CN116751524A - 一种绝缘型反光条及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种绝缘型反光条及其应用，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层，或者，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层；所述反射涂层和所述反射基材层的制备原料均含有反射填料，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、珠光粉、氧化锌、氧化锆、滑石粉、环烯烃类共聚物或4‑甲基戊烯聚合物中的任意一种或至少两种的组合。本发明的绝缘型反光条既具有较好的反射效果，又可以避免带有金属反射层的反光条的缺点。

Description

一种绝缘型反光条及其应用
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种绝缘型反光条及其应用。
背景技术
现有晶硅型光伏发电电池组件，电池片与电池片，电池片与边框间的边缘会有一定的间隙，浪费了光的利用率，为进一步提高输出功率，单玻单面组件会尽量提高背板或背面胶膜的光反射率，或使用白色封装胶膜配背板，单玻双面组件会在透明背板上印刷白色网格，双玻双面组件会将电池片间距间贴反光贴条或在背面玻璃上镀白釉，双玻单面组件会在背面直接使用白色胶膜，现有反光贴条均是使用在有机薄膜基材上涂覆一层涂层作成光学反射有利的微形状，再在这个微形状上溅射或蒸镀一层金属反射层，以达到反射率和光利用率最优最大化，来提高光利用率，增大功率输出。通常这种带金属反射层的反光条的效果比在玻璃上镀白釉的方法要高2～3W的功率输出(或更高)，但带有金属反射层的反光贴条的有以下缺点：1)因为有金属层，表面是导电的，所以不能贴在四周边框与电池片间，以保证边缘就远距离，这也损失了大量的光线；2)因为金属反射层(通常是铝)容易氧化变暗，所以不能用于双面发电但背面是透明背板的封装形式，这时只能在透明背板上印刷反光涂层，反射光线能力不如这种金属反射层的反光条；3)因为有金属反射层，对PID(Potential Induced Degradation潜在的光伏电池板组件诱导电势衰减)有负面影响；4)因为有几何光学形状造成的定向反射，在城市中有光污染的问题。
而在玻璃上镀白釉的方法，有如下缺点：1)反射率不如带有金属反射层的反光条的反射率；2)因为白釉烧结需要高温，影响了玻璃的钢化效果，造成破片率上升。
现有网格背板，在背板对应的间隙位置印刷一层白色网格涂层，有如下缺点：1)印刷工艺大多采用丝网印刷或凹版印刷工艺，印刷效率低，成本高；2)印刷的涂层外观差，反射率低，对组件的增益有限。
以上背景下，需要开发一种可以避免上述缺点，反射增益又可以保证的反光条，同时其反射效果不弱于带有金属反射层反光条的反射效果，由此，本发明提供了一种绝缘型反光条。
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绝缘型反光条及其应用，具体提供一种用于光伏组件电池片间隙的绝缘型反光条。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层，或者，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层；
所述反射涂层和所述反射基材层的制备原料均含有反射填料，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、珠光粉、氧化锌、氧化锆、滑石粉、环烯烃类共聚物(COC)或4-甲基戊烯聚合物(TPX)中的任意一种或至少两种的组合。
本发明提供的反光条中，反射涂层和反射基材层均为绝缘型反光层，不使用金属或导电性反光层。本发明的绝缘型反光条既具有较好的反射效果，又可以避免带有金属反射层的反光条的缺点(金属型反光条本身金属层导电，容易造成组件内部短路)。
图1为本发明的绝缘型反光条运用于电池片间隙时的光路图。
需要说明的是，本发明所有涉及的“所述绝缘型反光条从上至下包括”中的“上”均指的是绝缘型反光条使用过程中朝向太阳光的一侧，“下”的含义与“上”的含义相反。
优选地，所述反射涂层的厚度为5～150μm，例如5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm或150μm等，优选为5～50μm。
优选地，所述基材层的厚度为5～200μm，例如5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等，优选为10～50μm。
优选地，所述粘接层的厚度为10～300μm，例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm、260μm、270μm、280μm、290μm或300μm等，优选为30～150μm。需要说明的是此处的粘接层既指的是“所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层”结构中的粘接层，也指的是“所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层”结构中的粘接层，即，两种结构中的粘接层的厚度范围一致。
优选地，所述反射涂层的制备原料中还包括涂料树脂。
优选地，所述反射涂层中，反射填料的添加量占涂料树脂的添加量的5～60％，例如5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％等。
优选地，所述涂料树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、橡胶或聚烯烃树脂中的任意一种或至少两种的组合，不限于热塑性树脂，热固型树脂，光固化型树脂，热固型树脂不限于自由基体系固化，羟基异氰酸酯体系固化，环氧体系固化，湿气固化，光固化，电子束固化，微波固化等。
优选地，所述基材层的材质可以是但不限于：(1)PET，(2)各类氟膜：如PVDF，PVF，ETFE膜等，(3)聚烯烃类膜：如PE，超高分子量PE，PP膜等，(4)尼龙膜，(5)PC膜等。
优选地，所述粘接层的材质包括可以是但不限于：(1)EVA，(2)POE，(3)PVB，(4)TPU，(5)反应型热熔胶：如SEBS，丙烯酸系热熔胶，PUR有机硅或几种树脂的混合等。需要说明的是此处的粘接层既指的是“所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层”结构中的粘接层，也指的是“所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层”结构中的粘接层，即，两种结构中的粘接层的材质的选择范围一致。
优选地，所述反射涂层的上表面设置有多个棱镜结构。该棱镜结构的设置可以提高反射涂层的反光效率。在本发明中，“多个棱镜结构”指的是至少两个棱镜结构，对于其他地方出现的该表述具有相同的含义，不再一一赘述。
在本发明中，可以通过先成型再固化或者先固化后成型，或直接通过热塑性成型的方法来制备得到反射涂层上表面的棱镜结构。形成该棱镜结构的方法，可以是用模具压印成型，也可以是激光雕刻成型，机械方法雕刻成型，化学反应直接成型，通过填料形状形成表面形态。
优选地，所述多个棱镜结构按顺序依次分布，棱镜结构的高度为5-500μm，例如5μm、10μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm或500μm等，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为0°到90°，例如0°、30°、60°或90°等，棱镜结构顶角角度为90°到150°，例如90°、120°或150°等。
优选地，所述棱镜结构的上表面设置有反射沉积层。
优选地，所述反射沉积层的厚度为1-30μm，例如1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等。即，该反射沉积层为薄薄的一层，沉积在反射涂层的棱镜结构的上表面，相比于将反射沉积层直接沉积在反射涂层光滑的上表面(即，此时反射涂层的上表面无棱镜结构)，将该反射沉积层沉积在棱镜结构的上表面，可以使得绝缘型反光条具有更高的反射效率。该反射沉积层可以通过真空溅射、原子沉积ALD、蒸镀、等离子沉积PECVD、CVD等方法得到。
优选地，所述反射沉积层的制备原料包括反射填料。
优选地，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、珠光粉、氧化锌、氧化锆或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述反射基材层的厚度为5～200μm，例如5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm或200μm等，优选为10～100μm。
优选地，所述反射基材层的制备原料中还包括基体树脂。
优选地，所述反射基材层中，反射填料的添加量占基体树脂的添加量的1～40％，例如1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％等。
优选地，所述基体树脂可以是但不限于PET、PVDF、PVF、ETFE、PE、超高分子量PE、PP、PBT、PS、PMMA、尼龙或PC等。当反射填料为COC或TPX时，使用发泡相分离反射原理，COC或TPX与PET等基体树脂微相分离产生间隙分相层从而提高了反射率。
优选地，所述反射基材层的上表面设置有多个棱镜结构。该棱镜结构的设置可以提高反射基材层的反光效率。形成反射基材层上表面的棱镜结构的方法包括但不限于用模具压印成型，激光雕刻成型，机械方法雕刻成型，化学反应直接成型，通过填料形状形成表面形态。
优选地，所述多个棱镜结构按顺序依次分布，棱镜结构的高度为5-500μm，例如5μm、10μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm或500μm等，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为0°到90°，例如0°、30°、60°或90°等，棱镜结构顶角角度为90°到150°，例如90°、120°或150°等。
优选地，所述棱镜结构的上表面设置有反射沉积层。
优选地，所述反射沉积层的厚度为1-30μm，例如1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm或30μm等。即，该反射沉积层为薄薄的一层，沉积在反射基材层的棱镜结构的上表面，相比于将反射沉积层直接沉积在反射基材层光滑的上表面(即，此时反射基材层的上表面无棱镜结构)，将该反射沉积层沉积在棱镜结构的上表面，可以使得绝缘型反光条具有更高的反射效率。该反射沉积层可以通过真空溅射、原子沉积ALD、蒸镀、等离子沉积PECVD、CVD等方法得到。
优选地，所述反射沉积层的制备原料包括反射填料。
优选地，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、珠光粉、氧化锌、氧化锆或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合。
本发明对反光条的制备方法不作具体限制，可以通过本领域的常规方法制备得到。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的绝缘型反光条在光伏组件电池片间隙中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的绝缘型反光条既能将透光电池片缝隙的太阳光重新反射到电池片上，提高发电功率，同时也避免了常规金属反光条的金属层可能造成的组件内部短路的风险。
附图说明
图1为本发明的绝缘型反光条运用于电池片间隙时的光路图；
其中，1-正面玻璃；2-背面玻璃；3-电池片；4-绝缘型反光条；5-入射光；6-反射光。
图2为实施例1提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射涂层，2-基材层，3-粘接层。
图3为实施例4提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射涂层，2-基材层，3-粘接层，4-棱镜结构。
图4为实施例5提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射涂层，2-基材层，3-粘接层，4-反射沉积层。
图5为实施例8提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射基材层，2-粘接层。
图6为实施例11提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射基材层，2-粘接层，3-棱镜结构。
图7为实施例12提供的绝缘型反光条的结构示意图；
其中，1-反射基材层，2-粘接层，3-反射沉积层。
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。
本发明实施例及对比例用到的原料信息如下：
丙烯酸树脂：牌号为73332-S-60(长兴化学)；
环氧树脂：牌号为128E(南亚)；
聚酯树脂：牌号为NL387-6(上海康铭化工)；
PET：牌号为NYS220P(浙江南洋科技)；
EVA：牌号为赛伍EVA；
POE：牌号为赛伍POE。
实施例1
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层，其结构示意图如图2所示；
所述反射涂层的厚度为20μm，制备原料包括反射填料(氧化钛)和涂料树脂(丙烯酸树脂)，反射填料的添加量占涂料树脂的添加量的30％；
所述基材层的厚度为100μm，材质为PET；
所述粘接层的厚度为150μm，材质为EVA。
实施例2
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层；
所述反射涂层的厚度为5μm，制备原料包括反射填料(氧化钛)和涂料树脂(环氧树脂)，反射填料的添加量占涂料树脂的添加量的10％；
所述基材层的厚度为50μm，材质为PET；
所述粘接层的厚度为10μm，材质为POE。
实施例3
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层；
所述反射涂层的厚度为30μm，制备原料包括反射填料(氧化钛)和涂料树脂(聚酯树脂)，反射填料的添加量占涂料树脂的添加量的60％；
所述基材层的厚度为200μm，材质为PET；
所述粘接层的厚度为300μm，材质为EVA。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，反射涂层的上表面设置有多个棱镜结构，所述多个棱镜结构按顺序依次分布(其结构示意图如图3所示)，棱镜结构的高度为10μm，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为90°，棱镜结构顶角角度为120°。
实施例5
本实施例与实施例4的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，棱镜结构的上表面设置有反射沉积层(其结构示意图如图4所示)，所述反射沉积层的厚度为10μm，制备原料为反射填料(硫酸钡)。
实施例6
本实施例与实施例5的区别之处仅在于，反射沉积层的厚度为20μm。
实施例7
本实施例与实施例5的区别之处仅在于，反射沉积层的厚度为5μm。
实施例8
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层，其结构示意图如图5所示；
所述反射基材层的厚度为100μm，制备原料包括反射填料(硫酸钡)和基体树脂(PET)，反射填料的添加量占基体树脂的添加量的10％；
所述粘接层的厚度为150μm，材质为EVA。
实施例9
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层；
所述反射基材层的厚度为200μm，制备原料包括反射填料(硫酸钡)和基体树脂(PET)，反射填料的添加量占基体树脂的添加量的10％；
所述粘接层的厚度为50μm，材质为POE。
实施例10
在本实施例中提供一种绝缘型反光条，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层；
所述反射基材层的厚度为200μm，制备原料包括反射填料(硫酸钡)和基体树脂(PET)，反射填料的添加量占基体树脂的添加量的5％；
所述粘接层的厚度为300μm，材质为EVA。
实施例11
本实施例与实施例8的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，反射基材层的上表面设置有多个棱镜结构，所述多个棱镜结构按顺序依次分布(其结构示意图如图6所示)，棱镜结构的高度为15μm，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为90°，棱镜结构顶角角度为110°。
实施例12
本实施例与实施例11的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，棱镜结构的上表面设置有反射沉积层(其结构示意图如图7所示)，所述反射沉积层的厚度为10μm，制备原料为反射填料(硫酸钡)。
实施例13
本实施例与实施例12的区别之处仅在于，反射沉积层的厚度为5μm。
实施例14
本实施例与实施例12的区别之处仅在于，反射沉积层的厚度为20μm。
实施例15
本实施例与实施例1的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，反射涂层的上表面设置有反射沉积层，所述反射沉积层的厚度为10μm，制备原料为反射填料(硫酸钡)。
实施例16
本实施例与实施例8的区别之处仅在于，绝缘型反光条的结构略有不同，具体地，反射基材层的上表面设置有反射沉积层，所述反射沉积层的厚度为10μm，制备原料为反射填料(硫酸钡)。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处仅在于，将反射填料替换为等量的玻璃粉。
对比例2
本对比例与实施例8不同之处仅在于，将反射填料替换为等量的炭黑。
对实施例1-16以及对比例1-2提供的绝缘型反光条进行性能测试，测试方法如下：
(1)反射率的测试方法参照IEC-62805-2测试标准；
(2)涂层附着力的测试方法参照ASTM D3359-09胶带法测量附着力的测试方法；
(3)湿热老化测试方法参照GB/T 31034-2014晶硅太阳能电池组件用绝缘背板中85℃、85％RH湿热老化的测试方法，实验条件为85℃，85％相对湿度，时间2000小时，采用福斯特EVA层压，测试背板的老化后的黄变△E；
(4)UV老化测试方法参照GB/T 31034-2014晶硅太阳能电池组件用绝缘背板中紫外老化的测试方法，辐照能量是300KWh，测试背板的老化后的黄变△b。
性能测试结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，本发明实施例提供的绝缘型反光条均具有较高的反射率(91.3％-97.2％)，并且湿热老化后色差△E和UV老化后黄变△b均能满足要求。
相比于实施例1，对比例1提供的绝缘型反光条的反射率大幅度降低；相比于实施例8，对比例2提供的绝缘型反光条的反射率大幅度降低。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的绝缘型反光条及其应用，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 (10)

1.一种绝缘型反光条，其特征在于，所述绝缘型反光条从上至下包括依次层叠设置的反射涂层、基材层和粘接层，或者，所述绝缘型反光条从上至下包括反射基材层和粘接层；
所述反射涂层和所述反射基材层的制备原料均含有反射填料，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、珠光粉、氧化锌、氧化锆、滑石粉、环烯烃类共聚物或4-甲基戊烯聚合物中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射涂层的厚度为5～150μm，优选为5～50μm；
优选地，所述基材层的厚度为5～200μm，优选为10～50μm；
优选地，所述粘接层的厚度为10～300μm，优选为30～150μm。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射涂层的制备原料中还包括涂料树脂；
优选地，所述反射涂层中，反射填料的添加量占涂料树脂的添加量的5～60％；
优选地，所述涂料树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂、氟碳树脂、有机硅树脂、橡胶或聚烯烃树脂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射涂层的上表面设置有多个棱镜结构；
优选地，所述多个棱镜结构按顺序依次分布，棱镜结构的高度为5-500μm，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为0°到90°，棱镜结构顶角角度为90°到150°。
5.根据权利要求4所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述棱镜结构的上表面设置有反射沉积层；
优选地，所述反射沉积层的厚度为1-30μm；
优选地，所述反射沉积层的制备原料包括反射填料；
优选地，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、珠光粉、氧化锌、氧化锆或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射基材层的厚度为5～200μm，优选为10～100μm；
优选地，所述反射基材层的制备原料中还包括基体树脂；
优选地，所述反射基材层中，反射填料的添加量占基体树脂的添加量的1～40％。
7.根据权利要求6所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射基材层的上表面设置有多个棱镜结构；
优选地，所述多个棱镜结构按顺序依次分布，棱镜结构的高度为5-500μm，各所述棱镜结构的长度方向延伸线与所述绝缘型反光条的长度方向延伸线的夹角为0°到90°，棱镜结构顶角角度为90°到150°。
8.根据权利要求7所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述棱镜结构的上表面设置有反射沉积层；
优选地，所述反射沉积层的厚度为1-30μm。
9.根据权利要求8所述的绝缘型反光条，其特征在于，所述反射沉积层的制备原料包括反射填料；
优选地，所述反射填料包括氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、珠光粉、氧化锌、氧化锆或滑石粉中的任意一种或至少两种的组合。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的绝缘型反光条在光伏组件电池片间隙中的应用。
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