CN218372134U - 一种封装胶膜及光伏组件 - Google Patents

Abstract

本申请属于光伏技术领域。本申请公开了一种封装胶膜，包括中间层和表面层。中间层的厚度为50～200μm，中间层为聚烯烃共聚物，厚度标准偏差不大于50，表面层设于中间层的两侧。本申请还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、背层封装胶膜和背层基板，前层封装胶膜或背层封装胶膜中至少之一为上述封装胶膜。本申请应用于光伏技术领域，公开的封装胶膜具有良好的粘结性能、优异的水汽阻隔、优秀的抗PID性能，能够保证光伏组件的发电效率与使用寿命。

Description

一种封装胶膜及光伏组件

技术领域

本实用新型属于光伏技术领域，尤其涉及一种封装胶膜及光伏组件。

背景技术

随着能源和环境问题日趋严峻，光伏发电技术一直受人关注。光伏组件是光伏发电技术的主要体现，而对光伏组件进行封装是光伏组件应用的必要过程。

封装胶膜是光伏封装中重要的封装材料，封装胶膜粘结电池片与光伏玻璃及背板，保护电池片并封装成能输出直流电的光伏组件。

其中，共挤封装胶膜由至少两种不同材质的原料经过共挤后获得，其兼具多不同材质的优点，具有广泛的应用。其中又以包含聚烯烃共聚物层的共挤胶膜具有较好的综合性能。

但本申请实用新型人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述技术至少存在以下技术问题：

在包含聚烯烃共聚物的共挤封装胶膜中，由于聚烯烃共聚物为非极性材料，存在助剂析出问题，特别是其中的POE材料，存在较为严重的助剂析出问题。助剂析出后会扩散到相邻层，甚至扩散到共挤封装胶膜的表面并析出，影响共挤封装胶膜与玻璃的粘结力，造成胶膜表面滑移。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种封装胶膜，解决现有技术中包含聚烯烃共聚物的共挤封装胶膜中助剂析出过多并影响共挤封装胶膜性能的问题，保证共挤封装胶膜具有良好的粘结性能。

本申请一方面提供了一种封装胶膜，包括：

中间层，厚度为50～200μm，厚度标准偏差小于等于50；

表面层，设于中间层的两侧；

中间层为聚烯烃共聚物。

进一步地，中间层的厚度为100～200μm。

进一步地，中间层的厚度为150～200μm。

进一步地，聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯- 己烯共聚物中的至少一种。

进一步地，聚烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物。

进一步地，表面层为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯- 丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

进一步地，封装胶膜的厚度为200～800μm。

进一步地，中间层厚度为封装胶膜厚度的5～48％。

本申请另一方面还提供给了一种光伏组件，其依次包括前层基板、前层封装胶膜、电池片、背层封装胶膜和背层基板；前层封装胶膜或背层封装胶膜中至少一层为共挤胶膜；共挤胶膜包括中间层及设于中间层两侧的表面层，中间层为聚烯烃共聚物，中间层的厚度为50～200μm，厚度标准偏差小于等于 50。

进一步地，中间层厚度为共挤胶膜厚度的5～48％，共挤胶膜的厚度为 200～800μm，中间层的厚度为100～200μm，聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种，表面层为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种，光伏组件为双面双玻电池组件。

因此，本申请实施例至少具有以下有益效果

1.本申请实施例通过控制封装胶膜中聚烯烃共聚物层的厚度，解决封装胶膜中聚烯烃共聚物层析出助剂过多的问题，保证封装胶膜具有良好的粘结性能；

2.本申请实施例通过在光伏组件中设置上述控制聚烯烃共聚物层的厚度，解决聚烯烃共聚物中助剂析出问题，保证光伏组件各部分之间的粘结能力，保证光伏组件的使用寿命。

附图说明

图1为本申请中封装胶膜的另一种实现方式的剖面结构示意图；

图2为本申请中光伏组件的剖面结构示意图；

图3为常规单层胶膜的剖面结构示意图。

图中：封装胶膜100，中间层11，表面层12；光伏组件200，前层基板 21、前层封装胶膜22、电池片23、背层封装胶膜24、背层基板25；常规单层封装胶膜300。

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，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型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。

本申请实施例解决共挤型封装胶膜中聚烯烃共聚物层析出过多助剂影响封装胶膜粘结性能的问题，通过控制共挤型封装胶膜中聚烯烃聚合物层的厚度，控制其助剂析出，使封装胶膜具有良好的粘结性能。

本申请实施例提供了一种如图1所示封装胶膜100，包括中间层11和表面层12。其中中间层11的厚度为50～200μm，厚度标准偏差不大于50，中间层11为聚烯烃共聚物制得，表面层12设于中间层11的两侧。如图1所示，表面层12也可以设置在中间层11的两侧。本申请实施例中，为解决封装胶膜100中聚烯烃共聚物层析出过量助剂带来的封装胶膜100性能下降的问题，通过控制聚烯烃共聚物层的厚度，减少聚烯烃共聚物层析出的助剂量。并且通过在表面层12原料中使用极性树脂，吸收聚烯烃共聚物层析出的助剂，以降低聚烯烃共聚物层析出助剂对封装胶膜100的影响。在实际应用中，由聚烯烃共聚物中助剂析出造成的粘结能力下降主要影响封装胶膜100与基板之间的粘结，因此在聚烯烃共聚物层的两侧都设置表面层12隔离析出的助剂。中间层11(即聚烯烃共聚物层)的厚度小于等于200μm可以保证在整个封装胶膜100中聚烯烃共聚物的助剂含量控制在较小的范围内，可以保证助剂析出也能够被表面层12所吸收而不会助剂析出到封装胶膜100表面影响粘结性能。中间层11(即聚烯烃共聚物层)的厚度大于等于50μm可以保证封装胶膜100具有较高的水汽透过率，保证封装后光伏组件的耐候性能和使用寿命。

作为一种实现方式，中间层11的厚度为100～200μm。优选地，中间层 11的厚度为150～200μm。中间层11厚度越厚，封装胶膜100中聚烯烃共聚物层的厚度越厚，可以进一步降低封装胶膜100的水汽透过率，提升封装后光伏组件的耐候性和使用寿命。

作为一种实现方式，聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的至少一种。优选的，聚烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物。聚烯烃共聚物是一类包含范围较为广泛的聚合物，其中乙烯/高级α-烯烃共聚物又被称为聚烯烃弹性体(即POE)，聚烯烃弹性体中主要包括乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物三种无规共聚物。POE分子结构中没有不饱和双键，具有很窄的分子量分布和短支链结构(短支链分布均匀)，因而具有高弹性、高强度、高伸长率等优异的物理机械性能和的优异的耐低温性能。窄的分子量分布使材料在注射和挤出加工过程中不宜产生挠曲，因而POE材料的加工性能优异。由于POE大分子链的饱和结构，分子结构中所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能。乙烯-丁烯共聚物是一种常见的POE树脂，具有优秀的耐化学性、耐老化性和优异的电绝缘性、机械性能及加工性能，同时也具有优异的抗蠕变性、耐环境应力开裂和抗冲击性能。在光伏封装胶膜100中使用具有优异的水汽阻隔、良好的离子阻隔能力和优秀的抗PID性能。选择合适的POE树脂能够进一步提升封装胶膜100的水汽阻隔、离子阻隔能力和抗PID性能，保证光伏组件封装后具有良好的发电效率与较长的使用寿命。

作为一种实现方式，表面层12为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。本申请实施例中中间层11会析出助剂，需要防止中间层11析出助剂对封装胶膜100的影响。封装胶膜 100表面层12的原料包括极性树脂，对助剂有着良好的相容性，因此封装胶膜100的表面层12还可以用于吸收中间层11析出的助剂。封装胶膜100表面层12能够吸收的助剂的量有限，所以需要控制中间层11厚度占封装胶膜100总厚度的比，保证表面层12能够尽可能吸收析出的助剂，防止析出的助剂对封装胶膜100100性能产生不利影响。乙烯-醋酸乙烯共聚物(即EVA)，由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。EVA树脂透明度高，粘着力高，室温下易储存，耐久性良好，耐紫外线性能良好，生产技术成熟，价格低廉，是光伏封装领域常用的一种封装材料。本申请实施例中EVA作为表面层12的原料能够使封装胶膜100具有良好的粘结性能，保证光伏组件封装的可靠性。同时，EVA极性较强，与助剂相容性较好，可以改善原中间层11的POE助剂析出的问题。中间层11助剂析出后能够被EVA吸收，EVA助剂吸收量饱和后，剩余的助剂析出到胶膜表面，影响胶膜与玻璃的粘结力，同时造成胶膜表面滑移。因此本申请实施例通过控制封装胶膜100中中间层11的厚度，保证其析出的助剂的量不超过表面层12能够吸收助剂的最大量，防止析出的助剂影响封装胶膜100性能。本申请也可以使用乙烯丙烯酸共聚物(即EAA) 作为表面层12原料。EAA是一种具有热塑性和极高粘接性的聚合物，由于羧基团的存在以及氢键的作用，聚合物的结晶化被抑制，主链的线性被破坏，因此提高了EAA的透明性和韧性，降低了熔点和软化点。EAA具有良好的粘结性能，能与多种材料粘结，作为本申请实施例中表面层12的原料能够提升封装胶膜100的粘结性能。EAA与多种助剂都具有很好的相容性，能够在一定范围内吸收中间层11析出的助剂，保证封装胶膜100的性能不受影响。乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(即EMA)是高压α-烯烃共聚物中热稳定性最好的品类。EMA外观为乳白色半透明固体状，具有韧性好、弹性优、尺寸稳定性好、电性能优、耐寒、耐老化等特点。EMA性柔软，易加工，与烯烃类相容性较好，抗污染性优良，低温热封性能佳。由于它是以乙烯为主要原料，与极性单体丙烯酸甲酯共聚而制得的产品，因此它同多种极性及非极性聚合物有良好的粘结性能，应用于本申请中能够提高与中间层11的结合力，并保证封装胶膜100的封装性能。EMA材料同样与助剂有着良好的相容性，制成封装胶膜100的表面层12后还能够提高封装胶膜100的透光性，提高光伏组件的发电效率。根据封装胶膜100的使用要求，可对表面层12原料进行适当调整，使用EVA、EAA或EMA中的至少一种，满足封装胶膜100的使用要求。

作为一种实现方式，封装胶膜100的厚度为200～800μm。本申请实施例为包括聚烯烃共聚物的共挤型封装胶膜100，其中中间层11由聚烯烃共聚物制得。为保证封装胶膜100的粘结性能，同时保证中间层11聚烯烃共聚物的助剂不会析出到封装胶膜100的表面，因此需要将封装胶膜100的总厚度需要满足在200μm及以上。同时为了降低封装胶膜100的单位面积克重，降低封装后光伏组件的重量，在满足粘结性能等要求下，封装胶膜100的总厚度在800μm是比较合适的。

作为一种实现方式，中间层11厚度为封装胶膜100厚度的5～48％，优选地，中间层11厚度为封装胶膜100厚度的10～40％。本申请实施例中采用聚烯烃共聚物作为中间层11的原料，相较于其他树脂材料聚烯烃共聚物具有更好的水汽阻隔性能、良好的离子阻隔能力和优秀的抗PID性能，因此在封装胶膜100中间层11的厚度不宜太薄，否则可能无法实现阻隔水汽、阻隔离子迁移和抗PID的效果。同时，由于聚烯烃共聚物中的助剂容易发生析出和迁移，如果中间层11过厚且设于中间层11外的表面层12较薄则存在无法完全吸收中间层11中析出的助剂，造成助剂迁移并析出到封装胶膜100的表面，影响封装胶膜100的粘结性能，特别是影响封装胶膜100与基板之间的粘结性能。而当中间层11厚度为封装胶膜100厚度的5～48％时，既能够保证封装胶膜100具有良好的水汽阻隔性能，也能够保证中间层11中的助剂不会迁移到封装胶膜100的表面，造成封装胶膜100与基板粘结性能的下降。

本申请实施例还提供了一种如图2所示的光伏组件200，其依次包括前层基板21、前层封装胶膜22、电池片23、背层封装胶膜24和背层基板25。其中，前层封装胶膜22或背层封装胶膜24中至少一层为共挤胶膜；共挤胶膜包括中间层11及设于所述中间层11两侧的表面层12，中间层11为聚烯烃共聚物材质，中间层11的厚度为50～200μm，厚度标准偏差不大于50。本申请实施例还提供给了一种包括上述共挤型封装胶膜的光伏组件200。既具有较好的水汽阻隔性能，防止水汽进入光伏组件200中对其中的电池片产生损坏，同时也具有较好的可靠性，使得光伏组件200层压后具有良好的强度，不易发生剥离。其中电池片可为当下已知并常用的PERC电池片、N型 TOPCon电池片等电池片，也可以是将来会出现的光伏电池片。

作为一种实现方式，中间层11厚度为共挤胶膜厚度的5～48％，共挤胶膜的厚度为200～800μm，中间层11的厚度为100～200μm，聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种，表面层12 为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种，光伏组件200为双面双玻电池组件。

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所示的封装胶膜100由一层POE材质的中间层11及位于中间层 11两侧的表面层12构成。封装胶膜100厚度为500μm，中间层11厚度为 150μm，中间层11的厚度标准偏差为40，两层表面层12的厚度均为175μm；中间层11具体由乙烯-丁烯共聚物制得，表面层12具体由乙烯-醋酸乙烯共聚物制得。中间层11厚度为所述共挤胶膜100厚度的30％。

一种光伏组件200，如图2所示，依次包括前层基板21、前层封装胶膜 22、电池片23、背层封装胶膜24和背层基板25，其中电池片23为PERC电池片，前层基板21和背层基板25都为透明玻璃。前层封装胶膜22和背层封装胶膜均为如图1所示的上述封装胶膜100。

实施例2

实施例2中封装胶膜的中间层厚度为200μm，中间层厚度为所述共挤胶膜100厚度的40％。其他条件都与实施例1相同。

实施例3

实施例3中封装胶膜的中间层厚度为100μm，中间层厚度为所述共挤胶膜100厚度的20％。其他条件都与实施例1相同。

实施例4

实施例4中封装胶膜的中间层厚度为50μm，中间层厚度为所述共挤胶膜100厚度的10％。其他条件都与实施例1相同。

实施例5

实施例5中封装胶膜的厚度为600μm，中间层厚度为200μm，两层表面层的厚度均为200μm外，其他条件都与实施例1相同。

实施例6

实施例6中封装胶膜的厚度为600μm，中间层厚度为200μm，两层表面层其中一层表面厚度为150μm，另外一层表面层厚度为250μm。其他条件都与实施例1相同。

实施例7

实施例7中封装胶膜的厚度为1000μm，中间层厚度为50μm，两层表面层的厚度均为475μm，其他条件都与实施例1相同。

实施例8

实施例8中封装胶膜的厚度为400μm，中间层厚度为150μm，两层表面层的厚度均为125μm，其他条件都与实施例1相同。

实施例9

实施例9中封装胶膜的厚度为800μm，中间层厚度为100μm，两层表面层的厚度均为350μm，其他条件都与实施例1相同。

实施例10

实施例10中除了中间层具体由乙烯-辛烯共聚物制得，表面层具体由乙烯-丙烯酸共聚物制得外，其他条件都与实施例1相同。

实施例11

实施例11中除中间层具体由乙烯-己烯共聚物制得，表面层具体由乙烯 -丙烯酸甲酯共聚物制得外，其他条件都与实施例1相同。

实施例12

实施例12中中间层的厚度标准偏差为50，其他条件都与实施例1相同。

对比例1

对比例1中除了封装胶膜100的厚度为500μm，中间层11厚度为250μm，两层表面层12的厚度均为125μm外，其他条件都与实施例1相同。

对比例2

对比例1中除了封装胶膜100的厚度为500μm，中间层11厚度为40μm，两层表面层12的厚度均为230μm外，其他条件都与实施例1相同。

对比例3

对比例3中除了封装胶膜100的厚度为300μm，中间层11厚度为80μm，两层表面层12的厚度均为50μm外，其他条件都与实施例1相同。

对比例4

对比例4中中间层的厚度标准偏差为60，其他条件都与实施例1相同。

对比例5

一种光伏组件200，如图2所示，依次包括前层基板21、前层封装胶膜 22、电池片23、背层封装胶膜24和背层基板25，其中电池片23为PERC电池片，前层基板21和背层基板25都为透明玻璃。前层封装胶膜22和背层封装胶膜均为如图3所示的单层常规封装胶膜300。该单层常规封装胶膜300 厚度为500μm，其具体由乙烯-丁烯共聚物制得。

性能测试：

水汽透过率测试：采用GB/T30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定湿度传感器法》中的方法测试实施例1～12及对比例1～5中封装胶膜的水汽透过率。

剥离性能测试：GB-T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料，测试实施例1～12及对比例1～5光伏组件中封装胶膜与基板之间的剥离性能。

性能测试结果：

性能测试结果如下表1所示。

表1性能测试结果

由上表1中可以得知，本申请实施例中的封装胶膜兼具优异的抗水汽透过性能和优异的抗剥离性能。同时由实施例和对比例的比较可以得知，其中间层为封装胶膜提供了良好的抗水汽透过性能，而表面层能够吸收中间层析出的助剂并防止析出的助剂进一步扩散到封装胶膜表面，以保证封装胶膜优异的粘结性能和抗剥离性能。

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 (7)

1.一种封装胶膜，其特征在于，包括：

中间层，厚度为50～200μm，厚度标准偏差小于等于50；

表面层，设于所述中间层的两侧；

所述中间层为聚烯烃共聚物，所述聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种，所述表面层为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种，所述中间层厚度为所述封装胶膜厚度的5～48％。

2.根据权利要求1所述的一种封装胶膜，其特征在于：

所述中间层的厚度为100～200μm。

3.根据权利要求2所述的一种封装胶膜，其特征在于：

所述中间层的厚度为150～200μm。

4.根据权利要求1所述的一种封装胶膜，其特征在于：

所述聚烯烃共聚物为乙烯-丁烯共聚物。

5.根据权利要求1所述的一种封装胶膜，其特征在于：

所述封装胶膜的厚度为200～800μm。

6.一种光伏组件，其依次包括前层基板、前层封装胶膜、电池片、背层封装胶膜和背层基板，其特征在于：

所述前层封装胶膜或背层封装胶膜中至少一层为共挤胶膜；

所述共挤胶膜包括中间层及设于所述中间层两侧的表面层，所述中间层为聚烯烃共聚物，所述中间层的厚度为50～200μm，厚度标准偏差小于等于50，所述表面层为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种光伏组件，其特征在于：

所述中间层厚度为所述共挤胶膜厚度的5～48％，所述共挤胶膜的厚度为200～800μm，所述中间层的厚度为100～200μm，所述聚烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种，所述光伏组件为双面双玻电池组件。

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