CN212907754U - 一种抗电势诱导极化衰减的电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏电池组件技术领域，尤其是一种抗电势诱导极化衰减的电池；包括光伏电池基片，所述光伏电池基片的上表面或下表面涂布有一层抗电势诱导极化衰减涂层，光伏电池包括N型单面电池、N型双面电池、P型双面电池和IBC电池，所述光伏电池为N型单面电池或N型双面电池，所述涂层涂布在N型单面电池或N型双面电池的正面；本发明中通过在光伏电池基片的上表面或下表面涂布一层抗电势诱导极化衰减涂层，并通过在涂层中添加电荷中和、泄露等功能助剂，去除电池片表面产生的极化电荷，赋予电池抗极化衰减的功能。

Description

一种抗电势诱导极化衰减的电池

技术领域

本发明涉及光伏电池组件技术领域，尤其是一种抗电势诱导极化衰减的电池。

背景技术

根据2020年国际光伏技术路线的预测(ITRPV)，到2026年，双面电池的市场份额将超过50％。双面电池由于特殊的电池结构，组件在负偏压、85℃的温蒂，85％的湿度条件下，电池片表面会产生一层正电荷，称之为极化电荷，破坏了电池片的钝化效果，使少子与多子发生复合，造成电流及开压损失，从而导致功率损失(PID衰减)。

这种极化导致的PID衰减，目前主要在组件端通过封装胶膜解决。目前封装胶膜的量产方案，主要是在POE，或者是EVA/POE复合胶膜中添加带有双键的多官能团丙烯酸酯或丙烯酰胺，如专利CN109810639A中提到的，使用了N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺中的一种或多种。CN109337599A中提到的多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类助剂。CN110964447A专利中提到的乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

但是这类助剂都极性比较大，而POE极性小，因此相容性较差，在温度较低时易析出，导致胶膜使用过程存在滑移，气泡等情况。而在EVA胶膜中使用这类助剂，仍然无法满足双面电池组件的PID要求。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种抗PID-p能力强的抗电势诱导极化衰减的电池，通过在电池的上表面或者下表面涂布一层具有抗PID-p的功能层，从而提升电池及该电池制成的组件抗PID-p的能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种抗电势诱导极化衰减的电池，包括光伏电池基片，所述光伏电池基片的上表面或下表面涂布有一层抗电势诱导极化衰减涂层。

进一步的，所述光伏电池包括N型单面电池、N型双面电池、P型双面电池和IBC电池。

进一步的，所述光伏电池为N型单面电池或N型双面电池，所述涂层涂布在N型单面电池或N型双面电池的正面。

进一步的，所述光伏电池为P型双面电池，所述涂层涂布在P型双面电池的背面。

进一步的，所述涂层的厚度为0.001～100μm。

进一步的，所述功能涂层的材料为乳液状混合物，乳液主体为水性或者油性的乙烯与醋酸乙烯共聚物，聚氨酯，丙烯酸酯，环氧树脂，聚酯，聚碳，聚醚乳液的一种或者多种组合物，所述乳液中添加有含抗PID-p的功能助剂。

进一步的，所述功能涂层的材料为热熔胶型混合物，热熔胶主体为聚乙烯及其共聚物，乙烯-α烯烃共聚物，聚丙烯，聚丁烯，聚氯乙烯，聚酯酰胺，聚氨酯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物等热熔胶的一种或者多种组合物，所述热熔胶中添加有含抗PID-p的功能助剂。

进一步的，所述功能助剂为带有双键的多官能团丙烯酸酯或丙烯酰胺，带双键同时含有甲氧基、乙氧机或丙氧基的硅烷偶联剂，N型半导体材料，基于多元醇体系的聚烯烃环氧嵌段分散体，含聚醚嵌段的共聚物，含季铵盐的甲基丙烯酸酯聚合物，聚苯乙烯磺酸钠，羧基三甲胺乙内酯接枝共聚物，碳碳单键和双键交替排列聚合物，金属酞菁聚合物，二茂铁型金属有机聚合物，聚电介质的一种或多种物质的组合物。

一种抗电势诱导极化衰减的电池的制备工艺，所述涂层采用喷涂、刮涂、滚涂或者热转印、光转印的方式涂覆至未焊接或者是已经完成单焊和串焊的电池表面。

进一步的，所述涂层涂覆过程中涂覆至未焊接的电池表面时，避开电池片焊接位置。

采用本发明的技术方案的有益效果是：

本发明中通过在光伏电池基片的上表面或下表面涂布一层抗电势诱导极化衰减涂层，并通过在涂层中添加电荷中和、泄露等功能助剂，去除电池片表面产生的极化电荷，赋予电池抗极化衰减的功能。

本发明中的抗电势诱导极化衰减的电池的制备工艺，工艺简单，生产效率高，而且成本低，制得的抗电势诱导极化衰减的电池，抗PID-p的能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本发明中抗电势诱导极化衰减的电池的层结构示意图。

图2为本发明中未完成焊接的电池表面的涂布区域示意图。

图中：1光伏电池基片，2抗电势诱导极化衰减涂层，3待焊接位置。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。本发明利用结构示意图等进行详细描述，示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

请参阅图1，一种抗电势诱导极化衰减的电池，包括晶硅光伏电池基片1，光伏电池基片1的上表面或下表面涂布有一层抗电势诱导极化衰减涂层2。上述晶硅光伏电池或者是由该电池制成的光伏组件在承受负偏压或者正偏压状态下，电池片表面会因为电势诱导产生极化而发生较大的功率衰减，所以本发明中通过在光伏电池基片1的上表面或下表面涂布一层抗电势诱导极化衰减涂层2，并通过在涂层中添加电荷中和、泄露等功能助剂，去除电池片表面产生的极化电荷，赋予电池抗极化衰减的功能。

本发明中的晶硅光伏电池包括N型单面电池、N型双面电池、P型双面电池和IBC电池，当光伏电池为N型单面电池或N型双面电池，涂层涂布在N型单面电池或N型双面电池的正面。当光伏电池为P型双面电池，所述涂层涂布在P型双面电池的背面。

本发明中涂层的厚度为0.001～100μm，优选为15-100μm。

本发明中功能涂层的材料为乳液状混合物，乳液主体为水性或者油性的乙烯与醋酸乙烯共聚物，聚氨酯，丙烯酸酯，环氧树脂，聚酯，聚碳，聚醚乳液的一种或者多种组合物，乳液中添加有包含抗PID-p的功能助剂。

本发明中的功能涂层的材料为热熔胶型混合物，热熔胶主体为聚乙烯及其共聚物，乙烯-α烯烃共聚物，聚丙烯，聚丁烯，聚氯乙烯，聚酯酰胺，聚氨酯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物等热熔胶的一种或者多种组合物；热熔胶中添加有包含抗PID-p的功能助剂。

本发明中的功能助剂为带有双键的多官能团丙烯酸酯或丙烯酰胺，带双键同时含有甲氧基、乙氧机或丙氧基的硅烷偶联剂，N型半导体材料，基于多元醇体系的聚烯烃环氧嵌段分散体，含聚醚嵌段的共聚物，含季铵盐的甲基丙烯酸酯聚合物，聚苯乙烯磺酸钠，羧基三甲胺乙内酯接枝共聚物，碳碳单键和双键交替排列聚合物，金属酞菁聚合物，二茂铁型金属有机聚合物，聚电介质的一种或多种物质的组合物。

本发明中抗电势诱导极化衰减的电池的制备工艺，涂层采用喷涂、刮涂、滚涂或者热转印、光转印的方式涂覆至未焊接或者是已经完成单焊和串焊的电池表面。涂层涂覆过程中涂覆至未焊接的电池表面时，避开电池片焊接位置。

实施例1

本实施例提供的电池片为166*166mm的P型双面电池，电池片的涂层为乙烯-醋酸乙烯酯热熔胶，其重量按100份计，其它助剂含量如下：带有双键的多官能团丙烯酸酯硅烷6质量份，乙烯基三乙氧基硅烷0.25重量份，2,2’-亚甲基双(6-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚0.04质量份，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.05质量份。

将涂层所述物质搅拌共混后，加热至150℃，通过喷涂机喷涂至电池片背面，喷涂时，需避开电池片焊接区域3，该涂层厚度为100μm。

实施例2

本实施例提供的电池片为158.75*158.75mm的N型双面电池，电池片的涂层为乙烯与丙烯酸共聚物，其重量按100份计，其它助剂含量如下：环氧乙烷端部嵌段的聚醚多元醇8质量份，乙烯基三甲氧基硅烷0.15重量份，2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.03质量份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.04质量份。

将涂层所述物质搅拌共混后，通过挤出机制成60μm的厚度的薄膜，然后裁切成电池片大小，在电池片完成焊接后，在150℃下，将该薄膜转印至电池片正面。

实施例3

本实施例提供的电池片为161.75*161.75mm的N型单面电池，所述涂层为水性聚氨酯乳液，固含量为45％，其重量按100份计，其它助剂含量如下：含季铵盐的聚甲基丙烯酸酯8质量份，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.3重量份，γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.02质量份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯0.03质量份。

将上述乳液搅拌均匀后，喷涂至电池片正面，喷涂时，需避开电池片焊接区域3，然后在室温下干燥，干燥后膜厚为20μm。

实施例4

本实施例提供的电池片为210*210mm的P型单面电池，所述涂层为水性乙烯-醋酸乙烯酯乳液，固含量为55％，其重量按100份计，其它助剂含量如下：环氧乙烷端部嵌段的聚醚多元醇10质量份，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅1重量份，癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)酯0.025质量份，二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]0.035质量份。

将上述乳液混和均匀后，通过丝网印刷的方式，印刷至电池片表面，同时避开电池片焊接位置3。然后在60℃左右干燥，干燥后的膜后为15μm。

对实施例1-4所述的电池片，使用常规EVA进行封装，制成双面双玻组件，然后在85℃，85％湿度的条件下通-1500V的电压96h，进行PID测试。同时加入未对表面处理的电池，制成组件进行对比。具体测试数据见表1。

表1

实验项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

对比例

测试标准或方法

PID后衰减

3.7％

1.6％

2.3％

1.0％

17％

IEC62804-2015

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种抗电势诱导极化衰减的电池，其特征在于：包括光伏电池基片，所述光伏电池基片的上表面或下表面涂布有一层抗电势诱导极化衰减涂层；

光伏电池包括N型单面电池、N型双面电池、P型双面电池和IBC电池；

当所述光伏电池为N型单面电池或N型双面电池时，所述涂层涂布在N型单面电池或N型双面电池的正面；

当所述光伏电池为P型双面电池时，所述涂层涂布在P型双面电池的背面。

2.根据权利要求1所述的一种抗电势诱导极化衰减的电池，其特征在于：所述涂层的厚度为0.001~100μm。

3.根据权利要求1所述的一种抗电势诱导极化衰减的电池，其特征在于：所述涂层的厚度为15~100μm。

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