CN111785802A - 光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件 - Google Patents

光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件，光伏组件用封装胶膜包括：至少一层封装胶膜，所述封装胶膜包括中心区和位于所述中心区外侧的外边缘区，所述外边缘区经过预固化处理而成。本发明实施例的光伏组件用封装胶膜能改善因光伏组件边缘部偏薄而带来的边角外观老化脱层问题。

Description

光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件
技术领域
本发明属于光伏产品技术领域，尤其涉及一种光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件。
背景技术
光伏组件是利用光生伏特效应，将太阳能转变为电能的重要设备。在当今社会，环境与能源的矛盾日益突出，而在所有的新能源中，太阳能具有储量大，可再生以及环境友好等特点，使光伏发电成为重要的新能源发展方向，因此受到各国政府和组织所青睐。
然而在实际应用中，光伏组件随着户外服役时间延长不断增加，其四个边角出现气泡和脱层、头尾部汇流条区域脱层，长边沿电池片边缘脱层等。在实验室老化测试中也出现边部电池片黑边导致功率急剧下降等问题。这些问题的暴露都和光伏组件在层压过程中，边部压力较大边缘胶层偏薄相关，各组件制造厂为了解决这个问题，采用了带边框或是带护角层压，在一定程度上可以解决组件边部偏薄的问题，但是带边框或带护角层压增加了生产过程的步骤，不仅增加人工成本且操作繁杂影响产能。
另外，在层压过程中，未完全固化的封装胶溢出不回填导致的组件边部气泡或缺胶问题，存在溢胶问题的话，需要割边或者使用封边胶带进行处理，同样增加成本且操作繁杂影响产能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明提出一种光伏组件用封装胶膜，该光伏组件用封装胶膜能改善因光伏组件边缘部偏薄而带来的边角外观老化脱层问题。
本发明还提出一种光伏组件，该光伏组件结构完整，抗侵蚀能力高，使用寿命长。
根据本发明第一方面实施例的光伏组件用封装胶膜：至少一层封装胶膜，所述封装胶膜包括中心区和位于所述中心区外侧的外边缘区，所述外边缘区经过预固化处理而成。
根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜，通过一层以上的封装胶膜进行边缘预固化处理，在预固化过程中，能防止在层压过程中未完全固化的封装胶挤出不回填导致的光伏组件边部气泡或缺胶问题，有效防止溢胶，从而可以减少割边或者使用封边胶带带来的成本，进行预固化以后，形成交联网状结构，塑性高，不易产生形变，有效改善光伏组件边缘偏薄问题，进而改善因光伏组件边缘偏薄引起的外边缘区老化脱层问题，不仅工艺简单，操作方便，节约了人工成本而且不影响良率及产能。
根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜还可以具有以下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述外边缘区形成为围绕所述中心区且与所述中心区相接的环形区域。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜形成为板形件，所述外边缘区的宽度为不小于10mm。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜的数量为一层且添加有紫外固化剂和/或热固化固化剂，所述外边缘区采用的固化方式为紫外固化和/或热固化。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜的数量为两层，其中一层所述封装胶膜内添加有紫外固化和/或热固化固化剂,另一层所述封装胶膜内添加有紫外固化剂。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜对应的外边缘区的交联度为50％-75％。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜为透明或者半透明件，所述封装胶膜的厚度为100um-1000um。
根据本发明的一个实施例，所述封装胶膜的基体材料为电气绝缘性树脂，其体积电阻率大于1015Ω.cm，热熔融点范围为40℃-180℃。
根据本发明的一个实施例，所述的电气绝缘树脂为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂、三元乙丙橡胶中的至少一种材料。
根据本发明第二方面实施例的光伏组件，包括上述实施例任一项所述的光伏组件用封装胶膜。
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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明的光伏组件用封装胶膜的一层胶膜示意图；
图2为根据本发明的光伏组件用封装胶膜的预固化设备；
图3为根据本发明的双玻光伏组件的结构图。
附图标记：
双玻光伏组件100；
封装胶膜10；
中心区11；
外边缘区12；
玻璃板20；
电池串30；
预固化装置40；
紫外灯条41。
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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
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，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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先具体描述根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜。
如图1所示：根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜，包括：至少一层封装胶膜10。
具体而言，封装胶膜10包括中心区11和位于中心区11外侧的外边缘区12，外边缘区12经过预固化处理而成。
换言之，根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜主要由一层以上的封装胶膜10组成，封装胶膜10由中心区11和外边缘区12组成，外边缘区12位于中心区11的外侧，外边缘区12需经过预固化处理。
需要说明的是，当封装胶膜10为一层时，直接对封装胶膜10的外边缘区12进行预固化处理，当封装胶膜10为两层以上时，多层完成层间复合后再对复合后的封装胶膜10的外边缘区12进行预固化处理，多层胶膜之间的层间复合为的方法对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实施的，因此不再详细描述。
由此，根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜通过一层以上的封装胶膜10进行边缘预固化处理，在预固化过程中，能防止在层压过程中未完全固化的封装胶挤出不回填导致的光伏组件边部气泡或缺胶问题，有效防止溢胶，从而可以减少割边或者使用封边胶带带来的成本，进行预固化以后，形成交联网状结构，塑性高，不易产生形变，有效改善光伏组件边缘偏薄问题，进而改善因光伏组件边缘偏薄引起的边缘区老化脱层问题，不仅工艺简单，操作方便，节约了人工成本而且不影响良率及产能。
根据本发明的一个实施例，外边缘区12形成为围绕中心区11且与中心区11相接的环形区域，从而保证光伏组件的外观及稳定性能。
在本发明的一个实施例中，封装胶膜10形成为板形件，外边缘区12的宽度为不小于10mm。设置不小于10mm宽度的外边缘区12进行预固化，能够有效的改善因光伏组件边缘偏薄引起的边缘区老化脱层问题。
如图2所示，封装胶膜10形成为长方形，预固化装置40可设置为配合封装胶膜10形状的盒体，盒体底部四边设有紫外灯条41，通过紫外灯条41照射进行预固化。
可选地，封装胶膜10的数量为一层且添加有紫外固化剂和/或热固化固化剂，外边缘区12采用的固化方式为紫外固化和/或热固化。
优选地，封装胶膜10的数量为两层，其中一层封装胶膜10内添加有紫外固化和/或热固化固化剂,另一层封装胶膜10内添加有紫外固化剂。封装胶膜10中心区11在后续进行固化中，在封装胶膜10内添加紫外固化剂或热固化固化剂，能够有效缩短固化时间，提高固化效率。
其中，需要说明的是，封装胶膜10先进行外边缘区12预固化，外边缘区12采用的预固化方式为紫外固化和/或热固化。当采用紫外固化和热固化两种固化方式对边缘区12进行预固化时，固化方式没有先后顺序可以先进行紫外固化，再进行热固化，或者先进行热固化接着进行紫外固化，或是热固化与紫外固化同时进行。
中心区11在后续步骤进行固化，固化前在封装胶膜10内添加固化剂，当封装胶膜10为一层时在其内添加紫外固化剂和/或热固化固化剂，当封装胶膜10为两层时其中一层封装胶膜10内添加紫外固化和/或热固化固化剂,另一层封装胶膜10内添加有紫外固化剂，添加紫外固化剂和热固化固化剂时，添加没有先后顺序。
根据本发明的一个实施例，封装胶膜10对应的外边缘区12的交联度为50％-75％。交联度为50％-75％的封装胶膜10，既能保证胶膜的厚度保持性，又能保证与背板玻璃的粘接性，不会影响界面的粘合性能。
在本发明的一个实施例中，封装胶膜10为透明或者半透明件，封装胶膜10的厚度为100um-1000um。封装胶膜10为透明或者半透明件即能够透光，封装胶膜10的厚度为100um-1000um，该厚度的确立，有效控制层压厚度，保证层压厚度均匀性，从而提高整体光伏组件用封装胶膜封装的良率及效率。
根据本发明的一个实施例，封装胶膜10的基体材料为电气绝缘性树脂，其体积电阻率大于1015Ω.cm，热熔融点范围为40℃-180℃。采用电气绝缘树脂为封装胶膜基体，电气绝缘树脂具有较好的隔水性，水汽透过率低且体积电阻率大，能够保证电池组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使得光伏组件能够延长使用寿命，通过热熔处理的封装胶膜10，既能通过简单的装置和设备进行操作，热熔融点范围为40℃-180℃优化了制备工艺，提高了制备效率。
进一步地，电气绝缘树脂为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂、三元乙丙橡胶中的至少一种材料。上述材料具有良好的耐候性、耐紫外老化性能，优异的耐热、耐低温性能，增加光伏组件的使用寿命。
根据本发明实施例的光伏组件，包括上述的光伏组件用封装胶膜。
由于根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的光伏组件也具有相应的技术效果，即该光伏组件具有结构完整，抗侵蚀能力高，使用寿命长等优点。
下面结合具体实施例对根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜和具有其的光伏组件进行详细说明。
实施例1：
选取基材为聚烯烃的封装材料，经过光伏用膜常规制备方法制备获得封装胶膜10,胶膜厚约500um。将制得的封装胶膜10按照使用的尺寸要求进行裁切，然后对裁切的膜外边缘10mm区域进行紫外预固化，固化交联度为65％。如图1所示。
对比例1：
选用实施例中的聚烯烃基材经过光伏用膜常规制备方法制备获得封装胶膜10,膜厚约500um。
对比例2：
选用实施例中的聚烯烃基材经过光伏用膜常规制备方法制备获得封装胶膜10,膜厚约500um。将制得的封装胶膜10整面进行紫外预固化，固化交联度为65％。
使用实施例、对比例1和对比例2制得的胶膜分别制作60cell的双玻光伏组件100，如图3所示，60cell的双玻光伏组件100包括两块玻璃板20、两层封装胶膜10和一串电池串30，其中，每层玻璃板厚度为2mm，每层封装胶膜10的厚度为0.5mm，电池串厚度为0.2mm，其它材料保持一致，测量双玻光伏组件100边缘厚度(单位mm)，测量获得数据如下表表1所示。
表1
取点(单位mm) 实施例 对比例1 对比例2
1 4.946 4.529 4.955
2 5.006 4.601 4.996
3 4.956 4.576 4.928
4 4.977 4.64 4.939
5 5.045 4.497 4.913
需要说明的是，由于封装胶膜10对电池串的空隙进行填充，所以双玻光伏组件100的厚度要小于未组装前各个分部件叠加的厚度。
对比表1中数据发现：由对比例1封装胶膜10层压的组件边缘厚度明显比实施例和对比例2的封装胶膜10层压的组件边缘厚度薄的多。但是，对比例2制得的组件由于封装胶膜10整面进行了紫外预固化，胶膜的流动性变差，间隙不能完全填充以及存在高度差外观缺陷，降低了产品的生产良率。
总而言之，根据本发明实施例的光伏组件用封装胶膜，通过一层以上的封装胶膜10进行边缘预固化处理，在预固化过程中，能防止在层压过程中未完全固化的封装胶挤出不回填导致的光伏组件边部气泡或缺胶问题，有效防止溢胶，从而可以减少割边或者使用封边胶带带来的成本，进行预固化以后，形成交联网状结构，塑性高，不易产生形变，有效改善光伏组件边缘偏薄问题，进而改善因光伏组件边缘偏薄引起的边缘区老化脱层问题，不仅工艺简单，操作方便，而且节约了人工成本并且不影响良率及产能。在此基础上，再通过选材以及厚度、交联度、固化剂的优化，保证了光伏组件用封装胶膜材料的耐紫外老化性能、高粘结性以及固化效率高，从而保证光伏组件的良率及产能并且增加光伏组件的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光伏组件用封装胶膜，其特征在于，包括：
至少一层封装胶膜，所述封装胶膜包括中心区和位于所述中心区外侧的外边缘区，所述外边缘区经过预固化处理而成。
2.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述外边缘区形成为围绕所述中心区且与所述中心区相接的环形区域。
3.根据权利要求2所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜形成为板形件，所述外边缘区的宽度为不小于10mm。
4.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的数量为一层且添加有紫外固化剂和/或热固化固化剂，所述外边缘区采用的固化方式为紫外固化和/或热固化。
5.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的数量为两层，其中一层所述封装胶膜内添加有紫外固化和/或热固化固化剂,另一层所述封装胶膜内添加有紫外固化剂。
6.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜对应的外边缘区的交联度为50％-75％。
7.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜为透明或者半透明件，所述封装胶膜的厚度为100um-1000um。
8.根据权利要求1所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的基体材料为电气绝缘性树脂，其体积电阻率大于1015Ω.cm，热熔融点范围为40℃-180℃。
9.根据权利要求8所述的光伏组件用封装胶膜，其特征在于，所述的电气绝缘树脂为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂、三元乙丙橡胶中的至少一种材料。
10.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求1-9中所述的光伏组件用封装胶膜。
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