太阳能电池封装板及其制备工艺、太阳能电池的制作方法

文档序号:15563475发布日期:2018-09-29 02:47阅读:132来源:国知局

本发明涉及太阳能移动电源技术领域,具体地涉及一种太阳能电池封装板及其制备工艺、太阳能电池。



背景技术:

太阳能作为一种天然洁净的可再生能源,越来越受到人们的青睐,柔性薄膜太阳能电池作为太阳能电池的新品种,其应用也越来越广泛,尤其是对移动能源的需求越来越大,太阳能移动能源由于绿色环保、轻便柔软、携带方便,逐渐成为最符合现代生活的移动能源。

封装前板对移动电源有保护作用,随着薄膜技术的发展,人们对封装前板的整体性能要求也越来越高,移动能源产品通常使用年限较短,一般小于5年,如何制备出满足年限需求,且结构简单、成本较低的封装前板成为目前亟待解决的问题。

传统的封装前板,将磨砂pet膜复合在基材表面,可以增强封装前板的耐磨耐划性能,但是其水汽透过率较低。现有的一种封装前板的结构是采用磨砂pet膜、光伏热压胶片和pet阻水膜复合的方式,通过光伏热压胶片将pet阻水膜复合到磨砂pet膜上,可以增大封装前板的水汽阻隔率,但是该复合结构制备结构复杂,制备工艺复杂,操作温度较高,工艺时间较长,成本较高,封装后产品较厚较硬,不适合现有的柔性薄膜太阳能电池的需求。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的是提供一种移动太阳能电池的封装板及其制备工艺、移动太阳能电池,以解决现有技术中封装前板结构复杂、制作成本较高的问题。

根据本发明的一个方面,本发明还公开了一种太阳能电池封装板的制备工艺,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;

将第一涂层涂覆于所述第一表面上,其中,所述第一涂层为耐磨涂层;

将第二涂层涂覆于所述第二表面上,所述第二涂层为粘结层;

通过镀膜工艺在所述第二涂层远离所述第二表面的一侧形成阻隔层,所述阻隔层为水汽阻隔层。

可选地,

所述将第一涂层涂覆于所述第一表面上,包括:

提供第一涂层混合溶液,其中,所述第一涂层混合溶液包含磨砂粒子、颜料粒子、含氟类粒子、聚酯类粒子;

以涂布的方式将所述第一涂层混合溶液涂覆于所述第一表面上;

在第一指定温度下干燥第一指定时间形成第一涂层。

可选地,所述在第一指定温度下干燥第一指定时间形成第一涂层,包括:

在50℃-100℃下干燥1min-5min形成第一涂层。

可选地,所述以涂布的方式将所述第一涂层混合溶液涂覆于所述第一表面上,包括:

将第一涂层混合溶液通过狭缝涂、辊涂、喷涂或旋涂工艺涂覆于所述第一表面上。

可选地,

所述将第二涂层涂覆在所述第二表面上,包括:

提供第二涂层混合溶液,所述第二涂层混合溶液为包括丙烯酸类、聚氨酯类和聚酯类中的至少一种的混合溶液;

以涂布的方式将所述第二涂层混合溶液涂覆于所述第二表面上,形成第二涂层湿膜;

在第二指定温度下干燥第二指定时间形成第二涂层。

可选地,所述在第二指定温度下干燥第二指定时间形成第二涂层,包括:

在50℃-70℃下干燥1min-5min形成第二涂层。

可选地,所述以涂布的方式将所述第二涂层混合溶液涂覆于所述第二表面上,包括:

将第二涂层混合溶液通过狭缝涂、辊涂、喷涂或旋涂工艺涂覆于所述第二表面上。

可选地,所述通过镀膜工艺在所述第二涂层远离所述第二表面的一侧形成阻隔层,包括:

通过原子沉积工艺或磁控溅射工艺在所述第二涂层远离所述第二表面的一侧形成阻隔层。

根据本发明的另一方面,本发明公开了一种太阳能电池封装板,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;

第一涂层,所述第一涂层设置在所述第一表面上,所述第一涂层为耐磨涂层;

第二涂层,所述第二涂层设置在所述第二表面上,所述第二涂层为粘结层;

阻隔层,所述阻隔层设置在所述第二涂层远离所述第二表面的一侧,所述阻隔层为水汽阻隔层。

可选地,所述基材层为热塑性聚酯薄膜。

可选地,所述基材层的厚度为50um-200um。

可选地,所述第一涂层包括颜料粒子、磨砂粒子、含氟类粒子、聚酯类粒子。

可选地,所述第一涂层的厚度为1um-10um。

可选地,所述第二涂层包括丙烯酸类膜层、聚氨酯类膜层和聚酯类膜层中的一种。

可选地,所述第二涂层的厚度为1um-15um。

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

可选地,所述阻隔层的厚度为1um-30um。

可选地,所述第一涂层通过涂布工艺形成在所述基材层上。

可选地,所述第二涂层通过涂布工艺形成在所述基材层上。

可选地,所述阻隔层通过镀膜工艺固定在所述第二涂层上。

根据本发明的另一方面,本发明还公开了一种太阳能电池,包括上述太阳能电池封装板和太阳能电池芯片,所述太阳能电池封装板固定于所述太阳能电池芯片上,所述太阳能电池封装板为可热压的复合膜材。

与现有技术相比,本发明包括以下优点:

本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,将第一涂层涂覆于基材层的第一表面上,第一涂层为耐磨涂层,将第二涂层涂覆于基材层的第二表面上,再通过镀膜工艺在第二涂层的远离基材层的第二表面的一侧形成阻隔层,以形成太阳能电池封装板。第一涂层的设置使得制备而成的太阳能电池封装板具有耐磨、耐划、防眩光的特性;第二涂层的设置可以改善基材的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层更好的沉积,使阻隔层不易从基材层上剥离,通过第二涂层改善基材层的第二表面的状态以沉积阻隔层;阻隔层的设置,可以有效降低水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,工艺省时灵活,成本较低,制备的太阳能电池封装板将多层膜复合在一起,可以满足高水汽阻隔,耐磨、耐划、防眩光等功能,同时结构轻薄柔软,可以满足太阳能电池使用年限的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的太阳能电池封装板的制备工艺流程图;

图2为本发明又一实施例关于第一涂层的制备工艺流程图;

图3为本发明又一实施例关于第二涂层制备工艺流程图;

图4为本发明又一实施例关于太阳能电池封装板的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种移动太阳能电池封装板的制备工艺,其具体流程参照图1所示,包括如下步骤:

步骤101:提供基材,该基材具有相对设置的第一表面和第二表面。

该基材层可以为热塑性聚酯薄膜,采用高透光高耐候型材料,具体可以包括高透光pet薄膜、高透光pen薄膜和高透光pbt薄膜中的一种,可以使封装前板的透光率达90%以上;该基材层2的厚度可以为50um-200um,优选50um、100um、150um和200um。

步骤102:将第一涂层涂覆于所述第一表面上,其中,第一涂层为耐磨涂层。

例如,可以通过涂布工艺将第一涂层涂覆在基材层的第一表面上。

步骤103:将第二涂层涂覆于所述第二表面上,所述第二涂层为粘结层。

例如,可以通过涂布工艺将第二涂层涂覆在基材层的第二表面上。

步骤104:通过镀膜工艺在所述第二涂层远离所述第二表面的一侧形成阻隔层,所述阻隔层为水汽阻隔层。

例如,可以通过原子沉积工艺或磁控溅射工艺将阻隔层形成在第二涂层的远离第二表面的一侧。

本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,将第一涂层涂覆于基材层的第一表面上,第一涂层为耐磨涂层,将第二涂层涂覆于基材层的第二表面上,第二涂层为粘结层,再通过镀膜工艺在第二涂层的远离基材层的第二表面的一侧形成阻隔层,以形成太阳能电池封装板。第一涂层的设置使得制备而成的太阳能电池封装板具有耐磨、耐划、防眩光的特性;第二涂层的设置可以改善基材的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层更好的沉积,使阻隔层不易从基材层上剥离,通过第二涂层改善基材层的第二表面的状态以沉积阻隔层;阻隔层的设置,可以有效降低水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,工艺省时灵活,成本较低,制备的太阳能电池封装板将多层膜复合在一起,可以满足高水汽阻隔,耐磨、耐划、防眩光等功能,同时结构轻薄柔软,可以满足太阳能电池使用年限的要求。

在一优选实施例中,参照图2,步骤102具体可以包括:

步骤201:提供第一涂层混合溶液。

其中,第一涂层混合溶液包括磨砂粒子、颜料粒子、含氟类粒子、聚酯类粒子。该步骤201中,具体的可以将上述溶液在高速搅拌机中以2000转/min进行搅拌均匀,磨砂粒子可以为sio2粒子或pmma粒子。

步骤202:以涂布的方式将第一涂层混合溶液涂覆于所述第一表面上。

将上述步骤201制备的混合溶液涂覆在基材层的第一表面上,具体的可以将第一涂层混合溶液通过狭缝涂、辊涂、喷涂或旋涂工艺涂覆于所述第一表面上。

步骤203:在第一指定温度下干燥第一指定时间形成第一涂层。

该步骤203具体为,在50℃-100℃下干燥1min-5min形成第一涂层。

经上述过程,可以在基材层的第一表面形成具有耐磨、耐划、自清洁、防眩光、颜色多样同时耐老化的膜层。该膜层的厚度为1um-10um,优选1um、3um、5um、7um、10um等。

在一优选实施例中,参照图3,步骤103具体包括:

步骤301:提供第二涂层混合溶液。

第二涂层混合溶液可以为包括丙烯酸类、聚氨酯类和聚酯类中的至少一种的混合溶液。

步骤302:以涂布的方式将第二涂层混合溶液涂覆于第二表面上,形成第二涂层湿膜。

将上述步骤301制备的混合溶液涂覆在基材层的第二表面上,具体的可以将第二涂层混合溶液通过狭缝涂、辊涂、喷涂或旋涂工艺涂覆于所述第二表面上。

步骤303:在第二指定温度下干燥第二指定时间形成第二涂层。

该步骤303具体为,在50℃-70℃下干燥1min-5min形成第二涂层。

经过上述过程,可以在基材层的第二表面上形成第二涂层,第二涂层可以改变第二表面状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层良好沉积,该第二涂层可以包括丙烯酸类膜层、聚氨酯类膜层和聚酯类膜层中的一种,厚度为1um-10um,优选1um、5um、10um、15um等。

可以理解的是,由于第一涂层高温干燥的温度大于第二涂层高温干燥的温度,因此,应先在基材层的第一表面形成第一涂层后再形成第二涂层,以防止高温影响第二涂层的形成效果。

在一优选实施例中,步骤104具体可以包括:采用步骤103制备的复合膜层,在第二涂层的远离基底一侧的表面采用原子沉积工艺或磁控溅射工艺形成阻隔层。

阻隔层的具体可以为水汽阻隔层,其材料可以包括ti、ni、cr、nicr、tin、zno、tio2、sno2、sio2、nb2o5、ta2o5、si3n4中的至少一种,其厚度为1um-30um,优选1um、10um、20um、30um等,阻隔层的设置可以有效的降低太阳能电池封装板的水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。

本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,将第一涂层涂覆于基材层的第一表面上,第一涂层为耐磨涂层,将第二涂层涂覆于基材层的第二表面上,再通过镀膜工艺在第二涂层的远离基材层的第二表面的一侧形成阻隔层,以形成太阳能电池封装板。第一涂层的设置使得制备而成的太阳能电池封装板具有耐磨、耐划、防眩光的特性;第二涂层的设置可以改善基材的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层更好的沉积,使阻隔层不易从基材层上剥离,通过第二涂层改善基材层的第二表面的状态以沉积阻隔层;阻隔层的设置,可以有效降低水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。本发明实施例的太阳能电池封装板的制备工艺,工艺省时灵活,成本较低,制备的太阳能电池封装板将多层膜复合在一起,可以满足高水汽阻隔,耐磨、耐划、防眩光等功能,同时结构轻薄柔软,可以满足太阳能电池使用年限的要求。

本发明实施例还提供了一种太阳能电池封装板,参照图4所示,本发明实施例的太阳能电池封装板包括:

基材层2,该基材层2具有相对设置的第一表面和第二表面;

第一涂层1,该第一涂层1设置在基材层2的第一表面上,该第一涂层1可以为耐磨涂层;

第二涂层3,该第二涂层3设置在基材层2的第二表面上,该第二涂层3为粘结层;

阻隔层4,该阻隔层4设置在第二涂层3远离第二表面的一侧,该阻隔层4为水汽阻隔层。

本发明实施例的太阳能电池封装板,在基材层2的第一表面设置有第一涂层1,且第一涂层1为耐磨涂层,使得该太阳能电池封装板具有耐磨、耐划、防眩光的特性;在基材层2的第二表面上设置有第二涂层3,第二涂层3为粘结层,第二涂层3的设置可以改善基材层2的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层4更好的沉积,使阻隔层4不易从基材层2上剥离,通过第二涂层3改善基材层2的第二表面的状态以沉积阻隔层4;阻隔层4的设置,可以有效降低水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。本发明实施例的太阳能电池封装板通过将多层膜复合在一起,可以满足高水汽阻隔,耐磨、耐划、防眩光等功能,同时结构轻薄柔软,成本较低,工艺省时灵活,可以满足太阳能电池使用年限的要求。

具体的,上述基材层2可以为热塑性聚酯薄膜,采用高透光高耐候型材料,具体可以包括高透光pet薄膜、高透光pen薄膜和高透光pbt薄膜中的一种,可以使封装前板的透光率达90%以上;该基材层2的厚度可以为50um-200um,优选50um、100um、150um和200um。

第一涂层1包括颜料粒子、磨砂粒子、含氟类粒子、聚酯类粒子,以使太阳能电池封装板可以呈现不同的颜色,且具有耐磨、耐划、自清洁、防眩光、耐老化等优点,磨砂粒子可以为sio2粒子或pmma粒子;第一涂层的厚度可以为1um-10um,优选1um、3um、5um、7um、10um等。

第二涂层3可以包括丙烯酸类膜层、聚氨酯类膜层和聚酯类膜层中的一种,第二涂层3的厚度为1um-15um,优选1um、5u、10um、15um等。

第二涂层3涂覆在基材层2的第二表面上,可以改善基材层2的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层4更好的沉积。

阻隔层4具体可以为水汽阻隔层,其材料可以包括ti、ni、cr、nicr、tin、zno、tio2、sno2、sio2、nb2o5、ta2o5、si3n4中的至少一种,其厚度为1um-30um,优选1um、10um、20um、30um等,阻隔层4的设置可以有效的降低太阳能电池封装板的水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。

具体的,上述第一涂层1通过涂布工艺形成在基材层2上,第二涂层3也通过涂布工艺形成在基材层2上;阻隔层4通过镀膜工艺固定在第二涂层3上,具体的可以采用原子沉积或磁控溅射工艺。

综上,本发明实施例的太阳能电池封装板,在基材层2的第一表面设置有第一涂层1,使得该太阳能电池封装板具有耐磨、耐划、自清洁、防眩光、颜色多样化的特性;在基材层2的第二表面上设置有第二涂层3,第二涂层3的设置可以改善基材层2的第二表面的状态,使第二表面光滑连续,粗糙度较低,有利于阻隔层4更好的沉积,使阻隔层4不易从基材层2上剥离,通过第二涂层3改善基材层2的第二表面的状态以沉积阻隔层4;阻隔层4的设置,可以有效降低水汽透过率,使水汽透过率达到10-2g/m2day-10-6g/m2day。该太阳能电池封装板可以满足高水汽阻隔,耐磨、耐划、自清洁、防眩光、颜色多样化等功能,同时结构轻薄柔软,成本较低,工艺省时灵活,可以满足太阳能电池使用年限的要求。

本发明实施例还提供了一种太阳能电池,包括上述实施例的太阳能电池封装板和太阳能电池芯片,太阳能电池封装板固定于太阳能电池芯片上,其中,太阳能电池封装板为可热压的复合膜层。

具体的,将太阳能电池封装板置于太阳能电池芯片上,二者之间设置有封装胶片,通过热压工艺,在预设温度下热压预设时间,将太阳能电池封装板固定在电池芯片上。

本发明实施例的太阳能电池封装板具有以下技术指标:

厚度50-250um可调;

颜色可呈现无色透明、紫色、粉色、红色、蓝色、黄色等等多种颜色;

透光率大于95%可调;

雾度20-75%可调;

水汽透过率10-2g/m2day-10-6g/m2day可调;

硬度2h-3h可调;

拉伸强度170mpa以上;,

断裂伸长率140%以上。

需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有说明,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的顺序、方位或者位置关系为人为定义的顺序或基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明或使描述更加清晰有条理,而不是指示或者暗示所指的结构或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介简介相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

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