一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池与流程

本发明涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池。

背景技术

柔性薄膜太阳能电池作为太阳能电池的一个新品种，技术先进、性能优良、用途广泛，越来越受到人们的重视。由于柔性薄膜太阳能组件的应用环境特殊性，要求太阳能电池封装板具有一定的透光性、耐老化性、绝缘性、自洁、阻燃性、可绕性，同时由于某些薄膜电池(如cigs薄膜电池)对水分比较敏感，柔性太阳能电池封装板还要有高的阻水性能。

现有技术中柔性太阳能电池封装板主要采用的是一种复合膜，包含etfe薄膜、uv阻隔膜、阻水膜、pet膜等，然而现有产品的水汽阻隔效果差，同时不耐老化，使用年限短，封装工艺复杂耗时，透光效果也难以进一步提升，影响太阳能电池的可靠性。

技术实现要素：

本发明提供一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池，以提高太阳能电池的可靠性。

为了解决上述问题，本发明公开了一种太阳能电池封装板，所述太阳能电池封装板包括：

基材层，所述基材层具有相对设置的第一表面和第二表面；

依次层叠设置在所述第一表面上的第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层，所述第一涂层靠近所述基材层设置；

以及设置在所述第二表面上的封装层。

可选地，所述基材层为热塑性聚酯薄膜。

可选地，所述第一涂层包括丙烯酸类膜层、聚氨酯类膜层和聚酯类膜层中的至少一种。

可选地，所述第一涂层的厚度大于或等于1μm，且小于或等于15μm。

可选地，所述阻隔层的水汽透过率小于5*10^-3g/m²·day。

可选地，所述阻隔层的材料包括ti、ni、cr、nicr、tin、zno、tio2、sno2、sio2、nb2o5、ta2o5和si3n4中的至少一种。

可选地，所述阻隔层的厚度大于或等于1μm，且小于或等于30μm。

可选地，所述第二涂层的材料包括聚氨酯胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂和聚酯胶黏剂中的至少一种。

可选地，所述第二涂层的厚度大于或等于5μm，且小于或等于15μm。

可选地，所述氟膜层包括聚氟乙烯膜层、聚偏二氟乙烯膜层、乙烯-四氟乙烯共聚物膜层和乙烯一三氟氯乙烯共聚物膜层中的至少一种。

可选地，所述氟膜层的厚度大于或等于25μm，且小于或等于50μm。

可选地，所述封装层为硅胶层。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种太阳能电池，包括太阳能电池芯片和上述任一项所述的太阳能电池封装板，所述太阳能电池芯片固定于所述太阳能电池封装板上。

为了解决上述问题，本发明还公开了一种太阳能电池封装板的制备方法，所述制备方法包括：

提供基材层，所述基材层具有相对设置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层；

在所述第二表面上形成封装层。

可选地，在所述第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层的步骤，包括：

提供第一涂层混合溶液；

通过涂布方式将所述第一涂层混合溶液涂覆于所述第一表面上，形成第一涂层湿膜；

在第一指定温度下对所述第一涂层湿膜进行干燥处理第一指定时长，得到所述第一涂层。

可选地，所述第一指定温度大于或等于50℃，且小于或等于70℃；所述第一指定时长大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。

可选地，在所述第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层的步骤，包括：

通过原子层沉积工艺或者磁控溅射工艺，在所述第一涂层背离所述基材层的一侧形成所述阻隔层。

可选地，在所述第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层的步骤，包括：

提供第二涂层混合溶液；

通过涂布方式将所述第二涂层混合溶液涂覆于所述阻隔层背离所述基材层的一侧表面，形成第二涂层湿膜；

在第二指定温度下对所述第二涂层湿膜进行干燥处理第二指定时长，得到所述第二涂层。

可选地，所述第二指定温度大于或等于50℃，且小于或等于100℃；所述第二指定时长大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。

可选地，在所述第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层的步骤，包括：

通过层合方式，在所述第二涂层背离所述基材层的一侧层合所述氟膜层。

可选地，在所述第二表面上形成封装层的步骤，包括：

提供硅胶混合液；

通过涂布方式将所述硅胶混合液涂覆于所述第二表面形成硅胶湿膜；

在第三指定温度下对所述硅胶湿膜进行干燥处理第三指定时长，得到硅胶层。

可选地，所述第三指定温度大于或等于50℃，且小于或等于120℃；所述第三指定时长大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。

可选地，所述涂布方式包括狭缝涂、辊涂、刮涂、喷涂和旋涂中至少一种。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

本申请提供了一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池，其中太阳能电池封装板包括基材层，所述基材层具有相对设置的第一表面和第二表面；依次层叠设置在所述第一表面上的第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层，所述第一涂层靠近所述基材层设置；以及设置在所述第二表面上的封装层；通过设置第一涂层可以增加阻隔层的附着力，通过设置阻隔层使太阳能电池封装板具有较高的阻水性能；通过第二涂层粘接氟膜层，使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果得以提高，同时更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能；通过设置封装层，可以使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果进一步提高，可耐老化达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，同时实现产品一体化，使用方便，使后续封装工艺省时高效，较低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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他的附图。

图1示出了本申请一实施例提供的一种太阳能电池封装板的剖面结构示意图；

图2示出了本申请一实施例提供的一种太阳能电池封装板的制备方法的步骤流程示意图；

图3示出了本申请另一实施例提供的一种太阳能电池封装板的制备方法中制备第一涂层的步骤流程示意图；

图4示出了本申请又一实施例提供的一种太阳能电池封装板的制备方法中制备第二涂层的步骤流程示意图；

图5示出了本申请又一实施例提供的一种太阳能电池封装板的制备方法中制备封装层的步骤流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本申请一实施例提供了一种太阳能电池封装板，参照图1，该太阳能电池封装板可以包括基材层11，基材层11具有相对设置的第一表面111和第二表面112；依次层叠设置在第一表面111上的第一涂层12、阻隔层13、第二涂层14和氟膜层15，第一涂层12靠近基材层11设置；以及设置在第二表面112上的封装层16。

本实施例提供的太阳能电池封装板，通过设置第一涂层可以增加阻隔层的附着力，通过设置阻隔层使太阳能电池封装板具有较高的阻水性能；通过第二涂层粘接氟膜层，使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果得以提高，同时更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能；通过设置封装层，可以使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果进一步提高，可耐老化达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，同时实现产品一体化，使用方便，使后续封装工艺省时高效，较低成本。

在实际应用中，基材层11可以为热塑性聚酯薄膜，具体可以包括对聚苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚苯二甲酸丁二醇酯等材料中的至少一种。基材层11的厚度可以大于或等于100μm，且小于或等于200μm，例如150μm。其中基材层11可以为透明的或彩色的。为了提高太阳能电池封装板的透过率，基材层11的透过率优选大于或等于90％。

第一涂层12的材料可以为聚酯、聚氨酯和丙烯酸等材料中的一种或几种混合物。第一涂层12的厚度可以大于或等于1μm，且小于或等于15μm，例如10μm。在基材层11上涂布第一涂层12后，能够使阻隔层13的附着表面更加耐磨耐划，同时表面光滑连续，粗糙度较低。第一涂层12的设置可以提高阻隔层13的附着力。

阻隔层13的厚度可以大于或等于1μm，且小于或等于30μm，例如20μm。阻隔层13的材料可以有多种，如ti、ni、cr、nicr、tin、zno、tio2、sno2、sio2、nb2o5、ta2o5和si3n4等材料中的一种或几种混合物，但本申请并不仅限于上述的材料，凡是能够阻隔水汽的透光材料都在本实施例的保护范围之内。为了能够满足cigs薄膜电池的需求，优选阻隔层13的水汽透过率小于5*10^-3g/m²·day。阻隔层13的制作工艺可以根据具体的材料和结构等确定，例如通过原子层沉积、磁控溅射等工艺制备得到。

第二涂层14的材料可以包括以下胶黏剂材料中的至少一种：透明聚氨酯胶黏剂、透明丙烯酸树脂胶黏剂、透明环氧树脂胶黏剂和透明聚酯胶黏剂等。第二涂层14的厚度可以大于或等于5μm，且小于或等于15μm，例如10μm。为了使太阳能电池封装板具有较高的耐紫外线性能，还可以通过在第二涂层14中添加抗uv剂，如炭黑、氧化铁红、氧化锌、二苯甲酮类或苯并三唑类化合物等。当然，第二涂层14中还可以根据情况添加适量的固化剂，如乙烯基三胺、氨乙基哌嗪或间苯二胺等。

氟膜层15可以包括聚氟乙烯膜层、聚偏二氟乙烯膜层、乙烯-四氟乙烯共聚物膜层和乙烯一三氟氯乙烯共聚物膜层等含氟薄膜类材料中的至少一种。氟膜层15的厚度可以大于或等于25μm，且小于或等于50μm，例如40μm。为了提高太阳能电池封装板的透过率，优选氟膜层15的透光率大于或等于93％。通过第二涂层14粘接氟膜层15，可以提高太阳能电池封装板的耐老化效果，同时更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能。

封装层16可以是硅胶层。由于硅胶层的透过率一般大于97％，相对于现有工艺中采用eva、pvb、poe等封装粘接材料制作的透明封装胶片，采用硅胶层可以进一步提高太阳能电池封装板的透光率，并且硅胶层的制作工艺更加简单，成品率较高，从而降低成本。当然，封装层16还可以是聚烯烃薄膜、乙烯-醋酸乙烯薄膜或聚乙烯醇缩丁醛薄膜等透明封装材料。

通过制作硅胶层，可以提高进一步提高太阳能电池封装板的透光率，使太阳能电池封装板的透光率可达95％以上，耐老化效果可达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，同时实现产品一体化，使用方便，使后续封装工艺省时高效，成本较低。

本申请另一实施例中，还提供了一种太阳能电池，可以包括太阳能电池芯片和上述任一实施例所述的太阳能电池封装板，其中太阳能电池芯片固定于太阳能电池封装板上。

本申请另一实施例中，还提供了一种太阳能电池封装板的制备方法，参照图2，该制备方法可以包括：

步骤201：提供基材层，基材层具有相对设置的第一表面和第二表面。

具体的，该步骤可以包括对基材层进行清洗干燥的过程，其中基材层的材料可以包括对聚苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚苯二甲酸丁二醇酯等基材中的至少一种。基材层的厚度可以根据实际需要确定，例如可以大于或等于100μm，且小于或等于200μm。

步骤202：在第一表面上依次形成第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层。

具体的，第一涂层、阻隔层、第二涂层以及氟膜层的形成方式有多种，例如可以通过涂布方式形成第一涂层，通过原子层沉积工艺或者磁控溅射工艺形成阻隔层，通过涂布方式形成第二涂层，通过层合方式贴合氟膜层，本实施例中层合方式包括但不限于挤出复合法，共挤出复合法，无溶剂复合法，干式复合法和湿式复合法。

步骤203：在第二表面上形成封装层。

具体的，封装层的形成方式也有多种，例如可以通过涂布等方式，形成硅胶层

通过本实施例提供的制备方法得到的太阳能电池封装板，通过在基材层上形成第一涂层来增加阻隔层的附着力，通过形成阻隔层使太阳能电池封装板具有较高的阻水性能；通过第二涂层粘接氟膜层，使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果得以提高，同时更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能；通过形成封装层，可以使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果进一步提高，可耐老化达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，同时实现产品一体化，使用方便，使后续封装工艺省时高效，较低成本。

在本实施例的一种实现方式中，参照图3，上述步骤202可以进一步包括：

步骤301：提供第一涂层混合溶液。

具体的，该第一涂层混合溶液的材料可以包括丙烯酸类、聚氨酯类和聚酯类等材料中的至少一种。

步骤302：通过涂布方式将第一涂层混合溶液涂覆于第一表面上，形成第一涂层湿膜。

具体的，可以采用狭缝涂、辊涂、刮涂、喷涂或旋涂等涂布方式中一种或几种相结合。

步骤303：在第一指定温度下对第一涂层湿膜进行干燥处理第一指定时长，得到第一涂层。

具体的，上述第一涂层湿膜在一定温度下经干燥处理后形成第一涂层，第一涂层的表面更加耐磨耐划，同时表面光滑连续，粗糙度较低。第一涂层的厚度可以大于或等于1μm，且小于或等于15μm，具体可以根据结构要求进行工艺调控。在实际应用中，第一指定温度可以大于或等于50℃，且小于或等于70℃；第一指定时长可以大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。需要注意的是，第一涂层的制备工艺并不仅限这一种实现方式，具体的制备工艺可以根据第一涂层的材料和结构等因素确定，本申请对此不作限定。

在本实施例的一种实现方式中，上述步骤202还可以进一步包括：

通过原子层沉积工艺或者磁控溅射工艺，在第一涂层背离基材层的一侧形成阻隔层。

具体的，阻隔层的材料可以有多种，如ti、ni、cr、nicr、tin、zno、tio2、sno2、sio2、nb2o5、ta2o5和si3n4等中的一种或几种混合，其厚度可以大于或等于1μm，且小于或等于30μm。为了能够满足cigs薄膜电池的需求，优选阻隔层的水汽透过率小于5*10^-3g/m²·day。需要注意的是，阻隔层的制备工艺并不仅限这一种实现方式，具体的制备工艺可以根据阻隔层的材料和结构等因素确定，本申请对此不作限定。

在本实施例的一种实现方式中，参照图4，上述步骤202还可以进一步包括：

步骤401：提供第二涂层混合溶液。

具体的，可以将抗uv剂，胶黏剂主料及固化剂加入搅拌容器中，高速搅拌机2000转/min搅拌，混合均匀后得到第二涂层混合溶液并加入涂布机储液槽中。其中胶黏剂主料可以包括以下胶黏剂材料中的至少一种：透明聚氨酯胶黏剂、透明丙烯酸树脂胶黏剂、透明环氧树脂胶黏剂和透明聚酯胶黏剂等。其中抗uv剂是为了使太阳能电池封装板具有较高的耐紫外线性能，抗uv剂可以为炭黑、氧化铁红、氧化锌、二苯甲酮类或苯并三唑类化合物等。其中固化剂可以根据情况适量添加，固化剂可以为乙烯基三胺、氨乙基哌嗪或间苯二胺等。

步骤402：通过涂布方式将第二涂层混合溶液涂覆于阻隔层背离基材层的一侧表面，形成第二涂层湿膜。

具体的，可以采用狭缝涂、辊涂、刮涂、喷涂或旋涂等涂布方式中一种或几种相结合。

步骤403：在第二指定温度下对第二涂层湿膜进行干燥处理第二指定时长，得到第二涂层。

具体的，第二涂层的厚度可以大于或等于5μm，且小于或等于15μm，具体厚度、工艺参数以及材料等都可以根据粘结强度的要求进行工艺调控。在实际应用中，第二指定温度可以大于或等于50℃，且小于或等于100℃；第二指定时长可以大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。

需要注意的是，第二涂层的制备工艺并不仅限这一种实现方式，具体的制备工艺可以根据第二涂层的材料和结构等因素确定，本申请对此不作限定。

在本实施例的一种实现方式中，上述步骤202还可以进一步包括：

通过层合方式，在第二涂层背离基材层的一侧贴合氟膜层。

具体的，可以在第二涂层背离基材层的一侧采用层合方式迅速贴合氟膜层，复合辊温度可以设置在25-80℃，压力可以为3-8公斤。通过第二涂层将氟膜层粘结在阻隔层上，可以提高太阳能电池封装板的耐老化效果，使其更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能。

在本实施例的一种实现方式中，参照图5，上述步骤203可以进一步包括：

步骤501：提供硅胶混合液。

具体的，此步骤包括将硅胶混合液搅拌均匀。

步骤502：通过涂布方式将硅胶混合液涂覆于所述第二表面形成硅胶湿膜。

具体的，在基材层的第二表面采用喷淋、狭缝涂、辊涂、刮涂、喷涂或旋涂等方式中的一种或几种组合制备硅胶湿膜。

步骤503：在第三指定温度下对硅胶湿膜进行干燥处理第三指定时长，得到硅胶层。

具体的，第三指定温度可以大于或等于50℃，且小于或等于120℃；第三指定时长可以大于或等于1分钟，且小于或等于5分钟。

通过上述实施例提供的制备方法得到的太阳能电池封装板，总厚度可通过工艺调控，透光率达95％以上，水汽透过率小于5*10^-3g/m²·day，耐老化效果可达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，成本较低。

本申请实施例提供了一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池，其中太阳能电池封装板包括基材层，所述基材层具有相对设置的第一表面和第二表面；依次层叠设置在所述第一表面上的第一涂层、阻隔层、第二涂层和氟膜层，所述第一涂层靠近所述基材层设置；以及设置在所述第二表面上的封装层；通过设置第一涂层可以增加阻隔层的附着力，通过设置阻隔层使太阳能电池封装板具有较高的阻水性能；通过第二涂层粘接氟膜层，使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果得以提高，同时更加耐磨、抗划伤并具有自清洁功能；通过设置封装层，可以使太阳能电池封装板的透光率和耐老化效果进一步提高，可耐老化达25年以上，更易于存储、层压，安全环保，封装工艺简单，同时实现产品一体化，使用方便，使后续封装工艺省时高效，较低成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种太阳能电池封装板及其制备方法、太阳能电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。