CN213660431U

CN213660431U - 一种彩色胶膜以及使用该彩色胶膜的彩色光伏组件

Info

Publication number: CN213660431U
Application number: CN202023254330.3U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Hangzhou Microquanta Semiconductor Corp ltd
Current assignee: Hangzhou Microquanta Semiconductor Corp ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2030-12-29

Abstract

本实用新型涉及一种彩色胶膜，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层、上界面粘接层和下界面粘接层，所述彩色层设置在上界面粘接层和下界面粘接层之间，所述上界面粘接层和下界面粘接层的材料分别为高分子胶膜材料，所述上界面粘接层和下界面粘接层的膜厚分别为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述上界面粘接层和下界面粘接层分别为透明或半透明状态。本实用新型还公开使用该彩色胶膜的轻质彩色光伏组件和彩色光伏组件板。彩色胶膜采用多层叠加结构，不仅具有鲜亮的色彩而且还具有良好的透光率和较强的机械强度，还改善彩色胶膜与上层保护层和下层光伏组件的粘接力，降低彩色光伏组件的制备成本。

Description

一种彩色胶膜以及使用该彩色胶膜的彩色光伏组件

技术领域

本实用新型属于光伏组件结构技术领域，特别涉及一种彩色胶膜以及使用该彩色胶膜的彩色光伏组件。

背景技术

彩色光伏组件由于其兼具美观和发电功能，近年来受到了建筑设计师的青睐，通常制备彩色组件的方法是使用双玻或三玻结构，通过铝边框和夹具固定在建筑外立面上。但玻璃比较重，价格昂贵，导致现有彩色组件制备成本较高，并且制备彩色组件的工艺尚不成熟，导致彩色组件无法同时具有较好颜色饱和度和较高的发电效率。

在现有的彩色光伏组件中，彩色胶膜与上层保护层，下层光伏组件的粘结力较差，无法通过层压的方法封装。另外，因为柔性组件的厚度薄很难达到较强的机械强度，通常需要使用较厚的封装材料增加柔性组件的机械强度。但制备彩色胶膜的成本较高，靠增加彩色胶膜厚度来提高柔性组件的机械强度的话会大幅度增加成本，而且透光率也会下降。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种彩色胶膜以及使用该彩色胶膜的彩色光伏组件，在彩色光伏组件结构中引入界面粘接层，有效改善彩色胶膜与上层保护层和下层光伏组件的粘接力，同时使轻质彩色光伏组件具有较好的机械性能，同时具有较好颜色饱和度和较高的发电效率。

本实用新型是这样实现的，提供一种彩色胶膜，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层、上界面粘接层和下界面粘接层，所述彩色层设置在上界面粘接层和下界面粘接层之间，所述上界面粘接层和下界面粘接层的材料分别为高分子胶膜材料，所述上界面粘接层和下界面粘接层的膜厚分别为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述上界面粘接层和下界面粘接层分别为透明或半透明状态。

本实用新型是这样实现的，还提供一种彩色胶膜，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层和上界面粘接层，所述彩色层设置在上界面粘接层的下面，所述上界面粘接层的材料为高分子胶膜材料，所述上界面粘接层的膜厚为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述上界面粘接层为透明或半透明状态。

本实用新型是这样实现的，还提供一种彩色胶膜，所述彩色胶膜包括彩色层和下界面粘接层，所述彩色层设置在下界面粘接层的上面，所述下界面粘接层的材料为高分子胶膜材料，所述下界面粘接层的膜厚为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述下界面粘接层为透明或半透明状态。

本实用新型是这样实现的，还提供一种轻质彩色光伏组件，包括从下往上依次叠加在一起的轻质背板、下封装胶膜、光伏组件、多层彩色胶膜和保护层，其中，所述多层彩色胶膜为如前所述的彩色胶膜，制备轻质背板、下封装胶膜、光伏组件、多层彩色胶膜和保护层的材料为可弯曲的材料。

进一步地，所述光伏组件为晶硅光伏组件、钙钛矿光伏组件、有机或聚合物光伏组件、铜铟镓硒光伏组件、碲化镉光伏组件或钙钛矿-晶硅叠层光伏组件、钙钛矿-钙钛矿叠层光伏组件、有机或聚合物-钙钛矿叠层光伏组件、钙钛矿-铜铟镓硒叠层光伏组件中任意一种。

进一步地，所述光伏组件包括载体层和功能层，所述载体层与位于其上层的彩色胶膜贴合，所述功能层与位于其下层的下封装胶膜贴合。

进一步地，在所述下封装胶膜、光伏组件、多层彩色胶膜和保护层中至少一层的表面设置有一层彩色图案层，制备该层彩色图案层的材料为珠光粉，或金属粉末，或金属氧化物粉末。

进一步地，所述轻质背板为可弯曲的铝板、镀锌钢板、铝塑板、铝塑板和蜂窝板的复合板、不锈钢板、柔性玻璃或聚合物膜中至少一种，其厚度小于10mm，所述保护层的材质为可弯曲的柔性玻璃材质或聚合物材质。

进一步地，所述下封装胶膜包括由交联型EVA、交联型或非交联型POE、非交联型PVB、热塑型聚氨酯、热固型聚氨酯、热塑型离子性中间膜材料中至少一种制备的胶膜。

本实用新型是这样实现的，还提供一种彩色光伏组件板，包括如前所述的轻质彩色光伏组件和硬质板，所述轻质彩色光伏组件固定在硬质板上。

进一步地，所述硬质板包括玻镁板、硅酸钙板、水泥纤维板、陶土板以及石材板中的任意一种。

与现有技术相比，本实用新型的彩色胶膜以及使用该彩色胶膜的彩色光伏组件，彩色胶膜采用多层叠加结构，不仅具有鲜亮的色彩而且还具有良好的透光率和较强的机械强度，与此同时，还改善彩色胶膜与上层保护层和下层光伏组件的粘接力，降低彩色光伏组件的制备成本。另一方面，轻质彩色光伏组件使用可弯曲的材料制备，使得轻质彩色光伏组件具有柔性。本实用新型的彩色光伏组件板具有安装简单，色彩饱和度好等特点。

附图说明

图1为本实用新型的轻质彩色光伏组件的第一种结构平面示意图；

图2为本实用新型的轻质彩色光伏组件的第二种结构平面示意图；

图3为本实用新型的轻质彩色光伏组件的第三种结构平面示意图；

图4为本实用新型实施例4的轻质彩色光伏组件的结构平面示意图；

图5为本实用新型实施例5的轻质彩色光伏组件的结构平面示意图；

图6为本实用新型实施例6的轻质彩色光伏组件的结构平面示意图；

图7为本实用新型实施例7的轻质彩色光伏组件的结构平面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实用新型公开第一种彩色胶膜的实施例，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层、上界面粘接层和下界面粘接层。所述彩色层设置在上界面粘接层和下界面粘接层之间。所述上界面粘接层和下界面粘接层的材料分别为高分子胶膜材料。所述上界面粘接层和下界面粘接层的膜厚分别为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm。所述上界面粘接层和下界面粘接层分别为透明或半透明状态，便于光照透过彩色胶膜照射到位于其下面的光伏组件上。

所述彩色层为内部混合有彩色颜料的聚合物材料。所述彩色颜料包括彩色无机材料、彩色有机材料或彩色钙钛矿量子点材料中的至少一种，其中，彩色无机材料包括含有钛、锌、铁、磷、硅、铈、镁、钙、钾、铅、锡、铯、铝、铋、铂、银、金、铜、锰、镍、钴的单质材料中的至少一种，或上述单质的化合物中的至少一种；彩色有机材料包括有机染料或聚合物材料；钙钛矿量子点材料包括带有核壳结构或聚合物保护的钙钛矿量子点材料，其中钙钛矿的组成结构中可以掺杂稀土元素。聚合物材料包括LDPE、HDPE、PMMA、SEBS、PC、PS、PP、PE、PET、PVC、ETFE、PVDF、PVF、POE、PVB、EVA或PU中至少一种。

所述上界面粘接层和下界面粘接层的制备材料包括交联型EVA、交联型或非交联型POE、非交联型PVB、热塑型聚氨酯、热固型聚氨酯、热塑型离子性中间膜中的至少一种。所述上界面粘接层和下界面粘接层的制备材料可以相同也可以不同。

实施例2

本实用新型还公开第二种彩色胶膜的实施例，该实施例与实施例1相比，其区别点在于所述彩色胶膜包括彩色层和上界面粘接层，不包括下界面粘接层。其他结构和功能与实施例1的相同，不再赘述。

实施例3

本实用新型公开第三种彩色胶膜的实施例，该实施例与实施例1相比，其区别点在于所述彩色胶膜包括彩色层和下界面粘接层，不包括上界面粘接层。其他结构和功能与实施例1的相同，不再赘述。

实施例4

请同时参照图1至图3所示，本实用新型公开一种轻质彩色光伏组件。该轻质彩色光伏组件包括从下往上依次叠加在一起的轻质背板1、下封装胶膜2、光伏组件3、多层彩色胶膜4和保护层5。其中，所述多层彩色胶膜4为如前所述的彩色胶膜。

根据前述彩色胶膜的结构不同，多层彩色胶膜4也对应地包括三种结构，多层彩色胶膜4第一种结构是包括彩色层6、上界面粘接层7和下界面粘接层8，如图1所示。多层彩色胶膜4第二种结构是包括彩色层6和上界面粘接层7，不包括下界面粘接层8，如图2所示。多层彩色胶膜4第三种结构是包括彩色层6和下界面粘接层8，不包括上界面粘接层7，如图3所示。

由于彩色无机材料、彩色有机材料或彩色钙钛矿量子点材料与EVA、POE等封装胶膜的相容性较差，并且其稳定性容易受封装胶膜中含有的光稳定剂以及其他添加剂的影响，因此在大部分情况下先将此类稳定性较差的彩色掺杂材料预先与相容性较好的聚合物材料混合，制备成彩色胶膜4。由于彩色胶膜4与上层保护层5、下层光伏组件3的粘结力较差，无法通过层压的方法封装。因此，本实用新型通过引入上界面粘接层7和下界面粘接层8，可有效改善彩色胶膜4与上层保护层5和下层光伏组件3的粘接力。

制备轻质背板1、下封装胶膜2、光伏组件3、多层彩色胶膜4和保护层5的材料为可弯曲的材料。

具体地，所述光伏组件3为晶硅光伏组件、钙钛矿光伏组件、有机或聚合物光伏组件、铜铟镓硒光伏组件、碲化镉光伏组件或钙钛矿-晶硅叠层光伏组件、钙钛矿-钙钛矿叠层光伏组件、有机或聚合物-钙钛矿叠层光伏组件、钙钛矿-铜铟镓硒叠层光伏组件中任意一种。

所述光伏组件3包括载体层9和功能层10，所述载体层9与位于其上层的彩色胶膜4贴合，所述功能层10与位于其下层的下封装胶膜2贴合。所述载体层9的材质为聚合物材料。

所述保护层5的材质为可弯曲的柔性玻璃材质或聚合物材质。

所述多层彩色胶膜4的结构按照如下规则进行选择：

1）、当光伏组件3为沉积在柔性玻璃上的薄膜电池，且保护层5为柔性玻璃材质时，多层彩色胶膜4的结构为上界面粘接层7、彩色层6和下界面粘接层8。

2）、当光伏组件3的载体层9为聚合物材料的薄膜电池，且保护层5为柔性玻璃材质时，多层彩色胶膜4的结构为上界面粘接层7、彩色层6和下界面粘接层8，或者为上界面粘接层7和彩色层6。是否增加底部的下界面粘接层8取决于载体层9的聚合物材料与彩色层6是否具有良好的粘接性。

3）、当光伏组件3的载体层9为聚合物材料的薄膜电池，且保护层5为聚合物材质时，多层彩色胶膜4的结构为上界面粘接层7、彩色层6和下界面粘接层8，或者为上界面粘接层7和彩色层6，或者为彩色层6。是否增加顶部的上界面粘接层7和/或底部的下界面粘接层8分别取决于载体层9的聚合物材料与彩色层6，以及保护层5的聚合物材质与彩色层6是否具有良好的粘接性。

4）、当光伏组件3为晶硅太阳能电池，且保护层5为聚合物材质时，多层彩色胶膜4的结构为上界面粘接层7、彩色层6和下界面粘接层8，或者为彩色层6和下界面粘接层8。是否增加顶部的上界面粘接层7取决于保护层5的聚合物材质与彩色层6是否具有良好的粘接性。

5）、当光伏组件3为晶硅太阳能电池，且保护层5为柔性玻璃材质时，多层彩色胶膜4的结构为上界面粘接层7、彩色层6和下界面粘接层8。

在所述下封装胶膜2、光伏组件3、多层彩色胶膜4和保护层5中至少一层的表面设置有一层彩色图案层（图中未示出）。制备该层彩色图案层的材料为珠光粉，或金属粉末，或金属氧化物粉末，或这些粉末分别与瓷釉的混合物。

所述轻质背板1为可弯曲的铝板、镀锌钢板、铝塑板、铝塑板和蜂窝板的复合板、不锈钢板、柔性玻璃或聚合物膜中至少一种，其厚度小于10mm。

所述下封装胶膜2包括由交联型EVA、交联型或非交联型POE、非交联型PVB、热塑型聚氨酯、热固型聚氨酯、热塑型离子性中间膜材料中至少一种制备的胶膜。

下面通过具体实施例说明本实用新型的轻质彩色光伏组件的结构。

实施例4

请参照图4所示，在该实施例的轻质彩色光伏组件的结构中，采用铝板作为轻质背板1，采用下交联型POE作为下封装胶膜2，采用晶硅组件作为光伏组件3，采用多层白色胶膜作为多层彩色胶膜4，采用带有金属光泽的PVDF膜作为保护层5。其中多层白色胶膜包括作为下界面粘接层8的中交联型POE，作为彩色层6的白色胶膜以及作为上界面粘接层7的上交联型POE。

铝板厚度为1mm~2mm，白色胶膜厚度为0.5mm，上交联型POE和中交联型POE的分别为0.5mm，带有金属光泽的PVDF膜厚度为2mm。

将TiO₂粉末0.5g和50g的LDPE均匀混合，挤出成白色胶膜。将珠光粉0.2g与100g的PVDF母粒均匀混合，挤出成带有金属光泽的PVDF膜。

该实施例的轻质彩色光伏组件采用层压方法进行制备。

实施例5

请参照图5所示，在该实施例的轻质彩色光伏组件的结构中，采用铝板作为轻质背板1，采用下硅胶作为下封装胶膜2，采用晶硅组件作为光伏组件3，在晶硅组件上面设置上硅胶11，采用多层白色胶膜作为多层彩色胶膜4，采用带有金属光泽的PVDF膜作为保护层5。其中多层白色胶膜包括作为下界面粘接层8的中交联型POE，作为彩色层6的白色胶膜层以及作为上界面粘接层7的上交联型POE。

铝板厚度为1mm~2mm，白色胶膜层的厚度为0.5mm，上交联型POE和中交联型POE的分别为0.5mm，带有金属光泽的PVDF膜的厚度为2mm。

该实施例的轻质彩色光伏组件采用粘接方法进行制备。

实施例6

请参照图6所示，在该实施例的轻质彩色光伏组件的结构中，采用镀锌钢板作为轻质背板1，采用EVA胶膜作为下封装胶膜2，采用晶硅组件作为光伏组件3，采用多层白色胶膜作为多层彩色胶膜4，采用带有大理石纹路的磨砂PET作为保护层5。其中多层白色胶膜包括作为下界面粘接层8的交联型EVA胶膜，作为彩色层6的白色层。

镀锌钢板厚度为1mm~2mm。

将0.2g的ZnO粉末与10g的PMMA均匀混合，通过单螺杆挤出得道白色层。通过UV打印法在PET保护层上打印一层黑色大理石纹路得到带有大理石纹路的磨砂PET。

该实施例的轻质彩色光伏组件采用层压方法进行制备。

实施例7

请参照图7所示，在该实施例的轻质彩色光伏组件的结构中，采用PET透明板作为轻质背板1，采用下非交联型POE作为下封装胶膜2，采用半透明钙钛矿组件作为光伏组件3，采用多层橙色胶膜作为多层彩色胶膜4，采用带有大理石纹路的磨砂PET作为保护层5。其中多层橙色胶膜包括作为下界面粘接层8的中非交联型POE，作为上界面粘接层7的上非交联型POE，作为彩色层6的橙色层。

PET透明板的厚度为1mm~2mm。作为保护层5的PET的厚度为1mm~2mm。

将10g的LDPE与0.05g橙色的钙钛矿量子点CsPbI_xBr_3-x均匀混合，通过单螺杆挤出得道橙色层。通过UV打印法在PET保护层上打印一层黑色大理石纹路得到带有大理石纹路的磨砂PET。

该实施例的轻质彩色光伏组件采用层压方法进行制备。

实施例8

本实用新型公开一种彩色光伏组件板，包括如前所述的轻质彩色光伏组件和硬质板，所述轻质彩色光伏组件固定在硬质板上。将制备好的柔性轻质彩色光伏组件通过粘接、机械连接或焊接方式将其与建筑板材结合，解决光伏组件安装难，与建筑板材材料相容性差的问题。粘接方式包括使用结构胶、环氧树脂和硅胶等粘接方式，机械连接方式包括四边开孔与螺丝固定、通过卡槽固定和通过镶嵌固定等连接方式，焊接方式包括电焊、激光焊接和摩擦焊接方式。

所述硬质板包括玻镁板、硅酸钙板、水泥纤维板、陶土板以及石材板中的任意一种。所述硬质板使用任意一种建筑板材。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种彩色胶膜，其特征在于，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层、上界面粘接层和下界面粘接层，所述彩色层设置在上界面粘接层和下界面粘接层之间，所述上界面粘接层和下界面粘接层的材料分别为高分子胶膜材料，所述上界面粘接层和下界面粘接层的膜厚分别为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述上界面粘接层和下界面粘接层分别为透明或半透明状态。

2.一种彩色胶膜，其特征在于，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层和上界面粘接层，所述彩色层设置在上界面粘接层的下面，所述上界面粘接层的材料为高分子胶膜材料，所述上界面粘接层的膜厚为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述上界面粘接层为透明或半透明状态。

3.一种彩色胶膜，其特征在于，其为多层叠加结构，所述彩色胶膜包括彩色层和下界面粘接层，所述彩色层设置在下界面粘接层的上面，所述下界面粘接层的材料为高分子胶膜材料，所述下界面粘接层的膜厚为0.45µm~5mm，所述彩色层的膜厚为200nm~4mm，所述下界面粘接层为透明或半透明状态。

4.一种轻质彩色光伏组件，其特征在于，包括从下往上依次叠加在一起的轻质背板、下封装胶膜、光伏组件、多层彩色胶膜和保护层，其中，所述多层彩色胶膜为权利要求1或2或3所述的彩色胶膜，制备轻质背板、下封装胶膜、光伏组件、多层彩色胶膜和保护层的材料为可弯曲的材料。

5.如权利要求4所述的轻质彩色光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括载体层和功能层，所述载体层与位于其上层的彩色胶膜贴合，所述功能层与位于其下层的下封装胶膜贴合。

6.如权利要求4所述的轻质彩色光伏组件，其特征在于，所述轻质背板为可弯曲的铝板、镀锌钢板、铝塑板、铝塑板和蜂窝板的复合板、不锈钢板、柔性玻璃或聚合物膜中至少一种，其厚度小于10mm；所述保护层的材质为可弯曲的柔性玻璃材质或聚合物材质。

7.如权利要求4所述的轻质彩色光伏组件，其特征在于，所述下封装胶膜包括由交联型EVA、交联型或非交联型POE、非交联型PVB、热塑型聚氨酯、热固型聚氨酯、热塑型离子性中间膜材料中至少一种制备的胶膜。

8.一种彩色光伏组件板，其特征在于，包括如权利要求4至7中任意一项所述的轻质彩色光伏组件和硬质板，所述轻质彩色光伏组件固定在硬质板上。

9.如权利要求8所述的彩色光伏组件板，其特征在于，所述硬质板包括玻镁板、硅酸钙板、水泥纤维板、陶土板以及石材板中的任意一种。