CN111863996A - 一种含多层封装胶膜的光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含多层封装胶膜的光伏组件及其制备方法。本发明的含多层封装胶膜的光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。本发明的含多层封装胶膜的光伏组件，具有优异的抗PID性能，可满足对不同功能的封装胶膜的需求。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件技术领域，涉及一种含多层封装胶膜的光伏组件及其制备方法。
背景技术
封装材料在组件中起到粘接保护等作用，光伏组件所用电池片越来越多，各种电池片的性能不一样，对封装胶膜的需求也不一样；比如P型电池片需要高抗PID性能的胶膜；配圆焊带的异质结电池片需要表面不滑的胶膜，CIGS的电池片怕热，需要低温层压等。对封装胶膜的要求越来越高，单层胶膜或者单种材料难以满足封装要求。对多层结构的胶膜以及各种材料共混所制备的胶膜需求越来越多。目前，可做封装胶膜的材料有很多，比如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α-烯烃共聚物(POE)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、离子聚合物等材料，各种材料的性能不一样；POE具有高阻水功能、抗PID功能；EVA具有高透光率高交联速度等优点；PVB内聚力大，适合BIPV建筑等功能。但是，POE也有一定的不足，随着MBB多主栅技术，POE表面摩擦系数小，极性低，造成容易导致电池片并片滑移，因为POE极性小，造成助剂容易析出，导致储存期短，POE交联速度较乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)慢，影响生产效率。同时POE价格远高于EVA，给光伏发电成本造成压力。常规封装材料EVA胶膜能够在一定程度上增加组件的可靠性，但对于常规封装的高效新型电池及组件，可靠性问题不容忽视，对封装材料提出了更严苛的要求。
CN104538471A公开了一种用于太阳能模块的多层封装材料，依次由POE表层A、EVA芯层B和POE表层C组成，所述POE表层A为胶膜，由乙烯和辛烯嵌段共聚物(POE)胶粒制成，所述POE表层A表面与太阳能电池片接触；所述EVA芯层B由乙烯-醋酸乙烯(EVA)聚合物与改性助剂制成；所述POE表层C为胶膜，由乙烯和辛烯嵌段共聚物(POE)胶粒制成，所述POE表层A表面与太阳能模块中的背板接触，该材料的耐老化性能高。但是，该发明中间用更廉价的EVA部分替代POE，仅是降低POE胶膜的成本，POE胶膜本身的缺点并没有得到改善，比如POE胶膜表面助剂易析出的缺点。
另外，现有技术的多层胶膜，各层胶膜所用的基体(除助剂外的)材料为单一材料。其产品在实际生产过程中，良率较低，边角料无法回收利用。
因此，很有必要开发一种具有优异的抗PID性能的的光伏组件及其制备方法，以满足对不同功能的封装胶膜的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含多层封装胶膜的光伏组件及其制备方法，制得的含多层封装胶膜的光伏组件具有优异的抗PID性能。
本发明的目的之一在于提供一种含多层封装胶膜的光伏组件，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种含多层封装胶膜的光伏组件，所述光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。
本发明的含多层封装胶膜的光伏组件通过合理的结构设置，具有优异的抗PID性能。
本发明的多层封装胶膜，各层可以是混合物，提高了产品的生产良率。
需要说明的是，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，是指上层胶膜为单层胶膜，下层胶膜为多层胶膜；或者，上层胶膜为多层胶膜，下层胶膜为单层胶膜；或者，上层胶膜和下层胶膜均为多层胶膜；多层胶膜可以集中各种材料的优点，使得多层胶膜具备单层胶膜更优异的性能。
所述多层封装胶膜包括由上至下依次设置的上表层和下表层。
优选地，所述上表层与所述下表层的材质独立地选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与聚合物的共混物，其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述共混物总质量的百分比为0.5～99.5％，例如所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述共混物总质量的百分比为0.5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％或99.5％等。
优选地，所述聚合物为乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
所述上表层与所述下表层的材质独立地选自乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
所述多层封装胶膜还包括中间层。
优选地，所述中间层的材质选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
所述上层胶膜与所述下层胶膜为单层膜；
优选地，所述单层膜的材质为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
所述上层胶膜与所述下层胶膜中均还含有助剂。
为了保证组件的可靠性，胶膜最好使用交联型的，组件层压的工艺由热交联层压或者光固化交联层压等。现有胶膜产品多为需要热交联的产品。组件厂需要能够降低能耗或者缩短层压时间的封装胶膜，热固化胶膜难以满足此要求，本发明提供一种光固化交联或者光/热混合固化胶膜的产品，可以缩短层压时间，降低能耗。有些胶膜比如常规POE，表面摩擦系数小，导致的电池片间距不均，需要表面共挤一层极性层。本发明的光固化、光/热混合固化交联，可以实现层压无工装等辅助设施。
优选地，所述助剂为热交联助剂或光固化交联助剂或光固化交联-热交联助剂，其中，光固化交联-热交联是指光固化交联和热交联混合交联。
以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述热交联助剂包含以下质量百分比的组分：
交联剂0.2～1wt％，例如交联剂的质量百分比为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。所述交联剂可选择的类型有过氧化酯类交联剂、烷基过氧化物类交联剂、过氧化缩酮类交联剂或硫磺类交联剂。
助交联剂0.2～1.1wt％，例如助交联剂的质量百分比为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％或1.1wt％等。所述助交联剂可选择的类型有三烯丙基异氰脲酸酯助交联剂、三聚氰酸三丙烯酯助交联剂或丙烯酸酯类助交联剂。
硅烷偶联剂0.05～1wt％，例如硅烷偶联剂的质量百分比为0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。所述硅烷偶联剂可选择的类型有乙烯基类硅烷偶联剂、氯烃基类硅烷偶联剂、氨烃基类硅烷偶联剂、环氧烃基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、含硫烃基类硅烷偶联剂、拟卤素类硅烷偶联剂或季氨烃基类硅烷偶联剂。
硅烷低聚物0～4wt％，例如硅烷低聚物的质量百分比为0、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％或4wt％等。所述硅烷低聚物可以是一种硅烷的低聚物，也可以是两种硅烷的低聚物，还可以是三种硅烷的低聚物。
优选地，一种硅烷的低聚物的化学式如式1：
其中，R1为烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；优选地，m为2-10中的任意一整数，例如m为2、3、4、5、6、7、8、9或10；当X为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，X’比X少一氧原子；当X为羟基、卤基或卤代烷烃基时，X’为氢基。若硅烷低聚物中m取1，则不含重复单元，会显著降低胶膜的抗PID性能。
优选地，两种硅烷的低聚物的化学式如式2，式2为：
其中，R1与R2独立地选自烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X与Y独立地选自烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；当Y为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，Y’比Y少一氧原子；当Y为羟基、卤基或卤代烷烃基时，Y’为氢基；优选地，m可以是1-10中的任意一个整数，例如m为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；n可以是1-10中的任意一个整数，例如n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
优选地，三种硅烷的低聚物的化学式如式3，式3为：
其中，R1、R2、R3独立地选自烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X、Y、Z独立地选自烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；当Z为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，Z’比Z少一氧原子；当Z为羟基、卤基或卤代烷烃基时，Z’为氢基；优选地，m可以是1-10中的任意一个整数，例如m为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；n可以是1-10中的任意一个整数，例如n为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；q可以是1-10中的任意一个整数，例如q为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
离子捕捉剂0.0～3wt％，例如离子捕捉剂的质量百分比为0、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％等。离子捕捉剂可选择的类型有黄原酸酯类离子捕捉剂、二硫代氨基甲酸盐类衍生物、在水存在下表现出阳离子交换特性的不溶性无机化合物或者具有离子交换功能的阳离子交换树脂和或阴离子交换树脂中的一种或至少两种的混合物；优选地，所述无机化合物为二价金属氧化物、三价金属氧化物、四价金属氧化物、五价金属氧化物、六价金属氧化物、七价金属氧化物或磷酸金属盐中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所选离子交换树脂为苯乙烯系离子交换树脂和/或丙烯酸系离子交换树脂。所述不溶性无机化合物更优选为二氧化硅、磷酸锆和/或磷酸钛。
抗氧剂0～0.5wt％，例如抗氧剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。抗氧剂可选择的类型有受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
热稳定剂0～0.5wt％，例如热稳定剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。热稳定剂可选择的类型有铅盐热稳定剂、金属皂热稳定剂或亚磷酸脂热稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
光稳定剂0.05～0.5wt％，例如光稳定剂的质量百分比为0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。光稳定剂可选择的类型有光屏蔽剂类光稳定剂、淬灭剂类光稳定剂、自由基捕获剂类光稳定剂或氢过氧化分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
紫外光吸收剂0～0.5wt％，例如紫外光吸收剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。紫外光吸收剂可选择的类型有苯酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、取代丙烯腈类紫外光吸收剂或三嗪类紫外光吸收剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述光固化交联助剂包含以下质量百分比的组分：
光引发剂0.8～3wt％，例如光引发剂的质量百分比为0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9wt％或3wt％等。
光引发剂可选择的类型有苯偶姻及其衍生物类光引发剂、苯偶酰及其衍生物类光引发剂、苯乙酮衍生物类光引发剂、α-羟基酮衍生物类光引发剂、α-胺基酮衍生物类光引发剂、酰基磷氧化物类光引发剂、含硫光引发剂、二苯甲酮及其衍生物类光引发剂、硫杂蒽酮及其衍生物类光引发剂、蒽醌及其衍生物类光引发剂、芳基重氮盐类光引发剂、二芳基碘鎓盐类光引发剂、三芳基硫鎓盐光引发剂、芳茂铁盐光引发剂、大分子光引发剂、混杂光引发剂、水性光引发剂、樟脑醌光引发剂或钛茂类中的任意一种或至少两种的混合物。
助交联剂1～2wt％，例如助交联剂的质量百分比为1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％或2wt％等。其中，助交联剂的种类可以与热交联助剂中的助交联剂的种类相同。
硅烷偶联剂0.05～1wt％，例如硅烷偶联剂的质量百分比为0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。
硅烷低聚物0～4wt％，例如硅烷低聚物的质量百分比为0、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％或4wt％等。
离子捕捉剂0～3wt％，例如离子捕捉剂的质量百分比为0、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％等。
抗氧剂0～0.5wt％，例如抗氧剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
热稳定剂0～0.5wt％，例如热稳定剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
光稳定剂0～0.5wt％，例如光稳定剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
紫外光吸收剂0～0.5wt％，例如紫外光吸收剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
优选地，以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述光固化交联-热交联助剂包含以下质量百分比的组分：
交联剂0.2～1wt％，例如交联剂的质量百分比为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。
光引发剂0.5～1wt％，例如光引发剂的质量百分比为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。
助交联剂0.5～1.5wt％，例如助交联剂的质量百分比为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％或1.5wt％等。
硅烷偶联剂0.05～1wt％，例如硅烷偶联剂的质量百分比为0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。
硅烷低聚物0～4wt％，例如硅烷低聚物的质量百分比为0、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％或4wt％等。
离子捕捉剂0～3wt％，例如离子捕捉剂的质量百分比为0、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％或3wt％等。
抗氧剂0～0.5wt％，例如抗氧剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
热稳定剂0～0.5wt％，例如热稳定剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
光稳定剂0～0.5wt％，例如光稳定剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
紫外光吸收剂0～0.5wt％，例如紫外光吸收剂的质量百分比为0、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等。
综上，热交联助剂、光固化交联助剂和热交联-光固化交联助剂中的交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、硅烷低聚物、离子捕捉剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂和紫外光吸收剂可以相同，在此不一一赘述。
所述多层封装胶膜的交联度≥70％。优选地，所述多层封装胶膜的可见光透光率≥85％。
优选地，所述多层封装胶膜的层数为2～5层，例如多层封装胶膜的层数为2层、3层、4层或5层。
所述光伏组件为单玻组件或双玻组件。
优选地，所述前板为玻璃板或透明前板，也可以为其他透明材料。
优选地，所述电池片为P型电池片、N型电池片、异质结电池片、IBC电池片、TOPCon电池片、MWT电池或非晶硅电池片中的任意一种。电池片种类很多，包含上述，但是不限于上述种类。
优选地，所述后板为玻璃板或其他透明背板，也可以为普通的不透明背板。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
根据所选胶膜的不同可以选择热固化、光固化或光/热混合固化，本发明提供光固化层压工艺或者光/热混合固化层压工艺，可以实现无工装层压(或者无层压辅助设备层压)，提高了组件厂层压效率。
优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为共挤成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，在设定好温度的各自挤出机分别挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。
优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为淋膜成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，先将中间层在挤出机挤出，中间层的表面为光面，其余各层按顺序依次在中间层的上下表面进行淋膜，辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。
优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为复合成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，将各层分别在挤出机中单独挤出成设定厚度的单层膜，各层膜按照设定结构一次层叠，在复合辊上进行复合及辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明含多层封装胶膜的光伏组件，含有多层封装胶膜，制得的含多层封装胶膜的光伏组件具有优异的抗PID性能，PID192h后光伏组件正面功率衰减2-2.9％，背面功率衰减1.8-3.3％。
本发明的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法，光固化交联成型或者热/光双固化交联成型降低了生产能耗缩短了层压时间，采用光固化层压工艺或者光/热混合固化层压工艺，可以实现无工装层压，或者无层压辅助设备层压，提高了组件厂层压效率，具有生产操作可行性，可以回收利用边角料，大幅度提高了生产的良率。
附图说明
图1为本发明的含多层封装胶膜的光伏组件的结构示意图；
附图标记如下：
1-前板；2-上层胶膜；3-电池片；4-下层胶膜；5-后板。
具体实施方式
下面结合附图1，并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
本发明的含多层封装胶膜的光伏组件的结构示意图如附图1所示，包括由上至下依次设置的前板1、上层胶膜2、电池片3、下层胶膜4和后板5，所述上层胶膜2与所述下层胶膜4至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。
实施例1
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层EVA胶膜，电池片为P型电池片，下层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；
其中，按质量百分比计，下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下表层EVA+POE胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，中间层POE胶膜的具体组成为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过共挤成型方法制备得到：各层原料按照配方混合好后，在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。
实施例2
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层EVA胶膜，电池片为P型电池片，下层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；
其中，按质量百分比计，下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下表层EVA+POE胶膜的具体组成为：
按质量百分比计，中间层POE胶膜的具体组成为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过共挤成型方法制得：按配比将各层原料按照配方混合好后，在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。
实施例3
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，电池片为P型电池片，上层胶膜和下层胶膜均为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；
其中，按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：
其中，按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的下表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：
按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的中间层POE胶膜的具体组成均为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过淋膜成型制得：各层原料按照配方混合好后，中间层在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的挤出机挤出成膜，上下表层先后在中间层上进行挤出淋膜，辊筒压花，得到多层封装胶膜。
实施例4
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，电池片为N型电池片，上层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；下层胶膜为单层EVA+POE胶膜，具体组成为：
其中，按质量百分比计，上层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：
其中，所用硅烷低聚物分子结构如下：
其中，按质量百分比计，上层胶膜的下表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：
其中，所用硅烷低聚物分子结构如下：
按质量百分比计，上层胶膜的中间层胶膜的具体组成均为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过复合法制备：三层各自挤出后，按结构顺序层叠经过热压辊复合，成具有压花结构的胶膜。
实施例5
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层POE+EVA胶膜，电池片为异质结电池片，下层胶膜为POE+EVA/EVA+离子聚合物/POE+EVA三层结构的胶膜；
其中，按质量百分比计，下层胶膜POE+EVA胶膜的上表层的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下层胶膜POE+EVA胶膜的下表层的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下层胶膜EVA+离子聚合物胶膜的中间层的具体组成为：
离子聚合物AMPLIFYTMIO 99％
EVA FL02528 1％。
其中，按质量百分比计，上层胶膜POE+EVA胶膜的具体组成为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：各层原料按照配方混合好后→在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。
实施例6
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板为玻璃板，后板为KPF背板，上层胶膜为两层结构EVA+EMA/POE胶膜，电池片为异质结电池片，下层胶膜为四层结构POE+EMMA/EVA/离子聚合物/POE+EAA胶膜；
其中，按质量百分比计，上层胶膜的EVA+EMA胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，上层胶膜的POE胶膜的具体组成为：
其中，所用硅烷低聚物分子结构如下：
其中，按质量百分比计，下层胶膜的POE+EMMA胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下层胶膜的EVA胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下层胶膜的离子聚合物胶膜的具体组成为：
其中，按质量百分比计，下层胶膜的/POE+EAA胶膜的具体组成为：
本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
其中，多层封装胶膜的制备方法如下：各层原料按照配方混合好后，在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。
其中，交联剂LUPEROX TBEC为阿科玛公司生产的，助交联剂TAIC为湖南民合化工生产的，硅烷偶联剂OFS-6030为DOW CORNING公司生产的，抗氧剂1010和光稳定剂770为联盛集团公司生产的，离子捕捉剂为具有阳离子交换特性的五价金属氧化物，本发明采用的离子捕捉剂为母粒EVAM 1SG038 NAT为东洋油墨公司生产的，D113离子交换树脂为天津津达正源有限公司生产的。
对比例1
本对比例的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，上层胶膜和下层胶膜均为单层EVA胶膜，具体组成如下：
本对比例的光伏组件的制备方法如下：
按组件结构一次叠片，随后放入层压机进行层压，层压条件为145℃、抽真空5min+保压10min。
对比例2
本对比例的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，上层胶膜和下层胶膜均为单层POE胶膜，具体组成如下：
本对比例的光伏组件的制备方法如下：
按组件结构一次叠片，随后放入层压机进行层压，层压条件为145℃、抽真空5min+保压10min。
对比例3
本对比例的含多层封装胶膜的光伏组件，与实施例1的不同之处在于，下层胶膜为EVA/POE/EVA(各层材质都为100％纯料)，其他的与实施例1的均相同。
对比例4
本对比例的含多层封装胶膜的光伏组件，与实施例1的不同之处在于，三层封装胶膜的交联度为50％，其他的与实施例1的均相同。
将实施例1-6与对比例1-4制得的光伏组件进行抗PID性能测试，测试结果如表1所示，对应的层压条件见表1。
其中，抗PID性能的测试标准参照标准IEC62804进行。
表1
以实施例1为例，光伏组件经PID192h后，正面功率衰减2.2％，背面功率衰减3.3％。
相对于对比例1的上下层胶膜均为单层EVA胶膜，本发明的实施例1-6的抗PID效果更好，但是层压工艺条件没有很大的变化，尤其是层压时间与对比例1的类似。
相对于对比例2的上下层胶膜均为单层POE胶膜，本发明的实施例1-6的抗PID效果差不多，但是层压工艺却有了大幅度优化，本发明的层压工艺大幅度缩短了层压时间。
本发明的实施例6的交联固化采用光/热混合固化，大幅度缩短了层压时间，降低了层压温度。
相对于对比例3下层胶膜为EVA/POE/EVA(各层材质都为100％纯料)，本发明的实施1-2的抗PID效果更好。
对比例4和实施例1可以看出，交联度太低对抗PID效果影响巨大，会显著降低光伏组件的抗PID性能。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种含多层封装胶膜的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜包括由上至下依次设置的上表层和下表层；
优选地，所述上表层与所述下表层的材质独立地选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与聚合物的共混物，其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量占所述共混物总质量的百分比为0.5～99.5％；
优选地，所述聚合物为乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，所述上表层与所述下表层的材质独立地选自乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求2或3所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜还包括中间层；
优选地，所述中间层的材质选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1-4之一所述的光伏组件，其特征在于，所述上层胶膜与所述下层胶膜为单层膜；
优选地，所述单层膜的材质为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求1-5之一所述的光伏组件，其特征在于，所述上层胶膜与所述下层胶膜中均还含有助剂；
优选地，所述助剂为热交联助剂或光固化交联助剂或光固化交联-热交联助剂。
7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述热交联助剂包含以下质量百分比的组分：
优选地，以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述光固化交联助剂包含以下质量百分比的组分：
优选地，以所述上层胶膜的总质量百分比为100％计，或者，以所述下层胶膜的总质量百分比为100％计，所述光固化交联-热交联助剂包含以下质量百分比的组分：
优选地，所述硅烷低聚物为一种硅烷的低聚物、两种硅烷的低聚物或三种硅烷的低聚物；
优选地，所述一种硅烷的低聚物的化学式如式1，式1为：
其中，R1为烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；当X为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，X’比X少一氧原子；当X为羟基、卤基或卤代烷烃基时，X’为氢基；优选地，m为2-10中的任意一整数；
优选地，两种硅烷的低聚物的化学式如式2，式2为：
其中，R1与R2独立地选自烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X与Y独立地选自烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；当Y为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，Y’比Y少一氧原子；当Y为羟基、卤基或卤代烷烃基时，Y’为氢基；
优选地，m为1-10中的任意一个整数；n为1-10中的任意一个整数；
优选地，三种硅烷的低聚物的化学式如式3，式3为：
其中，R1、R2、R3独立地选自烷烃基、烯烃基、氯烃基、氨烃基、环氧烃基、甲基丙烯酰氧烷基、含硫烃基、酯基、羟基、异氰酸酯基、脲基或季氨烃基中的任意一种，烯烃基优选为乙烯基；X、Y、Z独立地选自烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基、羟基、卤基或卤代烷烃基中的任意一种，烷氧基优选为乙氧基、甲氧基、2-甲氧乙氧基、甲基二乙氧基或甲基二甲氧基；当Z为烷氧基、乙酰氧基、过氧化叔丁基时，Z’比Z少一氧原子；当Z为羟基、卤基或卤代烷烃基时，Z’为氢基；优选地，m为1-10中的任意一个整数；n为1-10中的任意一个整数；q为1-10中的任意一个整数。
8.根据权利要求1-7之一所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜的交联度≥70％；
优选地，所述多层封装胶膜的可见光透光率≥85％；
优选地，所述多层封装胶膜的层数为2～5层。
9.根据权利要求1-8之一所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件为单玻组件或双玻组件；
优选地，所述前板为透明前板；
优选地，所述前板为玻璃板；
优选地，所述电池片为P型电池片、N型电池片、异质结电池片、IBC电池片、TOPCon电池片、MWT电池或非晶硅电池片中的任意一种。
10.一种如权利要求1-9之一所述的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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