CN212555365U - 胶膜及包含其的光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种胶膜及包含其的光伏组件。该胶膜包括依次层叠设置的光扩散层、长余辉层和白色反射层。白色反射层中的白色填料层能够使入射光发生反射，而光扩散层在白天能够使经白色反射层反射的光在各方向发生扩散，增加光的散射和反射率；长余辉层能够在夜间继续发光，弥补光散射层在夜间无法发光的缺陷。在上述两方面原因的作用下，具有上述结构的胶膜具有较高的发光或透光率，将其应用于制备光伏组件能够大大提升光伏组件的光电转化效率，降低电站的成本，提高了产品的可靠性。

Description

胶膜及包含其的光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，具体而言，涉及一种胶膜及包含其的光伏组件。

背景技术

为了降低成本，提高太阳能光伏组件的发电效率成为各电池板厂家研发选择的必由之路。

目前，提高晶硅太阳能电池发电效率主要有以下几种方式：

(1)使用透明胶膜加白色背板。利用白色背板的反射将片间距及串间距间的照射光反射到电池片正反面。该方法因背板反射率低导致其功率增益不大。

(2)电池背面使用白色胶膜加透明玻璃。由于白膜紧靠电池片，反射层与电池片背面距离变小使反射角变小，背面电池获得的反射光减小，其获得的功率增益也不显著。

(3)电池正面使用含光转换试剂胶膜。这可将紫外光转换成可见光以增加光伏组件发电效率，但因其含量高会使得胶膜整体透光率下降，从而对电池整体的功率增益不显著。

现有文献CN102140314A提供了一种具有高反光率的EVA胶膜，其在制备过程中直接添加钛白粉等无机反光材料，其可能造成上下层胶膜交叉熔融，影响上层透明胶膜的透光率，并且其只能在白天进行发电工作，整体发电效率不佳。

现有文献CN101882634A提供了一种可夜间工作的太阳能电池，其虽能在夜间也能进行有效发电，但其使用的长余辉材料设置于前层，其夜间发电所获得的能量是靠牺牲白天被长余辉材料所吸收的光照而来，事实上其组件功率增益不大甚至降低。

现有文献CN102863916A提供了一种POE光谱转换太阳能电池封装胶膜，其虽能有效把紫外光和红外光转换成可见光，但其使用了高含量的光转换颗粒，其将导致胶膜的透光率下降，因而对电池整体的功率增益不显著。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种胶膜及包含其的光伏组件，以解决现有的太阳能光伏组件的发电效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种胶膜，该胶膜包括依次层叠设置的光扩散层、长余辉层和白色反射层。

进一步地，光扩散层包括至少两个第一聚合树脂层和至少一个光扩散剂层，且各光扩散层分别设置在相邻的第一聚合树脂层之间；长余辉层包括至少一个第二聚合树脂层和至少一个长余辉材料层，各长余辉材料层分别设置在相邻的第二聚合树脂层之间；白色反射层包括至少一个第三聚合树脂层和至少一个白色填料层，各长余辉材料层分别设置在相邻的第三聚合树脂层之间。

进一步地，光扩散层中，第一聚合树脂层与光扩散剂层的厚度之比为100：(0.5～10)，光扩散剂层的厚度为5～25μm。

进一步地，第二聚合树脂层与长余辉材料层的厚度之比为100：(1～10)，长余辉材料层的厚度为5～35μm。

进一步地，第三聚合树脂层与白色填料层的厚度之比为100：(2～50)，白色填料层的厚度为10～50μm。

进一步地，扩散剂层选自有机硅层。

进一步地，长余辉材料层为碱土铝酸盐层，粒径在5～100nm。

进一步地，白色填料层选自钛白粉层、硫酸钡层、碳酸钙层、云母层和滑石粉层中的一层或多层。

进一步地，各光扩散剂层的厚度之和与各长余辉材料层的厚度之和的比值为1:(0.2～7)。

进一步地，第一聚合树脂层、第二聚合树脂层和第三聚合树脂层分别独立地选自POE层、EVA层或PVB层。

本申请的另一方面还提供了一种光伏组件，包括封装胶膜，该封装胶膜包括上述胶膜。

应用本实用新型的技术方案，白色反射层中的白色填料层能够使入射光发生反射，而光扩散层在白天能够使经白色反射层反射的光在各方向发生扩散，增加光的散射和反射率；长余辉层能够在夜间继续发光，弥补光散射层在夜间无法发光的缺陷。在上述几方面原因的作用下，具有上述结构的胶膜具有较高的发光或透光率，将其应用于制备光伏组件能够大大提升光伏组件的光电转化效率，降低电站的成本，提高了产品的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施方式提供的胶膜的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、光扩散层；11、第一聚合树脂层；12、光扩散剂层；20、长余辉层；21、第二聚合树脂层；22、长余辉材料层；30、白色反射层；31、第三聚合树脂层；32、白色填料层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术所描述的，现有的太阳能光伏组件的发电效率较低的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种胶膜，该胶膜包括依次层叠设置的光扩散层10、长余辉层20和白色反射层30，光扩散层10包括至少两个第一聚合树脂层11和至少一个光扩散剂层12，且各光扩散层10分别设置在相邻的第一聚合树脂层11之间；长余辉层20包括至少一个第二聚合树脂层21和至少一个长余辉材料层22，各长余辉材料层22分别设置在相邻的第二聚合树脂层21之间；白色反射层30包括至少一个第三聚合树脂层31和至少一个白色填料层32，各长余辉材料层22分别设置在相邻的第三聚合树脂层31之间。

白色反射层30中的白色填料层32能够使入射光发生反射，而光扩散层10在白天能够使经白色反射层30反射的光在各方向发生扩散，增加光的散射和反射率；长余辉层20能够在夜间继续发光，弥补光散射层在夜间无法发光的缺陷。在上述几方面原因的作用下，具有上述结构的胶膜具有较高的发光或透光率，将其应用于制备光伏组件能够大大提升光伏组件的光电转化效率，降低电站的成本，提高了产品的可靠性。

光扩散层10能够使反射光在各方向进行扩散，从而有利于提高反射光的反射率。在一种优选的实施例中，光扩散层10中，第一聚合树脂层11与光扩散剂层12的厚度之比为100：(0.5～10)，所述光扩散剂层12的厚度为5～25μm。将光扩散层10的厚度以及第一聚合树脂层11与光扩散剂层12的厚度之比限定在上述范围内有利于在保证光扩散率的同时提高胶膜的透光率，进而有利于进一步提高光伏组件的光电转化效率。

在一种优选的实施例中，第二聚合树脂层21与长余辉材料层22的厚度之比为100：(1～10)，长余辉材料层22的厚度为5～35μm。将长余辉材料层22的厚度以及第二聚合树脂层21与长余辉材料层22的厚度之比限定在上述范围内有利于保证胶膜夜间发光效率的同时提高胶膜的透光率，进而有利于进一步提高光伏组件的光电转化效率。

在一种优选的实施例中，第三聚合树脂层31与白色填料层32的厚度之比为100：(2～50)，白色填料层32的厚度为10～50μm。将白色填料层32的厚度以及长余辉材料层22与白色填料层32的厚度之比限定在上述范围内有利于保证入射光的反射率，进而有利于进一步提高光伏组件的光电转化效率。

光扩散剂层12能够增加光的散射和反射率，遮住发光源和刺眼光源的同时，又能使从胶膜透出的光更加柔和，达到透光不透明的效果。上述胶膜中，光扩散剂层12只要能够实现上述效果即可，对其种类和制备方法不作具体限定。光扩散剂层12可以采用本领域常规的方法制成，比如将光扩散剂与溶剂混合后，然后将其涂覆在第一聚合树脂层11上，去除溶剂后形成光扩散剂层12。又比如将光扩散剂与胶粘剂等其它媒介混合后，然后涂覆在第一聚合树脂层11上，固化后形成光扩散剂层12。在一种优选的实施例中，光扩散剂层12包括但不限于有机硅层。相比于其它光扩散层10，采用有机硅层作为光扩散层10不仅能够使反射光具有更加优异的散射和透过率，同时其还能够与第一聚合树脂具有较好的接枝性，这能够使光散射层中光散射剂的分布较为均匀，从而有利于进一步提高胶膜的散射和透光率，进而提高含有上述胶膜的光伏组件的光电效率。上述有机硅层可以是采用本领域常用的有机硅涂覆后形成的涂层，优选为，乙烯基类硅烷层(如A151)和芳香基类硅烷层。

长余辉材料是一种能够吸收能量并在激发停止后仍能够继续发光的材料。上述胶膜中，长余辉材料层22只要能够实现上述效果即可，对其种类和制备方法不作具体限定。上述长余辉材料层22的制备方法，比如将长余辉材料与溶剂混合后，然后将其涂覆在第二聚合树脂层21上，去除溶剂后形成长余辉材料层22。更优选地，长余辉材料层22为碱土铝酸盐层。相比于其它长余辉材料层22，碱土铝酸盐具有较高的发光效率，采用其制备长余辉材料层22能够大大提高长余辉材料层22的发光效率和使用寿命。进一步优选地，上述碱土铝酸盐层包括但不限于SrAl₂O₄:Eu层、Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu层或CaAl₂O₄:Eu层，粒径在5-100nm。

在一种优选的实施例中，白色填料层32包括但不限于钛白粉层、硫酸钡层、碳酸钙层、云母层和滑石粉层中的一层或多层。上述几种填料层均是由含有偶联基团的填料制得，这使得白色填料层32接枝到第三聚合树脂层31上，从而能够提高白色填料层32的均匀性，这有利于进一步提高胶膜的反射率。

在一种优选的实施例中，各光扩散剂层12的厚度之和与各长余辉材料层22的厚度之和的比值为1:(0.2～7)。各光扩散剂层12的厚度之和与各长余辉材料层22的厚度之和的比值包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高胶膜的发光或透光率，进而有利于提高包含其的光伏组件的光电转化效率。

上述第一聚合树脂层11、第二聚合树脂层21和第三聚合树脂层31可以选用本领域常用的树脂材料。在一种优选的实施例中，第一聚合树脂层11、第二聚合树脂层21和第三聚合树脂层31分别独立地选自POE层、EVA层或PVB层。相比于其它树脂，上述几种树脂具有更好的韧性和透光率及耐老化性能，因而采用其作为组成层有利于进一步提高胶膜的综合性能。

本申请的另一方面还提供了一种光伏组件，包括封装胶膜，封装胶膜包括本申请提供的上述胶膜。

白色反射层30中的白色填料层32能够使入射光发生反射，而光扩散层10在白天能够使经白色反射层30反射的光在各方向发生扩散，增加光的散射和反射率；长余辉层20能够在夜间继续发光，弥补光散射层在夜间无法发光的缺陷。在上述两方面原因的作用下，具有上述结构的胶膜具有较高的发光或透光率，将其应用于制备光伏组件能够大大提升光伏组件的光电转化效率，降低电站的成本，提高了产品的可靠性。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1

(1)胶膜的制备方法包括：

POE膜制备：将100重量份POE树脂，0.5重量份引发剂(兰州助剂厂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷)，1重量份助交联剂(长兴化学三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)，1重量份增粘剂(道康宁2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)混合后经挤出流延，得到POE膜，厚度为200μm。

光扩散层10制备：将光扩散剂(有机硅)喷在第一聚合树脂层11(POE膜)上，干燥后，形成光扩散剂层12，厚度为5μm；将另一个POE膜覆盖在上述含有光扩散剂层12上，然后在90℃，进行层压，得到光扩散层10。

长余辉层20制备：将长余辉材料(碱土铝酸盐SrAl₂O₄：Eu，Dy)与水混合，形成悬浮液，然后将该悬浮液喷在第二聚合树脂层21(POE膜)上，干燥后，形成长余辉材料层22，厚度为5μm，进而得到含有第二聚合树脂层21和长余辉材料层22的长余辉层20。

白色反射层30制备：将白色填料(钛白粉杜邦R-104)与水混合，形成悬浮液，然后将该悬浮液喷在第三聚合树脂层31(POE膜)上，干燥后，形成白色填料层32，厚度为10μm，进而得到含有第三聚合树脂层31和白色填料层32的白色反射层30。

在90℃，将上述光扩散层10、长余辉层20和白色反射层30进行层压，得到所需的胶膜

光伏组件的制备方法包括：按玻璃、市售胶膜(EVA或POE)、电池片串、本发明胶膜、背板或玻璃顺序层叠于层压机150℃抽真空层压。

性能评价：

透光率：测试方法见GB/T 29848-2013，380～1100nm波长段。

功率：测试方法见IEC 61215。

反射率：用紫外-可见分光光度计测试400～1100nm波长的反射率。

测试结果：透光率为92％，功率增量为0.5％，反射率为91％。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：白色反射层中的白色填料层能够使入射光发生反射，而光扩散层在白天能够使经白色反射层反射的光在各方向发生扩散，增加光的散射和反射率；长余辉层能够在夜间继续发光，弥补光散射层在夜间无法发光的缺陷。在上述两方面原因的作用下，具有上述结构的胶膜具有较高的发光或透光率，将其应用于制备光伏组件能够大大提升光伏组件的光电转化效率，降低电站的成本，提高了产品的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (11)

1.一种胶膜，其特征在于，所述胶膜包括依次层叠设置的光扩散层(10)、长余辉层(20)和白色反射层(30)。

2.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述光扩散层(10)包括至少两个第一聚合树脂层(11)和至少一个光扩散剂层(12)，且各所述光扩散层(10)分别设置在相邻的所述第一聚合树脂层(11)之间；

所述长余辉层(20)包括至少一个第二聚合树脂层(21)和至少一个长余辉材料层(22)，各所述长余辉材料层(22)分别设置在相邻的所述第二聚合树脂层(21)之间；

所述白色反射层(30)包括至少一个第三聚合树脂层(31)和至少一个白色填料层(32)，各所述长余辉材料层(22)分别设置在相邻的所述第三聚合树脂层(31)之间。

3.根据权利要求2所述的胶膜，其特征在于，所述光扩散层(10)中，所述第一聚合树脂层(11)与所述光扩散剂层(12)的厚度之比为100：(0.5～10)，所述光扩散剂层(12)的厚度为5～25μm。

4.根据权利要求2或3所述的胶膜，其特征在于，所述第二聚合树脂层(21)与所述长余辉材料层(22)的厚度之比为100：(1～10)，所述长余辉材料层(22)的厚度为5～35μm。

5.根据权利要求4所述的胶膜，其特征在于，所述第三聚合树脂层(31)与所述白色填料层(32)的厚度之比为100：(2～50)，所述白色填料层(32)的厚度为10～50μm。

6.根据权利要求2所述的胶膜，其特征在于，所述光扩散剂层(12)选自有机硅层。

7.根据权利要求2所述的胶膜，其特征在于，所述长余辉材料层(22)为碱土铝酸盐层，粒径在5～100nm。

8.根据权利要求2所述的胶膜，其特征在于，所述白色填料层(32)选自钛白粉层、硫酸钡层、碳酸钙层、云母层和滑石粉层中的一层或多层。

9.根据权利要求4所述的胶膜，其特征在于，各所述光扩散剂层(12)的厚度之和与各所述长余辉材料层(22)的厚度之和的比值为1:(0.2～7)。

10.根据权利要求2所述的胶膜，其特征在于，所述第一聚合树脂层(11)、所述第二聚合树脂层(21)和所述第三聚合树脂层(31)分别独立地选自POE层、EVA层或PVB层。

11.一种光伏组件，包括封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜包括权利要求1至10中任一项所述的胶膜。

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