CN205452305U - 一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜 - Google Patents

一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜 Download PDF

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金虎
马丽君
彭鹏
周振义
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Abstract

本实用新型公开了一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜层、石墨烯阻隔层和柔性衬底层；所述耐候膜层、石墨烯阻隔层和柔性衬底层从上往下依次设置；所述耐候膜层为含氟膜；所述石墨烯阻隔层为至少一层石墨烯。本实用新型充分利用石墨烯优异的柔韧性和阻隔性，替代无机氧化物应用在薄膜太阳能电池封装中，避免了无机物在后序下游生产过程中，镀层易被破坏的问题；在使用过程中使薄膜太阳能电池耐机械冲击更强，大大延长了太阳能电池寿命。

Description

一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜
技术领域
本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜。
背景技术
与晶硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池像有机光伏(OPV)和铜铟镓硒(CIGS)等太阳能电池对水都很敏感，水汽进入电池组件后，会与有机材料发生反应，严重缩短了太阳能电池的寿命，所以需要对太阳能电池组件的正面、背面和侧面进行封装，有效保护太阳能电池，从而显著提高太阳能电池寿命。另外，太阳能电池封装还需要耐受户外高温、高湿、强紫外等的恶劣环境影响。
目前，玻璃由于在透光性、阻隔性、耐受紫外等方面优异的性质，是太阳能电池封装的最佳选择。但是由于玻璃既笨重，又很脆，所以不能用来做柔性的电池组件封装，需要与玻璃性能相当的塑料薄膜来取代玻璃。
现有的柔性太阳能电池大都采用很薄的不锈钢作为衬底，很难做到真正意义上的柔性。三菱和3M的专利中，用PET、PEN等柔性基底代替不锈钢，阻隔层是采用PECVD、ALD、溅射或者蒸镀无机物(如氧化铝、氧化钛、氧化硅)等方法制备，或者是采用无机物和有机物的叠加，通过延长气体的透过路径来实现气体的高阻隔性。
当无机物作为阻隔层时，由于要实现一定程度上的柔性，所以无机层的厚度一般保持在10-15nm左右。但是在后续电池组件的封装过程中，有时会因阻隔膜与太阳能电池单元的电极部等突起物发生接触，极易在很薄又很脆的无机物保护片上产生针孔，因此，用无机物保护片封装的太阳能电池组件由于在户外长时间暴露在太阳光线、雨中、或者是受到来自外部的机械撞击，将会存在严重隐患如水分缓慢浸入到电池内部，导致太阳能电池单元发生劣化，对电池性能及寿命带来不良影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种性能优异的薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜。
实现本实用新型目的的技术方案是一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜层、石墨烯阻隔层和柔性衬底层；所述耐候膜层、石墨烯阻隔层和柔性衬底层从上往下依次设置；所述耐候膜层为含氟膜；所述石墨烯阻隔层为至少一层石墨烯。
所述耐候膜层为加入紫外线吸收剂的含氟膜。
一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜还包括一层紫外线吸收层；所述紫外线吸收层设置在耐候膜层和石墨烯阻隔层之间，或者与石墨烯阻隔层相对设置在柔性衬底层的另一面。
所述紫外线吸收层为含有紫外线吸收剂的胶带或者含有紫外线吸收剂的粘结层。
所述柔性衬底层为PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龙薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇缩乙醛树脂薄膜或者聚酯类粘结剂。
所述含有紫外线吸收剂的粘接剂为聚丙烯酸类粘结剂或者环氧类粘结剂或者聚氨酯类粘结剂或者聚酯类粘结剂。
所述耐候膜层为ETFE含氟树脂片或者ECTFE含氟树脂片或者PVF含氟树脂片或者涂布含氟树脂层。
所述耐候膜层(1)的厚度为10～60μm；所述柔性衬底层(3)的厚度为23～200μm；所述紫外线吸收层(4)的厚度为5～50μm；所述石墨烯阻隔膜总厚度为50～300μm。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型充分利用石墨烯优异的柔韧性和阻隔性，替代无机氧化物应用在薄膜太阳能电池中的封装，避免了无机物在后序下游生产过程中，镀层易被破坏的问题；在使用过程中使薄膜太阳能电池耐机械冲击更强，大大延长了太阳能电池寿命。
(2)本实用新型的石墨烯阻隔膜的紫外截止效果为：200-400nm波段的紫外光透过率≦5％，400-1100nm范围内的透光率大于80％，有助于发电波长的光线通过；其水、氧透过率小于10-2g/m2·24h，其作为太阳能电池用阻隔膜具有充分的防潮性。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的另一种结构示意图。
图3为本实用新型的另一种结构示意图。
附图中标号为：
耐候膜层1、石墨烯阻隔层2、柔性衬底层3、紫外线吸收层4。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜层1、石墨烯阻隔层2和柔性衬底层3；耐候膜层1、石墨烯阻隔层2和柔性衬底层3从上往下依次设置；耐候膜层1为含氟膜；石墨烯阻隔层2为至少一层石墨烯薄膜。耐候膜层1为加入紫外线吸收剂的含氟膜。柔性衬底层3为PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龙薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇缩乙醛树脂薄膜。耐候膜层1为ETFE含氟树脂片或者ECTFE含氟树脂片或者PVF含氟树脂片或者含氟树脂。
(实施例2)
见图2，本实施例的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜与实施例1相比，还包括一层紫外线吸收层4；紫外线吸收层4设置在耐候膜层1和石墨烯阻隔层2之间。紫外线吸收层4为含有紫外线吸收剂的胶带或者涂布含有紫外线吸收剂的粘接层，含有紫外线吸收剂的粘接剂为聚丙烯酸类粘结剂或者环氧类粘结剂或者聚氨酯类粘结剂或者聚酯类粘结剂。本实施例的石墨烯阻隔膜的紫外截止效果为：200-400nm波段的紫外光透过率≦5％，400-1100nm范围内的透光率大于80％，有助于发电波长的光线通过；其水、氧透过率小于10-2g/m2·24h，其作为太阳能电池用阻隔膜具有充分的防潮性；在制备石墨烯薄膜时，采用CVD方法生长石墨烯，热敏胶转移石墨烯至柔性衬底层上，耐候层、紫外截止层与阻隔层之间的剥离力均大于1200gf/25mm，可以有效避免阻隔膜使用过程中分层的现象出现。耐候膜层1的厚度为10～60μm；柔性衬底层3的厚度为23～200μm；紫外线吸收层4的厚度为5～50μm；石墨烯阻隔膜总厚度为50～300μm。
(实施例3)
见图3，本实施例的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜与实施例2相比，紫外线吸收层4设置在与石墨烯阻隔层2相对，设置在柔性衬底层3的另一面。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：包括耐候膜层(1)、石墨烯阻隔层(2)和柔性衬底层(3)；所述耐候膜层(1)、石墨烯阻隔层(2)和柔性衬底层(3)从上往下依次设置；所述耐候膜层(1)为含氟膜；所述石墨烯阻隔层(2)为至少一层石墨烯。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：还包括一层紫外线吸收层(4)；所述紫外线吸收层(4)设置在耐候膜层(1)和石墨烯阻隔层(2)之间，或者与石墨烯阻隔层(2)相对设置在柔性衬底层(3)的另一面。
3.根据权利要求2所述的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：所述柔性衬底层(3)为PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龙薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇缩乙醛树脂薄膜。
4.根据权利要求3所述的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：所述含有紫外线吸收剂的粘接剂为聚丙烯酸类粘结剂或者环氧类粘结剂或者聚氨酯类粘结剂或者聚酯类粘结剂。
5.根据权利要求4所述的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：所述耐候膜层(1)为ETFE含氟树脂片或者ECTFE含氟树脂片或者PVF含氟树脂片或者涂布含氟树脂层。
6.根据权利要求5所述的一种薄膜太阳能电池用石墨烯阻隔膜，其特征在于：所述耐候膜层(1)的厚度为10～60μm；所述柔性衬底层(3)的厚度为23～200μm；所述紫外线吸收层(4)的厚度为5～50μm；所述石墨烯阻隔膜总厚度为50～300μm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109585677A (zh) * 2018-11-29 2019-04-05 云谷（固安）科技有限公司 一种封装结构及显示装置

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