封装胶膜及光伏组件的制作方法

1.本实用新型实施例涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种封装胶膜及光伏组件。


背景技术：

2.目前随着光伏组件的普及，人们对组件的视觉感官要求越来越严苛，传统的组件从正面看，光线经过玻璃反射会显得很刺眼，造成一定的“光污染”。为了解决这一问题，组件会使用常规的黑色太阳能电池背板，其原理是使用炭黑作为颜料，吸收了400～4000nm的所有光线。但是，会造成光伏组件的温度升高，且这样的光伏组件的输出功率一般会下降3～5％。
3.现有技术使用多种颜料复配，或多层颜色层层叠使用，实现深色外观的效果，但此种深色颜色层可见光区域透过率低，对红外部分光线透过率较大，导致可见光区域光线浪费，光伏组件输出功率还有进一步提升的空间。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种封装胶膜及光伏组件，以解决现有技术中的封装胶膜对太阳光利用不足的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种封装胶膜，所述封装胶膜包括依次叠置的光转换层、内颜色层和透明阻隔层；所述内颜色层包括至少三层单一颜色层；
6.所述内颜色层包括按照随机顺序叠置的蓝色颜色层、黄色颜色层、红色颜色层，所述内颜色层在大于900nm波段的透光率高于70％，400～700nm波段的光线透过率小于5％；
7.所述光转换层用于将700nm波长以下的光线转换成900nm波长以上的光线。
8.进一步地，所述内颜色层的厚度为40～200微米。
9.进一步地，其中蓝色颜色层的厚度为20-100微米；黄色颜色层的厚度为10-50微米；红色颜色层的厚度为10-50微米。
10.进一步地，所述内颜色层的预交联度为20-70％。
11.进一步地，所述光转换层的厚度与所述内颜色层的厚度之比为2:1～1:2。
12.进一步地，所述透明阻隔层厚度为50～150微米。
13.进一步地，所述内颜色层的l值为10～50、a值为-10～10、b值为-10～10。
14.一种光伏组件，包括前板，前层封装胶膜，电池片层，后层封装胶膜，和背板，所述前层封装胶膜和后层封装胶膜中至少一层为上述封装胶膜。
15.进一步地，所述封装胶膜中透明阻隔层与电池片层接触设置，所述光转化层设置在内颜色层上远离电池片层一侧表面。
16.应用本实用新型的技术方案，本技术提供的封装胶膜在可以实现光伏组件外观呈现深色的效果，更加美观，且通过设置光转换层，将内颜色层吸收的可见光波段光线转换为内颜色层透过率更高的近红外波段光线，到达电池片层的光线，实现了光伏组件功率的提
升。
附图说明
17.构成本技术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：
18.图1、封装胶膜示意图；
19.图2、光伏组件示意图。
20.具体编号如下所示：
21.11、光转换层；12、内颜色层；121、蓝色颜色层；122、黄色颜色层；123、红色颜色层；13、阻隔层；a、前板；b、前层封装胶膜；c、电池片层；d、后层封装胶膜；e、背板。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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。
23.一种封装胶膜，用于光伏组件的封装，所述封装胶膜包括依次叠置的光转换层、内颜色层和透明阻隔层；
24.所述内颜色层包括至少三层单一颜色层，所述内颜色层为按照随机顺序叠置的蓝色颜色层、黄色颜色层、红色颜色层，所述内颜色层外观为深色；
25.所述光转换层用于将700nm波长以下的光线转换成900nm波长以上的光线。
26.具体地，所述封装胶膜包括由上至下依次设置的光转换层、内颜色层、透明阻隔层，其中内颜色层外观为深色，所述内颜色层在大于900nm波段的透光率高于70％，400～700nm波段的光线透过率小于5％。
27.具体地，所述内颜色层包括至少三层单一颜色层，所述单一颜色层分别为蓝色颜色层、黄色颜色层、红色颜色层。所述内颜色层的l值为10～50、a值为-10～10、b值为-10～10，内颜色层呈现深色外观，尤其是呈现黑色的外观，用于组件封装时更加美观。
28.其中各颜色层按lab值有如下特征：蓝色颜色层的l值10～50、a值-20～20、b值-70～-30、大于900nm波段的透光率高于80％，厚度为20-100微米，蓝色颜料在该层的重量份比例为1-10％；
29.黄色颜色层的l值50～90、a值-20～20、b值60～100、大于900nm波段的透光率高于80％，厚度为10-50微米，黄色颜料在该层的重量份比例为1-5％；
30.红色颜色层的l值30～70、a值40～80、b值-10～30、大于900nm波段的透光率高于80％，厚度为10-50微米，红色颜料在该层的重量份比例为1-5％。
31.进一步地，所述内颜色层的预交联度为20-70％，预交联的目的是防止组件层压时，胶膜的流动对各颜色层有影响而造成颜色不均。
32.所述内颜色层可以吸收波段700nm以下的光线，从而实现对可见光的不反射，但对900nm以上的近红外波段有较高的透光率，进而满足人眼对光伏组件外观不反光的需求。且上述颜料调色类似于三原色的成色原理，通过视觉系统对上述l值的内颜色层的感知，使包括该封装胶膜的整个光伏组件呈现黑色。相比于现有技术中直接采用炭黑作为电池背板的
颜料，包括该封装胶膜的光伏组件即使在外观上呈现黑色，也难以因照射太阳光而导致温度升高。
33.从原理上说，无论红色颜料、黄色颜料和蓝色颜料以何种形式匹配，均可以实现上述使在外观上呈现黑色的效果。其中，以上红色颜料、黄色颜料和蓝色颜料各自独立地选自偶氮类颜料、色淀类颜料、杂环类颜料、稠环酮类颜料、酞菁类颜料中的任意一种或多种。具体地，所述内颜色层可以在胶膜树脂中加入颜料实现，也可使用现有技术中提供的内颜色层，如专利文件cn202210013606.3中提及的三层内颜色层。
34.具体地，所述光转换层包括基体树脂和光转换粒子，所述基体树脂为常见的eva、聚烯烃类树脂等，所述光转换粒子为掺杂镧系稀土元素的纳米氧化硅、氧化钛或氧化铝，镧系金属包括ce、eu、yb、nd等，所述光转换层能将700nm波段以下的光线转换成900nm波段以上的光线，使得紫外和可见光部分光线转换为红外波段的光线，经过光转换层转换后得到的红外波段光线可以更好地透过内颜色层到达光伏组件电池片表面，提升对入射光线的利用率，提升光伏组件的发电效率。
35.进一步地，所述光转换层的厚度与所述内颜色层的厚度之比为2:1～1:2。
36.进一步地，透明阻隔层厚度为50～150微米。
37.进一步地，所述内颜色层的厚度为30～150微米。
38.具体地，阻隔层可以是高透光且对水汽有阻隔作用的树脂层，可采用常规eva、poe、pe、pp等树脂层，该层的核心作用是阻隔了水汽、空气、大小分子等性能，避免内颜色层有机物质与电池的接触，减少有机颜料的迁移及胶膜水解过程中存在极性物质的吸附。
39.一种光伏组件，包括前板，前层封装胶膜，电池片层，后层封装胶膜，和背板，所述前层封装胶膜和后层封装胶膜中至少一层为上述封装胶膜。
40.进一步地，所述封装胶膜中阻隔层与电池片层接触设置，所述光转化层远离电池片层一侧设置。
41.具体地，所述封装胶膜可作为光伏组件中的前层封装胶膜，或后层封装胶膜，或同时作为前层封装胶膜和后层封装胶膜。所述封装胶膜的光转换层远离电池片层设置，即光转换层与光伏组件前板或背板相接触，如此设置可以最大程度实现正面入射光线和背面入射光线先经过光转换层转换为红外波段光线，并透过内颜色层，到达电池片层，实现入射光线利用率最大化，且提升光伏组件的发电功率。其次所述封装胶膜阻隔层与电池片层相接触，可以减少有机颜料的迁移及胶膜水解过程中存在极性物质的吸附造成电池片层发电效率降低。
42.以下通过具体的实施例进一步说明本实用新型的有益效果：
43.实施例1
44.封装胶膜包括依次叠置的光转换层、内颜色层、阻隔层，如图1所示。
45.阻隔层选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(韩国道达尔282pv光伏eva树脂)，厚度为60微米。
46.内颜色层，依次包括蓝色颜色层、黄色颜色层、红色颜色层；
47.内颜色层选用专利文件cn202210013606.3实施例1中公开的内颜色层配方，如下所述：
48.蓝色颜色层包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(韩国道达尔282pv光伏eva树脂)和分散于
其中的酞菁蓝类(巴斯夫k6911)，酞菁蓝类的为乙烯-醋酸乙烯共聚物的7wt％，厚度为80微米。
49.黄色颜色层包括乙烯-辛烯共聚物(poe美国陶氏engage 8452)和分散于其中的苯并咪唑酮黄(科莱恩h3g)，苯并咪唑酮黄为乙烯-辛烯共聚物的5wt％，厚度为30微米。
50.红色颜色层包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(山东联泓eva树脂ul00428)和分散于其中的吡咯并吡咯二酮(科莱恩d3g70)，吡咯并吡咯二酮为乙烯-醋酸乙烯共聚物的3wt％，厚度为20微米。
51.依次按照蓝色颜色层、黄色颜色层、红色颜色层的顺序叠置得到内颜色，内颜色层的交联度为30％，各层添加0.3wt％的1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷。
52.光转换层的厚度为130微米，选用乙烯-醋酸乙烯共聚物(山东联泓ul00428)与掺杂yb和eu的氧化硅纳米光转化材料。
53.光转换层、内颜色层、阻隔层通过熔融共挤出一次成型，再以电子束进行辐照交联(辐照剂量为20kgy，辐照时间为60秒)，所述内颜色层预交联度为45-75％，得到封装胶膜。
54.一种光伏组件，如图2所示，从上到下依次层叠前板，前层封装胶膜，电池片层，后层封装胶膜，和背板；所述前板和背板均为透明玻璃，电池片层为双面晶硅电池片，所述前层封装胶膜和后层封装胶膜均为上述封装胶膜，所述封装胶膜的阻隔层与电池片接触，光转换层与透明玻璃接触。电池片选择182mm尺寸p型perc双面电池片，采用半片72片版型进行光伏组件的封装，经过层压后得到光伏组件。
55.实施例2
56.与实施例1的区别在于，所述光转换层厚度为65微米。
57.实施例3
58.与实施例1的区别在于，所述光转换层厚度为260微米。
59.实施例4
60.与实施例1的区别在于，蓝色颜色层厚度为20微米、黄色颜色层厚度为10微米、红色颜色层厚度为10微米，所述光转换层厚度为80微米。
61.对比例1
62.采用常规黑色eva封装胶膜进行封装，得到光伏组件。
63.对比例2
64.封装胶膜：与实施例1的区别在于，没有光转换层，得到封装胶膜。
65.光伏组件，所述前层封装胶膜和后层封装胶膜均为上述封装胶膜，得到光伏组件b3。
66.以上光伏组件均为黑色外观。
67.参考iec61215《地面用光伏组件-设计鉴定和定型》标准，使用深圳茂迪机电设备有限公司生产的profitest(pv1500)测试各光伏组件的功率。
68.表1
69.实施/对比例组件功率/w实施例1425w实施例2410w实施例3430w
实施例4422w对比例1125w对比例2280w
70.从实施例1-4可以看出，采用本实用新型提供的封装胶膜可以有效的提高光伏组件的发电功率。从对比例1可知，常规的黑色胶膜用于光伏组件的封装时，尤其是用于前层胶膜时，对于光伏组件功率有极大的影响。从对比例2可知，采用了多层颜色层复合的内颜色层时，相较于常规黑色胶膜发电功率有了一定提升，但没有光转换层，对于可见光区域的光线利用率较低，组件功率也存在一定的损失。综上所述，当结合了多层颜色层复配和光转换层的封装胶膜用于光伏组件时，不仅能起到黑色外观的美观效果，还进一步提升了光伏组件的组件功率。
71.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。