CN213771880U - 红外高反网格胶膜及包括其的光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种红外高反网格胶膜及包括其的光伏组件。该红外高反网格胶膜包括红外反射层和白色胶膜层，红外反射层具有网格结构，网格结构包括网格线和由网格线围绕形成多个镂空网格，网格线具有与电池片之间的间隙相应的结构，镂空网格具有与电池片相应的结构；红外反射层的材料为红外反射涂料；白色胶膜层位于红外反射层的下方，且白色胶膜层用于反射可见光。利用上述网格胶膜既能够对透过双面电池片的可见光反射利用，又能够反射间隙处的红外光以降低组件温度，有效解决了现有技术中光伏组件的可见光利用不足、间隙处红外光无法反射的问题。

Description

红外高反网格胶膜及包括其的光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，具体而言，涉及一种红外高反网格胶膜及包括其的光伏组件。

背景技术

太阳辐照的能量主要集中于紫外区、可见光区、和红外区。其中，紫外区域为7％，可见光区域占据了50％的能量，红外部分约占43％左右。光伏电池主要吸收利用400～700nm的可见光。波长大于1100nm的红外光不会被电池片利用转换成电能，而是直接转化为热能，导致光伏组件内部温度快速上升。有资料报道，晶硅太阳能电池工作温度每升高1℃，电池的转化效率降低0.4％～0.5％。因此，加强散热、降低太阳能电池工作温度，是提高太阳能电池工作效率的有效途径。

传统的散热模式主要包括热传导、对流以及热辐射。但是由于光伏组件受空间、材料环境以及成本的限制，采用对流和热传导的方式散热往往并不适用。而热辐射则不存在这些限制因素，若材料能反射红外，则可降低物体表面的温度，从源头上切断发热的根源，具有很好的降温效果。

由于硅片一般为深蓝色或者黑色，光伏组件为了美观会设计成黑色，则会采用黑色背板或者黑色胶膜，与白色胶膜能反射70～80％的红外光相比，黑色胶膜由于添加炭黑等在红外区只能反射4％的红外光，吸收绝大多数的红外光，导致黑色胶膜组件温度提升。传统的红外反射涂料，如专利CN201210436521.2、CN201210052510.4、CN201210169272.5、CN201210052925.1、CN201520087727.8等分别添加了石墨烯、纳米红外陶瓷粉、碳纤维、碳纳米管、碳纳米材料、氧化铟锡、氧化锡锑等填料，此类填料一般价格较为昂贵，理论上并不适合大范围使用。

高转换效率和低制造成本一直是光伏发电所追求的目标。目前光伏组件中由于电池片之间存在间隙，照射于该处的光线无法被电池片充分吸收利用，以及电池片可透光，从而造成能量的损失，导致组件效率低于电池片效率。白色高反背板能够利用部分间隙处的光线，背层胶膜采用白色胶膜同样能够部分利用，且功率增益高于白色背板。其原理均为将间隙处的光线反射至前层玻璃，并在玻璃与空气界面发生反射甚至全反射，最终射向电池片正面。

如何制备高转换效率的光伏组件，需要开发一种技术，对间隙处的光线充分利用以及能反射红外光，降低组件运行温度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种网格胶膜及包括其的光伏组件，以解决现有技术中光伏组件的可见光利用不足、间隙处红外光无法反射的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种红外高反网格胶膜，其包括：红外反射层，红外反射层具有网格结构，网格结构包括网格线和由网格线围绕形成多个镂空网格，网格线具有与电池片之间的间隙相应的结构，镂空网格具有与电池片相应的结构；红外反射层的材料为红外反射涂料；白色胶膜层，位于红外反射层的下方，且白色胶膜层用于反射可见光。

进一步地，红外反射层的厚度为5～60μm，白色胶膜层的厚度为300～600μm。

进一步地，白色胶膜层的材料为潜伏交联度10～60％的EVA胶膜。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种光伏组件，包括电池层和位于电池层下方的后层封装胶膜，其中，后层封装胶膜为上述的红外高反网格胶膜，其中红外反射层的网格线对应设置在电池片之间的间隙处，镂空网格对应设置在各电池片的下方，且电池片与白色胶膜层接触设置。

进一步地，光伏组件还包括位于电池层上方及各电池片之间间隙中的前层封装胶膜，前层封装胶膜为透明胶膜。

进一步地，光伏组件还包括位于前层封装胶膜上方的第一封装玻璃。

进一步地，光伏组件还包括位于后层封装胶膜下方的背板或第二封装玻璃。

本实用新型提供了一种网格胶膜，其包括红外反射层和白色胶膜层，红外反射层具有网格结构，网格结构包括网格线和由网格线围绕形成多个镂空网格，网格线具有与电池片之间的间隙相应的结构，镂空网格具有与电池片相应的结构；红外反射层为红外反射胶膜；白色胶膜层位于红外反射层的下方，且白色胶膜层用于反射可见光。

这样，在实际应用时，将可该网格胶膜置于光伏组件中电池层下方作为后层封装胶膜，将红外反射层的网格线对应各电池片之间的间隙设置，镂空网格对应电池片设置。对于红外光来说，间隙处的红外反射层可反射红外光，降低组件温度。对于可见光来说，透过电池片的可见光可被白色反射胶块返回，再次利用，而间隙处的可见光被吸收。因此，利用上述网格胶膜既能够对透过双面电池片的可见光反射利用，又能够反射间隙处的红外光以降低组件温度，有效解决了现有技术中光伏组件的可见光利用不足、间隙处红外光无法反射的问题。

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一种实施例的网格胶膜的结构示意图；以及

图2示出了根据本实用新型一种实施例的光伏组件的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、红外反射层；20、白色胶膜层；

1、电池层；2、后层封装胶膜；3、前层封装胶膜；4、第一封装玻璃；5、背板或第二封装玻璃。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术部分所描述的，现有技术中光伏组件的可见光利用不足、且间隙处红外光无法反射。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种红外高反网格胶膜，如图1所示，其包括红外反射层10和白色胶膜层20，红外反射层10具有网格结构，网格结构包括网格线和由网格线围绕形成多个镂空网格，网格线具有与电池片之间的间隙相应的结构，镂空网格具有与电池片相应的结构；红外反射层10的材料为红外反射涂料；白色胶膜层20位于红外反射层10的下方，且白色胶膜层20用于反射可见光。

这样，在实际应用时，将可该网格胶膜置于光伏组件中电池层下方作为后层封装胶膜，将红外反射层的网格线对应各电池片之间的间隙设置，镂空网格对应电池片设置。对于红外光来说，间隙处的红外反射层可反射红外光，降低组件温度。对于可见光来说，透过电池片的可见光可被白色反射胶块返回，再次利用，而间隙处的可见光被吸收。因此，利用上述网格胶膜既能够对透过双面电池片的可见光反射利用，又能够反射间隙处的红外光以降低组件温度，有效解决了现有技术中光伏组件的可见光利用不足、间隙处红外光无法反射的问题。

上述红外反射层的材料可以是本领域的已知材料，比如专利CN 108410340 A中公开的红外线高反射涂料，包括：基体树脂100份，黑色染料0.1～20份，硅烷偶联剂改性的填料0～40份，助剂5～10份，固化剂促进剂0.5～2份，溶剂50～150份，固化剂5～25份。该涂料在红外区有30％以上的反射率，并具有良好的绝缘性、耐老化及耐UV性能。

此外，红外反射层可以是专利CN204441301U中的黑色高反射功能层。上述白色胶膜层的材料也是本领域的已知材料，只要其具有较高的可见光反射功能即可，比如可以采用专利CN108997957A中的白色EVA封装胶膜，包括EVA树脂、白色母粒、有机过氧化合物引发剂、光引发剂、助光引发剂、交联助剂、增粘偶联剂、光稳定剂和抗氧剂。

为了更好地兼顾透过电池片的可见光利用率、间隙处红外光反射率、封装稳定性及其他组件相关性能，在一种优选的实施方式中，红外反射层10的厚度为5～60μm，且白色胶膜层20的厚度为300～600μm。红外反射层10可以采用丝网印刷、凹版印刷、喷墨打印等方式将涂料或油墨涂布于白色胶膜上，厚度为5～60μm。优选白色胶膜层20的材料为具有一定潜伏交联度的紫外预处理型白色EVA封装胶膜，潜伏交联度为10～60％之间，白色胶膜层20的厚度为300～600μm。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种光伏组件，如图2所示，其包括电池层1和位于电池层1下方的后层封装胶膜2，其中，后层封装胶膜为上述的网格胶膜，其中红外反射层10的网格线对应设置在电池片之间的间隙处，镂空网格对应设置在各电池片的下方，且电池片与白色胶膜层20接触设置。

对于红外光来说，间隙处的红外反射层可反射红外光，降低组件温度。对于可见光来说，透过电池片的可见光可被白色反射胶块返回，再次利用，而间隙处的可见光被吸收。因此，利用上述网格胶膜既能够对透过双面电池片的可见光反射利用，又能够反射间隙处的红外光以降低组件温度，有效解决了现有技术中光伏组件的可见光利用不足、间隙处红外光无法反射的问题。此处需要说明的是，因为红外反射层10较薄，在实际封装后，因压实作用使得其表面基本与下面的白色胶膜层20平齐，都与电池层接触，形成的组件结构如图2所示。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，光伏组件还包括位于电池层1上方及各电池片之间间隙中的前层封装胶膜3，前层封装胶膜3为透明胶膜。利用前层封装胶膜3能够对电池层进一步封装，且采用透明胶膜，可见光透过率较高，有利于提高组件的光电转化效率。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，光伏组件还包括位于前层封装胶膜3上方的第一封装玻璃4。更优选地，光伏组件还包括位于后层封装胶膜2下方的背板或第二封装玻璃5。为了进一步减少红外光进入组件导致组件温度升高，更优选地，背板5为白色背板。

以下通过实施例进一步说明本实用新型的有益效果：

实施例1

白色EVA封装胶膜的制备方法，包括：

混合步骤：按重量份分别称取100份熔融指数为5g/10min、VA含量为20、熔点为100℃的EVA树脂、18份白色母粒、1.5份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(有机过氧化合物引发剂)、1.2份2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮(光引发剂)、1.2份1-羟基环己基苯基甲酮(助光引发剂)、0.8份三烯丙基异三聚氰酸酯(交联助剂)、0.7份乙烯三乙氧基硅烷(增粘偶联剂)、0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(光稳定剂)、0.5份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂)；将上述组分经过混料釜混合均匀，得到混合料；

其中，所述白色母粒是由45份的钛白粉和5份的增白粉、50份的EVA树脂经双螺杆熔融、挤出、拉条、切粒而成。

成膜步骤：将混合料投入流延机中，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷制成白色EVA封装胶膜，白色EVA封装胶膜的厚度为0.5mm；

紫外灯照射步骤：将白色EVA封装胶膜经过300-400nm波段的紫外灯照射后，照射能量7000mj/cm，得到具有15％潜伏交联度的紫外预处理型白色EVA封装胶膜。

红外高反的涂料的制备方法，包括以下步骤：

A组分：

在高速分散机中加入100份铁铬黑(美国薛特)，保持釜内氮气氛围下，在8000r/min转速下边搅拌边缓慢加入5份偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(阿拉丁试剂)，添加完毕后将转速提高到30000r/min，釜内温度保持在至140℃，继续搅拌1h后自然冷却至室温，得到偶联剂改性的铁铬黑，密封保存，待用；

将100份含氟树脂GK570(日本大金涂料)，5份的分散剂BYK108(德国毕克化学)，以及150份的溶剂二甲苯在容器中搅拌预分散后用用砂磨机进行研磨5min，添加30份偶联剂改性的铁铬黑，至颗粒细度≤5微米，边搅拌边升温至80℃，添加0.1份有机染料直接黑144(瑞士汽巴)，待温度降至40℃，后续添加5份流平剂BYK355(德国毕克化学)、2份固化剂促进剂二月桂酸二丁基锡(阿拉丁试剂)，3000rpm高速分散搅拌后过滤得到A组分，存放于干燥密封容器中待用；

B组分：

将25份固化剂N3390(德国拜尔)与50份溶剂二甲苯，机械搅拌混合均匀，过滤，制的B组分，存放于干燥密封容器中待用；

上述红外高反的涂料的使用方法，包括以下步骤：

采用丝网印刷的方式将相应的涂料或油墨涂布于白色胶膜上，在60℃的热风干燥5min

成膜，制成约30μm厚的红外高反涂层。制备得到红外高反网格胶膜。

制样过程：按太阳能组件的结构进行制样，由上到下一次为超白玻璃、透明EVA胶膜、双面电池片、红外高反网格胶膜(实施例1)、背板(KPK)依次层叠后，用层压机在温度为145℃，抽真空时间为6min，层压10min制得样品。

对比例1

黑色EVA封装胶膜的制备方法，包括：

混合步骤：按重量份分别称取100份熔融指数为5g/10min、VA含量为20、熔点为100℃的EVA树脂、5份黑色母粒、1.5份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(有机过氧化合物引发剂)、1.2份2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮(光引发剂)、1.2份1-羟基环己基苯基甲酮(助光引发剂)、0.8份三烯丙基异三聚氰酸酯(交联助剂)、0.7份乙烯三乙氧基硅烷(增粘偶联剂)、0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(光稳定剂)、0.5份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂)；将上述组分经过混料釜混合均匀，得到混合料；

其中，所述黑色母粒是由10份的炭黑90份的EVA树脂经双螺杆熔融、挤出、拉条、切粒而成。

成膜步骤：将混合料投入流延机中，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷制成黑色常规EVA封装胶膜，黑色常规EVA封装胶膜的厚度为0.4mm；

紫外灯照射步骤：将黑色EVA封装胶膜经过300-400nm波段的紫外灯照射后，照射能量7000mj/cm，得到具有15％潜伏交联度的紫外预处理型黑色EVA封装胶膜。

制样过程：按太阳能组件的结构进行制样，由上到下一次为超白玻璃、透明EVA胶膜、双面电池片、黑色封装胶膜(对比例1)、背板(KPK)依次层叠后，用层压机在温度为145℃，抽真空时间为6min，层压10min制得样品。

测试方法：按照《GBT 29848-2013光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)》进行性能测试。对组件的CTI、组件温升和功耗进行测试。

上述测试结果如下表1：

表1

	700～2000nm的红外反射率	组件升温	60片组件功率
				实施例1	38％	5.7℃	232w
对比例1	4％	11℃	168w

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 (7)

1.一种红外高反网格胶膜，其特征在于，包括：

红外反射层(10)，所述红外反射层(10)具有网格结构，所述网格结构包括网格线和由所述网格线围绕形成多个镂空网格，所述网格线具有与电池片之间的间隙相应的结构，所述镂空网格具有与电池片相应的结构；所述红外反射层(10)的材料为红外反射涂料；

白色胶膜层(20)，位于所述红外反射层(10)的下方，且所述白色胶膜层(20)用于反射可见光。

2.根据权利要求1所述的红外高反网格胶膜，其特征在于，所述红外反射层(10)的厚度为5～60μm，所述白色胶膜层(20)的厚度为300～600μm。

3.根据权利要求1或2所述的红外高反网格胶膜，其特征在于，所述白色胶膜层(20)的材料为潜伏交联度10～60％的EVA胶膜。

4.一种光伏组件，包括电池层(1)和位于所述电池层(1)下方的后层封装胶膜(2)，其特征在于，所述后层封装胶膜为权利要求1至3中任一项所述的红外高反网格胶膜，其中红外反射层(10)的网格线对应设置在电池片之间的间隙处，镂空网格对应设置在各所述电池片的下方，且所述电池片与白色胶膜层(20)接触设置。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括位于所述电池层(1)上方及各所述电池片之间间隙中的前层封装胶膜(3)，所述前层封装胶膜(3)为透明胶膜。

6.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括位于所述前层封装胶膜(3)上方的第一封装玻璃(4)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括位于所述后层封装胶膜(2)下方的背板或第二封装玻璃(5)。

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