CN111863976A - 光伏组件用胶膜、制备方法及相应的光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏组件用胶膜，包括有色底膜层和透明油墨层，所述底膜层的第一表面带有反射光线功能的花纹，所述油墨层设置于该第一表面上且能填充花纹间隙，所述油墨层的厚度大于花纹深度，所述油墨层在使用前做光固化或者EB固化，热收缩率≤5％，用来保证使用时所述第一表面的花纹不会发生塌陷或者变形。使用这种能固定下来花纹的胶膜，能将组件电池片间隙的太阳光更高比例的反射到电池片表面，增加组件对太阳光的利用率，从而提高组件功率。
Description
技术领域
本发明涉及胶膜技术领域，更具体地，涉及光伏组件用胶膜技术领域。
背景技术
太阳能是一种绿色无污染并且取之不尽的能源，相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区而言具有普遍存在性、可就地取用，因而在近十年，太阳能产业成为了全球各国发展的重点。但是现在太阳能行业成本相对偏高，故而提高光伏组件的功率以降低成本为太阳能行业的大趋势。
常规光伏组件结构为玻璃/透明封装胶膜/电池/透明封装胶膜/背板(玻璃)，为了提高组件功率，将下层封装胶膜由透明胶膜改为白色封装胶膜，能提高电池片间距部分太阳光的反射比例，从而提高光伏组件的功率。现有的白色胶膜靠电池片面都采用磨砂压花。磨砂压花对光线的反射是漫反射，很大一部分太阳光经过白色胶膜反射后穿过前层胶膜和玻璃到了大气中，而没有反射到电池片表面，故组件提升的功率有限。
行业内开始做一些定向反射花纹的尝试，专利CN201410713026.0是在背板表面装配定向反射膜，并在定向反射膜的表面涂覆银层、铝层或镍层来增强反射，但是这种反射层易导电，若铺设于电池片间隙，易导致电池间短路，存在漏电风险，故专利CN201820775718.1在此基础上添加一层绝缘层来改进。然而，以上技术结构复杂，增加了多个界面，造成严重的光的界面损失，而且仍需要使用胶膜来粘接。针对该情况，专利CN201710414637.9直接在胶膜表面做了定向反射花纹，并使用预交联的方式来减少层压时花纹变形。但是EVA、POE胶膜无论采用何种预交联固化，熔点是不变的，所以在层压时，花纹的细节部分仍会变形。
发明内容
本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，在现有技术上进行改进，提供一种光伏组件用胶膜，该胶膜使用能够光固化或者EB固化的透明油墨，对白色或者其它有颜色的光伏组件用EVA或者POE胶膜上带有的花纹进行固定。透明油墨能填满因压制EVA或者POE胶膜表面花纹而带来的在胶膜表面的高低沟壑，并在实际制造光伏组件使用胶膜层压前，对透明油墨进行固化，而透明油墨一旦固化，其玻璃化转变温度是远高于层压温度的，且其热收缩率很小，在后期的光伏组件制成工艺的加热层压时，EVA或者POE胶膜表面的花纹不会发生塌陷或者变形。使用这种能固定下来花纹的胶膜，能将组件电池片间隙的太阳光更高比例的反射到电池片表面，增加组件对太阳光的利用率，从而提高组件功率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
该光伏组件用胶膜，所述胶膜包括有色底膜层和透明油墨层，所述有色底膜层的第一表面设置有用于反射光线的花纹，所述透明油墨层设置于所述第一表面以填充花纹间隙，所述透明油墨层设置成厚度大于花纹深度且经光固化或者EB固化，以避免花纹塌陷或者变形。
较佳地，所述胶膜在拉伸率≤50％的情况下底膜层和油墨层不分层。
较佳地，所述胶膜在120℃3min下的热收缩率≤5％。
较佳地，所述油墨层的交联度为1％～90％，透光率≥90％，折射率为1.48～1.56。
较佳地，所述花纹为可以定向反射光线的花纹，可以但不限于棱柱、棱锥或棱台形花纹中的一种。
较佳地，所述花纹深度为5～200μm。
较佳地，所述底膜层为白色或者银色。
较佳地，所述底膜层的主要材质为EVA树脂、POE树脂中的一种或者两种的任意比例的混合物。
本发明提供了一种光伏组件用胶膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将预先混合好的有色底膜层材料加入挤出机后挤出，通过带有反射光线的花纹的压花辊压花后收卷，得到有色底膜层；
步骤(2)：在有色底膜层第一表面涂布或者印刷所需形状和尺寸的透明油墨，然后用紫外线或者EB辐照来固化油墨层，即得到该光伏组件用胶膜。
本发明提供了一种光伏组件，依次包括玻璃、透明胶膜层、电池片阵列、胶膜以及背板，所述的胶膜中透明油墨层靠近所述的电池片阵列设置。
本发明提供了一种光伏组件，依次包括玻璃、透明胶膜层、电池片阵列、胶膜以及玻璃，所述的胶膜中透明油墨层靠近所述的电池片阵列设置。
附图说明
图1a～1b为本发明的光伏组件用胶膜实施例1的结构示意图。
图2a～2b为本发明的光伏组件用胶膜实施例2的结构示意图。
图3a～3b为本发明的光伏组件用胶膜实施例3的结构示意图。
图4a～4b为本发明的光伏组件用胶膜实施例4的结构示意图。
图5a～5b为本发明的光伏组件用胶膜实施例5的结构示意图。
附图标记
1 底膜层
2 透明油墨层
3 普通光伏透明EVA胶膜
4 普通透明EVA层
5 普通透明POE层
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
实施例1
如图1a～1b所示，在带有三棱柱形花纹的白色EVA底膜层1表面上，印刷400μm厚的环氧丙烯酸酯型透明油墨层2，三棱柱花纹的深度为200μm，顶角角度为160°，将印刷好的胶膜用紫外灯照射4000mj/cm2进行紫外线固化交联，照射后油墨层的交联度为15％，透光率90％，折射率为1.56。将胶膜裁成100mm×200mm的样片，放入120℃的烘箱中保温3min，测试横向收缩率0.1％，纵向收缩率1％。将该胶膜裁成10mm宽的样条，用万能试验机做拉伸测试，在拉伸率50％的情况下，底膜层和油墨层无分层。
在上述胶膜的油墨层侧覆盖一层普通光伏透明EVA胶膜3，整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟，显微镜下测量该胶膜的第一表面的花纹，其顶角角度为160°，深度为200μm，即如图1a所示，花纹保持非常好；同等条件下测试无油墨层的底层膜的顶角角度为180°，即如图1b所示，花纹全部压塌。
将上述实施例1中的胶膜置于单玻组件中电池片的背面，油墨层侧靠近电池片侧，按照玻璃/普通透明EVA胶膜/电池片/本专利胶膜/背板的顺序叠层，做成四块电池片的小组件，再整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟。实施例1的胶膜制成的小组件测试功率，比采用常规白色EVA胶膜的功率高2％。
实施例2
如图2a～2b所示，在带有三棱柱形花纹的银色EVA底膜层1表面上，印刷100μm厚的聚氨酯丙烯酸酯型透明油墨层2，三棱柱花纹的深度为5μm，顶角角度为90°，将印刷好的胶膜用紫外灯照射500mj/cm2进行紫外线固化交联，照射后油墨层的交联度为1％，透光率90％，折射率为1.48。将胶膜裁成100mm×200mm的样片，放入120℃的烘箱中保温3min，测试横向收缩率2％，纵向收缩率5％。将该胶膜裁成10mm宽的样条，用万能试验机做拉伸测试，在拉伸率50％的情况下，底膜层和油墨层无分层。
在上述胶膜的油墨层侧覆盖一层普通光伏透明EVA胶膜3，整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟，显微镜下测量该胶膜的第一表面的花纹，其顶角角度为90°，深度为5μm，即如图2a所示，花纹保持非常好；同等条件下测试将油墨层2换成同等厚度的普通透明EVA层4的胶膜，热压后其顶角角度为150°，深度为2μm，即如图2b所示，花纹部分压塌。
将上述实施例2中的胶膜置于单玻组件中电池片的背面，油墨层侧靠近电池片侧，按照玻璃/普通透明EVA胶膜/电池片/本专利胶膜/背板的顺序叠层，做成四块电池片的小组件，再整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟。实施例2的胶膜制成的小组件测试功率，比采用常规银色EVA胶膜的功率高1％。
实施例3
如图3a～3b所示，在带有四棱台形花纹的白色POE底膜层1表面上，涂布110μm厚的聚酯丙烯酸酯型透明油墨层2，四棱台形花纹深度为100μm，侧面梯形两个顶角角度均为155°，将印刷好的胶膜用电子束照射20KGy进行EB固化交联，照射后油墨层的交联度为5％，透光率92％，折射率为1.5。将胶膜裁成100mm×200mm的样片，放入120℃的烘箱中保温3min，测试横向收缩率0.8％，纵向收缩率1.5％。将该胶膜裁成10mm宽的样条，用万能试验机做拉伸测试，在拉伸率50％的情况下，底膜层和油墨层无分层。
将上述胶膜置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟，显微镜下测量该胶膜的第一表面的花纹，其侧面梯形两个顶角角度为155°，深度为100μm，即如图3a所示，花纹保持非常好；同等条件下测试将油墨层2换成同等厚度的普通透明EVA层4的胶膜，热压后其顶角角度为175°，深度为50，即如图3b所示，花纹部分压塌。
将上述实施例3中的胶膜置于单玻组件中电池片的背面，油墨层侧靠近电池片侧，按照玻璃/普通透明POE胶膜/电池片/本专利胶膜/背板的顺序叠层，做成四块电池片的小组件，再整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟。实施例3的胶膜制成的小组件测试功率，比采用常规白色POE胶膜的功率高3％。
实施例4
如图4a～4b所示，在带有四棱柱形花纹的银色POE底膜层1表面上，涂布50μm厚的聚烯烃丙烯酸酯型透明油墨层2，四棱柱形花纹深度为10μm，侧面三角形顶角角度为170°，将印刷好的胶膜用电子束照射30KGy进行EB固化交联，照射后油墨层的交联度为45％，透光率92％，折射率为1.5。将胶膜裁成100mm×200mm的样片，放入120℃的烘箱中保温3min，测试横向收缩率0.8％，纵向收缩率1.5％。将该胶膜裁成10mm宽的样条，用万能试验机做拉伸测试，在拉伸率50％的情况下，底膜层和油墨层无分层。
将上述胶膜置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟，显微镜下测量该胶膜的第一表面的花纹，其侧面梯形两个顶角角度为170°，深度为10μm，即如图4a所示，花纹保持非常好；同等条件下测试将油墨层2换成同等厚度的普通透明POE层5的胶膜，热压后其顶角角度为180°，即如图4b所示，花纹全部压塌。
将上述实施例4中的胶膜置于单玻组件中电池片的背面，油墨层侧靠近电池片侧，按照玻璃/普通透明POE胶膜/电池片/本专利胶膜/背板的顺序叠层，做成四块电池片的小组件，再整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟。实施例4的胶膜制成的小组件测试功率，比采用常规银色POE胶膜的功率高1.4％。
实施例5
如图5a～5b所示，在带有三棱柱形花纹的白色EVA底膜层1表面上，印刷80μm厚的酚醛丙烯酸酯型透明油墨层2，三棱柱花纹的深度为40μm，顶角角度为120°，将印刷好的胶膜用紫外灯照射2000mj/cm2进行紫外线固化交联，照射后油墨层的交联度为25％，透光率91％，折射率为1.49。将胶膜裁成100mm×200mm的样片，放入120℃的烘箱中保温3min，测试横向收缩率0.1％，纵向收缩率0.1％。将该胶膜裁成10mm宽的样条，用万能试验机做拉伸测试，在拉伸率50％的情况下，底膜层和油墨层无分层。
将上述胶膜置于层压机中，加热至155℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟，显微镜下测量该胶膜的第一表面的花纹，其顶角角度为120°，深度为40μm，即如图5a所示，花纹保持非常好；同等条件下测试同等条件下测试将油墨层2换成同等厚度的普通透明POE层5的胶膜，热压后其顶角角度为180°，即如图5b所示，花纹部分压塌。
将上述实施例5中的胶膜置于双玻组件中电池片的背面，油墨层侧靠近电池片侧，按照玻璃/普通透明EVA胶膜/电池片/本专利胶膜/玻璃的顺序叠层，做成四块电池片的小组件，再整体置于层压机中，加热至145℃，抽真空5分钟，加压层压15分钟。实施例5的胶膜制成的小组件测试功率，比采用常规白色EVA胶膜的功率高5％。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (11)
1.一种光伏组件用胶膜，其特征在于，所述胶膜包括有色底膜层和透明油墨层，所述有色底膜层的第一表面设置有用于反射光线的花纹，所述透明油墨层设置于所述第一表面以填充花纹间隙，所述透明油墨层设置成厚度大于花纹深度且经光固化或者EB固化，以避免花纹塌陷或者变形。
2.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述胶膜在拉伸率≤50％的情况下有色底膜层和透明油墨层不分层。
3.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述胶膜在120℃3min下的热收缩率≤5％。
4.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述透明油墨层的交联度为1％～90％，透光率≥90％，折射率为1.48～1.56。
5.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述花纹为定向反射光线的花纹，所述花纹为棱柱、棱锥或棱台形花纹中的一种。
6.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述花纹的深度为5～200μm。
7.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述有色底膜层为白色底膜层或者银色底膜层。
8.根据权利要求1所述的光伏组件用胶膜，其特征在于，所述有色底膜层由包括EVA树脂或POE树脂中的一种或者两种的任意比例的混合物制成。
9.一种权利要求1所述的光伏组件用胶膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：将预先混合好的有色底膜层材料加入挤出机后挤出，通过带有反射光线的花纹的压花辊压花后收卷，得到有色底膜层；
步骤(2)：在有色底膜层第一表面涂布或者印刷预设形状和尺寸的透明油墨，然后用紫外线或者EB辐照来固化油墨层，即得到该光伏组件用胶膜。
10.一种光伏组件，其特征在于，所述的光伏组件依次包括玻璃、透明胶膜层、电池片阵列、权利要求1至9中任一项所述的胶膜以及背板，所述的胶膜中透明油墨层靠近所述的电池片阵列设置。
11.一种光伏组件，其特征在于，所述的光伏组件依次包括玻璃、透明胶膜层、电池片阵列、权利要求1至9中任一项所述的胶膜以及玻璃，所述的胶膜中透明油墨层靠近所述的电池片阵列设置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022134431A1 (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 杭州福斯特应用材料股份有限公司 | 图案化胶膜和光伏组件 |
| WO2022139236A1 (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 광학패턴이 포함된 컬러필름의 제조방법 및 상기 컬러필름을 포함하는 태양광 발전 모듈 |
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2019
- 2019-04-24 CN CN201910334844.2A patent/CN111863976A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022134431A1 (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 杭州福斯特应用材料股份有限公司 | 图案化胶膜和光伏组件 |
| WO2022139236A1 (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 광학패턴이 포함된 컬러필름의 제조방법 및 상기 컬러필름을 포함하는 태양광 발전 모듈 |
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