CN115939258A - 一种彩色前板的制备方法、彩色光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及彩色光伏组件制备领域，尤其涉及一种彩色前板的制备方法、彩色光伏组件及其制备方法；所述方法包括：对ETFE薄膜前板进行等离子风处理至预设表面张力，以实现表面改性；对所述ETFE薄膜前板的表面进行色彩层的印刷，得到彩色前板；其中，所述等离子风处理的处理温度＜80℃，所述等离子风处理的风速为15cm/s～20cm/s；通过对ETFE薄膜材质的前板进行等离子风处理，同时限定等离子风处理的具体温度和风速，可以保证ETFE薄膜前板的外形稳定，并使得后续色彩层经过印刷后能够稳定存在，避免色彩层脱落。
Description
技术领域
本申请涉及彩色光伏组件制备领域，尤其涉及一种彩色前板的制备方法、彩色光伏组件及其制备方法。
背景技术
随着光伏产业的不断发展，光伏组件越来越多的应用到民用领域，同时为了保证光伏组件的美观，一般在光伏组件的前板材料上印刷上色彩涂料以形成图案，从而提高光伏组件的美观，但是一般光伏组件的前板材料为玻璃，整体质量较重，且玻璃的耐候性不足，在高湿度和高温环境下，涂刷在玻璃上的色彩层极易脱落，为了使得光伏组件更轻量化，同时保证前板的耐候性，目前轻质的光伏组件一般采用ETFE薄膜替代玻璃材料，实现光伏组件轻量化的同时还能保证光伏组件的透光率。
ETFE薄膜(Ethylene Tetrafluoroethylene)，又称乙烯-四氟乙烯共聚物，是一种轻质且透光率较好的有机材料，但是由于ETFE薄膜表面较为光滑，难以直接印刷上色彩层，或者印刷上的色彩层难以稳定，极易脱落；因此如何提供一种彩色前板，以实现ETFE薄膜上形成稳定的彩色层，是目前亟需解决解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种彩色前板的制备方法、彩色光伏组件及其制备方法，以解决现有技术中ETFE薄膜上难以形成稳定的色彩层的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种彩色前板的制备方法,所述方法包括：
对ETFE薄膜前板进行等离子风处理至预设表面张力，以实现表面改性；
对所述ETFE薄膜前板的表面进行色彩层的印刷，得到彩色前板；
其中，所述等离子风处理的处理温度＜80℃，所述等离子风处理的风速为15cm/s～20cm/s。
可选的，所述等离子风处理的功率为1400w～1600w；和/或，
所述等离子风处理的速度为5m/min～20m/min。
可选的，所述预设表面张力＞21.5mN/m。
可选的，所述ETFE薄膜前板的厚度为25μm～50μm。
可选的，所述彩色前板的色彩层厚度为0.01mm～0.025mm。
第二方面，本申请提供了一种彩色光伏组件，所述彩色光伏组件包括第一方面所述的方法制备得到彩色前板；
所述光伏组件由外到内依次包括彩色前板、第一胶膜层、光伏基板、第二胶膜层和背板。
可选的，所述第一胶膜层和所述第二胶膜层的材料分别包括聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛和聚烯烃弹性体中的至少一种。
第三方面，本申请提供了一种制备第二方面所述的彩色光伏组件的方法，所述方法包括：
在所述彩色前板的表面上覆盖所述第一胶膜层，后在所述第一胶膜层的底面依次设置所述光伏基板、所述第二胶膜层和所述背板，并进行层压封装，得到彩色光伏组件。
可选的，所述层压封装包括在所述彩色前板中ETFE薄膜前板和色彩层之间设置预留空白区的方式进行层压封装，其中，所述预留空白区的宽度为3mm～5mm。
可选的，所述层压封装所用的高温布为网格形。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的一种彩色前板的制备方法，通过对ETFE薄膜材质的前板进行等离子风处理，由于等离子风中含有大量的荷能粒(电)子，在轰击ETFE薄膜前板的过程中，使表面清洁活化，表面能提高，同时等离子风中的大量荷能粒(电)子轰击ETFE薄膜前板表面会形成许多凹坑、孔隙，同时限定等离子风处理的具体温度和风速，能保证有充足的荷能粒(电)子，并且避免等离子风处理的高温使得ETFE薄膜前板变形，因此可以保证ETFE薄膜前板的外形稳定，再通过等离子风处理使得后续色彩层经过印刷后能够稳定存在，避免色彩层脱落。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的彩色前板的制备方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的彩色前板的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的彩色光伏组件的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的彩色光伏组件的制备方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的彩色光伏组件UV印刷色彩层的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的彩色前板的实际产品图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种彩色前板的制备方法,所述方法包括：
S1.对ETFE薄膜前板进行等离子风处理至预设表面张力，以实现表面改性；
S2.对所述ETFE薄膜前板的表面进行色彩层的印刷，得到彩色前板；
其中，所述等离子风处理的处理温度＜80℃，所述等离子风处理的风速为15cm/s～20cm/s。
本申请实施例中，限定等离子风处理的具体处理温度，能避免等离子风处理的温度过高，从而导致ETFE薄膜前板受热变形，影响最终彩色光伏组件的成型。
限定等离子风处理的具体风速，能保证等离子风处理阶段有足够的荷能粒(电)子，从而保证ETFE薄膜前板表面可以形成足够的凹坑、孔隙，使得ETFE薄膜前板可以改性，保证ETFE薄膜前板能够达到预设表面张力，从而使得后续UV油墨印刷阶段，色彩层能稳定存在。
在一些可选的实施方式中，所述等离子风处理的功率为1400w～1600w；和/或，
所述等离子风处理的速度为5m/min～20m/min。
本申请实施例中，限定等离子风处理的具体功率，能保证等离子风处理阶段有足够的荷能粒(电)子，从而保证ETFE薄膜前板表面可以形成足够的凹坑、孔隙，保证ETFE薄膜前板能够达到预设表面张力，保证后续色彩层的稳定存在。
限定等离子风处理的具体速度，能保证等离子风对ETFE薄膜前板有足够的时间处理，从而保证等离子风处理的效果。
在一些可选的实施方式中，所述预设表面张力＞21.5mN/m。
本申请实施例中，限定具体的预设表面张力，能保证ETFE薄膜前板有足够的表面张力，从而使得色彩层能够稳定存在于ETFE薄膜前板上。
在一些可选的实施方式中，所述ETFE薄膜前板的厚度为25μm～50μm。
本申请实施例中，限定ETFE薄膜前板的具体厚度，可以有效的保证彩色光伏组件的ETFE薄膜前板的透光性，同时保证色彩层能够稳定在ETFE薄膜前板上，避免色彩层脱落。
在一些可选的实施方式中，所述彩色前板的色彩层厚度为0.01mm～0.025mm。
本申请实施例中，限定色彩层的具体厚度，能够避免色彩层过厚影响ETFE薄膜前板的透光性，同时保证色彩层的颜色鲜艳，保证彩色光伏组件的美观。
如图3所示，基于一个总的发明构思，本申请实施例提供了一种彩色光伏组件，所述彩色光伏组件包括所述方法制备得到彩色前板；
所述光伏组件由外到内依次包括彩色前板、第一胶膜层、光伏基板、第二胶膜层和背板。
本申请实施例中，限定彩色光伏组件的具体结构，利用两个胶膜层对彩色前板、光伏基板和背板之间进行缓冲和固定，从而进一步保证色彩层稳定在彩色光伏组件中。
该彩色光伏组件是基于上述彩色前板来实现，该彩色前板的具体制备过程可参照上述实施例，由于该彩色光伏组件采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
在一些可选的实施方式中，所述第一胶膜层和所述第二胶膜层的材料分别包括聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛和聚烯烃弹性体中的至少一种。
本申请实施例中，限定第一胶膜层和第二胶膜层的具体材料，能囊括大部分光伏组件所用的胶膜材料，使得彩色前板能适用于大部分的光伏组件要求中。
如图4所示，基于一个总的发明构思，本申请实施例提供了一种制备所述彩色光伏组件的方法，所述方法包括：
S1.在所述彩色前板的表面上覆盖所述第一胶膜层，后在所述第一胶膜层的底面依次设置所述光伏基板、所述第二胶膜层和所述背板，并进行层压封装，得到彩色光伏组件。
该方法是制备上述彩色光伏组件的方法，该彩色光伏组件的具体组成结构可参照上述实施例，由于该方法采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
如图5所示，在一些可选的实施方式中，所述层压封装包括在所述彩色前板中ETFE薄膜前板和色彩层之间设置预留空白区的方式进行层压封装，其中，所述预留空白区的宽度为3mm～5mm。
本申请实施例中，限定预留空白区的宽度为3mm～5mm的积极效果是在该宽度范围内，能保证彩色前板、光伏基板和背板之间进行层压封装后，防止水汽进入到色彩层，从而避免色彩层脱落，进一步提高色彩层在ETFE薄膜前板上稳定存在。
如图6所示，在一些可选的实施方式中，所述层压封装所用的高温布为网格形。
本申请实施例中，限定层压封装的高温布所用形状，利用网格形的高温布能够使得ETFE薄膜前板的表面形成多条交错的纹路，从而增加受光面积，减少平面造成的反射损失。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
选用光伏组件的材料为ETFE薄膜，ETFE薄膜的厚度为50μm。
对ETFE薄膜前板进行等离子风处理至表面张力＞21.5mN/m，实现ETFE薄膜前板的表面改性。
等离子风处理所用等离子装置为低温型，最高温度在80℃以下，防止ETFE薄膜前板变性，等离子装置的功率为1500w，等离子风处理的风速为20cm/s，其处理ETFE薄膜前板的速率为5m/min～20m/min。
在改性后的ETFE薄膜前板表面进行UV油墨的印刷，并如图1所示，以镜像处理的方式进行，色彩层图案压制在ETFE薄膜内侧。
如图5所示，UV油墨的印刷阶段，在色彩层和ETFE薄膜前板封装边界之间留有3mm～5mm的预留空白区，可以有效防止水汽进入色彩层，还能对光伏基板或背板的冲击起到防护作用。
实施例2
将实施例2和实施例1进行对比，实施例2和实施例1的区别在于：
采用层压机进行层压封装，层压机的高温布具备网格形状，将ETFE薄膜前板压出规格纹路，纹路间距2mm，纹路宽2mm，形成规则45度角交错。
实施例3
将实施例3和实施例2进行对比，实施例3和实施例2的区别在于：
背板也可以采用彩色ETFE薄膜。
实施例4
将实施例4和实施例1进行对比，实施例4和实施例1的区别在于：
所述等离子风处理的风速为15cm/s。
所述等离子风处理的功率为1400w；
所述等离子风处理的速度为20m/min。
实施例5
将实施例5和实施例1进行对比，实施例5和实施例1的区别在于：
所述等离子风处理的风速为17cm/s。
所述等离子风处理的功率为1600w；
所述等离子风处理的速度为5m/min。
对比例1
将对比例1和实施例2进行对比，对比例1和实施例2的区别在于：
不采用具备网格形状的高温布，采用平面压制。
相关实验及效果数据：
分别将实施例2和对比例1的彩色光伏组件在IV测试机上进行测试，结果如表1所示。
表1
| 压制方式 | 光伏规格 | 压制前功率 | 压制后功率 | 对比％ |
| 对比例1 | 200mm*200mm | 5W | 4.6w | / |
| 实施例2 | 200mm*200mm | 5W | 4.75w | +3.2％ |
表1具体分析：
由表1可知，本申请通过ETFE薄膜前板替换传统的玻璃材料前板，能有效减少彩色光伏组件的整体重量，再通过网格形状的纹路压制，可以增加光伏组件的3.2％的工作效率。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例提供的一种彩色前板的制备方法，利用ETFE薄膜前板替换传统的玻璃材料前板，不仅可以有效的减少彩色光伏组件的重量，还能通过前板轻质的特性，对前板进行卷曲存储，方便运输至封装厂封装,而且可以降低组件的重量。
(2)本申请实施例提供的一种彩色前板的制备方法，利用ETFE薄膜前板替换传统的玻璃材料前板，由于ETFE薄膜前板具有很好的耐候性，可以有效的保护色彩层。
(3)本申请实施例提供的一种彩色光伏组件，利用ETFE薄膜前板替换传统的玻璃材料前板，可以有效缓冲对玻璃材质的光伏基板的冲击，并可避免破裂的玻璃光伏基板发生飞溅。
(4)本申请实施例提供的一种彩色光伏组件的制备方法，通过网格形状的纹路压制方式，在ETFE薄膜透光率约85％～95％的基础上，可以有效的弥补ETFE薄膜替换玻璃而造成的效能损失。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。
在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种彩色前板的制备方法,其特征在于，所述方法包括：
对ETFE薄膜前板进行等离子风处理至预设表面张力，以实现表面改性；
对所述ETFE薄膜前板的表面进行色彩层的印刷，得到彩色前板；
其中，所述等离子风处理的处理温度＜80℃，所述等离子风处理的风速为15cm/s～20cm/s。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等离子风处理的功率为1400w～1600w；和/或，
所述等离子风处理的速度为5m/min～20m/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设表面张力＞21.5mN/m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ETFE薄膜前板的厚度为25μm～50μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述彩色前板的色彩层厚度为0.01mm～0.025mm。
6.一种彩色光伏组件，其特征在于，所述彩色光伏组件包括如权利要求1-5任一项所述的方法制备得到彩色前板；
所述光伏组件由外到内依次包括彩色前板、第一胶膜层、光伏基板、第二胶膜层和背板。
7.根据权利要求6所述的彩色光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜层和所述第二胶膜层的材料分别包括聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛和聚烯烃弹性体中的至少一种。
8.一种制备如权利要求6或7所述的彩色光伏组件的方法，其特征在于，所述方法包括：
在所述彩色前板的表面上覆盖所述第一胶膜层，后在所述第一胶膜层的底面依次设置所述光伏基板、所述第二胶膜层和所述背板，并进行层压封装，得到彩色光伏组件。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述层压封装包括在所述彩色前板中ETFE薄膜前板和色彩层之间设置预留空白区的方式进行层压封装，其中，所述预留空白区的宽度为3mm～5mm。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述层压封装所用的高温布为网格形。
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