CN115188846A - 一种轻量化彩色光伏组件的封装方法及其彩色光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：(1)将色彩印制在塑料薄膜上，形成色彩层；(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件进行层压，得到轻量化彩色光伏组件。本发明通过将色彩印制在ETFE薄膜上，然后再与光伏组件进行层压，一方面由于ETFE薄膜可以与UV油墨产生优异的结合，能够使光伏组件得到较佳的彩色效果，另一方面所述ETFE薄膜具有优异的性能可以取代强化玻璃的使用，从而达到实现彩色光伏组件的轻量化，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及IPC分类号H01L31/048，更具体涉及一种轻量化彩色光伏组件的封装方法及其彩色光伏组件。
背景技术
一般彩色光伏组件是通过将色彩用UV打印或丝网印刷在光伏组件的表面或做在玻璃或PET等保护前板上再进行封装，主要以玻璃材质为封装保护材料，并且存在单玻璃封装或多玻璃封装，此外还要使用强化玻璃使组件结构变强，使得光伏组件重量较高而无法满足一些特殊场合的实际应用，因此开发轻量化的彩色光伏组件具有重要的应用价值。
专利CN203536452U公开了一种彩色太阳能电池组件，由下至上依次包括背板、光伏电池片、透明表面层，且透明表面层采用彩色环氧树脂层，但是所述环氧树脂的耐候性不够，且透明表面层通过在环氧树脂中添加颜料或染料得到彩色，然而会存在颜料分散不均的现象。
专利CN108242473U公开了一种彩色光伏组件及其制备方法，通过在第一封装部设有由彩色热塑性高分子聚合物制备而成的透明薄膜层达到轻量化的目的，但是对于彩色光伏组件而言，色彩的种类或图案的样式受到很大的限制。
发明内容
针对上述提到的技术问题，本发明一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件进行层压，得到轻量化彩色光伏组件。
在一些实施方式中，所述塑料薄膜的材质包括ETFE、PVB、PVC、PC、PE、PET、TBT中的至少一种。
优选地，所述塑料薄膜的材质为ETFE。
本发明中对ETFE薄膜的厂家不做特殊限制。
由于ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)是一种良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能，耐辐射和机械性能的材料，拉伸强度可达到50Mpa，能够长期在温度-80～220℃的条件下使用，同时与UV油墨有很强的结合性，ETFE薄膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。除此之外，ETFE薄膜是由人工高强度氟聚合物制成，其特有的抗粘着表面赋予其具有高抗污，易清洗的特点，一般通过雨水即可清除掉主要的污垢。
本发明采用的ETFE薄膜完全为可再循环利用材料，使用后仍可再次利用生产新的膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品，是一种可循环、绿色的材料。
为了得到彩色光伏组件，通常需要在光伏组件表面的强化玻璃或高透光材料上打印色彩，需要使用特殊的涂层液以加强油墨与玻璃或高透光材料之间的粘着度，然而这种方式不利于环保，且玻璃为易碎品，在印刷色彩的过程中存在玻璃破碎的风险，且重量较大，无法很好的实现轻量化的目的。申请人通过将色彩印制在ETFE薄膜上，然后再与光伏组件进行层压，一方面由于ETFE薄膜可以与UV油墨产生优异的结合，能够使光伏组件得到较佳的彩色效果，另一方面所述ETFE薄膜具有优异的性能可以取代强化玻璃的使用，从而达到实现彩色光伏组件的轻量化，降低生产成本。同时对于薄膜组件还能进一步增加玻璃的抗冲击强度。
在一些实施方式中，所述塑料薄膜的厚度为20-400μm。
在一些实施方式中，所述色彩层的厚度为0.001-0.005mm。
优选地，所述色彩层的厚度为0.001-0.003mm。
在一些实施方式中，所述色彩印制的方式包括UV打印或丝网印刷。
在一些实施方式中，所述光伏组件包括晶硅组件或薄膜组件。
在一些实施方式中，所述层压的温度为130-150℃。
在一些实施方式中，所述层压的压力为-50～-30kPa，时间为5-20min。
在一些实施方式中，所述层压在抽真空的条件下进行，所述层压的设备为层压机。
本发明的另一方面提供了一种封装方法得到的轻量化彩色光伏组件。
在一些实施方式中，所述色彩层位于塑料薄膜的内侧。
在一些实施方式中，所述彩色光伏组件包括单面封装或双面封装中的一种。
有益效果：本发明通过将色彩印制在ETFE薄膜上，然后再与光伏组件进行层压，一方面由于ETFE薄膜可以与UV油墨产生优异的结合，能够使光伏组件得到较佳的彩色效果，另一方面所述ETFE薄膜具有优异的性能可以取代强化玻璃的使用，从而达到实现彩色光伏组件的轻量化，降低生产成本。
附图说明
图1是实施例1提供的轻量化彩色光伏组件的结构示意图；
图2是实施例2提供的轻量化彩色光伏组件的结构示意图；
图3是实施例3提供的轻量化彩色光伏组件的结构示意图；
图4是实施例4提供的轻量化彩色光伏组件的结构示意图；
图5是实施例5提供的轻量化彩色光伏组件的结构示意图。
其中，1、ETFE薄膜层；2、色彩层；3、EVA；4、晶片；5、TPT背板；6、玻璃。
具体实施方式
实施例1
本实施例一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩通过UV打印的方式印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件的各部件依次放进层压机，然后关闭层压盖板，进行抽真空，加压加热，即完成层压，得到轻量化彩色光伏组件。
所述塑料薄膜的材质为ETFE薄膜，厚度为200μm。
所述色彩层的厚度为0.002mm。
所述光伏组件为晶硅组件。
所述层压的温度为120℃，层压的压力为-40kPa，时间为10min。
本实施例的另一方面提供了利用上述封装方法得到的轻量化彩色光伏组件，所述彩色光伏组件为单面封装，由上至下依次包括ETFE薄膜层1、色彩层2、EVA 3、晶片4、EVA 3、TPT背板5，具体结构示意图参照图1。
实施例2
本实施例一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩通过UV打印的方式印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件的各部件依次放进层压机，然后关闭层压盖板，进行抽真空，加压加热，即完成层压，得到轻量化彩色光伏组件。
所述塑料薄膜的材质为ETFE薄膜，厚度为200μm。
所述色彩层的厚度为0.002mm。
所述光伏组件为薄膜组件。
所述层压的温度为130℃，层压的压力为-50kPa，时间为8min。
本实施例的另一方面提供了利用上述封装方法得到的轻量化彩色光伏组件，所述彩色光伏组件为单面封装，由上至下依次包括ETFE薄膜层1、色彩层2、EVA3、玻璃6、晶片4、EVA3、TPT背板5，具体结构示意图参照图2。
实施例3
本实施例一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩通过UV打印的方式印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件的各部件依次放进层压机，然后关闭层压盖板，进行抽真空，加压加热，即完成层压，得到轻量化彩色光伏组件。
所述塑料薄膜的材质为ETFE薄膜，厚度为200μm。
所述色彩层的厚度为0.002mm。
所述光伏组件为晶硅组件。
所述层压的温度为150℃，层压的压力为-30kPa，时间为15min。
本实施例的另一方面提供了利用上述封装方法得到的轻量化彩色光伏组件，所述彩色光伏组件为单面封装，由上至下依次包括ETFE薄膜层1、色彩层2、EVA 3、玻璃6、EVA 3、晶片4、EVA 3、TPT背板5，具体结构示意图参照图3。
实施例4
本实施例一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩通过UV打印的方式印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件的各部件依次放进层压机，然后关闭层压盖板，进行抽真空，加压加热，即完成层压，得到轻量化彩色光伏组件。
所述塑料薄膜的材质为ETFE薄膜，厚度为50μm。
所述色彩层的厚度为0.001mm。
所述光伏组件为薄膜组件。
所述层压的温度为120℃，层压的压力为-40kPa，时间为10min。
本实施例的另一方面提供了利用上述封装方法得到的轻量化彩色光伏组件，所述彩色光伏组件为双面封装，由上至下依次包括ETFE薄膜层1、色彩层2、EVA 3、玻璃6、晶片4、EVA 3、色彩层2、EFTE薄膜层1，具体结构示意图参照图4。
实施例5
本实施例一方面提供了一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，包括以下步骤：
(1)将色彩通过UV打印的方式印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件的各部件依次放进层压机，然后关闭层压盖板，进行抽真空，加压加热，即完成层压，得到轻量化彩色光伏组件。
所述塑料薄膜的材质为ETFE薄膜，厚度为400μm。
所述色彩层的厚度为0.003mm。
所述光伏组件为晶硅组件。
所述层压的温度为120℃，层压的压力为-40kPa，时间为10min。
本实施例的另一方面提供了利用上述封装方法得到的轻量化彩色光伏组件，所述彩色光伏组件为双面封装，由上至下依次包括ETFE薄膜层1、色彩层2、EVA 3、玻璃6、EVA 3、晶片4、EVA 3、玻璃6、EVA 3、色彩层2、EFTE薄膜层1，具体结构示意图参照图5。
性能测试
1.耐刮擦性能
将实施例1-5得到的彩色光伏组件采用百格法测试其表面的耐刮擦性能，具体测定方法如下：
(1)按照ISOR1514及ISO2828的规定进行试片的制备；
(2)将试片放置在有足够硬度的平板上；
(3)手持划格器手柄，使多刃切割刀垂直于试片平面；
(4)以均匀的压力、平稳不颤动的手法和20-50mm/S的切割速度割划；
(5)将试片旋转90度，在所割划的切口上重复以上操作，以使形成格阵图形；
(6)用软毛刷刷格阵图形的两边对角线轻轻地向后5次、向前5次的刷试片；
(7)然后采用美国3M公司生产的600-QC33测试胶带，将胶带贴在整个划格上，然后以最小角度撕下，结果可根据试片表面被胶落面积的比例求得；
(8)试验在试片的三个不同位置上完成，若三个位置的试验结果不同，应在多于三个位置上重复实验，同时记录全部试验结果。
试验条件：温度为25℃，相对湿度为50％。
附着力测试标准：按照ASTM D 3359-2002评定，测试结果见表1。
表1
| 编号 | 耐刮擦性能 |
| 实施例1 | 4B |
| 实施例2 | 4B |
| 实施例3 | 4B |
| 实施例4 | 4B |
| 实施例5 | 4B |
Claims (10)
1.一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将色彩印制在塑料薄膜上，形成色彩层；
(2)再将印刷好色彩层的塑料薄膜与光伏组件进行层压，得到轻量化彩色光伏组件。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述塑料薄膜的材质包括ETFE、PVB、PVC、PC、PE、PET、TBT中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述塑料薄膜的厚度为20-400μm。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述色彩层的厚度为0.001-0.005mm。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述色彩印制的方式包括UV打印或丝网印刷。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述光伏组件包括晶硅组件或薄膜组件。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述层压的温度为130-150℃。
8.根据权利要求1所述的一种轻量化彩色光伏组件的封装方法，其特征在于，所述层压的压力为-50～-30kPa，时间为5-20min。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的封装方法得到的轻量化彩色光伏组件。
10.根据权利要求9所述的轻量化彩色光伏组件，其特征在于，所述色彩层位于塑料薄膜的内侧。
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