CN210805790U - 一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件 - Google Patents
一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，组件为前板/第一胶膜层/第二胶膜层/电池片/第三胶膜层/第四胶膜层/背板的叠层结构，第一、四胶膜层为低折光高熔指PVB胶膜，第二、三胶膜层为高折光低熔指PVB胶膜，第一胶膜层的平面尺寸小于前板，第二胶膜层的平面尺寸大于前板，第三胶膜层的平面尺寸大于背板，第四胶膜层的平面尺寸小于背板，电池片的平面尺寸小于第二胶膜层和第三胶膜层，叠层层压后，第二胶膜层的边缘到达前板而包覆住第一胶膜层的边缘，第三胶膜层的边缘到达背板而包覆住第四胶膜层的边缘。通过双侧双层胶膜的组件结构，实现了组件内梯度折射，降低了组件封装损失，保证了组件封装可靠性，缩短了工艺时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池组件。
背景技术
现有的PERC(Passivated Emitterand Rear Cell)电池，其组件结构均为前板/第一胶膜层/电池片/第二胶膜层/背板，前板和背板均可以为玻璃或聚合物树脂材料的其中一种，电池片可以为P型、N型，可以为单面电池、双面电池，胶膜可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
这种基于双侧单层胶膜结构的电池组件，因为在均相单层胶膜中进行性能调控难度非常大，因此材料的很多性能是相互制约的。例如，目前遇到的组件工作温度偏高造成性能下降的问题，主要受高分子材料的低导热性能制约，但若要提升高分子材料的导热性能，其绝缘性能就会受到影响；再例如，基于单层PVB胶膜组件的加工问题，加工时间长、生产效率低，也一直难以解决，但若要提升PVB的加工性能，则其耐候性能和绝缘性能也会受到影响；另外，玻璃的折光率在1.5左右，电池片表面的减反钝化层一般是梯度渐变的折光率，其中最表层的折射率在2.05左右，而目前单层胶膜难以实现梯度折射，应用单层胶膜其减反射效果也受到限制。
考虑PVB胶膜与玻璃通过氢键实现粘接的特殊机理，PVB与玻璃的粘接更耐候、牢固和可靠，即便玻璃发生碎裂，碎渣也不会轻易的脱落伤人，保证了较好的安全可靠性。因此，在建筑光伏一体化(BIPV)的应用中，PVB双玻具有无可比拟的优势。但PVB胶膜受加工困难等原因制约，一直未在行业内大批量应用，我司通过对PVB组件各种加工缺陷进行研究分析，确定了主要的缺陷类型为未融，并对缺陷产生的机理进行研究，此种缺陷不仅影响组件外观，在后期使用过程中会发生大面积脱层鼓泡等风险。
实用新型内容
实用新型目的：针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种高效太阳能电池组件，解决组件封装层折光率失配、均相胶膜性能无法调控，以及带来的组件加工工艺时间长、可靠性低等问题。
技术方案：一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，组件为前板/第一胶膜层/第二胶膜层/电池片/第三胶膜层/第四胶膜层/背板的叠层结构，第一胶膜层、第四胶膜层分别是折光率1.45～1.6、熔指5～30g/10min的PVB胶膜，第二胶膜层、第三胶膜层分别是折光率1.6～2.05、熔指0.5～3g/10min的PVB胶膜，第一胶膜层的平面尺寸小于前板，第二胶膜层的平面尺寸大于前板，第三胶膜层的平面尺寸大于背板，第四胶膜层的平面尺寸小于背板，电池片的平面尺寸小于第二胶膜层和第三胶膜层，叠层层压后，第二胶膜层的边缘到达前板而包覆住第一胶膜层的边缘，第三胶膜层的边缘到达背板而包覆住第四胶膜层的边缘。
最佳的，第一胶膜层的边缘内缩于前板边缘2～30mm，第二胶膜层的边缘伸出于前板边缘1～20mm，第三胶膜层的边缘伸出于背板边缘1～20mm，第四胶膜层的边缘内缩于背板边缘2～30mm。
最佳的，叠层层压后，第二胶膜层的边缘到达前板下表面而包覆住第一胶膜层的边缘，第三胶膜层的边缘到达背板上表面而包覆住第四胶膜层的边缘。
进一步的，前板、背板均为玻璃。
最佳的，第一胶膜层、第四胶膜层的平面尺寸相同，第二胶膜层、第三胶膜层的平面尺寸相同，前板、背板的平面尺寸相同，得到的叠层结构的组件尺寸规整。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点是：改变了常规太阳能电池组件结构，设计了双侧双层胶膜的组件结构，并对双层胶膜进行不同的功能化，以及设计组件各层的平面尺寸和位置关系，实现了组件内梯度折射，降低了组件封装损失，有效保证了组件封装可靠性，实现了在相同的工艺温度下，组件快速封装，工艺时间可缩短为原来的一半左右。
附图说明
图1为本实用新型的电池组件叠层结构层压前纵截面结构示意图；
图2为图1层压后结构示意图；
图3为胶膜未融对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，如附图1所示，组件包括前板1、第一胶膜层2、第二胶膜层3、电池片4、第三胶膜层5、第四胶膜层6、背板7，自下而上按前板/第一胶膜层/第二胶膜层/电池片/第三胶膜层/第四胶膜层/背板的叠层结构层压而成。
前板1、背板7均为玻璃。第一胶膜层2、第四胶膜层6分别是折光率1.45～1.6、熔指5～30g/10min的PVB胶膜，具有低折光高熔指性能，PVB树脂分子链主要有三种链段，分别为聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚醋酸乙烯酯(PVAc)，其中PVA链段中含有羟基，容易形成分子间氢键，这是导致熔指较低的重要原因，高熔指PVB可通过合适的原料选择来降低分子链中的羟基含量实现；第二胶膜层3、第三胶膜层5分别是折光率1.6～2.05、熔指0.5～3g/10min的PVB胶膜，具有高折光低熔指性能，目前主流PVB胶膜的熔指就在这个范围，折光率可以与环硫化物等高折光率成分进行共混或者共聚得到。
第一胶膜层2、第四胶膜层6的平面尺寸相同，第二胶膜层3、第三胶膜层5的平面尺寸相同，前板1、背板7的平面尺寸相同。叠层结构层压前，第一胶膜层的平面尺寸小于前板，优选第一胶膜层的边缘内缩于前板边缘2～30mm，第二胶膜层的平面尺寸大于前板，优选第二胶膜层的边缘伸出于前板边缘1～20mm，电池片的平面尺寸小于第二胶膜层，第三胶膜层的平面尺寸大于背板，优选第三胶膜层的边缘伸出于背板边缘1～20mm，第四胶膜层的平面尺寸小于背板，优选第四胶膜层的边缘内缩于背板边缘2～30mm。如附图2所示，叠层结构层压后，第二胶膜层的边缘到达前板而包覆住第一胶膜层的边缘，优选到达前板上表面，第三胶膜层的边缘到达背板而包覆住第四胶膜层的边缘，优选到达背板下表面。
本申请的电池组件叠层结构，采用双侧双层胶膜，对双层胶膜进行不同的功能化，经实践：
1、第一胶膜层、第四胶膜层的低折光高熔指性能，解决了胶膜未融问题，如附图3所示，3(a)为现有胶膜未融现象(圈中)，3(b)为本申请胶膜无未融现象；
2、第一胶膜层、第四胶膜层的低折光高熔指性能，与玻璃的折光率和表观形貌匹配更好，实现了在相同的工艺温度下，组件快速封装，工艺时间可缩短为原来的一半左右，如表1所示。
表1
| 方案 | 工艺温度 | 工艺时间 |
| 常规单胶膜方案 | 150℃ | 45min |
| 本申请双功能胶膜方案 | 150℃ | 20min |
3、第二胶膜层、第三胶膜层的高折光低熔指性能，与电池片表面的减反钝化层的折光率匹配更好，与第一胶膜层、第四胶膜层共同实现了组件内梯度折射，降低了组件封装损失，如表2所示。
表2
| 方案 | 组件理论功率(W) | 组件实际功率(W) | 封装损失 |
| 常规单胶膜方案 | 322.8 | 306.6 | 5％ |
| 本申请双功能胶膜方案 | 322.8 | 311.5 | 3.5％ |
4、组件各层的平面尺寸和位置关系，在层压过程中，组件边缘由低熔指的第二胶膜层、第三胶膜层分别与玻璃的前板、背板实现有效粘接，形成密封，低熔指PVB胶膜与玻璃之间的粘接可靠性更高，有效规避了高熔指PVB胶膜的可靠性风险，同时又发挥了高熔指PVB胶膜的加工优势，有效保证了组件的可靠性，解决了提升组件加工性能和保证组件可靠性之间的矛盾问题，如表3所示。
表3
| 界面 | 剥离强度(N/cm) |
| 高熔指胶膜/玻璃 | 70 |
| 低熔指胶膜/玻璃 | 105 |
Claims (5)
1.一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，其特征在于：组件为前板/第一胶膜层/第二胶膜层/电池片/第三胶膜层/第四胶膜层/背板的叠层结构，第一胶膜层、第四胶膜层分别是折光率1.45～1.6、熔指5～30g/10min的PVB胶膜，第二胶膜层、第三胶膜层分别是折光率1.6～2.05、熔指0.5～3g/10min的PVB胶膜，第一胶膜层的平面尺寸小于前板，第二胶膜层的平面尺寸大于前板，第三胶膜层的平面尺寸大于背板，第四胶膜层的平面尺寸小于背板，电池片的平面尺寸小于第二胶膜层和第三胶膜层，叠层层压后，第二胶膜层的边缘到达前板而包覆住第一胶膜层的边缘，第三胶膜层的边缘到达背板而包覆住第四胶膜层的边缘。
2.根据权利要求1所述的一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，其特征在于：第一胶膜层的边缘内缩于前板边缘2～30mm，第二胶膜层的边缘伸出于前板边缘1～20mm，第三胶膜层的边缘伸出于背板边缘1～20mm，第四胶膜层的边缘内缩于背板边缘2～30mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，其特征在于：叠层层压后，第二胶膜层的边缘到达前板上表面而包覆住第一胶膜层的边缘，第三胶膜层的边缘到达背板下表面而包覆住第四胶膜层的边缘。
4.根据权利要求1所述的一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，其特征在于：前板、背板均为玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件，其特征在于：第一胶膜层、第四胶膜层的平面尺寸相同，第二胶膜层、第三胶膜层的平面尺寸相同，前板、背板的平面尺寸相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922028470.XU CN210805790U (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210805790U true CN210805790U (zh) | 2020-06-19 |
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Family Applications (1)
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| CN201922028470.XU Active CN210805790U (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种基于双功能胶膜的高效太阳能电池组件 |
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2019
- 2019-11-22 CN CN201922028470.XU patent/CN210805790U/zh active Active
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