玻璃201、复合材料胶膜202、太阳电池203、复合材料胶膜204、背板205，同样，如图6所示，显示为一双玻太阳能电池组件结构图，双面组件一般以透明保护盖板/封装胶膜/太阳电池/封装胶膜/透明保护盖板的顺序敷设，及图中玻璃 206、复合材料胶膜207、太阳电池208、复合材料胶膜209、玻璃210，上述结构中，本发明的复合材料胶膜替代现有的EVA材料层，可以改善所述复合材料胶膜和与其相邻的材料层之间的反射。另外，如图7所示，显示为一入射光线到达电池组件表面发生反射示意图，图中电池组件自上而下依次包括材料层玻璃301、复合材料胶膜302、电池表面层303、电池吸收层304以及背电极305，其中，一入射光306入射后电池组件的反射一般包括：空气/玻璃界面反射307、玻璃/复合材料胶膜界面反射308、复合材料胶膜/太阳电池界面反射309，本发明的复合材料胶膜可以减少后续两种反射，如，电池表面层303的折射率往往较高，如晶体硅太阳能电池表面的SiNx减反射膜的折射率在500nm(光的波长)处一般大于2.0，非晶硅/ 晶体硅异质结电池以及大多数薄膜太阳能电池的光入射层表面一般为透明导电氧化物，其折射率也与现有封装胶膜有较大差异(如氧化铟锡(ITO)薄膜的折射率在500nm处为2.132)。以晶体硅电池单面组件为例，传统的胶膜的折射率一般低于1.5，当入射光到达胶膜/电池表面的界面时，两种材料折射率的差异将导致该界面处一定程度的反射，同样，胶膜/玻璃界面处也存在一定程度的反射，但现有技术的手段难以达到上述界面处材料折射率的匹配，本发明将高折射率无机纳米颗粒与现有聚合物胶膜材料进行均相混合，形成具有更高折射率的复合材料胶膜，该复合材料胶膜用于电池组件的封装，可缓解封装胶膜/电池表面的折射率失配，减小该界面处的反射，提高入射光进入电池吸收层的效率，进而提高组件效率，且复合材料胶膜的折射率可以通过无机纳米颗粒和聚合物的用量比来调节，折射率具有可调性，所以该思路适用于多种类型的光伏组件，且随着太阳能太阳电池效率的提高，组件效率的绝对值增益会更大，例如，太阳能电池组件的效率的提高可以通过两方面来提升：让更多的光进入太阳能太阳电池；提升太阳能太阳电池的光电转化效率，而所述复合材料胶膜可以让更多的光进入太阳能太阳电池，首先假设两太阳电池的光电效率为η1和η2，且η1<η2，用上复合封装胶膜后，光的透过率提升了a％，那么两块电池的效率提升分别为η1*a％和η2*a％，显然η1*a％<η2*a％，从而在更高效率的太阳能电池上绝对增益会更大。
作为示例，当所述复合材料胶膜102包括若干层上下叠置的所述胶膜单元102a时，各所述胶膜单元的折射率自所述入射窗口层103至所述太阳电池101的方向依次增加。
具体的，在一示例中，设置所述入射窗口层103与所述太阳电池101之间的所述复合材料胶膜102为至少两层叠置的叠层结构，该示例中，自所述入射窗口层103至所述太阳电池 101的方向上，各膜层单元102a的折射率逐渐增大，从而有效的适应所述入射窗口层103与所述太阳电池101的折射率，减小所述入射窗口层与所述复合材料胶膜界面以及太阳电池与复合材料胶膜界面之间的折射率失配的问题，改善界面之间产生的反射，提高光的吸收率。另外，在一示例中，各所述膜层单元的折射率呈阶梯型递增，如可以是成等差数列递增，还可以是呈增幅递增的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐增大，也可以是呈增幅递减的增加，即相邻两层的膜层单元之间的差值逐渐减小，各所述膜层单元的折射率可以呈线性增加，也可以是呈指数增加，可以依据实际需求设定，按照实际折射率布置需求获得所述复合材料胶膜。
作为示例，若干层上下叠置的所述胶膜单元至少包括第一胶膜单元及第二胶膜单元，其中，所述第一胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物，所述第二胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒，所述第二胶膜单元的折射率大于所述第一胶膜单元的折射率。
具体的，在一示例中，所述复合材料胶膜至少包括两层所述膜层单元，即所述第一胶膜单元和所述第二胶膜单元，该示例中，所述第一胶膜单元靠近所述入射窗口层103设置，折射率较小，且所述第一胶膜单元的材料不包括所述无机纳米颗粒，仅包括所述粘性聚合物，所述第二胶膜单元靠近所述太阳电池101设置，折射率较大，且所述第二胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒，通过所述无机纳米颗粒提高了该膜层单元的折射率，即，先在太阳电池表面固化一层高折射率胶，然后再在高折射率胶的表面固化一层折射率稍低的传统胶膜，实现了折射率梯度变化，从而相较于只用单层高折射率胶可以实现更好的减反射增加透过率的效果。
作为示例，所述入射窗口层103的至少一侧设置有减反射结构，其中，所述减反射结构包括压花减反结构及涂层中的至少一种。
作为示例，所述入射窗口层的材料包括玻璃、透明塑料及透明紫外固化胶中的至少一种。
具体的，在一示例中，所述入射窗口层103的至少一侧设置有减反射结构，如可以是所述入射窗口层远离所述复合材料胶膜的一侧，也可以是所述入射窗口层与所述复合材料胶膜相接触的一侧，还可以同时设置在上述两侧，其中所述减反射结构可以是压花减反结构及涂层中的至少一种，其中，所述压花结构指的是入射窗口层的表面纹理，可以设计成各种各样的图形结构，比如金字塔型阵列，拱形结构整列等等，这些设计的本质都是为了制作陷光结构，基于所述压花结构，如果表面做出一些上述结构，反射出去的光可能会再反射回来，形象点就是光“陷”进来了，这样就提高了光进入组件的几率。
作为示例，所述无机纳米颗粒的折射率大于所述粘性聚合物的折射率，所述无机纳米颗粒用于提高所述复合材料胶膜的折射率；所述无机纳米颗粒的折射率大于2.0；所述复合材料胶膜的折射率介于1.4-2.0之间；所述复合材料胶膜的厚度介于100nm-2mm之间。
具体的，在一示例中，设置所述无机纳米颗粒的折射率大于所述粘性聚合物的折射率，该示例中，通过无机纳米颗粒提高复合材料胶膜的折射率，解决了现有技术中过聚合物材料的改性仅能实现折射率的有限提高的问题，即在该聚合物材料进行化学合成时添加有些特殊的化学基团来实现聚合物材料的折射率提高，但是这种方法能够提升的折射率比较有限，同电池表面折射率仍存在较大程度的失配，另外，当所述复合材料胶膜中存在至少两种无机纳米颗粒及粘性聚合物时，折射率是指多种无机纳米颗粒的折射率的平均值以及多种粘性聚合的折射率的平均值。在一示例中，设置所述无机纳米颗粒的折射率大于2.0，所述复合材料胶膜的折射率在1.4-2.0之间可调，以适用太阳能电池组件结构，另外，在一示例中，所述复合材料胶膜的厚度介于100nm-2mm之间，当所述复合材料胶膜包括若干层所述膜层单元时，单层所述膜层单元的厚度介于60nm-500nm之间。
作为示例，所述光伏组件结构包括铝背场单晶硅电池、钝化发射极背接触电池、带有非晶硅层的异质结电池以及叉指背接触电池中的任意一种；
作为示例，所述太阳电池包括晶体硅太阳能电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池以及钙钛矿电池中的任意一种。
具体的，在一示例中，本发明的光伏组件结构包括但不限于铝背场单晶硅电池、钝化发射极背接触(PERC)电池、带有非晶硅层的异质结(HIT)电池、叉指背接触(IBC)电池，例如，当所述光伏组件结构为铝背场单晶硅电池时，所述太阳电池101可以包括自上而下依次叠置的SiNx/SiNx/SiO2复合层、硅层以及铝层，所述入射窗口层103可以包括设置在所述太阳电池上方的玻璃材料层，所述复合材料胶膜位于二者之间，在下述实施例中将以图示进一步说明，同理，对于其他光伏组件结构依次类推。另外，在一示例中，太阳电池的核心部件可以包括晶体硅太阳能电池，也可以是非晶硅(含微晶硅、非晶硅锗等)电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池、钙钛矿电池等薄膜太阳能电池，以实际光伏组件结构设定。
另外，如图1-4所示，本发明还提供一种`光伏组件结构的制备方法，包括步骤：
如图1中的S1所示，提供太阳电池；
如图1中的S2所示，制备复合材料胶膜原料，所述复合材料胶膜原料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒；以及
如图1中的S3及图2-3所示，将所述复合材料胶膜原料制备于所述太阳电池上，以形成复合材料胶膜，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
具体的，本发明还提供一种光伏组件结构的制备方法，在该制备方法中，将制备好的复合材料胶膜原料置于太阳电池表面，从而基于该原料将复合材料胶膜制备于太阳电池表面，从而可以基于本发明的复合材料胶膜改善太阳电池与胶膜界面的特性。
作为示例，制备所述复合材料胶膜原料的步骤包括：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，其中，所述粘性聚合物原料用于提供所述粘性聚合物，所述粘性聚合物原料包括粘粘性聚合物胶状物及粘粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种。
具体的，在一示例中，所述复合材料胶膜原料的制备方法包括提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的步骤，这里的所述粘性聚合物原料是指可以提供形成复合材料胶膜所需要的所述粘性聚合物的原料，如可以是已经由这些粘性聚合物形成的胶体，如EVA胶体，在一示例中，可以将初始固态的EVA胶体加热熔化，再将熔化的EVA与无机纳米颗粒进行混合，混合后通过冷却等方式重新固化，形成所述复合材料胶膜，在另一示例中，可以是硅胶，硅胶本身是液态，将液态的硅胶与无机纳米颗粒进行混合，再通过加入引发剂等方式(不同硅胶发生交联的原理不同)实现硅胶的固化，变为固态，形成所述复合材料胶膜，另外，所述粘性聚合物原料还可以是构成这些粘粘性聚合物胶状物的前驱体，即合成这些聚合物胶体的原料，或者说这些粘粘性聚合物胶状物是由前驱体通过发生物理或化学反应而来的，例如，对于EVA塑料，可以将其前驱体乙酸乙烯酯与无机纳米颗粒进行混合，再通过聚合反应形成所述复合材料。接着，所述复合材料胶膜原料制备好之后，将其置于太阳电池上，以基于复合材料胶膜原料制备复合材料胶膜。
具体的，上述在太阳电池上制备的复合材料胶膜中添加所述无机纳米颗粒，通过无机纳米颗粒可以调整改善所述复合材料胶膜的折射率，也就是说，仅有所述粘性聚合物构成的胶膜难以满足实际需求，而本发明中引入所述无机纳米颗粒，从而可以改善所述粘性聚合物构成的胶膜的折射率，从而基于所述无机纳米颗粒，得到合适的所述复合材料胶膜的折射率，该方法工艺简单，能够实现复合材料胶膜折射率的可调节。
另外，进行所述混合的方式包括超声混合及机械搅拌中的至少一种。
作为示例，将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于公式： ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
具体的，在一示例中，可以通过经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2对所述复合材料胶膜的折射率进行调节，实现所述复合材料胶膜的折射率可调，也即依据上述公式进行混合原料的比例调节。在一示例中，所述复合材料胶膜中可以包括一种所述无机纳米颗粒以及一种所述粘性聚合物，在通过上述公式计算获取所述复合材料胶膜的折射率之后，还可以进一步通过进行实验的方式进行测定以调整。另外，在另一可选示例中，所述复合材料胶膜中也可以选择为至少两种所述无机纳米颗粒，或者选择至少两种所述粘性聚合物，或者同时进行以上两种方式的选择，当进行上述选择时，nfiller为多种所述无机纳米颗粒的平均折射率，Vp为所有所述粘性聚合物的体积分数的总和，Δn为多种所述纳米无机颗粒的平均折射率与多种所述粘性聚合物的平均折射率的差值。
作为示例，将所述复合材料胶膜原料应用于所述太阳电池上的方式选自于将液态的所述复合材料胶膜原料通过滴涂、提拉涂覆、浇铸、喷涂及刮涂中任意一种方式覆盖于所述太阳电池上并通过固化的方式形成所述复合材料胶膜，以及将固态的所述复合材料胶膜原料置于所述太阳电池上并通过先熔化再重新固化的方式以形成所述复合材料胶膜中的任意一种。
具体的，在一示例中，如前所述，所述复合材料胶膜的原料可以是液态的，如硅胶与无机纳米颗粒的混合物作为所述复合材料胶膜原料，也可以是固态的，如将熔化的EVA与无机纳米颗粒混合好之后再通过冷却等的方式固化作为所述复合材料胶膜原料，其中，当所述复合材料胶膜原料为液态时，通过滴涂、提拉涂覆、浇铸、喷涂及刮涂中任意一种方式将其覆盖于所述太阳电池上，再通过固化的方式最终形成复合材料胶膜，如可以是加热固化，当所述复合材料胶膜原料为固态时，则可将胶膜材料直接放置在太阳电池表面，通过先对其进行熔化，再添加所述无机纳米颗粒，而后进行重新固化的方式形成，如随后可通过紫外光照或加热等方式对组件进行固化封装。另外，当所述复合材料胶膜包括至少两层膜层单元时，每层膜层单元均可采用上述方法制备。
为了进一步说明本发明的有益效果，下面结合具体实施例进行说明：
实施例1：
将ZrO2纳米颗粒同EVA复合的胶膜替代传统胶膜放置于玻璃盖板与铝背场晶硅太阳电池之间，经过层压获得太阳能电池组件，其示意图如图8所示，自上而下依次包括：减反层 401、玻璃402、复合材料胶膜403、SiNx/SiNx/SiO2复合层404、硅(Si)层405、铝层406、EVA层407、背板408，其中，该结构中，所述太阳电池包括SiNx/SiNx/SiO2复合层404、硅 (Si)层405以及铝层406，所述入射窗口材料层包括玻璃402。通过计算机模拟不同折射率封装胶膜应用于组件，可以得到铝背场单晶硅太阳能电池组件中太阳电池的等效光电流密度(图9)和组件的转换效率等电学参数(表1)。可见，当折射率n＝1.60时，组件的光电转化效率达到最佳值，对比使用常规折射率封装胶膜(n～1.50)，其光电转化效率提升了～0.17％。从组件的光反射曲线(图10)可知，在300-450nm的短波长波段和1000-1100nm的长波长波段，组件对光的反射有显著的减少。而在太阳电池对光的吸收曲线(图11)中，太阳电池在300nm-450nm的短波长波段和1000nm-1100nm的长波长波段对光的吸收有显著的增长。
表1铝背场单晶硅太阳能电池组件电学参数表
Figure RE-GDA0001985021230000171
Figure RE-GDA0001985021230000181
实施例2：
将TiO2纳米颗粒同EVA复合的胶膜替代传统胶膜放置于玻璃盖板与双面单晶硅太阳电池之间，经过层压获得太阳能电池组件，其示意图如图12所示，自上而下依次包括：减反层 501、玻璃502、复合材料胶膜503、SiNx/SiNx/SiO2复合层504、硅层505、SiNx/SiNx/SiO2复合层506、复合材料胶层507、玻璃508、减反射层509，其中，该结构中，所述太阳电池包括SiNx/SiNx/SiO2复合层504、硅层505以及SiNx/SiNx/SiO2复合层506，所述入射窗口层包括玻璃502及玻璃508。通过计算机模拟不同折射率封装胶膜应用于组件，可以得到双面单晶硅太阳能电池组件中太阳电池的等效光电流密度(图13)和组件的转换效率等电学参数 (表2)。可见，当折射率n＝1.65时，组件的光电转化效率达到最佳值，对比使用常规折射率封装胶膜(n～1.50)，其光电转化效率提升了～0.09％。从组件的光反射曲线(图14)可知，在300-450nm的短波长波段，组件对光的反射有显著的减少。而在太阳电池对光的吸收曲线(图15)中，太阳电池在300nm-450nm的短波长波段对光的吸收有一定增长。
表2双玻单晶硅太阳能电池组件电学参数表
Figure RE-GDA0001985021230000182
实施例3：
将ZrO2纳米颗粒同EVA复合的胶膜替代传统胶膜放置于玻璃盖板与PERC太阳电池之间，经过层压获得太阳能电池组件，其示意图如图16所示，自上而下依次包括：减反层601、玻璃602、复合材料胶膜603、SiNx/SiNx/SiO2复合层604、硅层605、AlOx/SiNx复合层606、铝层607、EVA层608、背板609，其中，该结构中，所述太阳电池包括SiNx/SiNx/SiO2复合层604、硅层605、AlOx/SiNx复合层606以及铝层607，所述入射窗口层包括玻璃602。通过计算机模拟不同折射率封装胶膜应用于组件，可以得到PERC电池组件中太阳电池的等效光电流密度(图17)和组件的转换效率等电学参数(表3)。可见，当折射率n＝1.65时，组件的光电转化效率达到最佳值，对比使用常规折射率封装胶膜(n～1.50)，其光电转化效率提升了～0.07％。从组件的光反射曲线(图18)可知，在300-450nm的短波长波段，组件对光的反射有显著的减少。而在太阳电池对光的吸收曲线(图19)中，太阳电池在300-450nm的短波长波段对光的吸收有一定增长。
表3PERC电池组件电学参数表
Figure RE-GDA0001985021230000191
实施例4：
将ZrO2纳米颗粒同EVA复合的胶膜替代传统胶膜放置于玻璃盖板与HIT太阳电池之间，经过层压获得太阳能电池组件，其示意图如图20所示，自上而下依次包括：减反层701、玻璃702、复合材料胶膜703、ITO/p-a-Si/i-a-Si复合层704、硅层705、i-a-Si/n-a-Si/ITO复合层706、复合材料胶膜707、玻璃708、减反层709，其中，该结构中，所述太阳电池包括ITO/p-a-Si/i-a-Si复合层704、硅层705以及i-a-Si/n-a-Si/ITO复合层706，所述入射窗口层包括玻璃702及玻璃708。通过计算机模拟不同折射率封装胶膜应用于组件，可以得到HIT电池组件中太阳电池的等效光电流密度(图21)和组件的转换效率等电学参数(表4)。可见，当折射率n＝1.60时，组件的光电转化效率达到最佳值，对比使用常规折射率封装胶膜 (n～1.50)，其光电转化效率提升了～0.05％。从组件的光反射曲线(图22)可知，在300-450nm的短波长波段和1000-1100nm的长波长波段，组件对光的反射有小幅降低。而在太阳电池对光的吸收曲线(图23)中，太阳电池在300-450nm的短波长波段和1000-1100nm的长波长波段对光的吸收有小幅增长。
表4HIT电池组件电学参数表
Figure RE-GDA0001985021230000201
综上所述，本发明提供一种复合材料胶膜、光伏组件结构及制备方法，所述复合材料胶膜的材料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。本发明的复合材料胶膜可以基于无机纳米颗粒改善胶膜的折射率，工艺简单，折射率可控，本发明的光伏组件结构可以基于采用的复合材料胶膜，提高复合材料胶膜的折射率，改善太阳电池和复合材料胶膜界面以及复合材料胶膜和入射窗口层界面存在折射率失配的问题，从而减少界面上的反射，提高光的吸收效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种复合材料胶膜，其特征在于，所述复合材料胶膜的材料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
2.根据权利要求1所述的复合材料胶膜，其特征在于，所述无机纳米颗粒的平均粒径小于10nm；所述无机纳米颗粒均相单分散于所述粘性聚合物中。
3.根据权利要求1所述的复合材料胶膜，其特征在于，所述无机纳米颗粒包括金属氧化物、金属氮化物及金属硫化物中的至少一种；所述粘性聚合物包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃塑料及硅胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合材料胶膜，其特征在于，基于经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合材料胶膜，其特征在于，所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的胶膜单元，其中，每一层所述胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒中的至少一种，且至少两层所述胶膜单元的折射率不同。
6.一种光伏组件结构，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的复合材料胶膜。
7.根据权利要求6所述的光伏组件结构，其特征在于，所述光伏组件结构还包括太阳电池及位于所述太阳电池至少一侧的入射窗口层，其中，所述复合材料胶膜至少位于一侧的所述入射窗口层与所述太阳电池之间。
8.根据权利要求7所述的光伏组件结构，其特征在于，当所述复合材料胶膜包括若干层上下叠置的所述胶膜单元时，各所述胶膜单元的折射率自所述入射窗口层至所述太阳电池的方向依次增加。
9.根据权利要求8所述的光伏组件结构，其特征在于，所述若干层上下叠置的胶膜单元至少包括第一胶膜单元及第二胶膜单元，其中，所述第一胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物，所述第二胶膜单元的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒，所述第二胶膜单元的折射率大于所述第一胶膜单元的折射率。
10.根据权利要求7所述的光伏组件结构，其特征在于，所述无机纳米颗粒的折射率大于所述粘性聚合物的折射率，所述无机纳米颗粒用于提高所述复合材料胶膜的折射率；所述无机纳米颗粒的折射率大于2.0；所述复合材料胶膜的折射率介于1.4-2.0之间；所述复合材料胶膜的厚度介于100nm-2mm之间。
11.根据权利要求6-10中任意一项所述的光伏组件结构，其特征在于，所述太阳电池包括晶体硅太阳能电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池以及钙钛矿电池中的任意一种。
12.一种复合材料胶膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，以固化形成所述复合材料胶膜，其中，所述粘性聚合物原料用于提供粘性聚合物，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率，制备得到的所述复合材料胶膜的材料包括所述粘性聚合物及所述无机纳米颗粒。
13.根据权利要求12所述的复合材料胶膜的制备方法，其特征在于，所述粘性聚合物原料包括粘性聚合物胶状物及粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括超声混合及机械搅拌中的至少一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于经验公式：
ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
14.一种光伏组件结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供太阳电池；
制备复合材料胶膜原料，所述复合材料胶膜原料包括粘性聚合物及无机纳米颗粒；
将所述复合材料胶膜原料制备于所述太阳电池上，以形成复合材料胶膜，其中，所述无机纳米颗粒用于改善所述复合材料胶膜的折射率。
15.根据权利要求14所述的光伏组件结构的制备方法，其特征在于，制备所述复合材料胶膜原料的步骤包括：提供无机纳米颗粒及粘性聚合物原料，并将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合，其中，所述粘性聚合物原料用于提供所述粘性聚合物，所述粘性聚合物原料包括粘粘性聚合物胶状物及粘粘性聚合物胶状物前驱体中的任意一种；将所述无机纳米颗粒与所述粘性聚合物原料进行混合的方式包括：基于经验公式：ncomp＝nfiller-ΔnVp 2控制所述无机纳米颗粒及所述粘性聚合物原料的比例以获取所述复合材料胶膜的折射率，其中，ncomp为所述复合材料胶膜的折射率，nfiller为所述无机纳米颗粒的折射率，Δn为所述纳米无机颗粒的折射率与所述粘性聚合物的折射率的差值的绝对值，Vp为所述粘性聚合物的体积分数。
16.根据权利要求14所述的光伏组件结构的制备方法，其特征在于，将所述复合材料胶膜原料应用于所述太阳电池上的方式选自于将液态的所述复合材料胶膜原料通过滴涂、提拉涂覆、浇铸、喷涂及刮涂中任意一种方式覆盖于所述太阳电池上并通过固化的方式形成所述复合材料胶膜，以及将固态的所述复合材料胶膜原料置于所述太阳电池上并通过先熔化再重新固化的方式以形成所述复合材料胶膜中的任意一种。
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