CN115260922B - 胶膜及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及光伏领域，提供一种胶膜及光伏组件，胶膜用于封装光伏组件中的电池串，相邻的电池串之间具有第一间隔，组成所述电池串的电池片之间具有第二间隔，包括：光伏胶膜，所述光伏胶膜具有朝向所述电池串的第一面以及与第一面相对的第二面，所述光伏胶膜至少具有一个自所述第一面朝向第二面凹陷的凹槽，所述凹槽至少与所述第一间隔或第二间隔的一者相对；多个防水胶膜，多个所述防水胶膜位于所述凹槽内，多个所述防水胶膜间隔排布。本申请实施例提供的胶膜及光伏组件至少可以提升胶膜的防水性能。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光伏领域，特别涉及一种胶膜及光伏组件。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。太阳能电池组件的作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
电池片非常脆弱，一般需要在电池组件的上下表面设置胶膜以及盖板，用于保护电池片。盖板一般为光伏玻璃，光伏玻璃不能直接附着在电池片上面，需要胶膜在中间起到粘接作用。一般胶膜透光性也非常好，但是接触空气以后会发黄以及老化，从而出现一系列问题影响发电效率，例如防水问题。
发明内容
本申请实施例提供一种胶膜及光伏组件，至少有利于提升胶膜的防水性能。
根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种胶膜，用于封装光伏组件中的电池串，相邻的电池串之间具有第一间隔，组成电池串的电池片之间具有第二间隔，包括：光伏胶膜，光伏胶膜具有朝向电池串的第一面以及与第一面相对的第二面，光伏胶膜至少具有一个自第一面朝向第二面凹陷的凹槽，凹槽至少与第一间隔或第二间隔的一者相对；多个防水胶膜，多个防水胶膜位于凹槽内，多个防水胶膜间隔排布。
另外，凹槽包括第一凹槽以及第二凹槽，第一凹槽与第一间隔相对，第二凹槽与第二间隔相对，第一凹槽或者第二凹槽的至少一者具有防水胶膜；每一第一凹槽与至少一个第二凹槽相连通。
另外，沿第一方向，对应于不同的电池串的第二凹槽相连通，且对应于不同的电池串的第二凹槽与同一个第一凹槽相连通；其中，第一方向平行于第一面，第一方向与电池串的电池片的排布方向垂直。
另外，部分防水胶膜位于第一凹槽，和/或部分防水胶膜位于第二凹槽。
另外，沿第一方向，位于第二凹槽的多个防水胶膜间隔排布；多个防水胶膜的第一间距与相邻的第一凹槽的第二间距的比值为4/5～1。
另外，沿电池串的电池片的排布方向，位于第一凹槽的多个防水胶膜间隔排布；多个防水胶膜的第三间距与相邻的第二凹槽的第四间距的比值为4/5～1。
另外，沿第一方向，位于不同第一凹槽的防水胶膜错位排布；或者，沿电池串的电池片的排布方向，位于不同第二凹槽的防水胶膜错位排布。
另外，第一凹槽的宽度小于等于相邻的电池串之间的串间距；和/或，第二凹槽的宽度小于等于相邻的电池片之间的片间距。
另外，第一凹槽或第二凹槽的至少一者的深度小于等于0.05mm。
另外，沿第二面指向第一面的方向上，防水胶膜的宽度逐渐减小。
另外，沿第二面指向第一面的方向上，防水胶膜的顶面高于光伏胶膜的第一面。
另外，防水胶膜的顶面与光伏胶膜的第一面的高度差小于等于电池片的厚度。
另外，防水胶膜的材料与光伏胶膜的材料不同，防水胶膜的材料的熔点小于等于光伏胶膜的材料的熔点。
另外，防水胶膜的材料与光伏胶膜的材料相同；胶膜为一体成型结构。
根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种光伏组件，包括：第一盖板，第一胶膜、电池串、第二胶膜以及第二盖板，第一胶膜或者第二胶膜的至少一者如上述实施例任一项的胶膜。
另外，沿平行于光伏胶膜第一面的方向上，胶膜的防水胶膜的剖面形状为网状或者蜂窝状。
本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
本申请实施例提供的技术方案中，光伏胶膜的第一面具有凹槽，凹槽与电池串之间的第一间隔或者电池片之间的第二间隔相对，凹槽作为防水胶膜的导向凹槽，在层压过程中，防水胶膜呈现熔融状态，沿着凹槽的延伸方向延展，相邻的防水胶膜之间相连接，最终形成网状结构或者条纹结构，且条纹结构以及网状结构的形状与第一间隔以及第二间隔相对，防水胶膜结合光伏胶膜的组装胶膜的整体防水性较好，避免水气进入腐蚀电池片。光伏胶膜的凹槽以及防水胶膜的间隔处便于气体的排气，避免最终形成的光伏组件存在气泡，影响光伏组件的性能。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例所提供的胶膜的一种结构示意图；
图2为本申请一实施例所提供的胶膜的一种剖面结构示意图；
图3为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种结构示意图；
图4为本申请一实施例所提供的电池组件的一种结构示意图；
图5为本申请一实施例所提供的光伏组件的一种结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，现有技术的胶膜的防水性能欠佳。
本申请实施例提供一种胶膜，用于封装光伏组件中的电池串，相邻的电池串之间具有第一间隔，组成电池串的电池片之间具有第二间隔，包括：光伏胶膜，光伏胶膜具有朝向电池串的第一面以及与第一面相对的第二面，光伏胶膜至少具有一个自第一面朝向第二面凹陷的凹槽，凹槽至少与第一间隔或第二间隔的一者相对；多个防水胶膜，多个防水胶膜位于凹槽内，多个防水胶膜间隔排布。凹槽作为防水胶膜的导向凹槽，在层压过程中，防水胶膜呈现熔融状态，沿着凹槽的延伸方向延展，相邻的防水胶膜之间相连接，最终形成网状结构或者条纹结构，且条纹结构以及网状结构的形状与第一间隔以及第二间隔相对，防水胶膜结合光伏胶膜的组装胶膜的整体防水性较好，避免水气进入腐蚀电池片。光伏胶膜的凹槽以及防水胶膜的间隔处便于气体的排气，避免最终形成的光伏组件存在气泡，影响光伏组件的性能。
下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1为本申请一实施例所提供的胶膜的一种结构示意图；图2为本申请一实施例所提供的胶膜的一种剖面结构示意图；图3为本申请一实施例所提供的太阳能电池的一种结构示意图；图4为本申请一实施例所提供的电池组件的一种结构示意图。
根据本申请一些实施例，参考图1～图5，本申请实施例一方面提供一种胶膜，用于封装光伏组件中的电池串，相邻的电池串之间具有第一间隔11，组成电池串的电池片10之间具有第二间隔12，包括：光伏胶膜111，光伏胶膜111具有朝向电池串的第一面113以及与第一面113相对的第二面114，光伏胶膜111至少具有一个自第一面113朝向第二面114凹陷的凹槽120，凹槽120至少与第一间隔11或第二间隔12的一者相对；多个防水胶膜112，多个防水胶膜120位于凹槽120内，多个防水胶膜120间隔排布。
在一些实施例中，参考图3，电池片10包括但不限于PERC电池(PassivatedEmitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)、PERT电池(Passivated Emitter andRear Totally-diffused cell，钝化发射极背表面全扩散电池)、TOPCon电池(TunnelOxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触电池)、HIT/HJT电池(HeterojunctionTechnology，异质结电池)的任意一种。
在一些实施例中，栅线用于收集太阳能电池片体内的光生电流并引到电池片10外部。栅线包括主栅线102与辅栅线(副栅线)，其中辅栅线也可以称为副栅线，辅栅线用于引导电流，主栅线102用于收集并汇总辅栅线电流。在另一些实施例中，栅线仅包括辅栅线，从而缩短载流子输运路径以及减小串联电阻，进而增加正面受光面积、提高组件功率，以提高短路电流、减少栅线印刷银浆使用量来降低生产成本。
在一些实施例中，主栅线102根数可以为任意值，一般是8～30根；优选地，主栅线102的数量为14～22根，具体可以是8根、10根、12根、14根、16根、18根、20根。同一主栅线102上的焊点101数量可以为任意值，优选地，主栅线102上的焊点101数量为8～20。每一焊点101面积相同；在另一些实施例中，焊点面积可以不相同，例如位于主栅线102两端的焊点面积大于主栅线102中除两端以外的焊点面积。可以理解的是，焊点101为主栅线102与焊带103接触的接触点。本申请实施例以一个电池片10上具有10根主栅线，且同一主栅线102上具有10个焊点102作为示例说明。
在一些实施例中，电池片10可以为整片电池或者切片电池。切片电池为半片电池、三分片电池、4分片电池或者8分片电池等，半片电池也可以理解为切半电池或者二分片电池。电池串组在第一方向X依次分为第一电池串、第二电池串，多个第一电池串和第二电池串在第一方向X上相互平行且间隔排布，第一电池串和第二电池串的正负极方向相反，或者电流的传输方向相反。按照第一电池串的正极与第二电池串的负极连接，第二电池串的正极与另一个相邻的第一电池串的负极连接的连接顺序形成整体形状为矩形的电池串组。且相邻的电池片10之间的正负极之间通过焊带103连接。
在一些实施例中，防水胶膜112的材料与光伏胶膜111的材料不同，防水胶膜112的材料的熔点小于等于光伏胶膜111的材料的熔点。如此，在层压过程中，防水胶膜112的材料呈现熔融状态时，光伏胶膜111的凹槽120仍存在，作为熔融状态的防水胶膜112的导向槽，使得多个熔融状态的防水胶膜112之间相接触，进而呈现连续的膜层，形成一层较为致密的防水膜层，阻止水气进入电池片10表面导致电池片10表面腐蚀甚至失效。光伏胶膜111的材料可以为EVA，采用EVA制备的胶膜的制备成本较低，便于量产；防水胶膜112的材料可以为POE、液体硅胶或者PVB(聚乙烯醇缩丁醛，Polyvinyl Butyral Resin)，POE为非极性材料，具有优异的水汽阻隔能力和离子阻隔能力，水汽透过率仅为EVA胶膜的1/8左右；由于分子链结构稳定，老化过程不会分解产生酸性物质，具有优异的抗老化性能；PVB具有良好的耐水性、耐性与耐油性，且PVB树脂具有优良的光学清晰度，其折射率与玻璃相近，透过层合玻璃捡到的图像不会出现光学畸变及二重相，可降低光伏组件表面接触到的入射光的损失。PVB能在较大的温度范围内保持不变形：具有与柔顺性相结合的坚挺性和优异的抗冲击性能；与各种玻璃表面具有极好的粘合效率。液体硅胶具有优异的抗撕裂程度、回弹性、抗变黄性、热稳定性和耐热抗老化性等，同时粘度适中、便于操作，制品透明性高。但POE、液体硅胶以及PVB的制备成本均较高，不利于降低光伏组件的成本。在另一些实施例中，防水胶膜的材料与光伏胶膜的材料相同；胶膜为一体成型结构。例如防水胶膜和光伏胶膜为复合胶膜，防水胶膜和光伏胶膜的材料包括EVA、POE、液体硅胶或者PVB的任意两种或者多种。
在一些实施例中，凹槽120包括第一凹槽121以及第二凹槽122，第一凹槽122与第一间隔11相对，第二凹槽122与第二间隔12相对，第一凹槽121或者第二凹槽122的至少一者具有防水胶膜112；每一第一凹槽121与至少一个第二凹槽122相连通。如此，凹槽120可以形成梳状凹槽，在层压过程之后，防水胶膜112的剖面形状为梳状结构，提升胶膜的防水性能。
在一些实施例中，沿第一方向Y，对应于不同的电池串的第二凹槽122相连通，且对应于不同的电池串的第二凹槽122与同一个第一凹槽121相连通；其中，第一方向平Y行于第一面113，第一方向Y与电池串的电池片10的排布方向X垂直。如此，凹槽可以形成网状凹槽或者蜂窝状凹槽，在层压过程之后，防水胶膜112的剖面形状为网状结构或者蜂窝状结构，提升胶膜的防水性能。
在一些实施例，部分防水胶膜112位于第一凹槽121和部分防水胶膜112位于第二凹槽122。防水胶膜112可以在层压过程之后，防水胶膜112的剖面形状为网状结构或者蜂窝状结构，提升胶膜的防水性能。且光伏胶膜111的凹槽120以及防水胶膜112的间隔处便于气体的排气，避免最终形成的光伏组件存在气泡，影响光伏组件的性能。在另一些实施例中，部分防水胶膜112位于第一凹槽121或部分防水胶膜112位于第二凹槽122。
在一些实施例，沿第一方向Y，位于第二凹槽122的多个防水胶膜112间隔排布；多个防水胶膜112的第一间距与相邻的第一凹槽112的第二间距的比值为4/5～1。具体地，相邻的防水胶膜112之间的间距大于9倍相邻焊点101之间的间距L1，或者，防水胶膜112靠近电池片10的端部不超过主栅线102上第一个焊点101或者最后第一个焊点101的端部。由于焊带的顶面高于电池片的顶面，防水胶膜112位于焊点101之上，可以导致焊带所在之处的胶膜强度较差，胶膜与焊带接触的部位容易发生刺穿，从而影响胶膜的防水性能。
在一些实施例中，沿电池串的电池片10的排布方向X，位于第一凹槽121的多个防水胶膜112间隔排布；多个防水胶膜112的第三间距与相邻的第二凹槽122的第四间距的比值为4/5～1。具体地，相邻的防水胶膜112之间的间距大于9倍相邻主栅线102之间的间距L2，或者，防水胶膜112靠近电池片10的端部不超过最外侧主栅线102的端部。由于焊带103的顶面高于电池片10的顶面，防水胶膜112位于主栅线102之上，可以导致焊带103所在之处的胶膜强度较差，胶膜与焊带接触的部位容易发生刺穿，从而影响胶膜的防水性能。
在一些实施例中，沿第一方向Y，位于不同第一凹槽121的防水胶膜112等间距排布；或者，沿电池串的电池片10的排布方向X，位于不同第二凹槽122的防水胶膜112等间距排布。在另一些实施例中，位于不同第一凹槽121的防水胶膜112错位排布；或者，沿电池串的电池片10的排布方向X，位于不同第二凹槽122的防水胶膜112错位排布。
在一些实施例中，第一凹槽121的宽度小于等于相邻的电池串之间的串间距；和/或，第二凹槽122的宽度小于等于相邻的电池片之间的片间距，避免层压处理后的防水胶膜112位于电池片10的表面导致电池片10产生破损。此外，焊带103所在的区域为厚胶膜处，有效防止在加工和使用过程中焊带103刺穿胶膜，从而实现提升低克重胶膜的使用可靠性。
在一些实施例，第一凹槽121或第二凹槽122的至少一者的深度小于等于0.05mm。低克重膜的厚度近视为0.05mm，整体的胶膜的厚度就可以近视为0.05mm，从而降低了胶膜的整体克重，节约了材料成本。对于焊带103所在处的胶膜属于加厚区，可以有效防止在加工和使用过程中焊带103刺穿胶膜，从而实现提升低克重胶膜的使用可靠性。
在一些实施例，沿第二面114指向第一面113的方向上，防水胶膜112的宽度逐渐减小，更利于层压过程中，熔融状态的防水胶膜112沿凹槽120的延伸方向延伸，形成相连通的网状结构以及蜂窝状结构。沿第二面114指向第一面113的方向上，防水胶膜112的顶面高于光伏胶膜111的第一面。防水胶膜112的含量较大，既可以避免防水胶膜112的端部对主栅线102以及焊点101的影响，而且保证足够的防水胶膜112相连通最终可以形成相连接的网状胶膜。防水胶膜112的顶面与光伏胶膜111的第一面的高度差小于等于电池片10的厚度，避免防水胶膜112对电池片10另一表面结构的影响。
本申请实施例提供的技术方案中，光伏胶膜111的第一面113具有凹槽120，凹槽120与电池串之间的第一间隔11或者电池片10之间的第二间隔12相对，凹槽120作为防水胶膜112的导向凹槽，在层压过程中，防水胶膜112呈现熔融状态，沿着凹槽120的延伸方向延展，相邻的防水胶膜112之间相连接，最终形成网状结构或者条纹结构，且条纹结构以及网状结构的形状与第一间隔11以及第二间隔12相对，防水胶膜112结合光伏胶膜111形成的组装胶膜的整体防水性较好，避免水气进入腐蚀电池片10。光伏胶膜111的凹槽120以及防水胶膜112的间隔处便于气体的排气，避免最终形成的光伏组件存在气泡，影响光伏组件的性能。
图5为本申请一实施例所提供的光伏组件的一种结构示意图。
根据本申请一些实施例，参考图5，本申请实施例另一方面还提供一种光伏组件，包括：第一盖板23，第一胶膜21、电池串、第二胶膜22以及第二盖板24，第一胶膜21或者第二胶膜22的至少一者如上述实施例任一项的胶膜。
在一些实施例中，第一胶膜21以及第二胶膜22，用于覆盖电池串的表面以密封保护电池串。第一盖板23，用于覆盖第一胶膜21背离电池串的表面；第二盖板24，用于覆盖第二胶膜22背离电池串的表面。第一盖板23或第二盖板24的至少一者可以为玻璃盖板或塑料盖板等用于保护电池串的盖板，第一盖板23或第二盖板24的至少一者上设置有陷光结构以增加入射光的利用率。光伏组件具有较高的电流收集能力和较低的载流子复合率，可实现较高的光电转换效率。
在一些实施例中，沿平行于光伏胶膜111第一面113的方向上，胶膜的防水胶膜112的剖面形状为网状或者蜂窝状，胶膜的整体防水性较好，避免水气进入腐蚀电池片10。第一胶膜21以及第二胶膜22均设有凹槽120以及防水胶膜，且凹槽120至少与第一间隔11或第二间隔12的一者相对。
根据本申请一些实施例，本申请实施例又一方面还提供一种光伏组件的制备方法，包括：依次层叠的第一盖板23，第一胶膜21、电池串、第二胶膜22以及第二盖板24，第一胶膜21或者第二胶膜22的至少一者如上述实施例任一项的胶膜，相邻的电池串之间具有第一间隔11，组成电池串的电池片10之间具有第二间隔12，凹槽120至少与第一间隔11或第二间隔12的一者相对；层压处理形成层压后的光伏组件。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本申请的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本申请的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种胶膜，用于封装光伏组件中的电池串，相邻的电池串之间具有第一间隔，组成所述电池串的电池片之间具有第二间隔，其特征在于，包括:
光伏胶膜，所述光伏胶膜具有朝向所述电池串的第一面以及与第一面相对的第二面，所述光伏胶膜至少具有一个自所述第一面朝向第二面凹陷的凹槽，所述凹槽至少与所述第一间隔或第二间隔的一者相对；
多个防水胶膜，多个所述防水胶膜位于所述凹槽内，多个所述防水胶膜间隔排布；
沿所述第二面指向所述第一面的方向上，所述防水胶膜的顶面高于所述光伏胶膜的第一面；
所述凹槽包括第一凹槽以及第二凹槽，所述第一凹槽与所述第一间隔相对，所述第二凹槽与所述第二间隔相对，所述第一凹槽或者所述第二凹槽的至少一者具有所述防水胶膜；每一所述第一凹槽与至少一个所述第二凹槽相连通；
沿第一方向，对应于不同的所述电池串的第二凹槽相连通，且对应于不同的所述电池串的第二凹槽与同一个所述第一凹槽相连通；其中，所述第一方向平行于所述第一面，所述第一方向与所述电池串的电池片的排布方向垂直。
2.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，部分所述防水胶膜位于所述第一凹槽，和/或部分所述防水胶膜位于所述第二凹槽。
3.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，沿所述第一方向，位于第二凹槽的多个防水胶膜间隔排布；多个防水胶膜的第一间距与相邻的第一凹槽的第二间距的比值为4/5~1。
4.根据权利要求3所述的胶膜，其特征在于，沿所述电池串的电池片的排布方向，位于第一凹槽的多个防水胶膜间隔排布；多个防水胶膜的第三间距与相邻的第二凹槽的第四间距的比值为4/5~1。
5.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，沿所述第一方向，位于不同第一凹槽的防水胶膜错位排布；或者，沿所述电池串的电池片的排布方向，位于不同第二凹槽的防水胶膜错位排布。
6.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述第一凹槽的宽度小于等于所述相邻的电池串之间的串间距；和/或，所述第二凹槽的宽度小于等于相邻的电池片之间的片间距。
7.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述第一凹槽或第二凹槽的至少一者的深度小于等于0.05mm。
8.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，沿所述第二面指向所述第一面的方向上，所述防水胶膜的宽度逐渐减小。
9.根据权利要求1或8所述的胶膜，其特征在于，所述防水胶膜的顶面与光伏胶膜的第一面的高度差小于等于电池片的厚度。
10.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述防水胶膜的材料与光伏胶膜的材料不同，所述防水胶膜的材料的熔点小于等于所述光伏胶膜的材料的熔点。
11.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述防水胶膜的材料与光伏胶膜的材料相同；所述胶膜为一体成型结构。
12.一种光伏组件，其特征在于，包括：第一盖板，第一胶膜、电池串、第二胶膜以及第二盖板，所述第一胶膜或者第二胶膜的至少一者如权利要求1~11任一项所述的胶膜。
13.根据权利要求12所述的光伏组件，其特征在于，沿平行于光伏胶膜第一面的方向上，所述胶膜的防水胶膜的剖面形状为网状或者蜂窝状。
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