CN204271109U - 一种低封装损失光伏电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低封装损失光伏电池组件结构，按结构自朝向阳光面而下依次由前玻璃，光转换封装胶膜，晶硅电池片，高反射封装胶膜和后部封装材料层而组成。采用该结构的太阳能光伏电池组件，由于其中的光转换封装胶膜可以把紫外光转换成可见光，提升晶硅电池对紫外光的利用效率，达到提升组件功率的目的；而高反射封装胶膜由于拥有比白色背板更高的反射率，可以减少组件入射光的损失，进而实现提升组件功率的目的。

Description

一种低封装损失光伏电池组件

技术领域

本实用新型涉及一种低封装损失的光伏组件。

背景技术

在光伏电池组件中，按结构自朝向阳光面而下，通常依次分别是前置保护的玻璃、紫外高透胶膜、晶硅电池片、紫外截止的透明胶膜、背板。虽然目前大多数组件已采用具有高紫外透光率（290nm-400nm的透光率高于80%）的封装胶膜作为前层封装胶膜，但由于晶硅电池片本身在紫外光区域的量子效率偏低，尤其是多晶硅电池片在300-400nm的量子效率甚至小于30%。因此紫外高透胶膜仍然不是光伏组件最佳的封装胶膜。而背板虽然其反射率已达到92%，但由于受限于厚度和成本的原因，继续提高其反射率存在瓶颈。故而，透明紫外截止胶膜也不是最佳的背层封装胶膜。

发明内容

本实用新型同时解决现有的晶硅电池片对紫外光利用率低和背板反射率偏低的问题，提供一种同时提高组件对紫外光和背层反射光利用率的低封装损失光伏电池组件。

本实用新型的技术方案是：一种低封装损失光伏电池组件，所述光伏电池组件自朝向阳光面而下依次由前玻璃，光转换封装胶膜，晶硅电池片，高反射封装胶膜和后部封装材料层粘结而成。

进一步地，所述光转换封装胶膜为最大激发波长在400nm以下，且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的50%以上的胶膜。

进一步地，所述高反射封装胶膜为在400nm~700nm波长区域内的平均反射率大于92%的封装胶膜。

进一步地，所述后部封装材料层为背板或后玻璃。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过光转换封装胶膜把紫外光转换成可见光，提升晶硅电池对紫外光的利用效率，达到提升组件功率的目的；通过高反射封装胶膜减少组件入射光的损失，进而实现提升组件功率的目的。这种5层结构的发电功率会提高0.5~5%。

附图说明

图1为光伏组件从上到下的结构示意图；

图中，前玻璃1、封装胶膜2、晶硅电池片3、高反射封装胶膜4、后部封装材料层5。

具体实施方式

本实用新型一种低封装损失光伏电池组件，自朝向阳光面而下依次由前玻璃1，光转换封装胶膜2，晶硅电池片3，高反射封装胶膜4和后部封装材料层5粘结而成。

其中，光转换封装胶膜2和高反射封装胶膜4均为现有材料，其中，最大激发波长在400nm以下，且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的50%以上的胶膜在申请号为201210234834.X的文件中公开，光转换封装胶膜2可以把紫外光转换成可见光，提升晶硅电池对紫外光的利用效率，达到提升组件功率的目的；根据该文献公开的内容，所述光转换封装胶膜2由光转换乙烯基共聚物、功能性填料、交联剂、抗氧剂、硅烷偶联剂组成，其中光转换乙烯基共聚物在光转换封装胶膜2中的质量分数在85%以上；所述光转换乙烯基共聚物的熔融指数在7g/10min~45g/10min之间，聚合物中乙烯基含量在45%~94%之间，熔融范围在40℃~150℃之间，选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物中的一种；这里的乙烯基烯烃共聚物为乙烯与丙烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、或甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或者是两种或三种由此类共聚物与乙烯－醋酸乙烯酯聚合物、乙烯聚合物等聚合物熔融共混而得的共混物。

其中的功能性填料是由无机稀土荧光粉、有机稀土配合物、硅量子点、硫化镉、硒化镉、硫化锌、磷化铟、铜铟硫中的一种或多种按照任意配比熔融共混得到；功能性填料能够将吸收的紫外光转化为可见光，提高紫外光的利用率。

其中的交联剂为过氧化物类烯烃。作为优选，交联剂由2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、邻,邻-叔戊基-邻-（2-乙基己基）-单-过氧化碳酸酯、正丁基4,4-二（过氧化叔丁基）戊酸酯、邻，邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯中的一种或多种按照任意配比组成。

其中的抗氧剂为烯烃类苯酚或磷酸酯。优选为2,2’-亚甲基-双-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯。

其中的硅烷偶联剂由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种按照任意配比混合组成；优选为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。

高反射封装胶膜（在400nm~700nm波长区域的平均反射率大于92%的封装胶膜）在申请号为201110451521.5的文件中公开。高反射封装胶膜4由于拥有比白色背板更高的反射率，可以减少组件入射光的损失，进而实现提升组件功率的目的。根据该文献公开的内容，所述高反射封装胶膜4包括高反射乙烯基共聚物、交联剂、耐光老化剂，其中，高反射乙烯基共聚物在高反射封装胶膜4中的质量分数在85%以上；高反射乙烯基共聚物选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物中的一种；所述交联剂为过氧化物类烯烃，所述耐光老化剂为受阻胺类光稳定剂和紫外光吸收剂。

此外，高反射封装胶膜4还可以包括无机填料，以提高反射率，所述无机填料由钛白粉，碳酸钙，氧化锌，硫酸钡，氧化铝，氧化镁，氮化硼，氮化铝，碳化硅中的一种或多种按照任意配比混合组成。

后部封装材料层主要包括背板、后玻璃等。

本实用新型光伏电池组件的制备方法也为本领域的常用技术手段，将前玻璃，封装胶膜，晶硅电池片，高反射封装胶膜和后部封装材料层叠好，放到层压机里面，在一定的温度、压力和真空条件下粘结融合在一起。

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

实施例1：

一种光伏电池组件S1，按结构自朝向阳光面而下依次由前玻璃1，光转换封装胶膜2，晶硅电池片3，高反射封装胶膜4和后部封装材料层5组成，其中，光转换封装胶膜2的最大激发波长在398nm，并且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的66%以上，由质量分数为85%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1%的硅量子点、1%的硫化镉、3%的2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、5%的2,2’-亚甲基-双-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚、5%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷组成，其中乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔融指数为7g/10min，聚合物中乙烯基含量为45%，熔融温度为150℃；晶硅电池片3为单晶电池片；高反射封装胶膜4在400nm~700nm波长区域的平均反射率为92%，由85%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5%的邻,邻-叔戊基-邻-（2-乙基己基）-单-过氧化碳酸酯、5%的光稳定剂622、5%的紫外线吸收剂UV-1130 组成。

实施例2：

一种光伏电池组件S2，其中，光转换封装胶膜2的最大激发波长为365nm，并且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的70%，由质量分数为90%的乙烯基烯烃共聚物、1%的硫化锌、1%的3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、2%的2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、3%的γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、3%乙烯基三甲氧基硅烷组成，其中，乙烯基烯烃共聚物的熔融指数在45g/10min，聚合物中乙烯基含量为94%，熔融温度为40℃，晶硅电池片3为单晶电池片，高反射封装胶膜4在400nm~700nm波长区域的平均反射率大于96%，由质量分数为87%的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、5%的邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、3%的光稳定剂292和5%的紫外线吸收剂UV-1130组成。

实施例3：

一种光伏电池组件S3，光转换封装胶膜2的最大激发波长为350nm，并且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的77%，由质量分数为87%的乙烯基烯烃共聚物、1%的磷化铟、4%的2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、3%的2,2’-亚甲基-双-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚、5%的乙烯基三甲氧基硅烷组成，其中乙烯基烯烃共聚物的熔融指数为10g/10min之间，聚合物中乙烯基含量为66%，熔融温度在80℃，晶硅电池片3为多晶电池片，高反射封装胶膜4在400nm~700nm波长区域的平均反射率为97%，由质量分数为90%的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、3%的正丁基4,4-二（过氧化叔丁基）戊酸酯，4%的光稳定剂3853、3%的紫外线吸收剂UV-1130组成。

实施例4：

一种光伏电池组件S4，其中，光转换封装胶膜2的最大激发波长为388nm，并且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的72%，由质量分数为86%的乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物，0.5%的硅量子点、4.5%的邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、5%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5%的2,2’-亚甲基-双-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚组成，其中乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物的熔融指数为25g/10min，聚合物中乙烯基含量在54%，熔融温度为70℃左右，晶硅电池片3为多晶电池片，高反射封装胶膜4在400nm~700nm波长区域的平均反射率为92%，由质量分数的88%的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、6%的2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、3%的光稳定剂783和3%的紫外线吸收剂UV-1130组成。

实施例5：

一种光伏电池组件S5，其中，光转换封装胶膜2的最大激发波长为390nm，并且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的78%左右、由质量分数为92%的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、1%的铜铟硫、2%的邻,邻-叔戊基-邻-（2-乙基己基）-单-过氧化碳酸酯、3%的2,2’-亚甲基-双-（4-甲基-6-叔丁基）苯酚、2%的N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷组成，其中乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的熔融指数为20g/10min，聚合物中乙烯基含量在74%，熔融温度为110℃，晶硅电池片3为多晶电池片，高反射封装胶膜4在400nm~700nm波长区域的平均反射率大于92%，由质量分数的86%的乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物，4%的2,5-二甲基-2,5-双（苯甲酰过氧）-己烷、5%的光稳定剂770和5%的紫外线吸收剂UV-1130组成。

对比例1：

一种光伏组件S6，按结构自朝向阳光面而下依次为前玻璃，高紫外透光率的封装胶膜，单晶电池片，透明紫外截止胶膜和背板组成。

对比例2：

一种光伏组件S7，按结构自朝向阳光面而下依次为前玻璃，高紫外透光率的封装胶膜，多晶电池片，透明紫外截止胶膜和背板组成。

对比例3：

一种光伏组件S8，按结构自朝向阳光面而下依次为前玻璃，高紫外透光率的封装胶膜，多晶电池片，透明紫外截止胶膜和后玻璃组成。

测试这8块光伏组件的初始功率，具体结果见表1

表1实施例与对比例产品性能比较

	初始功率（w）
		光伏组件S1	255.3
光伏组件S2	253.7
		光伏组件S3	249.7
光伏组件S4	252.2
		光伏组件S5	247.4
光伏组件S6	252.4
		光伏组件S7	244.8
光伏组件S8	235.6

由表中数据可以看到，采用本实用新型结构的组件，光转换封装胶膜2提升了晶硅电池对紫外光的利用效率，高反射封装胶膜4减少组件入射光的损失，进而提升了组件的初始功率，降低了组件的发电成本。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权力要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种低封装损失光伏电池组件，其特征在于，所述光伏电池组件自朝向阳光面而下依次由前玻璃（1），光转换封装胶膜（2），晶硅电池片（3），高反射封装胶膜（4）和后部封装材料层（5）粘结而成。

2.根据权利要求1所述的一种低封装损失光伏电池组件，其特征在于，所述光转换封装胶膜（2）为最大激发波长在400nm以下，且激发光谱中的340nm~380nm波长区域的激发光谱强度为最大激发波长下的激发光谱强度的50%以上的胶膜。

3.根据权利要求1所述的一种低封装损失光伏电池组件，其特征在于，所述高反射封装胶膜为在400nm~700nm波长区域内的平均反射率大于92%的封装胶膜。

4.根据权利要求1所述的一种低封装损失光伏电池组件，其特征在于，所述后部封装材料层为背板或后玻璃。