CN112447870A - 一种高防水的太阳能电池的封装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高防水的太阳能电池的封装材料，所述高防水封装材料包括封装材料主材、第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层，所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层膜层分别均匀设置在封装主材两边，形成两个二氧化硅薄膜层包覆封装材料主材结构，所述高防水封装材料作为太阳能电池受光面和背光面的组件封装。本发明采用防水性能较好的ETFE、PVDF作为封装材料主材，并通过在封装材料主材表面沉积二氧化硅薄膜层，可以很好的堵塞封装材料主材老化断裂或海水腐蚀后的微细孔洞，大幅度提升该封装材料的防水性能，通过二氧化硅薄膜层厚度、连续性的不同设置可以更好的、有选择性的应用于太阳能电池受光面和背光面的组件封装。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池、柔性太阳能电池及太阳能电池封装材料领域，尤其涉及一种高防水的柔性太阳能电池封装材料。
背景技术
大规模的太阳能电厂占用土地面积大，为了减少对居民聚居区土地的占用，太阳能电厂主要建设在荒凉偏僻的地区，然而长距离的电能输送成本很高。因为沙漠地区土地不值钱，而且阳光充足，所以一般都是太阳能电厂建设的首选地。其实大海的情况和沙漠类似，也不会占用土地，而且周边没有建筑、高山等阳光遮挡物。以前人们没有考虑在大海上建太阳能电厂，主要是因为传统的太阳能电池不能抵挡海水腐蚀。随着太阳能电池领域新技术的不断发展，越来越多的专家致力于海上建设大型太阳能发电系统的建设。
沿海地区经济较发达，人口十分密集，土地资源有限，无法满足大规模太阳电厂的建设。但如果把太阳能电厂建在海上，既不会占用宝贵的土地资源，也不需要从偏僻地区远距离输电，电力成本低，能源浪费少。再者，太阳能电厂直接建在海上，可以直接用海水清洗和冷却，方便且清洗冷却成本低。总之，在海上建设太阳能发电站具有诸多优势，但也存在抵抗海水腐蚀、防止电池表面藻类大量生长、防漏电保护等诸多问题需要解决，因此对太阳能电池封装材料、封装结构、封装工艺等都有着更高的要求。此外，海上安装还需考虑载重问题，采用双玻璃封装方式电池太重安装维护不方便，所以海上太阳能电厂一般应该选择轻便的柔性太阳能电池更为合适。
发明内容
为解决海上太阳能电厂的太阳能电池容易被海水腐蚀的问题，提供一种高防水的太阳能电池封装材料，其和常规的透明封装材料相比具有更好的防水性能，能够有效抵抗海水的腐蚀，能够应用于海上柔性太阳能电池的封装，从而实现海上大规模太阳能电厂的建设。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高防水的太阳能电池封装材料，所述高防水封装材料包括封装材料主材、第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层，所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层膜层分别均匀设置在封装主材两边，形成两个二氧化硅(SiO2)薄膜层包覆封装材料主材结构，所述高防水封装材料作为太阳能电池受光面和背光面的组件封装。用该太阳能电池封装材料替代传统的封装材料进行太阳能电池组件封装，可以大幅度提升太阳能电池的防水性，有效避免太阳能电池被海水腐蚀。
进一步的，所述封装材料主材料为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。
进一步的，所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层均为单层结构或多层结构；
进一步的，所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层厚度均为0.2-2um；
进一步的，所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层均分布有连续或不连续的二氧化硅颗粒；
进一步的，所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层采用旋转法、提拉法及液面下降法中的至少一种制备。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明采用防水性能较好的ETFE、PVDF作为封装材料主材，并通过在封装材料主材表面沉积二氧化硅薄膜层，因为二氧经硅为非晶，表面大量基团可以很好和封装材料主材键合，形成稳定的结构，从而大幅度提升该封装材料的防水性能；具体而言，是利用二氧化硅薄膜层的二氧化硅颗粒可以很好的堵塞封装材料主材老化断裂或海水腐蚀后的微细孔洞，可以有效防止海水通过这些微细孔洞渗透到太阳能电池内部，避免太阳能电池遭到破坏，再者，通过二氧化硅薄膜层厚度、连续性的不同设置可以更好的、有选择性的应用于太阳能电池受光面和背光面的组件封装。
附图说明
构成本申请的一部分的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为本发明实施例高防水的太阳能电池封装材料的结构示意图；
图2为本发明实施例高防水的太阳能电池封装材料中的二氧化硅层的SiO2颗粒不连续分布的结构示意图；
图3为本发明实施例高防水的太阳能电池封装材料中的二氧化硅层的SiO2颗粒连续分布结构示意图；
图4为本发明实施例高防水的太阳能电池封装材料中的二氧化硅层的SiO2颗粒堵塞封装材料主材裂缝的示意图；
图5为本发明实施例高防水的太阳能电池封装材料封装的柔性太阳能电池结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1所示，一种高防水的太阳能电池封装材料A，其包括封装材料主材12、第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13；所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13膜层均匀，分别设置在封装材料主材12两边，形成两个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和13包覆封装材料主材12结构；所述封装材料A可以作为太阳能电池受光面和背光面的组件封装。
其中，所述封装材料主材料12为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13均为单层结构或多层结构；所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13厚度均为0.2-2um；所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13均分布有连续或不连续的二氧化硅颗粒；所述第一个二氧化硅(SiO2)薄膜层11和第二个二氧化硅(SiO2)薄膜层13采用旋转法、提拉法及液面下降法中的至少一种制备。
第一个二氧化硅薄膜层11和第二个二氧化硅薄膜层13可以是如图2所示的单层结构，该二氧化硅薄膜层中的SiO2颗粒11-1、13-1均不连续，该结构高防水封装材料可以用于太阳能电池受光面的封装，可以增加封装材料防水性能的同时避免过多的遮光造成电池转换效率降低。第一个二氧化硅薄膜层11和第二个二氧化硅薄膜层13也可以是如图3所示的多层结构，该二氧化硅层中多层的SiO2颗粒11-1、13-1均互补镶嵌，呈连续结构，该结构高防水封装材料可以用于太阳能电池背光面的封装，可以全面增加封装材料防水性能使太阳能电池能够抵抗海水的腐蚀。如图4所示，当封装材料主材12出现裂缝2时，若没有其表面的二氧化硅薄膜层11，海水很容易通过裂颖2渗透到电池内部，使电池快速遭到破坏，但因为封装材料主材12表面的二氧化硅薄膜层11的二氧化硅颗粒11-1可以快速堵塞裂纹，防止海水的继续渗透，延长太阳能电池在海上应用的寿命，从而实现海上太阳能电厂的大规模建设。如图5所示，用本发明提供的高防水封装材料封装柔性太阳能电池板，太阳能电池14两边依次为EVA封装材料15，第一个二氧化硅薄膜层11，封装材料主材ETFE12和第二个二氧化硅薄膜层13。封装材料主材ETFE 12两侧的二氧化硅薄膜层能够有效增加防水性能，进一下防止柔性太阳电池在海上应用时水汽渗透到电池内部，损坏电池。
本发明采用防水性能较好的ETFE、PVDF作为封装材料主材，并通过在封装材料主材表面沉积二氧化硅薄膜层，因为二氧经硅为非晶，表面大量基团可以很好和封装材料主材键合，形成稳定的结构，从而大幅度提升该封装材料的防水性能；具体而言，是利用二氧化硅薄膜层的二氧化硅颗粒可以很好的堵塞封装材料主材老化断裂或海水腐蚀后的微细孔洞，可以有效防止海水通过这些微细孔洞渗透到太阳能电池内部，避免太阳能电池遭到破坏，再者，通过二氧化硅薄膜层厚度、连续性的不同设置可以更好的、有选择性的应用于太阳能电池受光面和背光面的组件封装。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述高防水封装材料包括封装材料主材、第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层，所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层膜层分别均匀设置在封装主材两边，形成两个二氧化硅薄膜层包覆封装材料主材结构，所述高防水封装材料作为太阳能电池受光面和背光面的组件封装。
2.根据权利要求1所述一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述高防水封装材料主材料为乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层均为单层结构或多层结构。
4.根据权利要求1所述一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层厚度均为0.2-2um。
5.根据权利要求1所述一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层均分布有连续或不连续的二氧化硅颗粒。
6.根据权利要求1所述一种高防水的太阳能电池的封装材料，其特征在于：所述第一个二氧化硅薄膜层和第二个二氧化硅薄膜层采用旋转法、提拉法及液面下降法中的至少一种制备。
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