CN115386125A - 封装片材及其制备方法、光伏器件 - Google Patents

封装片材及其制备方法、光伏器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种封装片材，用于光伏器件的封装，所述封装片材包括支撑层、和设置在支撑层至少一侧表面上的颜色层；所述颜色层的厚度为1~30μm；所述颜色层的表面硬度不低于2H；述封装片材满足以下条件：将所述封装片材按照封装片材+EVA胶膜+玻璃的方式叠放层压后得到层压体，将所述层压体经过85℃&85%湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化前后色差ΔE*ab，所述层压体满足ΔE*ab不高于10。本发明提供的封装片材应用在光伏器件中长期使用保证封装片材老化后还能具有良好的适配性，具备长期耐候性，而且对于光伏器件具有一定的增益效果，减少了光伏器件的功率衰减，保证了优异的发电性能。

Description

封装片材及其制备方法、光伏器件
技术领域
本发明涉及太阳能电池封装技术领域，具体而言，涉及一种封装片材及其制备方法，光伏器件。
背景技术
随着能源结构的不断变化，新能源发展成为世界性命题。太阳能电池就应用场景方面，集中式与分布式并举趋势明显，多元应用领域和智能光伏前景广阔。工商业屋顶、民用屋顶、幕墙、彩钢板厂房屋顶等位置由于其可以兼具发电、部分建材作用，因而BAPV/BIPV光电建筑方面的应用得到了越来越多的关注。
光伏器件在应用于建筑与常规地面电站的最大区别是定制化的外观美观要求不同。传统光伏器件尤其是晶硅光伏器件比较单一的黑色、白色主调，与建筑对美学多样化的追求相比，还差很大距离。例如，用白色背板材料制作的光伏器件，在电池片间隙、边框与电池片间都是呈现白色，整个组件会呈现白色和蓝色交替色调，这种色调用到屋顶或幕墙，整体外观美观度较低，客户端接受程度较低。因而同时兼具组件功能与美观需求，是光伏行业较难解决的问题。
另外，光伏器件随着使用年限的增加，光伏器件功率会逐渐衰减。为了解决光伏器件功率衰减的问题，除了电池片本身性能的改善外，针对光伏器件的封装片材改善也是至关重要的。目前主要针对封装片材改善组件功率衰减的方案集中于提升水汽阻隔性、以及减少游离金属离子的迁移等方案来减少光伏器件的PID效应(Potential InducedDegradation又称电势诱导衰减)，以此来减少光伏器件的功率衰减，而封装片材颜色稳定性对光伏器件发电功率衰减也是有影响的。具体来说，通常根据外观需要，光伏背板使用带有颜色的密封片，随着光伏器件使用年限增加，彩色光伏背板最先开始老化，颜色变浅导致组件外观恶化，同时，彩色光伏背板同时承担对各波段太阳光线选择性反射的作用，随着光伏背板的颜色劣化，光伏背板各区域反射率呈现不同程度的劣化，影响光伏器件的发电功率，造成不同程度的功率衰减。而具有颜色长效稳定性的光伏封装片材可以延缓光伏器件的老化，延长光伏器件的使用年限，是降低组件功率衰减速度的一种行之有效的方案。
因此，需要开发出一种封装片材，用于光伏器件中不仅具有长效的色度稳定性，既可以满足光电建筑应用中封装片材与电池片颜色匹配性问题，达到美观的效果，还具有延长耐候、降低组件衰减功率的功能效果。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种封装片材，以解决现有技术中封装片材用于光伏器件中外观适配性低、光伏器件功率衰减严重的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种封装片材，用于光伏器件的封装，所述封装片材包括支撑层、和设置在支撑层至少一侧表面上的颜色层；
所述颜色层的厚度为1～30μm；
所述颜色层的表面硬度不低于2H；
所述封装片材满足以下条件：将所述封装片材按照封装片材+EVA胶膜+玻璃的方式叠放层压后得到层压体，将所述层压体经过85℃&85％湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化前后色差ΔE*ab，所述层压体满足ΔE*ab不高于10。
进一步地，所述颜色层的玻璃化转变温度为20～80℃。
进一步地，所述颜色层的交联度不低于75％。
进一步地，所述支撑层的厚度为100～300μm。
进一步地，所述封装片材颜色层远离支撑层一侧表面在400～1200nm区间的平均反射率高于30％。
进一步地，所述颜色层远离支撑层一侧的表面的光泽度为25-85GU。
进一步地，所述颜色层层由涂料涂覆在支撑层表面后干燥制得，所述涂料包含树脂、颜料、助剂和溶剂，所述涂料中的树脂与颜料质量比例8～19:1。
进一步地，所述涂料中的树脂选自氟碳树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂中的一种或多种；
所述颜料选自偶氮类、酞菁类、苯胺类、萘类、菲罗啉类、吡咯类、吡唑类、咪唑类、噁唑类、吡啶类、哒嗪类、嘧啶类、吡嗪类、吖啶类、喹啉类、嘌啉类、咔唑类、噁嗪类、噻吩类、吲哚类、吩恶嗪类、卟啉类、卟吩类有色颜料中的一种或多种。
一种封装片材的制备方法，所述制备方法用于制造如权利要求1-8所述的封装片材，将树脂、助剂、颜料和溶剂混合均匀成涂料，采用涂覆工艺涂覆到支撑层至少一侧表面上并在60℃-200℃条件烘干后制得所述封装片材。
一种光伏器件，所述光伏器件包括光伏前板、第一光伏胶膜、电池片层、第二光伏胶膜和光伏背板，所述光伏背板包上述的封装片材。
本发明提供的封装片材与光伏器件中的电池片层外观具有良好的适配性，同时具有良好颜色稳定性，应用在光伏器件中长期使用保证封装片材老化后还能具有良好的适配性，具备长期耐候性，而且对于光伏器件具有一定的增益效果，减少了光伏器件的功率衰减，保证了优异的发电性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书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示出了一种封装片材的结构；
图2示出了一种光伏器件的结构。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、光伏背板；11、颜色层；12、支撑层；2、第二光伏胶膜；3、电池片层；4、第一光伏胶膜；5、光伏前板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
一种封装片材，用于光伏器件的封装，所述封装片材包括支撑层、和设置在支撑层至少一侧表面上的颜色层；
所述颜色层的厚度为1～30μm；
所述颜色层远离支撑层一侧表面的硬度不低于2H；
所述封装片材满足以下条件：将所述封装片材按照封装片材+EVA胶膜+玻璃的方式叠放层压后得到层压体，将所述层压体经过85℃&85％湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化前后色差ΔE*ab，所述层压体满足ΔE*ab不高于10。
具体地，所述封装片材用于光伏器件的封装，如图1所示，所述封装片材包括至少一层支撑层，以及设置在支撑层至少一侧表面上的颜色层，所述封装片材与光伏器件外观适配。所述颜色层需要实现暗色的外观，且要具有一定的透光率，使得入射到封装片材的可见-红外波段的光线部分反射。从光线透过率角度考虑，所述颜色层厚度为1～30μm，当所述颜色层厚度小于1μm，所述颜色层厚度过薄，可见光透光率也会有上升，遮盖作用明显下降，难以匹配光伏电池组件，实现良好的外观；当所述颜色层厚度大于30μm，可见-红外光波段光线透光率有所下降，对红外线的利用率大幅降低，难以实现对光伏器件功率增益的效果。
所述封装片材需要良好的外观稳定性，尤其是当所述封装片材用于光伏器件封装中时，为了保证封装片材使用过程中具有优异的外观性能，所述颜色层远离支撑层一侧表面的硬度不低于2H。
具体地，所述颜色层中具有颜料，所述颜料在光伏器件的使用过程中，会随着光伏器件使用年限的增加而从颜色层向第二光伏胶膜迁移，由于不同颜料迁移速率不同，导致颜色层和第二光伏胶膜出现深浅不一的颜色区域。而所述颜色层硬度提升，代表颜色层树脂之间的结合更加紧密，从而颜料难以从颜色层与第二光伏胶膜之间的界面发生迁移，可以有效的减缓所述封装片材的颜色老化。特别的，当所述颜色层远离支撑层一侧表面的硬度大于2H时，所述封装片材具有极强的颜色稳定性。从另一方面，当所述颜色层远离支撑层一侧表面硬度过大时，封装片材使用过程中可能会出现涂层开裂等不良影响。作为优选的，所述颜色层远离支撑层一侧表面的硬度不低于2H，且不高于4H。
为了保证封装片材使用过程中具有优异的外观性能，以及稳定的发电功率增益，所述封装片材通过对颜色层和支撑层进行调整，使得所述封装片材满足以下条件：将所述封装片材按照封装片材+EVA胶膜+玻璃的方式叠放层压后得到层压体，将所述层压体经过85℃&85％湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化前后色差ΔE*ab，所述层压体满足ΔE*ab不高于10，计算公式为ΔE*ab＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2。
具体地，所述层压体采用3.2mm光伏玻璃、0.45mm的F806PS(福斯特)EVA胶膜，以及所述封装片材的层叠结构，其中颜色层与EVA胶膜层直接接触，在145℃层压18分钟后制得。上述层压体根据GB/T 7921-2008均匀色空间和色差公式，测定得到初始色度L1、a1、b1，再将所述层压体经过85℃&85％湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化色度L2、a2、b2，根据公式ΔE*ab＝[(L1-L2)2+(a1-a2)2+(b1-b2)2]1/2计算得到。
所述层压体满足ΔE*ab不高于10，此时所述封装片材具有优异的外观稳定性，应用于光伏器件中时，可保证长期的稳定性，同时除了外观优异外，还保证了所述封装片材对于光伏器件增益效果。作为优选，所述层压体满足ΔE*ab不高于8。
作为优选，所述层压体老化前LAB值范围L1:10～55，a1:-20～50，b1:-40～50，老化后LAB值范围L2:10～65，a2:-25～55，b2:-45～85。
当所述封装片材具有长期的色度稳定性时，所述封装片材用于光伏器件的封装，可以保证长期使用过程中不发生颜料的迁移，此时不仅仅光伏器件外观可以长期保持稳定，同时光伏器件的封装片材反射率也保持在一个稳定的范围，而不会出现颜色迁移不均导致的不同区域反射率差异，导致不同区域电池片发电功率不同，从而保证了光伏器件各区域均匀稳定的发电，从而减少了因为封装片材颜色老化导致的反射率变化引起光线利用率降低，减少了光伏器件的功率衰减程度，有助于延长光伏器件的使用年限。
进一步地，所述颜色层的玻璃化转变温度为20～80℃。
具体地，为了保证颜色层中的颜料不容易迁移到第二光伏胶膜，所述颜色层的玻璃化转变温度应当超过20℃，防止颜色层使用过程中出现开裂等问题，优选所述颜色层的玻璃化转化温度为20～80℃。
进一步地，所述颜色层的交联度不低于75％。
具体地，所述颜色层的交联程度对于封装片材的长期色值稳定性具有较大影响，通常伴随着颜色层的交联程度提升，颜色层中的树脂之间连接的更紧密，颜色层中的颜料更易固定在树脂交联形成的网格内，从而难以从颜色层迁移至第二光伏胶膜中，从而极大程度的减缓了封装片材的颜色老化。作为优选，所述颜色层的交联度不低于75％，此时封装片材具有优异且长效的颜色稳定性，当所述颜色层的交联度低于75％时，所述颜色层中的颜料在组件使用过程中易迁移，封装片材从而极易褪色，所述封装片材颜色稳定性差。
进一步地，所述支撑层的厚度为100～300μm。
从制造工艺和封装片材稳定性的角度考虑，所述支撑层的厚度为100-300μm，所述支撑层厚度小于100μm，所述封装片材对于可见-红外波段的反射率降低，难以保证光伏器件的发电功率增益的效果，同时整体封装片材的厚度较小，颜色层经过老化处理后色差会进一步变大，难以保证外观的稳定性；所述支撑层厚度大于300μm，常规的双拉设备较难生产，厚度均匀性较难控制，机械性能均匀性较难控制，封装片材的成本提升较大。
进一步地，所述封装片材颜色层远离支撑层一侧表面在400～1200nm区间的平均反射率高于30％。
具体地，所述封装片材对各波段光线具有一定的选择透过性和选择反射性，所述支撑层起到对可见-红外波段光线进行选择反射，用于提升光伏器件中电池片对光线的利用率，提升光伏器件的发电功率，同时可以减少光伏器件中其他部分对于红外波段光线的吸收，提升光伏器件的发电功率。所述颜色层用于对可见-红外波段光线进行选择透过，实现暗色的外观，以及减少紫外波段的光线透过，从而延长光伏器件的使用年限。具体地，所述封装片材颜色层远离支撑层一侧表面在400～1200nm区间的平均反射率高于30％，此处需要注意的是，所述封装片材颜色层远离支撑层一侧表面的反射率高于30％，并非指颜色层本身的反射率，而是结合支撑层和颜色层的封装片材本身的反射率。
所述颜色层远离支撑层一侧的表面的光泽度为25～85GU。
所述颜色层是由涂料涂覆在支撑层表面后固化得到，相较于支撑层表面，所述颜色层表面更易出现划痕、折痕等痕迹，虽然应用在光伏器件中层压后并不影响实际使用性能，但外观上的缺陷极易影响产品销售。因此为了解决产品外观问题，需要控制所述封装片材颜色层一侧的光泽度小于85GU，当所述封装片材颜色层一侧的表面光泽度小于85GU时，当颜色层表面即便出现划痕、折痕时，肉眼观察不明显，也不影响所述封装片材的外观。作为优选，所述封装片材颜色层一侧的表面的光泽度为25-85GU，此时封装片材呈现一定哑光效果，外观优异，且不会损失过多的光线，提升了光伏器件发电功率。
所述颜色层由涂料涂覆在支撑层表面后干燥制得，所述涂料包含树脂、颜料、助剂和溶剂，所述涂料中的树脂与颜料质量比例8～19:1。
具体地，所述颜色层由涂料涂覆在支撑层一侧表面后干燥得到，所述颜色层为包括树脂、颜料、助剂和溶剂混合的组合物，所述树脂：助剂：颜料质量比优选8～19:0.5～5:1。所述颜料质量比过低，颜色遮盖较差，紫外、可见光透过率偏高；所述颜料质量比过高，分散均匀性较差，出现团聚会对红外区间透光性有降低。
进一步地，所述涂料中的树脂选自氟碳树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂中的一种或多种；
从提升封装片材的颜色稳定性角度考虑，优选所述树脂的酸值小于10mgKOH/g，羟值大于40mgKOH/g。当所述涂料中的树脂酸值超过10mgKOH/g时，所述涂料中存在较多羧基，而涂料树脂中羧基与固化剂之间的反应较慢，导致交联位点减少，从而进一步的导致颜色层的耐候性能、颜色稳定性都有不同程度的下降。而涂料中的树脂羟值过小，可交联活性基团含量偏低，在生产流程中难以实现足够的交联度，导致涂层表面硬度不足，从而进一步导致颜料的迁移，从而难以保证封装片材的颜色稳定性。
所述助剂选自固化剂、稳定调节剂、催化剂、稀释剂的一种或多种；
所述颜料选自偶氮类、酞菁类、苯胺类、萘类、菲罗啉类、吡咯类、吡唑类、咪唑类、噁唑类、吡啶类、哒嗪类、嘧啶类、吡嗪类、吖啶类、喹啉类、嘌啉类、咔唑类、噁嗪类、噻吩类、吲哚类、吩恶嗪类、卟啉类、卟吩类有色颜料中的一种或多种。
具体地，所述颜料可选择苯并咪唑酮、铜酞菁、铝酞菁、锌酞菁、四氟代异吲哚啉酮、3,4,9,10－四甲酰二亚胺、喹吖啶酮、2,9-二甲基-蒽并[2,1,9-DEF:6,5,10-D’E’F’]二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮、5,12-二氢-喹啉并[2,3-B]吖啶-7,14-二酮、N-[4-(氨基羰基)苯基]-4-[[1-[[(2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑-5-基)-氨基]羰基]-2-氧代丙基]偶氮]苯胺、N,N-双(4-甲氧基苄基)苝-3,4,9,10-二甲酰亚胺、8,18-二氯-5,15-二乙基-5,15-二氢咔唑并[3',2'：5,6][1,4]恶嗪并[2,3-b]吲哚并[2,3-i]吩恶嗪、3,6-二(4-氯苯基)-2,5-二氢-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮等。
进一步地，从提升颜色层交联度的角度考虑，所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲苯二异氰酸脂三聚体、甲苯二异氰酸脂预聚体、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、聚酰胺、聚亚甲基二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、(2、3～二甲基)二亚丁基三胺中的一种或多种；
作为优选，所述固化剂含量优选异氰酸酯类固化剂，所述固化剂优选为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲苯二异氰酸脂三聚体、甲苯二异氰酸脂预聚体中的一种或多种。
所述稳定调节剂选自分子量为丙烯酸嵌段共聚物、含硅基团共聚物类、含酸性基团共聚物类、聚醚硅氧烷共聚物类、丙烯酸酯类共聚物、碳酸钙、二氧化硅、氧化锌中的一种或多种；
所述催化剂选自五甲基二乙烯三胺、双二甲氨基乙基醚、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或多种；所述稀释剂选自醇类、苯类、酯类、酮类溶剂中的一种或多种。
进一步地，所述支撑层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯～丙烯酸酯膜、聚乙烯～甲基丙烯酸酯膜、聚酯膜、聚氨酯膜、苯乙烯～甲基丙烯酸甲酯共聚物膜、甲基丙烯酸甲酯～丁二烯～苯乙烯共聚物膜中的任意一种，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃膜中的任意一种。
具体地，所述支撑层优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃膜中中一种。
进一步地，所述封装片材应用于光伏背板，所述颜色层经由将树脂、助剂、颜料混合均匀后，采用涂覆工艺涂覆到支撑层上，在60℃-200℃下烘干后收卷制得。
一种光伏器件，如图2所示，所述光伏器件包括光伏前板、第一光伏胶膜、电池片层、第二光伏胶膜和光伏背板，所述光伏背板包括所述封装片材，所述光伏前板为光伏玻璃，所述第一光伏胶膜、第二光伏胶膜为常用的EVA胶膜、POE胶膜、或EPE等光伏胶膜。
进一步地，所述封装片材应用于光伏背板，所述封装片材支撑层远离颜色层的一侧可以为聚酯膜、氟膜、或其他涂层。
本发明提供的封装片材与光伏器件中的电池片外观具有良好的适配性，同时具有良好颜色稳定性，应用在光伏器件中长期使用保证封装片材老化后还能具有良好的适配性，具备长期耐候性，而且对于光伏器件具有一定的增益效果，减少了光伏器件的功率衰减，保证了优异的发电性能。
下面结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
涂料组合物的制备：所述颜色层由涂料涂覆在支撑层表面后烘干制备得到，所述涂料组合物组份以及添加量如表1所示。
表1
Figure BDA0003874551960000071
Figure BDA0003874551960000081
表1中各组份具体如下所示：
树脂
A1氟碳树脂41011(长兴化学)，酸值1mgKOH/g，羟值56mgKOH/g
A2丙烯酸树脂BS965(江苏三木化工股份有限公司)，酸值为7mgKOH/g，羟值为56mgKOH/g
A3丙烯酸树脂ACR6458(高明同德化工有限公司)，酸值为1mgKOH/g，羟值为40mgKOH/g
A4丙烯酸树脂AC3267(能达化学有限公司)，酸值为6mgKOH/g，羟值为99mgKOH/g
A5醇酸树脂3222(河北德大新材料有限公司)，酸值为4mgKOH/g，羟值为150mgKOH/g
A6聚酯树脂220#(东洋纺)，酸值为2mgKOH/g，羟值为50mgKOH/g
A7丙烯酸树脂AC166(上海启湛新材料科技有限公司)，酸值为15mgKOH/g，羟值为100mgKOH/g
A8丙烯酸树脂PR-870(上海启湛新材料科技有限公司)，酸值为5mgKOH/g，羟值为17mgKOH/g
颜料
B1 N,N-双(4-甲氧基苄基)苝-3,4,9,10-二甲酰亚胺(鑫红利化工有限公司)
B2铜酞菁G(龙盛染料化工有限公司)
B3四甲酰二亚胺(汉达飞生物科技有限公司)
B4 3,6-二(4-氯苯基)-2,5-二氢-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(汉达飞生物科技有限公司)
B5 N-[4-(氨基羰基)苯基]-4-[[1-[[(2,3-二氢-2-氧代-1H-苯并咪唑-5-基)-氨基]羰基]-2-氧代丙基]偶氮]苯胺(诺娜科技有限公司)
B6锌酞菁(万得化工有限公司)
固化剂
C1六亚甲基二异氰酸酯三聚体TPA-90SB(日本旭化成)
C2丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂XT-1(摩尔化工有限公司)
其他助剂
D1丙烯酸嵌段共聚物A122(俊彩材料科技有限公司)
D2双二甲氨基乙基醚BDMAEE(广思远聚氨酯材料有限公司)
D3含酸性基团共聚物类BYK110(德国毕克)
D4对甲苯磺酸(英朗化工有限公司)
D5含硅基团共聚物类NXH-308(轩浩新材料有限公司)
D6碳酸钙(江西省白瑞碳酸钙有限公司)
D7二氧化硅(瑞创新材料科技有限公司)
D8氧化锌(海顺新材料有限公司)
D9辛酸亚锡(辉安化工有限公司)
封装片材的制备方法，将上述涂料采用涂覆工艺涂覆到支撑层上，在60℃-200℃下烘干后收卷制得封装片材S1-17和封装片材T1-2封装片材S1-17和封装片材T1-2的支撑层、颜色层厚度设置方式如表2所示：
表2
Figure BDA0003874551960000091
Figure BDA0003874551960000101
所述支撑层为东材科技集团股份有限公司定制DS11系列PET薄膜，所述支撑层的反射率如表3所示：
表3
400-1200nm
反射率
E1 60.2％
E2 78.4％
E3 29.8％
测试项目及测试方法
需要说明的是，上述各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
1.透光率、反射率
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》
中带积分球的有分光光度计方法。
测试仪器：紫外可见光分光光度计。
测试条件：200nm～2500nm。
2.表面光泽度
测试方法：使用测量角度为60°的光泽度仪，置于水平放置的涂层面，读取获得。
3.附着力
测试方法参照标准GB/T 31034《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》；
试样尺寸：200mm*200mm；
测试条件：+25℃，50％RH。
4.恒定耐湿热老化性能
测试方法参照标准GBT31034-2014《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试验条件：+85℃，相对湿度85％。
5.耐紫外性能
测试方法参照标准GBT31034-2014《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试验条件：+60℃，320-400nm。
6.光伏器件功率衰减
功率测试方法参照标准IEC61215《地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型》。
样品尺寸：双面电池片，72片组件。
试验条件：AM 1.5，辐照度1000W/m2，+25℃，50％RH。
功率衰减率＝(初始功率-老化后功率)/初始功率*100％。
7.表面硬度测试
测试方法参照标准GB/T6739-1996《涂膜硬度铅笔测定法》。
8.暗交联度测试
采用丁酮加热萃取的方法测试。未经丁酮溶解的质量与初始质量的比指即为交联度。取三个样品的算术平均值，单位％。
9.玻璃化转变温度测试
测试方法参照标准GB/T 19466.2-2004塑料差示扫描量热法(DSC)第2部分；玻璃化转变温度的测定。
所述封装片材S1-17和封装片材T1-2性能参数测试结果如表4、表5所示。
表4
Figure BDA0003874551960000121
表5
Figure BDA0003874551960000122
Figure BDA0003874551960000131
光伏器件的制备：
将所述封装片材S1-13和封装片材T1-2按如下方式设置并层压制备到的光伏器件：组件采用3.2mm光伏玻璃/0.45mm F406PS(福斯特)/182P-per半片电池/0.45mm F806PS(福斯特)/所述封装片材层叠结构，在145℃层压18分钟后制得。光伏器件相关性能如表6所示：
表6
实施例 组件功率衰减
S1 3.2％
S2 5.8％
S3 6.0％
S4 2.8％
S5 2.1％
S6 1.2％
S7 1.8％
S8 4.8％
S9 2.9％
S10 4.2％
S11 5.8％
S12 3.4％
S13 3.8％
S14 3.2％
S15 2.9％
S16 5.5％
S17 7.7％
T1 9.3％
T2 8.2％
以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
由表1-6可以看出，封装片材S1-17的性能基本优于封装片材T1-2，特别的，当所述封装片材用于光伏背板，且用于光伏器件的封装时，能有效的降低光伏器件的功率衰减。
具体地，根据T1和S1、S9-11、S16之间性能参数可以直观的看出，颜色层的涂覆厚度对光伏器件的功率衰减有一定的影响，基本呈现出随着颜色层厚度的增加，光伏器件的功率衰减效应提升，特别是当颜色层厚度超过30μm时，光伏器件的功率显著的发生了衰减。颜色层厚度的增加，引起了封装片材的颜色稳定性的缺陷，可以直观的看到随着颜色层厚度增加，封装片材的ΔE*ab有了显著的升高，除了外观性能变差外，考虑到颜色层内颜料迁移引起的反射率变化差异以及组件内部环境恶化，导致光伏器件的功率衰减增高。随着颜色层厚度的增加，所述封装片材的整体反射率呈现递减的趋势，颜色层厚度的增加会降低颜色层对各波段光的透过性，因此随着颜色层厚度增加，耐紫外黄变的性能有一定的提升，封装片材T2中颜色层厚度达到50μm，此时封装片材的剥离强度和附着力下降明显，考虑颜色层厚度过大，颜色层内部难以承受应力从颜色层内部开始撕裂；封装片材S17的颜色层厚度为1μm，从生产成本上较高，工艺较难，且颜色层厚度过低会导致颜色层与支撑层的附着力和封装片材与胶膜的剥离强度均有下降。
具体地，从封装片材S1-7、S17与T2之间的性能参数可以直观的看出，颜色层的涂层配方对于最终封装片材性能有着明显的影响。从S1-7、S17和T2可以看出，T2中采用了树脂种类羟值过低，低于40mgKOH/g，颜色层的硬度仅为1，考虑到颜色层内部交联度偏低，此时颜色层内颜料极易发生迁移，导致封装片材的ΔE*ab有了显著提升，从而引起了光伏器件的功率衰减的升高。
封装片材S1和封装片材S12、13的性能参数可以直观的看出，通常随着支撑层的种类和厚度的变化，封装片材性能呈现变化。特别的，封装片材S13支撑层厚度达到300μm，虽然光线反射率优异，对于光伏器件的发电功率有一定增益，但本身PET散热性较差，随着PET支撑层厚度增加，组件内部工作环境不良，光伏器件功率衰减程度会提升。
封装片材S3、S5、S7可以看出，颜色层涂料中无机填料对颜色层的光泽度影响极大，所述颜色层需要保持一定量的无机填料，随着无机填料含量增加，封装片材颜色层一侧光泽度下降，即外观性能越好，难以出现明显的划痕等缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封装片材，用于光伏器件的封装，其特征在于，所述封装片材包括支撑层、和设置在所述支撑层至少一侧表面上的颜色层；
所述颜色层的厚度为1~30μm；
所述颜色层的表面硬度不低于2H；
所述封装片材满足以下条件：将所述封装片材按照封装片材+EVA胶膜+玻璃的方式叠放层压后得到层压体，将所述层压体经过85℃&85%湿度条件的湿热老化2000小时，测试所述层压体老化前后色差ΔE*ab，所述层压体满足ΔE*ab不高于10。
2.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述颜色层的玻璃化转变温度为20~80℃。
3.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述颜色层的交联度不低于75%。
4.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述支撑层的厚度为100~300μm。
5.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述封装片材颜色层远离支撑层一侧表面在400~1200nm区间的平均反射率高于30%。
6.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述颜色层远离支撑层一侧的表面的光泽度为25-85GU。
7.如权利要求1所述的封装片材，其特征在于，所述颜色层由涂料涂覆在支撑层表面后干燥制得，所述涂料包含树脂、颜料、助剂和溶剂，所述涂料中的树脂与颜料质量比例8~19:1。
8.如权利要求7所述的封装片材，其特征在于，所述涂料中的树脂选自氟碳树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂中的一种或多种；
所述颜料选自偶氮类、酞菁类、苯胺类、萘类、菲罗啉类、吡咯类、吡唑类、咪唑类、噁唑类、吡啶类、哒嗪类、嘧啶类、吡嗪类、吖啶类、喹啉类、嘌啉类、咔唑类、噁嗪类、噻吩类、吲哚类、吩恶嗪类、卟啉类、卟吩类有色颜料中的一种或多种。
9.一种封装片材的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制造如权利要求1-8所述的封装片材，将树脂、助剂、颜料和溶剂混合均匀成涂料，采用涂覆工艺涂覆到支撑层至少一侧表面上并在60℃-200℃条件烘干后制得所述封装片材。
10.一种光伏器件，其特征在于，所述光伏器件包括光伏前板、第一光伏胶膜、电池片层、第二光伏胶膜和光伏背板，所述光伏背板包括权利要求1~8所述的封装片材。
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