CN114621696B - 一种光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层、耐紫外基材层以及耐紫外胶水层。本发明的固定胶带用来固定组件内部电池串时，可大大降低组件电池串排列不齐的比例，胶带粘接力增加，胶带粘接力增加后还可减少胶带粘贴的数量，达到节约成本和降低可靠性风险的目的；层压后可达到隐形效果，减少电池遮挡面积，提高光利用率，并提升组件美观度；有效降低胶带与封装材料、电池片之间的鼓包分层风险，具有较强的耐紫外性能，组件户外长期使用可有效降低胶带发黄及老化现象。

Description

一种光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光伏材料技术领域，涉及一种光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用。
背景技术
现有的电池串固定胶带，耐紫外效果较差，户外使用1年～2年易出现发黄现象；可靠性能较差，易出现分层鼓包现象；搭配双玻组件，组件背面胶带印明显，影响外观且导致有胶带印的电池部位被遮挡，影响双面率。
因此，在本领域中，期望开发一种能够解决发黄、鼓包分层问题的固定胶带。
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光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用，本发明的固定胶带用来固定组件内部电池串时，层压后电池串排列整齐，不会出现明显的胶带印记，可靠性测试后，不会出现胶带发黄、鼓包分层等现象。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种光伏组件电池串用固定胶带，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层、耐紫外基材层以及耐紫外胶水层。
在本发明中，通过耐紫外隐形涂层、耐紫外基材层以及耐紫外胶水层，三层的配合，能够提升固定胶带的耐紫外性能，并有效降低封装材料与胶带表面分层风险，使得可靠性测试后，不会出现胶带发黄、鼓包分层等现象，并且胶水层能够保证粘接力，并保证组件层压后不会因缺胶导致出现明显胶带印。
优选地，所述耐紫外隐形涂层的的制备原料为含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液。
优选地，所述含氟树脂为聚四氟乙烯、聚二偏氟乙烯、聚氟乙烯或聚氟氯乙烯中的任意一种或至少两种的组合，优选聚四氟乙烯。
优选地，所述含氟树脂的含氟量为10％～50％，例如10％、13％、15％、18％、20％、25％、28％、30％、35％、38％、40％、45％、48％或50％。越接近50％其耐紫外效果越好；含氟量低于10％，耐紫外效果不佳；耐紫外高于50％，成膜性差。
优选地，所述含有二氧化硅的有机溶液中所述二氧化硅为纳米二氧化硅；
优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为10nm～40nm，例如10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm或40nm。
优选地，所述含有二氧化硅的有机溶液中有机溶剂为无水乙醇。
优选地，所述含有二氧化硅的有机溶液的固含量为2～10％，例如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。固含量过低，胶带隐形效果不佳，固含量过高影响胶带透光度。
优选地，所述耐紫外隐形涂层的制备方法为：将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液混合，而后用喷涂或辊压方式附着在耐紫外基材层上表面，烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。
优选地，所述含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液混合的质量比为(1-3):(7-10)，例如1:7、2:7、3:7、1:8、2:8、3:8、1:9、2:9、3:9、1:10、2:10或3:10等。
在本发明中，耐紫外隐形涂层与玻璃材料(光伏组件中玻璃或玻璃镀膜液)均含有二氧化硅，层压后看外观较为统一，故有隐形效果。混合层有含氟材料，整体耐候性能增加，耐紫外效果明显。混合层中的二氧化硅可在基材表面形成一定的孔隙，在组件层压过程中，封装材料与混合层的接触面积增大从而有效降低封装材料与胶带表面分层风险。
优选地，所述耐紫外隐形涂层的厚度为3～10μm，例如3μm、5μm、7μm、9μm或10μm；过厚会影响胶带总体厚度增加，影响透光度，还易导致此结构与PET表面出现分层；过薄，起不到耐紫外和隐形效果，优选5～10μm。
优选地，所述耐紫外基材层为在基材层原料中添加2％～8％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。所述添加量是以基材层原料加紫外光吸收剂的总重量为100％计。
优选地，所述紫外光吸收剂为苯并三唑类或二苯甲酮类紫外光吸收剂。
在本发明中，在基材层原料中添加2％～8％的紫外光吸收剂，可有效增加PET的紫外截止能力，提升胶带抗黄变及老化风险。
在本发明中，对耐紫外基材层进行表面处理，电晕或绒面(不局限于网纹、波浪纹等)方式，可有效增加耐紫外隐形涂层与PET之间、胶层与PET之间的粘接力。
优选地，所述耐紫外基材层的厚度为30～120μm，低于30μm易出现裁切时胶带断裂，卷翘，无法用于自动粘贴设备；高于120μm，不易裁切，且因高度差导致粘贴部位易出现电池片隐裂及封装胶膜缺失。
优选地，所述耐紫外胶水层为在丙烯酸类胶水原料中添加1％～5％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层；所述添加量是以胶水原料加紫外光吸收剂的总重量为100％计。
优选地，所述紫外光吸收剂为苯并三唑类或二苯甲酮类紫外光吸收剂。
优选地，所述耐紫外胶水层的厚度为15～50μm，例如15μm、20μm、25μm、28μm、30μm、35μm、38μm、40μm、45μm、48μm或50μm；优选20～50μm。
在本发明中，所述耐紫外胶水层的厚度的控制，针对双面电池片考虑，需根据其背铝栅线高度选择，一般要求高出背铝栅线高度5～10μm为宜，以上的耐紫外胶水层的厚度能够保证满足这样的要求。
在本发明中，如果耐紫外胶水层厚度过薄，易出现因电池背铝栅线高度与胶厚度存在高度差，层压后出现缺胶印记，影响透光度，致使被贴位置透光度降低从而导致此部分电池被遮挡，而且还会降低胶带与电池的粘接力，易出现分层风险。如果厚度过厚，则增加采购成本且易影响胶带与自动粘贴设备裁切异常频次。因此，在本发明中，对耐紫外胶水层厚度的管控，是为了增加胶水与电池片之间接触面积以此提升两者间的粘接力，并保证组件层压后不会因缺胶导致出现明显胶带印。
另一方面，本发明提供了如上所述的光伏组件电池串用固定胶带的制备方法，所述制备方法为：将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
本发明的固定胶带的使用方法有两种：
1.手工粘贴：胶带裁切2～4cm长，按生产作业指导书要求居中粘贴在2串电池片背面，再用拇指顺着胶带方向轻轻抹压，使胶带与电池片背面尽量接触，再按顺序铺设封装胶膜和背板或背面玻璃后层压完成。
2、搭配自动粘贴设备：胶带按要求安装在自动粘贴设备上，按作业指导书要求设定裁切长度、粘贴个数、位置及按压的压力、粘贴节拍等参数，待确认设备裁切和粘贴无异常后正常运行，再按顺序铺设封装胶膜和背板或背面玻璃后层压完成。
另一方面，本发明提供了如上所述的光伏组件电池串用固定胶带在光伏组件制备中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的固定胶带用来固定组件内部电池串时，可大大降低组件电池串排列不齐的比例，胶带粘接力增加，胶带粘接力增加后还可减少胶带粘贴的数量，达到节约成本和降低可靠性风险的目的；层压后可达到隐形效果，减少电池遮挡面积，提高光利用率，并提升组件美观度；有效降低胶带与封装材料、电池片之间的鼓包分层风险，且胶带耐紫外性能明显提高；不会出现明显的胶带印记，可靠性测试后，不会出现胶带发黄、鼓包分层等现象。
附图说明
图1为本发明所述固定胶带的结构示意图，其中1为耐紫外隐形涂层、2为耐紫外基材层，3为耐紫外胶水层。
图2为使用对比例1的固定胶带粘贴在2串电池片背面时产生的胶带印的照片。
图3为使用实施例1的固定胶带粘贴在2串电池片背面时的照片。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为5μm，耐紫外基材层的厚度为60μm，耐紫外胶水层的厚度为40μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为2～10％)按照质量比为3:7混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加5％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯酸胶水中添加2％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
实施例2
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为8μm，耐紫外基材层的厚度为80μm，耐紫外胶水层的厚度为30μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为5％)按照质量比为2:8混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加2％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯胶水中添加4％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
实施例3
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为3μm，耐紫外基材层的厚度为30μm，耐紫外胶水层的厚度为20μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为8％)按照质量比为1:9混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加8％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯酸胶水中添加1％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
实施例4
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为10μm，耐紫外基材层的厚度为100μm，耐紫外胶水层的厚度为50μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为10％)按照质量比为2:8混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加4％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯酸胶水中添加3％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
实施例5
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为9μm，耐紫外基材层的厚度为120μm，耐紫外胶水层的厚度为45μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为2％)按照质量比为1:10混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加5％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯酸胶水中添加2％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
实施例6
在本实施例中，提供一种光伏组件电池串用固定胶带，如图1所示，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层1、耐紫外基材层2以及耐紫外胶水层3。所述耐紫外隐形涂层的厚度为5μm，耐紫外基材层的厚度为50μm，耐紫外胶水层的厚度为15μm。
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂聚四氟乙烯和含有二氧化硅的无水乙醇溶液，将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液(含有二氧化硅的有机溶液的固含量为2～10％)按照质量比为3:7混合，而后用喷涂方式附着在耐紫外基材层上表面，经过烘道烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加2％的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层。
所述耐紫外胶水层的胶水成分为在丙烯酸胶水中添加5％紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层。
将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，所述光伏组件电池串用固定胶带不包括耐紫外隐形涂层。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，所述光伏组件电池串用固定胶带中耐紫外隐形涂层中含氟量低于10％。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，耐紫外隐形涂层的厚度为1μm。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，耐紫外隐形涂层的厚度为15μm。
将实施例以及对比例制备得到的固定胶带用于黄变性能测试，鼓包分层测试，所述性能测试方法为：
(1)黄变性能测试：进行耐紫外测试UV来评价。
(2)鼓包分层：通过耐湿热测试DH；组合测试UV+TC+HF；烘烤测试(150℃恒温烘烤30分钟)进行鼓包分层评价。
(3)隐形效果评价：将固定胶带与双玻组件电池片搭配，层压后观察电池片背面有无明显胶带印。
性能测试结果如表1所示。结果表明，本发明的固定胶带UV200无明显发黄(代表耐紫外性能满足200kwh/m2)，DH1500(代表湿热测试1500h(测试条件：85℃温度，85％湿度，1500h)无鼓包分层及发黄，UV15+TC50+HF10(代表先进行耐紫外15kwh/m2测试，再接着进行热循环测试50个循环，最后进行湿冻10个循环测试)无鼓包分层及发黄。
表1
将对比例1和实施例1的固定胶带粘贴在2串电池片背面的效果照片分别如图2和图3所示，可以看出对比例1的胶带明显具有胶带印，而实施例1的胶带不产生胶带印。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的光伏组件电池串用固定胶带及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用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。

Claims (12)

1.一种光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述光伏组件电池串用固定胶带从上至下具有如下结构：耐紫外隐形涂层、耐紫外基材层以及耐紫外胶水层；
所述耐紫外隐形涂层的制备原料为含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液，所述含氟树脂的含氟量为10%~50%；
所述耐紫外基材层为在基材层原料PET粒子中添加2%~8%的紫外光吸收剂而制备得到的耐紫外基材层；
所述耐紫外胶水层为在丙烯酸类胶水原料中添加1%~5%紫外光吸收剂得到的耐紫外胶水层；
所述耐紫外隐形涂层的厚度为5~8 μm，所述耐紫外基材层的厚度为30~120 μm，所述耐紫外胶水层的厚度为28~50 μm。
2.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含氟树脂为聚四氟乙烯、聚二偏氟乙烯、聚氟乙烯或聚氟氯乙烯中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求2所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含氟树脂为聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含有二氧化硅的有机溶液中所述二氧化硅为纳米二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为10nm~40nm。
6.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含有二氧化硅的有机溶液中有机溶剂为无水乙醇。
7.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含有二氧化硅的有机溶液的固含量为2~10%。
8.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述耐紫外隐形涂层的制备方法为：将含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液混合，而后用喷涂或辊压方式附着在耐紫外基材层上表面，烘干，得到所述耐紫外隐形涂层。
9.根据权利要求8所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述含氟树脂和含有二氧化硅的有机溶液混合的质量比为(1-3):(7-10)。
10.根据权利要求1所述的光伏组件电池串用固定胶带，其特征在于，所述紫外光吸收剂为苯并三唑类或二苯甲酮类紫外光吸收剂。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的光伏组件电池串用固定胶带的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将耐紫外隐形涂层液涂在耐紫外基材层上表面，烘干固化，而后在耐紫外基材层下表面通过涂覆辊压方式附着耐紫外胶水层，烘干固化，得到所述光伏组件电池串用固定胶带。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的光伏组件电池串用固定胶带在光伏组件制备中的应用。
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