CN202712223U - 太阳能电池用层压型封装膜及使用该封装膜的太阳能电池背板或太阳能电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池用层压型封装膜，使用该封装膜的太阳能电池背板以及太阳能电池模组，其特征在于，所述太阳能电池用层压型封装膜包括透明层 (1) 和功能层 (2) ，具有以下一种或几种功能：光反射功能或者 / 以及水汽阻隔功能或者 / 以及散热功能。本实用新型具有良好的封装功能，同时可赋予封装材料高反射率、高阻隔性、高热传导、高绝缘性等功能，提高太阳能电池光电转换效率。

Description

太阳能电池用层压型封装膜及使用该封装膜的太阳能电池背板或太阳能电池组件

技术领域

本实用新型属于光伏发电领域，具体涉及一种太阳能电池用层压型封装膜。

背景技术

寻找能够替代石油燃料的新能源是人类当前迫切需要解决的问题。太阳能是一种取之不尽用之不竭的无污染能源，目前太阳能的利用主要通过太阳能电池将光能转化为电能。将多个太阳能电池互联封装后即成为太阳能模组，其通常结构为：用透明材料（常用玻璃/透光性太阳能电池片）作为上部保护材料将太阳光照射一侧的表面进行覆盖，用热塑性塑料（如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）制成的封装材料包埋间隙，并使用背面封装片（背板）作为下部保护材料来保护其背面。太阳能模组主要在户外使用，模组中的封装材需要具备以下功能：能够封装和保护太阳能电池元件的柔软性和耐冲击性、太阳能电池组件发热时的耐热性、使太阳能有效地射达太阳能电池元件的高透射率、耐久性、尺寸稳定性、阻燃性、水汽阻隔性等。可作为太阳能电池组件的封装材料使用的包括聚烯烃（TPO）、乙烯-乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂等。太阳能电池模组中电池背面材料（封装材料和背面保护材料）的反光率、热导率、水汽阻隔率等性能均会影响发电效率。提高背面材料的反光率有利于透过电池片及电池片间隙的光线通过反射重新被电池片利用，从而提高发电效率；提高背面材料的热导率有利于降低电池片的温度，从而提高发电效率；提高背面材料的水汽阻隔率，有利于减少水汽对电池片的破坏，以及防止水汽进入模组从而降低组件的绝缘性，提高组件的安全性。目前的太阳能电池模组用封装材料虽然具有良好的封装功能，但作为太阳能电池片背面封装材料无反射功能，热导率和水汽透过率均偏高，不利于提高发电效率，且无法根据使用要求着色；若采用单层含功能填料的太阳能电池背面封装材料，在层压过程中往往发生含功能填料的封装材溢至太阳能电池正面而遮挡太阳光的不良现象。针对当前封装材料作为太阳能电池背面封装材料使用的缺陷，需要具有多功能、无溢胶的太阳能电池用层压型封装膜。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种可赋予封装材料高反射率、高阻隔性、高热传导、高绝缘性、可着色等一种或多种功能，又可以有效防止含有填料的功能层溢到电池正面而遮挡太阳光的太阳能电池用层压型封装膜。

本实用新型的技术方案是：一种太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述太阳能电池用层压型封装膜包括透明层和功能层。

进一步的，所述太阳能电池用层压型封装膜的厚度为150~1000um。

进一步的，所述透明层的厚度为50-600um。

进一步的，所述功能层的厚度为100-400um。

进一步的，其特征在于，所述的太阳能电池用层压型封装膜的透明层或者/以及功能层中所使用的电气绝缘性树脂的体积电阻率大于10 ¹² Ω/cm ³ ，热熔融点范围为40-180℃。透明层和功能层包括硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、紫外稳定剂及交联剂中的一种或多种材料。

优选的，所述电气绝缘性树脂为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸系树脂、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂中的至少一种材料。

进一步的，功能层中含有3%~20%重量份的二氧化钛、陶瓷微珠、玻璃微珠、二氧化锌、珠光粉中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜在280-1100nm波长范围内的平均光反射率达到75~100%。

进一步的，功能层中含有3%~10%重量份的云母、层状粘土、蒙脱土、片状水滑石中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜的水蒸汽透过率达到0.01~8g/(m ² ·Day)。

进一步的，功能层中含有3%~10%重量份的氧化铝、二氧化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜得热传导率为0.2~10Wg/(m·K)。

为防止封装膜之间的粘连，并使太阳能电池元件在封装工序中易于操作和抽真空，可在透明层1和功能层2的表面进行压花加工或进行各种凹凸加工（圆锥、棱锥、半球状等）。

进一步的，所述的太阳能电池用层压型封装膜位于太阳能电池模组中的电池片非受光侧。

一种太阳能电池背板或太阳能电池组件，可以使用上述的太阳能电池用层压型封装膜。

本实用新型的优点是：具有良好的封装功能，同时可赋予封装材料高反射率、高阻隔性、高热传导、高绝缘性等功能，提高太阳能电池光电转换效率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的太阳能电池用层压型封装膜结构图。

其中：1透明层；2功能层。

具体实施方式

如图1所示的太阳能电池用层压型封装膜包括透明层1和功能层2，透明层1为光伏封装材料，功能层2为具有高反射、高阻隔、高散热或高绝缘功能的封装层。太阳能电池用层压型封装膜的厚度为150~1000um，透明层的厚度为50-600um，功能层的厚度为100-400um。太阳能电池用层压型封装膜的透明层或者/以及功能层中所使用的电气绝缘性树脂的体积电阻率大于10 ¹² Ω/cm ³ ，热熔融点范围为40-180℃。透明层和功能层包括硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、紫外稳定剂及交联剂中的一种或多种材料。电气绝缘性树脂为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸系树脂、离聚物、聚氨酯、硅胶、环氧树脂中的至少一种材料。功能层中含有3%~20%重量份的二氧化钛、陶瓷微珠、玻璃微珠、二氧化锌、珠光粉中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜在280-1100nm波长范围内的平均光反射率达到75~100%。功能层中含有3%~10%重量份的云母、层状粘土、蒙脱土、片状水滑石中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜的水蒸汽透过率达到0.01~8g/(m ² ·Day)。功能层中含有3%~10%重量份的氧化铝、二氧化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁中的一种或几种的混合物，使所述的太阳能电池用层压型封装膜得热传导率为0.2~10Wg/(m·K)。

本实用新型中的高反射物质可以是本领域中常用的任意高反射物质。在本实用新型中的一个优选实例中，所述高反射物质可以是购自3M的直径为50um的陶瓷微珠。本实用新型的高阻隔物质没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意高阻隔物质。在本实用新型中的一个优选实例中，所述高阻隔物质可以是购自无锡灵太珠光云母厂的20um的工业级云母。本实用新型的高散热物质没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意高散热物质。在本实用新型中的一个优选实例中，高散热物质可以是购自美国Momentive的100um的氮化硼AC6028。本实用新型中的高绝缘物质没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意高绝缘物质。在本实用新型中的一个优选实例中，高绝缘物质可以是购自佛山市勃震化工有限公司的云母粉。本实用新型中的颜料根据使用颜色要求来选择。在本实用新型中的一个黑色要求的优选实例中，所述黑颜料可以是购自科勒无机颜料有限公司的粒径为50um的钛黑。本实用新型的硅烷偶联剂没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意硅烷偶联剂。在本实用新型中的一个优选实例中，硅烷偶联剂是购自道康宁的KH570。本实用新型中的抗氧剂没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意抗氧剂。在本实用新型中的一个优选实例中，抗氧剂是购自巴斯夫的Irganox1010。本实用新型的紫外吸收剂没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意紫外吸收剂。在本实用新型中的一个优选实例中，紫外吸收剂是购自巴斯夫的C81。本实用新型中的紫外稳定剂没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意紫外稳定剂。在本实用新型中的一个优选实例中，紫外稳定剂是购自巴斯夫的770。在本实用新型中，对交联剂没有具体限制，它可以是本领域中常用的任意交联剂。在本实用新型中的一个优选实例中，所述交联剂可以是购自阿克玛的DC40P-SP2。在本实用新型中，对各种添加剂的用量并没有具体限制，本领域的普通技术人员根据本实用新型的描述再结合其专业知识可以知道所述添加剂的用量。

可采用公知的方法分别制成透明层1和功能层2后层叠或热压合为一体制成太阳能电池用层压型封装膜。也可以将透明层1和功能层2材料挤出、将透明层1或功能层2材料挤出热熔涂布在另一层材料上等加工方法制备。本实用新型的透明层的厚度在50-200um时效果最佳，功能层的厚度在200-400um时效果最佳。为防止封装膜之间的粘连，并使太阳能电池元件在封装工序中易于操作和抽真空，可在透明层1和功能层2的表面进行压花加工或进行各种凹凸加工（圆锥、棱锥、半球状等）。

下表为功能层中的填料对功能层反光率、水汽透过率和热传导率的影响，以及最终对发电效率的影响。

实施例1：透明层1为EVA树脂（购自美国杜邦公司，牌号150，VA含量为33%），厚度为100微米。功能层2为在透明层1树脂的基础上添加了5%钛白粉（购自美国杜邦公司，TS-6200）。通过共挤出流延工艺制备含透明层1材料和功能层2材料的双层结构薄膜，其中透明层1厚度为100um，功能层2厚度为400um。将上层保护材料玻璃白板（旭硝子株式会社制造，商品名Solyte）、EVA胶膜（三井化学株式会社）、太阳能电池单体、本实用新型所述的双层封装胶膜、下层保护材料玻璃白板（旭硝子株式会社制造，商品名Solyte）依次层叠压合制成太阳能电池组件。

实施例2

将在实施例1中的透明层1和功能层2树脂变更为PVB，除此之外，与实施例1相同。

实施例3

将在实施例1中的透明层1树脂变更为聚烯烃POE(三井化学 DF740)，功能层2树脂为在A层树脂的基础上添加了3%钛黑，太阳能电池组件中的下层保护材料变更为光伏背板(苏州赛伍应用技术有限公司，Cynagard121)，除此之外，与实施例1相同。

实施例4

将在实施例1中的共挤出流延工艺变更为通过单层流延工艺分别制备厚度为150um的透明层1树脂膜和厚度为350um的功能层2树脂膜，太阳能电池组件中的双层封装膜变更为靠近电池片的透明层1树脂膜和靠近下层保护材料玻璃白板的功能层2树脂膜，除此之外，与实施例1相同。

实施例5

将在实施例1中的透明层1和功能层2树脂变更为聚烯烃POE(LG化学 LC170)，功能层2树脂为在透明层1树脂的基础上添加了3%云母，除此之外，与实施例1相同。

实施例6

将在实施例1中的太阳能电池组件中的上层保护材料和下层保护材料变更为有机玻璃（德固赛，5mm厚）。

比较例

两层封装膜采用目前EVA封装胶膜（上层封装膜采用杭州福斯特光伏材料股份有限公司制作的F406，背面封装膜采用杭州福斯特光伏材料股份有限公司制作的F806），将光伏玻璃（旭硝子株式会社制造，商品名Solyte）、封装膜、太阳能电池单体、光伏背板(苏州赛伍应用技术有限公司，Cynagard121) 依次层叠压合制成目前普遍使用的太阳能电池组件。

下表为实施例和比较例相比较的实验数据：

根据以上比较结果，可以看出，本实用新型具有良好的封装功能，同时可赋予封装材料高反射率、高阻隔性、高热传导、高绝缘性等功能，提高太阳能电池光电转换效率。

以上实施例仅为本实用新型其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述太阳能电池用层压型封装膜包括透明层(1)和功能层(2)。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述太阳能电池用层压型封装膜的厚度为150~1000um。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述透明层的厚度为50-600um。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述功能层的厚度为100-400um。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述透明层（1）和功能层（2）的表面进行压花加工或进行凹凸加工处理，使得表面有凹凸。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池用层压型封装膜，其特征在于，所述的太阳能电池用层压型封装膜位于太阳能电池模组中的电池片非受光侧。

7.一种太阳能电池背板或太阳能电池组件，其具有权利要求1~11任一项所述的太阳能电池用层压型封装膜。