CN212323012U - 一种含多层封装胶膜的光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种含多层封装胶膜的光伏组件。本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件，具有优异的抗PID性能，可满足对不同功能的封装胶膜的需求。

Description

一种含多层封装胶膜的光伏组件

技术领域

本实用新型属于光伏组件技术领域，涉及一种含多层封装胶膜的光伏组件。

背景技术

封装材料在组件中起到粘接保护等作用，光伏组件所用电池片越来越多，各种电池片的性能不一样，对封装胶膜的需求也不一样；比如P型电池片需要高抗PID性能的胶膜；配圆焊带的异质结电池片需要表面不滑的胶膜，CIGS的电池片怕热，需要低温层压等。对封装胶膜的要求越来越高，单层胶膜或者单种材料难以满足封装要求。对多层结构的胶膜以及各种材料共混所制备的胶膜需求越来越多。目前，可做封装胶膜的材料有很多，比如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α-烯烃共聚物(POE)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、离子聚合物等材料，各种材料的性能不一样；POE具有高阻水功能、抗PID功能；EVA具有高透光率高交联速度等优点；PVB内聚力大，适合BIPV建筑等功能。但是，POE也有一定的不足，随着MBB多主栅技术，POE表面摩擦系数小，极性低，造成容易导致电池片并片滑移，因为POE极性小，造成助剂容易析出，导致储存期短，POE交联速度较乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)慢，影响生产效率。同时POE价格远高于EVA，给光伏发电成本造成压力。常规封装材料EVA胶膜能够在一定程度上增加组件的可靠性，但对于常规封装的高效新型电池及组件，可靠性问题不容忽视，对封装材料提出了更严苛的要求。

CN104538471A公开了一种用于太阳能模块的多层封装材料，依次由POE表层A、EVA芯层B和POE表层C组成，所述POE表层A为胶膜，由乙烯和辛烯嵌段共聚物(POE)胶粒制成，所述POE表层A表面与太阳能电池片接触；所述EVA芯层B由乙烯-醋酸乙烯(EVA)聚合物与改性助剂制成；所述POE表层C为胶膜，由乙烯和辛烯嵌段共聚物(POE)胶粒制成，所述POE表层A表面与太阳能模块中的背板接触，该材料的耐老化性能高。但是，该实用新型中间用更廉价的EVA部分替代POE，仅是降低POE胶膜的成本，POE胶膜本身的缺点并没有得到改善，比如POE胶膜表面助剂易析出的缺点。

另外，现有技术的多层胶膜，各层胶膜所用的基体(除助剂外的)材料为单一材料。其产品在实际生产过程中，良率较低，边角料无法回收利用。

因此，很有必要开发一种具有优异的抗PID性能的的光伏组件及其制备方法，以满足对不同功能的封装胶膜的需求。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种含多层封装胶膜的光伏组件，制得的含多层封装胶膜的光伏组件具有优异的抗PID性能。

本实用新型的目的在于提供一种含多层封装胶膜的光伏组件，为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种含多层封装胶膜的光伏组件，所述光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。

本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件通过合理的结构设置，具有优异的抗PID性能。

本实用新型的多层封装胶膜，提高了产品的生产良率。

需要说明的是，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，是指上层胶膜为单层胶膜，下层胶膜为多层胶膜；或者，上层胶膜为多层胶膜，下层胶膜为单层胶膜；或者，上层胶膜和下层胶膜均为多层胶膜；多层胶膜可以集中各种材料的优点，使得多层胶膜具备单层胶膜更优异的性能。

所述多层封装胶膜包括由上至下依次设置的上表层和下表层。

所述上表层与所述下表层独立地选自乙烯-α-烯烃共聚物层、乙烯-丙烯酸共聚物层、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物层、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物层、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物层、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层、离子聚合物层和聚氨酯层中的任意一种。

所述多层封装胶膜还包括中间层。

所述中间层选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、乙烯-α-烯烃共聚物层、乙烯-丙烯酸共聚物层、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物层、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物层、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物层、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层、离子聚合物层和聚氨酯层中的任意一种。

所述上层胶膜与所述下层胶膜为单层膜；所述单层膜为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物单层膜、乙烯-α-烯烃共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物单层膜、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物单层膜、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物单层膜、聚乙烯醇缩丁醛单层膜、离子聚合物单层膜和聚氨酯单层膜中的任意一种。所述上层胶膜与所述下层胶膜中均还含有助剂。

需要说明的是，上述各层材料均为已知材料，即本实用新型不涉及对材料的改进。

为了保证组件的可靠性，胶膜最好使用交联型的，组件层压的工艺由热交联层压或者光固化交联层压等。现有胶膜产品多为需要热交联的产品。组件厂需要能够降低能耗或者缩短层压时间的封装胶膜，热固化胶膜难以满足此要求，本实用新型提供一种光固化交联或者光/热混合固化胶膜的产品，可以缩短层压时间，降低能耗。有些胶膜比如常规POE，表面摩擦系数小，导致的电池片间距不均，需要表面共挤一层极性层。本实用新型的光固化、光/热混合固化交联，可以实现层压无工装等辅助设施。

优选地，所述助剂为热交联助剂或光固化交联助剂或光固化交联-热交联助剂，其中，光固化交联-热交联是指光固化交联和热交联混合交联。

优选地，所述多层封装胶膜的层数为2～5层，例如多层封装胶膜的层数为2层、3层、4层或5层。

所述光伏组件为单玻组件或双玻组件。

优选地，所述前板为玻璃板或透明前板，也可以为其他透明材料。

优选地，所述电池片为P型电池片、N型电池片、异质结电池片、IBC电池片、TOPCon电池片、MWT电池或非晶硅电池片中的任意一种。电池片种类很多，包含上述，但是不限于上述种类。

优选地，所述后板为玻璃板或其他透明背板，也可以为普通的不透明背板。

本实用新型所述的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

根据所选胶膜的不同可以选择热固化、光固化或光/热混合固化，本实用新型提供光固化层压工艺或者光/热混合固化层压工艺，可以实现无工装层压(或者无层压辅助设备层压)，提高了组件厂层压效率。

优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为共挤成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，在设定好温度的各自挤出机分别挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。

优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为淋膜成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，先将中间层在挤出机挤出，中间层的表面为光面，其余各层按顺序依次在中间层的上下表面进行淋膜，辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。

优选地，所述多层封装胶膜的制备方法为复合成型，包括如下步骤：按配比将各层原料混合，将各层分别在挤出机中单独挤出成设定厚度的单层膜，各层膜按照设定结构一次层叠，在复合辊上进行复合及辊筒压花，得到所述多层封装胶膜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型含多层封装胶膜的光伏组件，含有多层封装胶膜，制得的含多层封装胶膜的光伏组件具有优异的抗PID性能，PID192h后光伏组件正面功率衰减2-2.9％，背面功率衰减1.8-3.3％。

本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法，光固化交联成型或者热/光双固化交联成型降低了生产能耗缩短了层压时间，采用光固化层压工艺或者光/热混合固化层压工艺，可以实现无工装层压，或者无层压辅助设备层压，提高了组件厂层压效率，具有生产操作可行性，可以回收利用边角料，大幅度提高了生产的良率。

附图说明

图1为本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件的结构示意图；

附图标记如下：

1-前板；2-上层胶膜；3-电池片；4-下层胶膜；5-后板。

具体实施方式

下面结合附图1，并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如无具体说明，本实用新型的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

本实用新型的含多层封装胶膜的光伏组件的结构示意图如附图1所示，包括由上至下依次设置的前板1、上层胶膜2、电池片3、下层胶膜4和后板5，所述上层胶膜2与所述下层胶膜4至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。

实施例1

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层EVA胶膜，电池片为P型电池片，下层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；

其中，按质量百分比计，下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成为：

其中，按质量百分比计，下表层EVA+POE胶膜的具体组成为：

其中，按质量百分比计，中间层POE胶膜的具体组成为：

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过共挤成型方法制备得到：各层原料按照配方混合好后，在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。

实施例2

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层EVA胶膜，电池片为P型电池片，下层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；

其中，按质量百分比计，下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成为：

其中，按质量百分比计，下表层EVA+POE胶膜的具体组成为：

按质量百分比计，中间层POE胶膜的具体组成为：

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过共挤成型方法制得：按配比将各层原料按照配方混合好后，在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。

实施例3

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，电池片为P型电池片，上层胶膜和下层胶膜均为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；

其中，按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：

其中，按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的下表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：

按质量百分比计，上层胶膜和下层胶膜的中间层POE胶膜的具体组成均为：

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过淋膜成型制得：各层原料按照配方混合好后，中间层在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的挤出机挤出成膜，上下表层先后在中间层上进行挤出淋膜，辊筒压花，得到多层封装胶膜。

实施例4

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，电池片为N型电池片，上层胶膜为EVA+POE/POE/EVA+POE三层结构的胶膜；下层胶膜为单层EVA+POE胶膜，具体组成为：

其中，按质量百分比计，上层胶膜的上表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：

其中，所用硅烷低聚物分子结构如下：

其中，按质量百分比计，上层胶膜的下表层EVA+POE胶膜的具体组成均为：

其中，所用硅烷低聚物分子结构如下：

按质量百分比计，上层胶膜的中间层胶膜的具体组成均为：

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下，按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

其中，多层封装胶膜的制备方法如下：通过复合法制备：三层各自挤出后，按结构顺序层叠经过热压辊复合，成具有压花结构的胶膜。

实施例5

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，上层胶膜为单层POE+EVA胶膜，电池片为异质结电池片，下层胶膜为POE+EVA/EVA+离子聚合物/POE+EVA三层结构的胶膜；

其中，按质量百分比计，下层胶膜POE+EVA胶膜的上表层的具体组成为：

其中，按质量百分比计，下层胶膜POE+EVA胶膜的下表层的具体组成为：

其中，按质量百分比计，下层胶膜EVA+离子聚合物胶膜的中间层的具体组成为：

离子聚合物AMPLIFY^TMIO 99％

EVA FL02528 1％。

其中，按质量百分比计，上层胶膜POE+EVA胶膜的具体组成为：

本实施例的含多层封装胶膜的光伏组件的制备方法如下：按顺序将前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜、后板层叠在一起，将层叠好的组件层压，固化后得到所述含多层封装胶膜的光伏组件。

其中，多层封装胶膜的制备方法如下：各层原料按照配方混合好后→在设定好温度(螺杆区域50-80℃、模头区域100℃)的各自挤出机挤出，经分配器分配，模头定型，辊筒压花，得到多层封装胶膜。

其中，交联剂LUPEROX TBEC为阿科玛公司生产的，助交联剂TAIC为湖南民合化工生产的，硅烷偶联剂OFS-6030为DOW CORNING公司生产的，抗氧剂1010和光稳定剂770为联盛集团公司生产的，离子捕捉剂为具有阳离子交换特性的五价金属氧化物，本实用新型采用的离子捕捉剂为母粒EVAM 1SG038NAT为东洋油墨公司生产的，D113离子交换树脂为天津津达正源有限公司生产的。

对比例1

本对比例的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，上层胶膜和下层胶膜均为单层EVA胶膜，具体组成如下：

本对比例的光伏组件的制备方法如下：

按组件结构一次叠片，随后放入层压机进行层压，层压条件为145℃、抽真空5min+保压10min。

对比例2

本对比例的光伏组件，由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，其中，上层胶膜和下层胶膜均为单层POE胶膜，具体组成如下：

本对比例的光伏组件的制备方法如下：

按组件结构一次叠片，随后放入层压机进行层压，层压条件为145℃、抽真空5min+保压10min。

将实施例1-5与对比例1-2制得的光伏组件进行抗PID性能测试，测试结果如表1所示，对应的层压条件见表1。

其中，抗PID性能的测试标准参照标准IEC62804进行。

表1

以实施例1为例，光伏组件经PID192h后，正面功率衰减2.2％，背面功率衰减3.3％。

相对于对比例1的上下层胶膜均为单层EVA胶膜，本实用新型的实施例1-5的抗PID效果更好，但是层压工艺条件没有很大的变化，尤其是层压时间与对比例1的类似。

相对于对比例2的上下层胶膜均为单层POE胶膜，本实用新型的实施例1-5的抗PID效果差不多，但是层压工艺却有了大幅度优化，本实用新型的层压工艺大幅度缩短了层压时间。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种含多层封装胶膜的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括由上至下依次设置的前板、上层胶膜、电池片、下层胶膜和后板，所述上层胶膜与所述下层胶膜至少有一层为多层封装胶膜，所述多层封装胶膜包含至少两层封装胶膜。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜包括由上至下依次设置的上表层和下表层。

3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，所述上表层与所述下表层独立地选自乙烯-α-烯烃共聚物层、乙烯-丙烯酸共聚物层、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物层、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物层、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物层、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层、离子聚合物层和聚氨酯层中的任意一种。

4.根据权利要求2或3所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜还包括中间层。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述中间层选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、乙烯-α-烯烃共聚物层、乙烯-丙烯酸共聚物层、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物层、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物层、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物层、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物层、聚乙烯醇缩丁醛层、离子聚合物层和聚氨酯层中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述上层胶膜与所述下层胶膜为单层膜；

所述单层膜为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物单层膜、乙烯-α-烯烃共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物单层膜、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物单层膜、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物单层膜、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物单层膜、聚乙烯醇缩丁醛单层膜、离子聚合物单层膜和聚氨酯单层膜中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述多层封装胶膜的层数为2～5层。

8.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件为单玻组件或双玻组件。

9.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述前板为玻璃板。

10.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述电池片为P型电池片、N型电池片、异质结电池片、IBC电池片、TOPCon电池片、MWT电池或非晶硅电池片中的任意一种。

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