一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的制作方法

[0001]
本实用新型属于光伏行业技术领域，具体涉及一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜。


背景技术：

[0002]
目前白色eva通常被选用为单玻光伏组件的背面封装胶膜，来增加背面反光，从而提升单玻组件的功率。但是白色eva还存在一些不足之处：白色封装胶膜对组件功率提升有限，在组件高温层压过程中，由于具有一定流动性，向电池片和焊带正面溢出，导致溢白、翻边问题，进而影响组件的美观、降低组件功率和提高组件热斑风险。此外，光伏行业中追求更高的胶膜反射率，来得到更高的组件功率，在不增加无机填料的基础上，进行了较多尝试，如，在组件中电池片间隙区域放置间隙反光膜，或在电池片整体背面放置金属反光薄膜等方法，但效果均不理想。间隙反光膜在层压中偏移、错位，导致其部分区域处于电池片背面，不仅达不到反光增益效果，还影响美观、并有电池片隐裂风险；而电池片整体背面区域放置反光膜，则直接造成电池片大量隐裂和胶膜容易脱层问题。随着光伏行业的发展，近年来行业对白膜提出了更高的抗pid性能要求，由于白膜主要组分为eva和无机填料，其抗pid性能很难进一步提升。
[0003]
因此针对以上问题，研发一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型提供一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，来解决上述问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，包括：从上往下依次设置的过渡层、结构反射层和封装层，所述结构反射层的上表面设有多条平行的第一棱柱结构和多条平行的第二棱柱结构，所述第一棱柱结构与所述第二棱柱结构交叉，构成井字排列，所述结构反射层的下表面设有多个内凹的半球形结构，所述封装层的下表面具有多个突出的t字结构。
[0006]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述过渡层的厚度为75～150μm。
[0007]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述结构反射层的厚度为150～200μm。
[0008]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述第一棱柱结构和第二棱柱结构的宽度均为20～50μm，所述第一棱柱结构和第二棱柱结构的高度均为30～50μm。
[0009]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述第一棱柱结构和第二棱柱结构的截面均为三角形、梯形或多边形中的任意一种或多种。
[0010]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，
相邻两个平行的第一棱柱结构之间的间距为10～50μm，相邻两个平行的第二棱柱结构之间的间距为10～50μm。
[0011]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述内凹的半球形结构的宽度为40～60μm，深度为30～50μm，任意相邻两个内凹的半球形结构的间距为30～70μm。
[0012]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述封装层的厚度为150～350μm。
[0013]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述t字结构由一个水平放置的梭形和另一个垂直放置的梭形组成，垂直放置的梭形的顶部与水平放置的梭形的腰部固定连接。
[0014]
作为本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的一种优选方案，所述t字结构具有多个孔状结构，所述孔状结构的目数为20～60目，所述t字结构的高度为30～60μm。
[0015]
与现有技术相比，本实用新型提出的一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜具有以下优点：
[0016]
(1)相对于传统白色eva而言，通过结构层的棱柱结构设计，具有更高的反射率，对组件的功率提升更优异；
[0017]
(2)通过过渡层和反射层的组合、反射层设置井字排列及内凹半球形，有效避免白色eva在组件层压后产生的褶皱、溢白、翻边问题；同时过渡层可以避免层压过程中结构层挤压电池片，造成电池片隐裂；
[0018]
(3)封装层采用po胶膜，并具有t字结构、内设孔状结构，其性能更优异，抗pid效果更好；
[0019]
(4)此实用新型简单高效、并不会增加组件生产工艺流程，适合大规模推广应用。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，
[0021]
图1为本实用新型的一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的纵向截面示意图；
[0022]
图2为本实用新型的一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的结构反射层的上表面的示意图；
[0023]
图3为本实用新型的一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的结构反射层的下表面的示意图；
[0024]
图4为本实用新型的一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的封装层的下表面中的t字结构的示意图。
[0025]
其中：1为过渡层、2为结构反射层、3为封装层、21为第一棱柱结构、22为第二棱柱结构、23为半球形结构、31为水平放置的梭形、32为垂直放置的梭形。
具体实施方式
[0026]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0027]
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0028]
其次，本实用新型利用结构示意图等进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
[0029]
本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，如图1所示，包括从上往下依次设置的过渡层1、结构反射层2、封装层3。
[0030]
过渡层1的厚度为75～150μm，过渡层1的材料为第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂，第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂的质量比为87～90：4～5：6～8。第一主体树脂为eva树脂，其中醋酸乙烯摩尔含量为15％～30％，第一主体树脂的熔体流动速率为0.5g/10min～5g/10min，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少两种混合，紫外稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮、丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-吡啶乙醇聚合物、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的任意一种。
[0031]
如图2所示，结构反射层2的上表面设有多条平行的第一棱柱结构21和多条平行的第二棱柱结构22，第一棱柱结构21与第二棱柱结构22交叉，构成井字排列，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的宽度均为20～50μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的高度均为30～50μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的截面均为三角形、梯形或多边形中的任意一种或多种，相邻两个平行的第一棱柱结构21之间的间距为10～50μm，相邻两个平行的第二棱柱结构22之间的间距为10～50μm。如图3所示，结构反射层2的下表面设有多个内凹的半球形结构23，内凹的半球形结构23的宽度为40～60μm，深度为30～50μm，任意相邻两个内凹的半球形结构23的间距为30～70μm。结构反射层2的厚度为150～200μm，结构反射层2由质量分数为30％～65％的无机填料和35％～70％的第二主体树脂组成，无机填料为二氧化钛、锌钡白、硫酸钡、碳酸钙白色颗粒中的任意一种或多种混合；第二主体树脂为改性eva树脂、改性po树脂、改性pe树脂、改性pvb树脂、改性pe树脂中的任意一种或多种混合。
[0032]
封装层3的厚度为150～350μm，封装层3由质量分数为90％～93％的第三主体树脂、4.5％～5％的抗氧剂、1.5％～3％的交联剂、1％～2％的硅烷偶联剂组成。第三主体树脂为po树脂，所述po树脂的熔体流动速率为3g/10min～22g/10min，其中α烯烃的摩尔含量为5％～35％，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中至少两种混合，交联剂包括固化剂和助交联剂，固化剂包括过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种；助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、丙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、
二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任意一种或多种混合，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的任意一种或多种。如图4所示，封装层3的下表面具有多个突出的t字结构。t字结构由一个水平放置的梭形31和另一个垂直放置的梭形32组成，垂直放置的梭形32的顶部与水平放置的梭形31的腰部固定连接。t字结构具有多个孔状结构，孔状结构的目数为20～60目，t字结构的高度为30～60μm。
[0033]
上述如图1所示的三层结构的高反射光伏组件封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
[0034]
(1)将第二主体树脂和无机填料充分混合后，通过双螺杆挤出机共挤造粒，制成母粒；
[0035]
(2)将所述母粒和第二主体树脂加入混料机充分混合5～10min，装入挤出料斗，通过单螺杆或双螺杆进行流延，再经过表面有结构胶辊挤压，经冷却后得到结构反射层；
[0036]
(3)将第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂加入混料机充分混合5～15min，通过单螺杆，挤出流延涂覆在所述结构反射层的上表面，获得过渡层/结构反射层；
[0037]
(4)将第三主体树脂、抗氧剂、交联剂和硅烷偶联剂加入另一台混料机中充分混合10～20min；通过单螺杆或双螺杆挤出流延涂覆在所述结构反射层的下表面，经过表面有结构的胶辊挤压，获得过渡层/结构反射层/封装层；
[0038]
(5)经过切边、收卷、包装工序后得到三层结构的高反射光伏组件封装胶膜。
[0039]
具体实施方式，请参见下述实施例1-4：
[0040]
实施例1
[0041]
本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，包括从上往下依次设置的过渡层1、结构反射层2、封装层3。过渡层1的厚度为75μm，过渡层1的材料为第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂，第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂的质量比为87：5：8。第一主体树脂为eva树脂，其中醋酸乙烯摩尔含量为15％，第一主体树脂的熔体流动速率为0.5g/10min，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯两种混合，紫外稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮。结构反射层2的上表面设有多条平行的第一棱柱结构21和多条平行的第二棱柱结构22，第一棱柱结构21与第二棱柱结构22交叉，构成井字排列，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的宽度均为20μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的高度均为30μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的截面均为三角形，相邻两个平行的第一棱柱结构21之间的间距为10μm，相邻两个平行的第二棱柱结构22之间的间距为10μm。结构反射层2的下表面设有多个内凹的半球形结构23，内凹的半球形结构23的宽度为40μm，深度为30μm，任意相邻两个内凹的半球形结构23的间距为30μm。结构反射层2的厚度为150μm，结构反射层2由质量分数为30％的无机填料和70％的第二主体树脂组成，无机填料为二氧化钛、锌钡白混合；第二主体树脂为改性eva树脂、改性po树脂混合。封装层3的厚度为150μm，封装层3由质量分数为90％的第三主体树脂、5％的抗氧剂、3％的交联剂、2％的硅烷偶联剂组成。第三主体树脂为po树脂，所述po树脂的熔体流动速率为3g/10min，其中α烯烃的摩尔含量为5％，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯两种混合，交联剂包括固化剂和助交联剂，固化剂包括过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物；助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸
酯混合，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。封装层3的下表面具有多个突出的t字结构。t字结构由一个水平放置的梭形31和另一个垂直放置的梭形32组成，垂直放置的梭形32的顶部与水平放置的梭形31的腰部固定连接。t字结构具有多个孔状结构，孔状结构的目数为20目，t字结构的高度为30μm。
[0042]
实施例2
[0043]
本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，包括从上往下依次设置的过渡层1、结构反射层2、封装层3。过渡层1的厚度为100μm，过渡层1的材料为第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂，第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂的质量比为88：4：8。第一主体树脂为eva树脂，其中醋酸乙烯摩尔含量为20％，第一主体树脂的熔体流动速率为2.5g/10min，抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少两种混合，紫外稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-吡啶乙醇聚合物。结构反射层2的上表面设有多条平行的第一棱柱结构21和多条平行的第二棱柱结构22，第一棱柱结构21与第二棱柱结构22交叉，构成井字排列，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的宽度均为30μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的高度均为35μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的截面均为梯形，相邻两个平行的第一棱柱结构21之间的间距为30μm，相邻两个平行的第二棱柱结构22之间的间距为30μm。如图3所示，结构反射层2的下表面设有多个内凹的半球形结构23，内凹的半球形结构23的宽度为45μm，深度为39μm，任意相邻两个内凹的半球形结构23的间距为40μm。结构反射层2的厚度为160μm，结构反射层2由质量分数为50％的无机填料和50％的第二主体树脂组成，无机填料为硫酸钡、碳酸钙白色颗粒混合；第二主体树脂为改性pe树脂、改性pvb树脂混合。封装层3的厚度为250μm，封装层3由质量分数为91％的第三主体树脂、5％的抗氧剂、3％的交联剂、1％的硅烷偶联剂组成。第三主体树脂为po树脂，所述po树脂的熔体流动速率为8g/10min，其中α烯烃的摩尔含量为15％，抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯混合，交联剂包括固化剂和助交联剂，固化剂包括2，5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯；助交联剂包括三聚氰酸三烯丙酯、丙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合，所述硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷。封装层3的下表面具有多个突出的t字结构。t字结构由一个水平放置的梭形31和另一个垂直放置的梭形32组成，垂直放置的梭形32的顶部与水平放置的梭形31的腰部固定连接。t字结构具有多个孔状结构，孔状结构的目数为30目，t字结构的高度为40μm。
[0044]
实施例3
[0045]
本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，包括从上往下依次设置的过渡层1、结构反射层2、封装层3。过渡层1的厚度为120μm，过渡层1的材料为第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂，第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂的质量比为89：5：6。第一主体树脂为eva树脂，其中醋酸乙烯摩尔含量为28％，第一主体树脂的熔体流动速率为4g/10min，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯两种混合，紫外稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。结构反射层2的上表面设有多条平行的第一棱柱结构21和多条平行的第二棱柱结构22，第一棱柱结构21与第二棱柱结构22交叉，构成井字排列，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的宽度均为45μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的高度均为45μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的截面均为正方形，
相邻两个平行的第一棱柱结构21之间的间距为40μm，相邻两个平行的第二棱柱结构22之间的间距为40μm。结构反射层2的下表面设有多个内凹的半球形结构23，内凹的半球形结构23的宽度为50μm，深度为45μm，任意相邻两个内凹的半球形结构23的间距为50μm。结构反射层2的厚度为160μm，结构反射层2由质量分数为55％的无机填料和45％的第二主体树脂组成，无机填料为锌钡白、硫酸钡混合；第二主体树脂为改性pvb树脂、改性pe树脂混合。封装层3的厚度为300μm，封装层3由质量分数为92％的第三主体树脂、4.5％的抗氧剂、1.5％的交联剂、2％的硅烷偶联剂组成。第三主体树脂为po树脂，po树脂的熔体流动速率为15g/10min，其中α烯烃的摩尔含量为30％，抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯两种混合，交联剂包括固化剂和助交联剂，固化剂包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯；助交联剂包括丙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯混合，硅烷偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。封装层3的下表面具有多个突出的t字结构。t字结构由一个水平放置的梭形31和另一个垂直放置的梭形32组成，垂直放置的梭形32的顶部与水平放置的梭形31的腰部固定连接。t字结构具有多个孔状结构，孔状结构的目数为50目，t字结构的高度为50μm。
[0046]
实施例4
[0047]
本实用新型所述一种三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，包括从上往下依次设置的过渡层1、结构反射层2、封装层3。过渡层1的厚度为150μm，过渡层1的材料为第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂，第一主体树脂、抗氧剂和紫外稳定剂的质量比为90：4：6。第一主体树脂为eva树脂，其中醋酸乙烯摩尔含量为30％，第一主体树脂的熔体流动速率为5g/10min，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯两种混合，紫外稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。结构反射层2的上表面设有多条平行的第一棱柱结构21和多条平行的第二棱柱结构22，第一棱柱结构21与第二棱柱结构22交叉，构成井字排列，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的宽度均为50μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的高度均为50μm，第一棱柱结构21和第二棱柱结构22的截面均为五边形中的任意一种或多种，相邻两个平行的第一棱柱结构21之间的间距为50μm，相邻两个平行的第二棱柱结构22之间的间距为50μm。结构反射层2的下表面设有多个内凹的半球形结构23，内凹的半球形结构23的宽度为60μm，深度为50μm，任意相邻两个内凹的半球形结构23的间距为70μm。结构反射层2的厚度为200μm，结构反射层2由质量分数为65％的无机填料和35％的第二主体树脂组成，无机填料为二氧化钛、锌钡白混合；第二主体树脂为改性pvb树脂、改性pe树脂混合。封装层3的厚度为350μm，封装层3由质量分数为93％的第三主体树脂、4.5％的抗氧剂、1.5％的交联剂、1％的硅烷偶联剂组成。第三主体树脂为po树脂，所述po树脂的熔体流动速率为22g/10min，其中α烯烃的摩尔含量为35％，抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中至少两种混合，交联剂包括固化剂和助交联剂，固化剂包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯；助交联剂包括三聚氰酸三烯丙酯、丙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯混合，硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。封装层3的下表面具有多个突出的t字结构。t字结构由一个水平放置的梭形31和另一个垂直放置的梭形32组成，垂直放置的梭形32的顶部与水平放置的梭形31的腰部固定连接。t字结构具有多个孔状结构，孔状结构的目数为60目，t字结构的高度为60μm。
[0048]
测试上述实施例和对比例胶膜性能，对比例1为斯威克eva白膜，在其他材料相同情况，通过太阳能组件层压机，145℃抽真空6min、层压10min，制备双玻太阳能组件进行测试；高压加速老化实验在pct高压加速老化试验箱中进行，测试条件为0.1mpa、121摄氏度、100％湿度，测试时间为96h。测试结果如下表1：
[0049][0050][0051]
所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本实用新型的特点或目的之一在于：本实用新型提出的三层结构的高反射光伏组件封装胶膜，反射率高、抗pid效果更好、简单高效、并不会增加组件生产工艺流程，适合大规模推广应用。
[0052]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。