CN217641360U - 一种光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于于光伏技术领域。本实用新型公开了一种光伏组件，依次包括前层基板、前层封装胶膜、电池片、后层封装胶膜和光伏背板，光伏背板包括金属箔层，后层封装胶膜至少部分包覆光伏背板的边缘。本申请中的光伏组件使用含金属箔的背板材料，可增加光的反射率，金属层具有良好的对水汽和氧的阻隔性能，可增加背板的使用寿命。本申请中的光伏组件解决了背板边缘截面与铝边框接触等安全绝缘的问题，同时能有效减轻组件的重量。

Description

一种光伏组件

技术领域

本实用新型属于于光伏技术领域，具体涉及一种光伏组件。

背景技术

随着环境保护要求的提高，清洁能源需求量不断扩大，光伏能源的占比及其发展也日益提升。随着光伏行业的不断发展，太阳能光伏组件的应用范围逐渐增加。但是在潮湿、高温的户外环境中，光伏组件内部极易产生水汽，当水汽渗入光伏组件中时，会导致封装材料的导电率上升，使得光伏组件的泄露电流增大，从而造成光伏组件的PID效应，影响光伏组件的发电量。同时，太阳能光伏组件也需要较高的稳定性、安全性、耐候性。

为了隔绝水汽，传统封装方式采用玻璃盖板以及含有金属层的光伏背板来完全阻隔水汽。

但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术存在如下技术问题：

采用金属层背板材料隔绝水汽，但容易出现金属背板与铝制边框接触漏电等绝缘安全问题。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种光伏组件，可以有效阻隔水汽，能够有效减轻组件重量，解决背板边缘截面与铝边框接触的绝缘安全问题。

本申请的一方面提供了一种光伏组件，依次包括前层基板、前层封装胶膜、电池片、后层封装胶膜和光伏背板，所述光伏背板包括金属箔层；所述后层封装胶膜的至少部分包覆所述光伏背板的边缘。

进一步地，所述后层封装胶膜尺寸大于所述光伏背板，

进一步地，后层封装胶膜与所述光伏背板的宽幅差值为大于等于1cm且小于等于5cm。

进一步地，光伏组件还包括金属框架，所述金属框架设于由所述前层基板、所述前层封装胶膜、所述电池片、所述后层封装胶膜和所述光伏背板堆叠而成的堆叠体四周。

进一步地，后层封装胶膜的至少部分位于所述光伏背板和所述金属框架之间。

进一步地，光伏背板还包括基体层和耐候层，所述基体层设于所述金属箔层的一侧，所述耐候层设于所述金属箔层的另一侧。

进一步地，金属箔层和所述基体层之间还设有第一粘结层，所述基体层远离所述金属箔层的一侧还设有第二粘结层。

进一步地，基体层为PET层或PP层。

进一步地，光伏背板的水汽透过率为小于等于0.1g/(m²·d)。

进一步地，光伏组件为HJT电池组件、IBC电池组件或TOPCon电池组件。

本实用新型实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请通过设置后层封装胶膜包覆光伏背板，解决光伏背板中的金属箔层与光伏组件金属框架接触漏电的安全问题，不需对光伏背板额外包边处理，减轻了光伏组件的重量。

附图说明

图1为本申请实现方式中光伏组件的剖面结构示意图；

图2为本申请实现方式中光伏组件各部件叠层后的剖面结构示意图；

图3为本申请实现方式中光伏组件设置铝合金框架后的剖面结构示意图；

图4为本申请实现方式中光伏背板的剖面结构示意图；

图5为对比例3中一种光伏组件的剖面结构示意图；

图6为对比例4中一种光伏组件的剖面结构示意图；

图中：光伏组件100，前层基板11，前层封装胶膜12，电池片13，后层封装胶膜14，光伏背板15，耐候层153，金属箔层151，第一粘结层154，基体层152，第二粘结层155，金属框架16；绝缘件17，非导电聚合物粘结剂18。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。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申请。

为了解决水汽渗入导致光伏组件的PID效应，现有技术通常使用玻璃背板和金属层背板来隔绝水汽。其中，玻璃背板使光伏组件重量大大增加，不利于运输安装尤其是大型光伏发电设施，而金属层背板在组件封装过程中容易与电池片接触进而产生漏电安全问题。本申请提供了一种光伏组件，通过后层封装胶膜包覆光伏背板，能有效隔绝水汽，减轻组件重量，避免电绝缘问题的出现。

本申请实施方式中的技术方案为解决上述的问题，提供了一种如图1所示的光伏组件100，其依次包括：前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15；光伏背板15包括金属箔层151；后层封装胶膜14的至少部分包覆光伏背板15的边缘。前层基板11可阻隔外界杂质对光伏组件的干扰，为光伏组件100提供足够的机械强度并保护电池片13；前层封装胶膜12设于前层基板11的背光侧，用于将前层基板11与电池片 13粘结在一起；电池片13的迎光侧与前层封装胶膜12粘结，用于为光伏组件100实现光电转换；后层封装胶膜14，设于电池片13的背光侧，用于将电池片13与光伏背板15粘结；光伏背板15用于为电池片13提供支撑和保护作用，光伏背板15还包括金属箔层，主要用于隔绝水汽，抵抗湿热等环境对电池片13和后层封装胶膜14等材料的侵蚀，起到耐候及绝缘保护的作用，并且提高光线反射能力，在一定程度上提升光伏组件100的光电转换效率。

作为一种实施方式，如图2所示，后层封装胶膜14尺寸大于光伏背板 15。进一步地，后层封装胶膜14与光伏背板15的宽幅差值为大于等于1cm 且小于等于5cm，后层封装胶膜14平铺在光伏背板15靠近电池片13的一侧，其边缘超出光伏背板15的边缘。在组件层压后，如图1所示，后层封装胶膜14超出的胶膜边缘至少部分包覆光伏背板15的边缘，将光伏背板15和金属框架16隔离，避免光伏背板15和金属框架16接触而产生的漏电安全问题。具体地，后层封装胶膜14与光伏背板15的宽幅差值不能小于1cm，否则后层封装胶膜14不能完全包覆光伏背板15的边缘；同时后层封装胶膜 14与光伏背板15的宽幅差值不能大于5cm，否则后层封装胶膜14过多，影响光伏组件的装配。

作为一种实施方式，如图3所示的光伏组件100还包括金属框架16，设于由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15堆叠而成的堆叠体四周，进行组件组装时，依次安装前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15组成堆叠体，金属框架16最后将堆叠体封装并挤压后层封装胶膜14。金属框架16与粘结剂配合用于封装光伏组件100，可保护玻璃质前层基板边缘，提高组件整体机械强度，便于组建的安装和运输。同时结合金属框架16硅胶打边，增强了组件的密封度，提升组件的气密性。

作为一种实施方式，如图3所示，后层封装胶膜14的至少部分位于光伏背板15和金属框架16之间。在进行部件组装时，位于光伏背板15和金属框架16之间的封装胶膜14，会在金属框架16的挤压作用下包覆光伏背板15 截面边缘，使金属框架16与光伏背板15边缘隔离。具体地，在该尺寸下后层封装胶膜14在组装成组件时，在金属框架16及电池片13和光伏背板15 的共同挤压下，光伏背板15的上表面、侧面及下表面部分区域均可被后层封装胶膜14包覆，从而隔离光伏背板15与金属框架16。

作为一种实施方式，如图4的光伏背板15还包括金属箔层151、基体层 152和耐候层153。金属箔层151可有效隔绝水汽，减少光伏电池的PID效应，并且有着较好的光线反射率，同时可为光伏背板15提供机械强度；基体层152设于金属箔层151背光侧，用于承载耐候层153和金属箔层151，可保证金属箔层151在不同使用环境中的平整性，进而保持较高的光线反射能力，同时为光伏组件提供可靠的机械强度；耐候层153设于金属箔层151的另一侧，具有较好耐候性能，尤其是耐紫外线性能，可提升光伏背板15的耐候性能，延长光伏组件使用寿命。

作为一种实施方式，如图4所示，金属箔层151和基体层152之间还设有第一粘结层154；基体层152远离金属箔层151的一侧还设有第二粘结层 155。第一粘结层154用于粘结金属箔层151和基体层152，并提供较好的耐候性；第二粘结层155可为透明粘结层，用于粘结基体层152和后层封装胶膜14，具有较好的透光性，光线穿透粘结基体层152后不会被吸收，强度变化小，不影响电池片13二次发电，同时具有较高的耐候性，可在高温、辐射等条件下长期使用。

作为一种实施方式，基体层152为PET层或PP层。PET层具有良好的力学性能，冲击强度是PPS等材料的3～5倍，且成本低；耐折性好，耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂；优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温以及耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；气体和水蒸气渗透率低，有优良的阻气、水、油及异味性能。PP层具有良好的耐热性，其制品能在100℃以上温度长时间使用，在不受外力的条件下，150℃也不变形；化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；PP的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品。

作为一种实施方式，光伏背板15的水汽透过率为小于等于0.1g/(m²·d)。本申请中的光伏背板由于包括了金属箔层，其具有更低的水汽透过率。水汽透过率较低的光伏背板能减少水汽渗入，水汽渗入导致光伏组件绝缘电阻下降，将引起漏电流增加，漏电流是组件产生PID效应的重要因素。在水汽易蒸发凝结的气候下，容易造成设备内部凝露，造成内部受潮，引起短路、拉弧等故障。

作为一种实施方式，光伏组件为HJT电池组件、IBC电池组件或TOPCon 电池组件。受P型单晶电池自身材料的限制，PERC电池转换效率已接近天花板，HJT电池效率潜力超28％，远高PERC电池，效率优势明显；IBC电池发射区和基区的电极均处于背面，正面完全无栅线遮挡，可消除金属电极的遮光电流损失，实现入射光子的最大利用化，较常规太阳电池短路电流可提高7％左右，电池转换效率高；TOPCon电池组件有较高的Uoc和FF，光致衰减低，掺磷的N型晶体硅中硼含量极低，削弱了硼氧对的影响，理论电池效率达28.7％。但HJT电池、IBC电池、TOPCon电池对水汽极其敏感，较低的水汽渗入就很容易出现光伏组件的PID效应或者短路、拉弧等故障。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

如图1所示的光伏组件100依次由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15组成。前层基板11由市面通用玻璃材质基板，透光率大于等于95％；前层封装胶膜12为通用透明EVA胶膜，粘结前层基板11与电池片13；电池片13为HJT电池组件；后层封装胶膜 14长宽均比光伏背板15大1厘米，材质为通用透明EVA胶膜；如图4所示的光伏背板15包括耐候层153、金属箔层151、第一粘结层154、基体层152、第二粘结层155。耐候层153为氟碳涂层；金属箔层151为铝箔；第一粘结层154为的透明EVA层；基体层152材质为PET薄膜；第二粘结层155为透明EVA层。

实施例2

如图1所示的光伏组件100，与实施例1相比，其光伏背板15中基体层 152材质为PP薄膜，其他条件相同。

实施例3

如图1所示的光伏组件100，与实施例1相比，其后层封装胶膜14长宽均比光伏背板15大3厘米，其他条件相同。

实施例4

如图1所示的光伏组件100，与实施例1相比，其后层封装胶膜14长宽均比光伏背板15大5厘米，其他条件相同。

实施例5

如图1所示的光伏组件100，与实施例1相比，其电池片13为IBC电池组件，光伏背板15中基体层152材质为PP薄膜，其他条件相同。

实施例6

如图1所示的光伏组件100，与实施例1相比，其电池片13为TOPCon 电池组件，光伏背板15中基体层152材质为PP薄膜，后层封装胶膜14长宽均比光伏背板15大3厘米，其他条件相同。

对比例1

如图1所示的一种光伏组件100，依次由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15组成。前层基板11由市面通用玻璃材质基板，透光率大于等于95％；前层封装胶膜12为通用透明EVA胶膜，粘结前层基板11与电池片13；电池片13为HJT电池组件；后层封装胶膜14尺寸和光伏背板15相同，材质为通用透明EVA胶膜；如图4所示的光伏背板15包括耐候层153、金属箔层151、第一粘结层154、基体层152、第二粘结层155；耐候层153为氟碳涂层；金属箔层151为铝箔；第一粘结层154为的透明EVA层；基体层152材质为PET薄膜；第二粘结层155为透明EVA层。

对比例2

如图1所示的一种光伏组件100，依次由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15组成。前层基板11由市面通用玻璃材质基板，透光率大于等于95％；前层封装胶膜12为通用透明EVA胶膜，粘结前层基板11与电池片13；电池片13为HJT电池组件；后层封装胶膜14长宽均比光伏背板15小2厘米，材质为通用透明EVA胶膜；如图4所示的光伏背板15包括耐候层153、金属箔层151、第一粘结层154、基体层 152、第二粘结层155；耐候层153为氟碳涂层；金属箔层151为铝箔；第一粘结层154为的透明EVA层；基体层152材质为PET薄膜；第二粘结层155 为透明EVA层。

对比例3

如图5所示的一种光伏组件100，依次由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14和光伏背板15组成。前层基板11由市面通用玻璃材质基板，透光率大于等于95％；前层封装胶膜12为通用透明EVA胶膜，粘结前层基板11与电池片13；电池片13为HJT电池组件；后层封装胶膜14尺寸和光伏背板15相同，材质为通用透明EVA胶膜；如图5所示的光伏背板15包括耐候层153、金属箔层151、第一粘结层154、基体层152、第二粘结层155；耐候层153为氟碳涂层；玻璃隔水层156；第一粘结层154 为的透明EVA层；基体层152材质为PVF薄膜；第二粘结层155为透明 EVA层。

对比例4

如图6所示的一种光伏组件100，依次由前层基板11、前层封装胶膜12、电池片13、后层封装胶膜14、光伏背板15、绝缘件17、非导电聚合物粘结剂18组成。前层基板11由市面通用玻璃材质基板，透光率大于等于95％；前层封装胶膜12为通用透明EVA胶膜，粘结前层基板11与电池片13；电池片13为HJT电池组件；后层封装胶膜14尺寸和光伏背板15相同，材质为通用透明EVA胶膜，用于粘结光伏背板15与电池片13；光伏背板15包括耐候层153、金属箔层151、第一粘结层154、基体层152、第二粘结层155；耐候层153为氟碳涂层；金属箔层151为铝箔；第一粘结层154为透明EVA 层；基体层152为PET薄膜，用于提供结构强度；第二粘结层155为透明 EVA层；绝缘件17，为中空的POE材质边条，设于光伏背板15的四个侧面，用于隔离光伏背板15和金属框架16；非导电聚合物粘结剂18，用于粘结绝缘件17与光伏背板15。

性能测试：

将上述实施例1-6中的光伏组件按以下方法进行性能测试。

1、湿热测试(MQT 13)

测试方法参照标准NB/T 42131-2017，执行标准：IEC61215：2005&Ed.3，IEC61646：2008，UL1703：2008，VDE0126-5：2008，环境条件：试验温度 (85±2)℃，相对湿度(85±5)％。

2、湿漏电流测试(MQT 15)

测试方法参照标准NB/T42131-2017，执行标准：IEC61215-2：2016 中4.3规定执行。

3、绝缘测试(MQT 03)

测试方法参照标准NB/T42131-2017，执行标准：IEC61215-1，环境条件：试验温度见IEC60068-1，相对湿度不超过75％。

性能测试结果：实施例1-6及对比例1-4中光伏组件性能测试结果如下表1所示。

表1实施例1-6及对比例1-4中光伏组件性能测试结果

由上表1可知，本申请实施例1-6中的光伏组件均具有良好的水汽阻隔性能，同时具有优异的绝缘性能。而对比例1-4中的组件在各方面均有不同程度的不足。对比例1中为常规的光伏组件，即后层封装胶膜与光伏背板尺寸相同，常规的光伏组件绝缘性能较差，容易发生漏电、短路等情况。对比例2中后层胶膜的尺寸小于光伏背板的尺寸，其不仅仅绝缘性能较差，其耐湿热性能也很差，测试后光伏背板和封装胶膜产生分层现象。对比例3中，封装胶膜与光伏背板的尺寸相同，且光伏背板中采用PVF薄膜作为光伏背板的基体层，其绝缘性能也较差。对比例4中，在光伏背板的边缘设置绝缘件，其具有较好的绝缘效果，但显然增加了组件组装时的工艺步骤和难度，降低了生产效率。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏组件，依次包括前层基板、前层封装胶膜、电池片、后层封装胶膜和光伏背板，其特征在于：

所述光伏背板包括金属箔层；

所述后层封装胶膜的至少部分包覆所述光伏背板的边缘。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述后层封装胶膜尺寸大于所述光伏背板。

3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述后层封装胶膜与所述光伏背板的宽幅差值为大于等于1cm且小于等于5cm。

4.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述光伏组件还包括金属框架，所述金属框架设于由所述前层基板、所述前层封装胶膜、所述电池片、所述后层封装胶膜和所述光伏背板堆叠而成的堆叠体四周。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于：

所述后层封装胶膜的至少部分位于所述光伏背板和所述金属框架之间。

6.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述光伏背板还包括基体层和耐候层，所述基体层设于所述金属箔层的一侧，所述耐候层设于所述金属箔层的另一侧。

7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：

所述金属箔层和所述基体层之间还设有第一粘结层，所述基体层远离所述金属箔层的一侧还设有第二粘结层。

8.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：

所述基体层为PET层或PP层。

9.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述光伏背板的水汽透过率为小于等于0.1g/(m²·d)。

10.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：

所述光伏组件为HJT电池组件、IBC电池组件或TOPCon电池组件。

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