一种太阳能电池组件及其封装胶膜的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种太阳能电池组件及其封装胶膜，所述封装胶膜中添加有反光剂，所述反光剂能够反射部分波长的光或所有波长的光。本发明中提供的太阳能电池组件依次包括透明基板、第一封装胶膜、太阳能电池片、第二封装胶膜和背板，第一封装胶膜为添加有中红外反光剂和/或远红外反光剂的封装胶膜，从而将太阳能电池片吸收不了的中红外光、远红外光反射出太阳能电池组件，并阻止第一封装胶膜和第二封装胶膜吸收中红外光、远红外光而升温，即本案中的太阳能电池组件能够有效降低太阳能电池组件的温度，提高太阳能电池组件的输出功率。且由于反光剂的价格较低，添加量也很少，成本较低，使得该太阳能电池组件及封装胶膜的应用范围较广，局限性较小。
【专利说明】一种太阳能电池组件及其封装胶膜
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏领域，更具体的说是涉及一种太阳能电池组件及其封装胶膜。
【背景技术】
[0002]随着化石燃料日益紧张，太阳能作为清洁、无污染并且取之不尽的新能源成为人类未来发展的能源保障。现今全球的光伏市场以晶体硅太阳能电池组件为主，它具有原材料丰富、转换效率高、可靠性高、结构简单、寿命长等优点。
[0003]现有技术中的太阳能电池组件包括层压件结构，层压件按工艺顺序依次为透明基板、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,简称EVA)、太阳能电池片、EVA和背板。其中所述透明基板采用钢化玻璃形成，其作用为保护太阳能电池片，由于其位于太阳能电池片的吸光面侧，必须保证较高的透光率，因此一般选用透光率在91%以上的玻璃制品。EVA用来粘结固定钢化玻璃板和太阳能电池片，以及用来粘结固定太阳能电池片和背板。需要说明的是，位于太阳能电池片和钢化玻璃板之间的EVA的光线透过率对太阳能电池组件的输出功率有较大影响，因此，也必须保证该层EVA的透过率较高。背板的作用主要是密封、绝缘和防水，并通过将热量导出太阳能电池组件以达到给太阳能电池组件降温的目的。
【发明内容】
[0004]但是发明人发现，仅靠太阳能电池组件的背板将热量导出，还不足以降低太阳能电池组件的温度，太阳能电池组件在太阳光的不断照射下，还会产生较大的热量，而较高的温度会降低太阳能电池组件的输出功率。出现上述现象的原因是由于太阳能电池组件中的封装结构容易吸收光线产生热能，进而提高太阳能电池组件的温度，尤其封装结构中的封装胶膜非常容易吸收太阳光中的不能被太阳能电池组件吸收的光，自身温度升高，进而导致整个太阳能电池组件的温度升高。
[0005]有鉴于此，本发明提供一种太阳能电池组件及其封装胶膜，以降低太阳能电池组件温度，提高太阳能电池组件的输出功率。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种太阳能电池组件封装胶膜，包括:95.3wt%-98.35wt%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中，所述乙烯_醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯的含量为28%-35%，包括端点值；0.05wt%-0.2wt%反光剂；0.5wt%_2wt%交联剂；0.5wt%_lwt% 助交联剂;0.05wt%-0.15wt% 阻聚剂;0.lwt%-0.3wt% 抗氧剂;0.lwt%-0.3wt%光稳定剂15wt%-0.35wt% 硅烷偶联剂；0.lwt%-0.2wt% 抗酸剂；0.lwt%-0.2wt°/cJ|塑剂。
[0007]优选地，所述反光剂为中红外反光剂或远红外反光剂。
[0008]优选地，所述反光剂为中红外反光剂和远红外反光剂。
[0009]优选地，所述反光剂为全光谱反光剂。
[0010]优选地，所述全光谱反光剂为钛白粉。
[0011]一种太阳能电池组件，包括:叠层结构，所述叠层结构包括相对设置的透明基板和背板，以及位于所述透明基板和所述背板之间的多个串连的太阳能电池片；位于所述透明基板和所述多个串连的太阳能电池片之间的第一封装胶膜；位于所述多个串连的太阳能电池片和所述背板之间的第二封装胶膜；其中，所述第一封装胶膜为上面所述的封装胶膜，且所述封装胶膜中的反光剂为中红外反光剂和/或远红外反光剂。
[0012]优选地，所述第一封装胶膜为添加有中红外反光剂和远红外反光剂的封装胶膜。
[0013]优选地，所述第二封装胶膜为添加全光谱反光剂的封装胶膜。
[0014]优选地，所述全光谱反光剂为钛白粉。
[0015]优选地，所述第二封装胶膜的主要成分为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0016]经由上述的技术方案可知，本发明提供的封装胶膜中添加了反光剂，所述反光剂为部分光谱反光剂或全光谱反光剂，能够反射部分波长的光或所有波长的光。
[0017]同时，本发明提供的太阳能电池组件依次包括透明基板、第一封装胶膜、太阳能电池片、第二封装胶膜和背板，位于太阳能电池片和透明基板之间的第一封装胶膜为添加了反光剂的封装胶膜，能够反射中红外光和/或远红外光，从而将太阳能电池片吸收不了的中红外光、远红外光反射出太阳能电池组件，阻止第一封装胶膜和第二封装胶膜吸收中红外光、远红外光，避免太阳能电池组件的温度升高，即本发明提供的太阳能电池组件能够有效降低太阳能电池组件的温度，提高太阳能电池组件的输出功率。
[0018]且所述反光剂的价格较低，添加量也很少，成本较低，使得该太阳能电池组件及封装胶膜的应用范围较广，局限性较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明提供的一种太阳能电池组件的光路图。
【具体实施方式】
[0021]正如前面所述，在太阳光的照射下，太阳能电池组件的温度会逐渐升高，从而降低了太阳能电池组件的输出功率，发明人发现，在背板中加入铝钼能够增加背板的导热性，从而可以使太阳能电池组件内部的热量通过背板更容易地传导出太阳能电池组件；或通过光伏-光热系统带走太阳能电池组件产生的热量，均能够有效降低太阳能电池组件的温度。但是以上降低太阳能电池组件温度的方法都是通过增加热量的导出途径来实现的，且上述两种降低太阳能电池组件温度的方法的成本均较高，必然会提高太阳能电池组件的使用成本，在使用过程中存在较大的局限性。
[0022]发明人经过研究，放弃了增加太阳能电池组件的热量导出途径(也即散热途径)来降低太阳能电池组件的温度，创造性地从减少太阳能电池组件的升温途径方面考虑，来降低太阳能电池组件的温度。具体的，发明人发现太阳能电池组件虽然接收太阳光中全部光的照射，但是其中只有一部分光能够被太阳能电池片吸收并转化生成电能，其余部分的光不能被太阳能电池片吸收。而不能被太阳能电池片吸收的光却很容易被太阳能电池组件中的封装胶膜吸收，进而转化成热量，提高太阳能电池组件的温度，而高温会导致太阳能电池组件的输出功率降低。
[0023]基于上述两点，发明人经过研究发现，提供一种封装胶膜，应用在太阳能电池组件的封装过程中，所述封装胶膜包括:
[0024]95.3wt%-98.35wt%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯的含量为28%_35%，包括端点值；
[0025]0.05wt%-0.2wt% 反光剂；
[0026]0.5wt%-2wt% 交联剂；
[0027]0.5wt%_lwt% 助交联剂；
[0028]0.05wt%-0.15wt% 阻聚剂；
[0029]0.lwt%-0.3wt% 抗氧剂；
[0030]0.lwt%-0.3wt% 光稳定剂；
[0031]0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶联剂；
[0032]0.lwt%-0.2wt% 抗酸剂；
[0033]0.lwt%-0.2wt% 增塑剂。
[0034]由上述的技术方案可知，本发明提供的封装胶膜中添加有反光剂，使封装胶膜具有一定反光作用。选择能够反射太阳能电池片吸收不了的光的反光剂进行添加，从而使得所述封装胶膜对太阳能电池片吸收不了的光进行反射，避免封装材料吸光后升温，导致太阳能电池组件的输出功率降低。且由于所述反光剂的价格便宜，且反光剂作为添加剂，使用量少，因此本发明中提供的封装胶膜的成本相较于光伏-光热系统的成本以及增加了铝钼的背板的成本更低，应用的局限性更小。
[0035]以上是本申请的核心思想，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0037]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0038]下面通过几个实施例具体描述本发明提供的太阳能电池组件及其封装胶膜。
[0039]本发明实施例公开的一种封装胶膜，包括:
[0040]95.3wt%-98.35wt%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中，所述乙烯_醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯的含量为28%-35%，包括端点值；0.05wt%-0.2wt%反光剂；0.5wt%-2wt%交联剂；0.5wt%-lwt% 助交联剂；0.05wt%-0.15wt% 阻聚剂；0.lwt%-0.3wt% 抗氧剂;0.lwt%-0.3wt% 光稳定剂；0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶联剂；0.lwt%-0.2wt% 抗酸剂;
0.lwt%-0.2wt%增塑剂；其中wt%为质量百分比，例如0.05wt%-0.2wt%反光剂表示反光剂占所述封装胶膜的质量比为0.05%-0.2%。
[0041]需要说明的是，EVA是一种热固性有粘性的胶膜，具有耐高温、耐紫外线老化的特点。通常EVA在高温85°C和低温-40°C下，也不发生热胀冷缩，尺寸稳定性较好，且经过长时间的紫外线照射也不龟裂、不老化。基于上述特点，EVA经常用于太阳能电池组件的封装材料中。
[0042]但是在本发明的其他实施例中，所述EVA还可以用P0 (聚烯烃，通常指乙烯、丙烯或高级烯烃的聚合物)、PVB (聚乙烯醇缩丁醒，Polyvinyl butyral)代替，其中，P0或PVB在封装胶膜中所占比例可以根据其具体材料而定，本实施例中并不限定封装胶膜的主要成分为EVA。
[0043]本实施例中提供的封装胶膜中除包含现有技术中的主要成分及添加剂之外，还包括反光剂。所述反光剂可以是部分光谱反光剂也可以是全光谱反光剂。所述部分光谱反光剂包括中红外反光剂和远红外反光剂，其中所述中红外反光剂能够反射中红外光，所述远红外反光剂能够反射远红外光。所述全光谱反光剂为能对所有波长的光起反射作用的反光齐IJ，本实施例中优选的，所述全光谱反光剂为钛白粉。
[0044]需要说明的是，本实施例中提供的封装胶膜增加反光剂后，其制作过程与现有技术中的封装胶膜的制作过程基本相同，不同的是，在混合EVA和各种添加剂时，所述添加剂中包含了反光剂，其他制作工艺与现有技术相同，本实施例中在此不再赘述。
[0045]本实施例中提供的封装胶膜中增加了反光剂，根据增加的反光剂的不同，所述封装胶膜能够对部分光谱或全部光谱的光进行选择性反射，从而增加了封装胶膜的功能，使封装胶膜除具有防水、封装、粘接等作用外，还具有了选择性反射光线的作用。同时，所述反光剂的成本很低，对所述封装胶膜的成本不会产生较大影响。
[0046]本发明的另一个实施例中公开了一种太阳能电池组件，如图1所示，包括叠层结构，所述叠层结构包括相对设置的透明基板1和背板5，以及位于透明基板1和背板5之间的多个串连的太阳能电池片3 ;位于透明基板1和多个太阳能电池片3之间的第一封装胶膜2 ;位于多个太阳能电池片3和背板5之间的第二封装胶膜4。
[0047]其中，透明基板具有较强的机械强度和较高的光线透过率，本实施例中所述透明基板可以优选为钢化玻璃板。第一封装胶膜为上一实施例中添加有中红外反光剂和/或远红外反光剂的封装胶膜。即，第一封装胶膜能够反射中红外光，或能够反射远红外光，或能够同时反射中红外光和远红外光。
[0048]由于晶体硅的禁带宽度约为1.15eV，对应的光波长在llOOnm左右，即光波长在llOOnm左右时产生的能量能够被晶体娃完全吸收,而光波长小于llOOnm较多的光产生的能量，一部分被晶体硅吸收，一部分富余的能量以热能的形式释放出；光波长大于llOOnm的红外光，由于其产生的能量小于晶体娃的禁带宽度，晶体娃对光波长大于llOOnm的红外光产生的能量没有吸收，但这些红外光容易被太阳能电池组件中的封装材料吸收，使得封装材料在阳光照射下温度升高，进而提高太阳能电池组件的温度，最终降低太阳能电池组件的输出功率。
[0049]发明人还发现，晶体硅太阳能电池片对波长范围为(2.5-3) μ m?(25_40) μ m的中红外光和波长范围为(25-40) μ m?1000 μ m的远红外光完全吸收不了，而对于波长范围为(0.75-1) μπι?(2.5-3) μ m的近红外光中的部分，晶体娃太阳能电池片也只能吸收一部分，而另一部分的近红外光太阳能电池片也是无法吸收的。
[0050]针对上述情况，本实施例中优选的，在太阳能电池组件的第一封装胶膜2添加中红外反光剂和/或远红外反光剂，同时在第二封装胶膜4中添加全光谱反光剂来达到降低太阳能电池组件温度的目的。
[0051]需要说明的是，第一封装胶膜2中可以只添加中红外反光剂和远红外反光剂中的一种，也可以同时添加中红外反光剂和远红外反光剂。当第一封装胶膜2中添加中红外反光剂和远红外反光剂中的一种时，能够反射相应的中红外光或远红外光，从而减弱其中一种光对太阳能电池组件中封装胶膜的加热作用。当第一封装胶膜2中同时添加中红外反光剂和远红外光反光剂时,相对于只添加一种反光剂的第一封装胶膜的反射效果会更好,相应的，能够进一步减弱红外光对太阳能电池组件中封装胶膜的加热作用。本实施例中优选的第一封装胶膜中同时添加中红外反光剂和远红外反光剂。
[0052]而第二封装胶膜4位于太阳能电池片3和背板5之间，由于背板5具有反光作用，对于第一封装胶膜2没有反射出太阳能电池组件且太阳能电池片也无法吸收的红外光，在经过背板反射后，同样会对第一封装胶膜2和第二封装胶膜4进行加热，从而降低太阳能电池组件的输出功率。因此，本实施例中在第二封装胶膜4中添加能够同时反射近红外光、中红外光以及远红外光的反光剂，进一步地降低太阳能电池组件的温度。本实施例中优选的，第二封装胶膜4中添加的反光剂为全光谱反光剂，从而阻止第二封装胶膜对红外光的吸收，避免了第二封装胶膜的升温。
[0053]另外，本实施例中，由于第二封装胶膜中添加了全光谱反光剂，对所有的光均具有反射作用，经过太阳能电池片间隙照射到第二封装胶膜4上太阳能电池片可吸收的光，也可以通过第二封装胶膜4的反射，再次返回到太阳能电池片正面，从而被太阳能电池片吸收，进而提高太阳能能电池片的输出功率。
[0054]为了能够清楚说明本实施例中第一封装胶膜和第二封装胶膜降低太阳能电池组件温度的原理，举例如下:
[0055]如图1所示，光线a为经过钢化玻璃板1入射到太阳能电池组件内的光线，在经过第一封装胶膜2时，由于所述第一封装胶膜2中添加有中红外反光剂和远红外反光剂，因此，中红外光和远红外光在第一封装胶膜2的表面发生反射，经过钢化玻璃板1被反射出太阳能电池组件，如图1中的光线b，从而避免了中红外光和远红外光对第一封装胶膜和第二封装胶膜加热，即相对于现有技术，降低了太阳能电池组件的温度。
[0056]同时，由于第一封装胶膜2对太阳能电池片3能够吸收的光没有反射作用，从而光线a中除中红外光和远红外光之外的剩余光线继续前进，照射到太阳能电池片3的表面即被太阳能电池片3吸收，而经过多个太阳能电池片之间的缝隙时，会照射到与太阳能电池片紧贴的第二封装胶膜4上，由于第二封装胶膜4中添加有全光谱反光剂，此时光线将光线a中的剩余光全部反射，从而避免第二封装胶膜4被光线a中的光加热，进一步降低了太阳能电池组件的温度。
[0057]而当光线a的剩余光再次到达第一封装胶膜表面或钢化玻璃板表面时，还会有部分光发生反射形成光线c，光线c再次照射到太阳能电池片表面，能够被太阳能电池片吸收，以增加太阳能电池组件的输出功率。另一部分未发生反射的光线经过第一封装胶膜和钢化玻璃板射出太阳能电池组件，虽没有被太阳能电池片利用生成电能，但是也没有对太阳能电池组件进行加热升温。
[0058]由上述过程可见，一方面，第一封装胶膜中添加了中红外反光剂和远红外反光剂，能够反射中红外光和远红外光，避免第一封装胶膜和第二封装胶膜吸收中红外光和远红外光后，对第一封装胶膜和第二封装胶膜的加热，即能够降低太阳能电池组件的温度，从而能够提高太阳能电池组件的输出功率；第二封装胶膜中添加了全光谱反光剂，避免近红外光对第二封装胶膜的加热，从而能够进一步提高太阳能电池组件的输出功率。
[0059]另一方面，由于第二封装胶膜反射的是照射到太阳能电池片缝隙中的光，能够在经过第一封装胶膜、或钢化玻璃板、或第二封装胶膜的多次反射后，再次照射到太阳能电池片的吸光面，被太阳能电池片吸收，同样能够提高太阳能电池片的输出功率。
[0060]而且，无论全光谱反光剂还是中(远)红外光反光剂，其价格远远低于背板中增加的铝钼和光伏-光热系统的价格，即本发明中提供的太阳能电池组件的成本更低，应用局限性更小。
[0061]需要说明的是，对于单片吸光的太阳能电池片，由于所述第一封装胶膜2位于钢化玻璃板1和太阳能电池片3之间，对于可见光及部分近红外光等太阳能电池片能够吸收的光，第一封装胶膜2还必须保持一定的透过率，即第一封装胶膜添加中红外反光剂和远红外反光剂后仍然保持较高的透明度。而由于第二封装胶膜4位于太阳能电池片3和背板5之间，不覆盖太阳能电池片的吸光面，因此无需考虑其透明度。
[0062]但是本领域技术人员公知的，当太阳能电池片为双面太阳能电池片时，所述背板将与所述透明基板相同，同样的，此时第二封装胶膜将覆盖太阳能电池片的其中一个吸光面，此时第二封装胶膜的添加材料也可以与第一封装胶膜的添加材料相同，以保证其透明度。对于其他类型的太阳能电池片，由于其具体原理相同，本领域技术人员根据上述实施例中披露的细节均能够在不付出创造性劳动的情况下得到类似的产品，本实施例中虽对此不做详细赘述，但所述类似产品也是落入本发明的保护范围。
[0063]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于，包括: 95.3wt%-98.35wt%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯的含量为28%-35%，包括端点值；
0.05wt%-0.2wt% 反光剂； 0.5wt%-2wt% 交联剂； 0.5wt%-lwt%助交联剂；
0.05wt%-0.15wt% 阻聚剂；
0.lwt%-0.3wt% 抗氧剂； 0.lwt%-0.3wt% 光稳定剂； 0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶联剂；
0.lwt%-0.2wt% 抗酸剂；
0.lwt%-0.2wt% 增塑剂。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于，所述反光剂为中红外反光剂或远红外反光剂。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于，所述反光剂为中红外反光剂和远红外反光剂。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于，所述反光剂为全光谱反光剂。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于，所述全光谱反光剂为钦白粉。
6.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括: 叠层结构，所述叠层结构包括相对设置的透明基板和背板，以及位于所述透明基板和所述背板之间的多个串连的太阳能电池片； 位于所述透明基板和所述多个串连的太阳能电池片之间的第一封装胶膜； 位于所述多个串连的太阳能电池片和所述背板之间的第二封装胶膜； 其中，所述第一封装胶膜为权利要求1所述的封装胶膜，且所述封装胶膜中的反光剂为中红外反光剂和/或远红外反光剂。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一封装胶膜为添加有中红外反光剂和远红外反光剂的封装胶膜。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第二封装胶膜为添加全光谱反光剂的封装胶膜。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述全光谱反光剂为钛白粉。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第二封装胶膜的主要成分为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
【文档编号】H01L31/048GK104419333SQ201310366976
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】赖斌, 刘亚锋, 董曙光, 金浩, 陈康平 申请人:晶科能源有限公司