一種太陽能電池組件及其封裝膠膜的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種太陽能電池組件及其封裝膠膜，所述封裝膠膜中添加有反光劑，所述反光劑能夠反射部分波長的光或所有波長的光。本發明中提供的太陽能電池組件依次包括透明基板、第一封裝膠膜、太陽能電池片、第二封裝膠膜和背板，第一封裝膠膜為添加有中紅外反光劑和/或遠紅外反光劑的封裝膠膜，從而將太陽能電池片吸收不了的中紅外光、遠紅外光反射出太陽能電池組件，并阻止第一封裝膠膜和第二封裝膠膜吸收中紅外光、遠紅外光而升溫，即本案中的太陽能電池組件能夠有效降低太陽能電池組件的溫度，提高太陽能電池組件的輸出功率。且由于反光劑的價格較低，添加量也很少，成本較低，使得該太陽能電池組件及封裝膠膜的應用范圍較廣，局限性較小。
【專利說明】一種太陽能電池組件及其封裝膠膜

【技術領域】
[0001]本發明涉及光伏領域，更具體的說是涉及一種太陽能電池組件及其封裝膠膜。

【背景技術】
[0002]隨著化石燃料日益緊張，太陽能作為清潔、無污染并且取之不盡的新能源成為人類未來發展的能源保障。現今全球的光伏市場以晶體硅太陽能電池組件為主，它具有原材料豐富、轉換效率高、可靠性高、結構簡單、壽命長等優點。
[0003]現有技術中的太陽能電池組件包括層壓件結構，層壓件按工藝順序依次為透明基板、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,簡稱EVA)、太陽能電池片、EVA和背板。其中所述透明基板采用鋼化玻璃形成，其作用為保護太陽能電池片，由于其位于太陽能電池片的吸光面側，必須保證較高的透光率，因此一般選用透光率在91%以上的玻璃制品。EVA用來粘結固定鋼化玻璃板和太陽能電池片，以及用來粘結固定太陽能電池片和背板。需要說明的是，位于太陽能電池片和鋼化玻璃板之間的EVA的光線透過率對太陽能電池組件的輸出功率有較大影響，因此，也必須保證該層EVA的透過率較高。背板的作用主要是密封、絕緣和防水，并通過將熱量導出太陽能電池組件以達到給太陽能電池組件降溫的目的。


【發明內容】

[0004]但是發明人發現，僅靠太陽能電池組件的背板將熱量導出，還不足以降低太陽能電池組件的溫度，太陽能電池組件在太陽光的不斷照射下，還會產生較大的熱量，而較高的溫度會降低太陽能電池組件的輸出功率。出現上述現象的原因是由于太陽能電池組件中的封裝結構容易吸收光線產生熱能，進而提高太陽能電池組件的溫度，尤其封裝結構中的封裝膠膜非常容易吸收太陽光中的不能被太陽能電池組件吸收的光，自身溫度升高，進而導致整個太陽能電池組件的溫度升高。
[0005]有鑒于此，本發明提供一種太陽能電池組件及其封裝膠膜，以降低太陽能電池組件溫度，提高太陽能電池組件的輸出功率。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:一種太陽能電池組件封裝膠膜，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為28%-35%，包括端點值；0.05wt%-0.2wt%反光劑；0.5wt%_2wt%交聯劑；0.5wt%_lwt% 助交聯劑;0.05wt%-0.15wt% 阻聚劑;0.lwt%-0.3wt% 抗氧劑;0.lwt%-0.3wt%光穩定劑15wt%-0.35wt% 硅烷偶聯劑；0.lwt%-0.2wt% 抗酸劑；0.lwt%-0.2wt°/cJ|塑劑。
[0007]優選地，所述反光劑為中紅外反光劑或遠紅外反光劑。
[0008]優選地，所述反光劑為中紅外反光劑和遠紅外反光劑。
[0009]優選地，所述反光劑為全光譜反光劑。
[0010]優選地，所述全光譜反光劑為鈦白粉。
[0011]一種太陽能電池組件，包括:疊層結構，所述疊層結構包括相對設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間的多個串連的太陽能電池片；位于所述透明基板和所述多個串連的太陽能電池片之間的第一封裝膠膜；位于所述多個串連的太陽能電池片和所述背板之間的第二封裝膠膜；其中，所述第一封裝膠膜為上面所述的封裝膠膜，且所述封裝膠膜中的反光劑為中紅外反光劑和/或遠紅外反光劑。
[0012]優選地，所述第一封裝膠膜為添加有中紅外反光劑和遠紅外反光劑的封裝膠膜。
[0013]優選地，所述第二封裝膠膜為添加全光譜反光劑的封裝膠膜。
[0014]優選地，所述全光譜反光劑為鈦白粉。
[0015]優選地，所述第二封裝膠膜的主要成分為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
[0016]經由上述的技術方案可知，本發明提供的封裝膠膜中添加了反光劑，所述反光劑為部分光譜反光劑或全光譜反光劑，能夠反射部分波長的光或所有波長的光。
[0017]同時，本發明提供的太陽能電池組件依次包括透明基板、第一封裝膠膜、太陽能電池片、第二封裝膠膜和背板，位于太陽能電池片和透明基板之間的第一封裝膠膜為添加了反光劑的封裝膠膜，能夠反射中紅外光和/或遠紅外光，從而將太陽能電池片吸收不了的中紅外光、遠紅外光反射出太陽能電池組件，阻止第一封裝膠膜和第二封裝膠膜吸收中紅外光、遠紅外光，避免太陽能電池組件的溫度升高，即本發明提供的太陽能電池組件能夠有效降低太陽能電池組件的溫度，提高太陽能電池組件的輸出功率。
[0018]且所述反光劑的價格較低，添加量也很少，成本較低，使得該太陽能電池組件及封裝膠膜的應用范圍較廣，局限性較小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明提供的一種太陽能電池組件的光路圖。

【具體實施方式】
[0021]正如前面所述，在太陽光的照射下，太陽能電池組件的溫度會逐漸升高，從而降低了太陽能電池組件的輸出功率，發明人發現，在背板中加入鋁鉬能夠增加背板的導熱性，從而可以使太陽能電池組件內部的熱量通過背板更容易地傳導出太陽能電池組件；或通過光伏-光熱系統帶走太陽能電池組件產生的熱量，均能夠有效降低太陽能電池組件的溫度。但是以上降低太陽能電池組件溫度的方法都是通過增加熱量的導出途徑來實現的，且上述兩種降低太陽能電池組件溫度的方法的成本均較高，必然會提高太陽能電池組件的使用成本，在使用過程中存在較大的局限性。
[0022]發明人經過研究，放棄了增加太陽能電池組件的熱量導出途徑(也即散熱途徑)來降低太陽能電池組件的溫度，創造性地從減少太陽能電池組件的升溫途徑方面考慮，來降低太陽能電池組件的溫度。具體的，發明人發現太陽能電池組件雖然接收太陽光中全部光的照射，但是其中只有一部分光能夠被太陽能電池片吸收并轉化生成電能，其余部分的光不能被太陽能電池片吸收。而不能被太陽能電池片吸收的光卻很容易被太陽能電池組件中的封裝膠膜吸收，進而轉化成熱量，提高太陽能電池組件的溫度，而高溫會導致太陽能電池組件的輸出功率降低。
[0023]基于上述兩點，發明人經過研究發現，提供一種封裝膠膜，應用在太陽能電池組件的封裝過程中，所述封裝膠膜包括:
[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為28%_35%，包括端點值；
[0025]0.05wt%-0.2wt% 反光劑；
[0026]0.5wt%-2wt% 交聯劑；
[0027]0.5wt%_lwt% 助交聯劑；
[0028]0.05wt%-0.15wt% 阻聚劑；
[0029]0.lwt%-0.3wt% 抗氧劑；
[0030]0.lwt%-0.3wt% 光穩定劑；
[0031]0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶聯劑；
[0032]0.lwt%-0.2wt% 抗酸劑；
[0033]0.lwt%-0.2wt% 增塑劑。
[0034]由上述的技術方案可知，本發明提供的封裝膠膜中添加有反光劑，使封裝膠膜具有一定反光作用。選擇能夠反射太陽能電池片吸收不了的光的反光劑進行添加，從而使得所述封裝膠膜對太陽能電池片吸收不了的光進行反射，避免封裝材料吸光后升溫，導致太陽能電池組件的輸出功率降低。且由于所述反光劑的價格便宜，且反光劑作為添加劑，使用量少，因此本發明中提供的封裝膠膜的成本相較于光伏-光熱系統的成本以及增加了鋁鉬的背板的成本更低，應用的局限性更小。
[0035]以上是本申請的核心思想，下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0037]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0038]下面通過幾個實施例具體描述本發明提供的太陽能電池組件及其封裝膠膜。
[0039]本發明實施例公開的一種封裝膠膜，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為28%-35%，包括端點值；0.05wt%-0.2wt%反光劑；0.5wt%-2wt%交聯劑；0.5wt%-lwt% 助交聯劑；0.05wt%-0.15wt% 阻聚劑；0.lwt%-0.3wt% 抗氧劑;0.lwt%-0.3wt% 光穩定劑；0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶聯劑；0.lwt%-0.2wt% 抗酸劑;
0.lwt%-0.2wt%增塑劑；其中wt%為質量百分比，例如0.05wt%-0.2wt%反光劑表示反光劑占所述封裝膠膜的質量比為0.05%-0.2%。
[0041]需要說明的是，EVA是一種熱固性有粘性的膠膜，具有耐高溫、耐紫外線老化的特點。通常EVA在高溫85°C和低溫-40°C下，也不發生熱脹冷縮，尺寸穩定性較好，且經過長時間的紫外線照射也不龜裂、不老化。基于上述特點，EVA經常用于太陽能電池組件的封裝材料中。
[0042]但是在本發明的其他實施例中，所述EVA還可以用P0 (聚烯烴，通常指乙烯、丙烯或高級烯烴的聚合物)、PVB (聚乙烯醇縮丁醒，Polyvinyl butyral)代替，其中，P0或PVB在封裝膠膜中所占比例可以根據其具體材料而定，本實施例中并不限定封裝膠膜的主要成分為EVA。
[0043]本實施例中提供的封裝膠膜中除包含現有技術中的主要成分及添加劑之外，還包括反光劑。所述反光劑可以是部分光譜反光劑也可以是全光譜反光劑。所述部分光譜反光劑包括中紅外反光劑和遠紅外反光劑，其中所述中紅外反光劑能夠反射中紅外光，所述遠紅外反光劑能夠反射遠紅外光。所述全光譜反光劑為能對所有波長的光起反射作用的反光齊IJ，本實施例中優選的，所述全光譜反光劑為鈦白粉。
[0044]需要說明的是，本實施例中提供的封裝膠膜增加反光劑后，其制作過程與現有技術中的封裝膠膜的制作過程基本相同，不同的是，在混合EVA和各種添加劑時，所述添加劑中包含了反光劑，其他制作工藝與現有技術相同，本實施例中在此不再贅述。
[0045]本實施例中提供的封裝膠膜中增加了反光劑，根據增加的反光劑的不同，所述封裝膠膜能夠對部分光譜或全部光譜的光進行選擇性反射，從而增加了封裝膠膜的功能，使封裝膠膜除具有防水、封裝、粘接等作用外，還具有了選擇性反射光線的作用。同時，所述反光劑的成本很低，對所述封裝膠膜的成本不會產生較大影響。
[0046]本發明的另一個實施例中公開了一種太陽能電池組件，如圖1所示，包括疊層結構，所述疊層結構包括相對設置的透明基板1和背板5，以及位于透明基板1和背板5之間的多個串連的太陽能電池片3 ;位于透明基板1和多個太陽能電池片3之間的第一封裝膠膜2 ;位于多個太陽能電池片3和背板5之間的第二封裝膠膜4。
[0047]其中，透明基板具有較強的機械強度和較高的光線透過率，本實施例中所述透明基板可以優選為鋼化玻璃板。第一封裝膠膜為上一實施例中添加有中紅外反光劑和/或遠紅外反光劑的封裝膠膜。即，第一封裝膠膜能夠反射中紅外光，或能夠反射遠紅外光，或能夠同時反射中紅外光和遠紅外光。
[0048]由于晶體硅的禁帶寬度約為1.15eV，對應的光波長在llOOnm左右，即光波長在llOOnm左右時產生的能量能夠被晶體娃完全吸收,而光波長小于llOOnm較多的光產生的能量，一部分被晶體硅吸收，一部分富余的能量以熱能的形式釋放出；光波長大于llOOnm的紅外光，由于其產生的能量小于晶體娃的禁帶寬度，晶體娃對光波長大于llOOnm的紅外光產生的能量沒有吸收，但這些紅外光容易被太陽能電池組件中的封裝材料吸收，使得封裝材料在陽光照射下溫度升高，進而提高太陽能電池組件的溫度，最終降低太陽能電池組件的輸出功率。
[0049]發明人還發現，晶體硅太陽能電池片對波長范圍為(2.5-3) μ m?(25_40) μ m的中紅外光和波長范圍為(25-40) μ m?1000 μ m的遠紅外光完全吸收不了，而對于波長范圍為(0.75-1) μπι?(2.5-3) μ m的近紅外光中的部分，晶體娃太陽能電池片也只能吸收一部分，而另一部分的近紅外光太陽能電池片也是無法吸收的。
[0050]針對上述情況，本實施例中優選的，在太陽能電池組件的第一封裝膠膜2添加中紅外反光劑和/或遠紅外反光劑，同時在第二封裝膠膜4中添加全光譜反光劑來達到降低太陽能電池組件溫度的目的。
[0051]需要說明的是，第一封裝膠膜2中可以只添加中紅外反光劑和遠紅外反光劑中的一種，也可以同時添加中紅外反光劑和遠紅外反光劑。當第一封裝膠膜2中添加中紅外反光劑和遠紅外反光劑中的一種時，能夠反射相應的中紅外光或遠紅外光，從而減弱其中一種光對太陽能電池組件中封裝膠膜的加熱作用。當第一封裝膠膜2中同時添加中紅外反光劑和遠紅外光反光劑時,相對于只添加一種反光劑的第一封裝膠膜的反射效果會更好,相應的，能夠進一步減弱紅外光對太陽能電池組件中封裝膠膜的加熱作用。本實施例中優選的第一封裝膠膜中同時添加中紅外反光劑和遠紅外反光劑。
[0052]而第二封裝膠膜4位于太陽能電池片3和背板5之間，由于背板5具有反光作用，對于第一封裝膠膜2沒有反射出太陽能電池組件且太陽能電池片也無法吸收的紅外光，在經過背板反射后，同樣會對第一封裝膠膜2和第二封裝膠膜4進行加熱，從而降低太陽能電池組件的輸出功率。因此，本實施例中在第二封裝膠膜4中添加能夠同時反射近紅外光、中紅外光以及遠紅外光的反光劑，進一步地降低太陽能電池組件的溫度。本實施例中優選的，第二封裝膠膜4中添加的反光劑為全光譜反光劑，從而阻止第二封裝膠膜對紅外光的吸收，避免了第二封裝膠膜的升溫。
[0053]另外，本實施例中，由于第二封裝膠膜中添加了全光譜反光劑，對所有的光均具有反射作用，經過太陽能電池片間隙照射到第二封裝膠膜4上太陽能電池片可吸收的光，也可以通過第二封裝膠膜4的反射，再次返回到太陽能電池片正面，從而被太陽能電池片吸收，進而提高太陽能能電池片的輸出功率。
[0054]為了能夠清楚說明本實施例中第一封裝膠膜和第二封裝膠膜降低太陽能電池組件溫度的原理，舉例如下:
[0055]如圖1所示，光線a為經過鋼化玻璃板1入射到太陽能電池組件內的光線，在經過第一封裝膠膜2時，由于所述第一封裝膠膜2中添加有中紅外反光劑和遠紅外反光劑，因此，中紅外光和遠紅外光在第一封裝膠膜2的表面發生反射，經過鋼化玻璃板1被反射出太陽能電池組件，如圖1中的光線b，從而避免了中紅外光和遠紅外光對第一封裝膠膜和第二封裝膠膜加熱，即相對于現有技術，降低了太陽能電池組件的溫度。
[0056]同時，由于第一封裝膠膜2對太陽能電池片3能夠吸收的光沒有反射作用，從而光線a中除中紅外光和遠紅外光之外的剩余光線繼續前進，照射到太陽能電池片3的表面即被太陽能電池片3吸收，而經過多個太陽能電池片之間的縫隙時，會照射到與太陽能電池片緊貼的第二封裝膠膜4上，由于第二封裝膠膜4中添加有全光譜反光劑，此時光線將光線a中的剩余光全部反射，從而避免第二封裝膠膜4被光線a中的光加熱，進一步降低了太陽能電池組件的溫度。
[0057]而當光線a的剩余光再次到達第一封裝膠膜表面或鋼化玻璃板表面時，還會有部分光發生反射形成光線c，光線c再次照射到太陽能電池片表面，能夠被太陽能電池片吸收，以增加太陽能電池組件的輸出功率。另一部分未發生反射的光線經過第一封裝膠膜和鋼化玻璃板射出太陽能電池組件，雖沒有被太陽能電池片利用生成電能，但是也沒有對太陽能電池組件進行加熱升溫。
[0058]由上述過程可見，一方面，第一封裝膠膜中添加了中紅外反光劑和遠紅外反光劑，能夠反射中紅外光和遠紅外光，避免第一封裝膠膜和第二封裝膠膜吸收中紅外光和遠紅外光后，對第一封裝膠膜和第二封裝膠膜的加熱，即能夠降低太陽能電池組件的溫度，從而能夠提高太陽能電池組件的輸出功率；第二封裝膠膜中添加了全光譜反光劑，避免近紅外光對第二封裝膠膜的加熱，從而能夠進一步提高太陽能電池組件的輸出功率。
[0059]另一方面，由于第二封裝膠膜反射的是照射到太陽能電池片縫隙中的光，能夠在經過第一封裝膠膜、或鋼化玻璃板、或第二封裝膠膜的多次反射后，再次照射到太陽能電池片的吸光面，被太陽能電池片吸收，同樣能夠提高太陽能電池片的輸出功率。
[0060]而且，無論全光譜反光劑還是中(遠)紅外光反光劑，其價格遠遠低于背板中增加的鋁鉬和光伏-光熱系統的價格，即本發明中提供的太陽能電池組件的成本更低，應用局限性更小。
[0061]需要說明的是，對于單片吸光的太陽能電池片，由于所述第一封裝膠膜2位于鋼化玻璃板1和太陽能電池片3之間，對于可見光及部分近紅外光等太陽能電池片能夠吸收的光，第一封裝膠膜2還必須保持一定的透過率，即第一封裝膠膜添加中紅外反光劑和遠紅外反光劑后仍然保持較高的透明度。而由于第二封裝膠膜4位于太陽能電池片3和背板5之間，不覆蓋太陽能電池片的吸光面，因此無需考慮其透明度。
[0062]但是本領域技術人員公知的，當太陽能電池片為雙面太陽能電池片時，所述背板將與所述透明基板相同，同樣的，此時第二封裝膠膜將覆蓋太陽能電池片的其中一個吸光面，此時第二封裝膠膜的添加材料也可以與第一封裝膠膜的添加材料相同，以保證其透明度。對于其他類型的太陽能電池片，由于其具體原理相同，本領域技術人員根據上述實施例中披露的細節均能夠在不付出創造性勞動的情況下得到類似的產品，本實施例中雖對此不做詳細贅述，但所述類似產品也是落入本發明的保護范圍。
[0063]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種太陽能電池組件封裝膠膜，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為28%-35%，包括端點值；
0.05wt%-0.2wt% 反光劑； 0.5wt%-2wt% 交聯劑； 0.5wt%-lwt%助交聯劑；
0.05wt%-0.15wt% 阻聚劑；
0.lwt%-0.3wt% 抗氧劑； 0.lwt%-0.3wt% 光穩定劑； 0.15wt%-0.35wt% 硅烷偶聯劑；
0.lwt%-0.2wt% 抗酸劑；
0.lwt%-0.2wt% 增塑劑。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池組件封裝膠膜，其特征在于，所述反光劑為中紅外反光劑或遠紅外反光劑。
3.根據權利要求1所述的太陽能電池組件封裝膠膜，其特征在于，所述反光劑為中紅外反光劑和遠紅外反光劑。
4.根據權利要求1所述的太陽能電池組件封裝膠膜，其特征在于，所述反光劑為全光譜反光劑。
5.根據權利要求4所述的太陽能電池組件封裝膠膜，其特征在于，所述全光譜反光劑為欽白粉。
6.一種太陽能電池組件，其特征在于，包括: 疊層結構，所述疊層結構包括相對設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間的多個串連的太陽能電池片； 位于所述透明基板和所述多個串連的太陽能電池片之間的第一封裝膠膜； 位于所述多個串連的太陽能電池片和所述背板之間的第二封裝膠膜； 其中，所述第一封裝膠膜為權利要求1所述的封裝膠膜，且所述封裝膠膜中的反光劑為中紅外反光劑和/或遠紅外反光劑。
7.根據權利要求6所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述第一封裝膠膜為添加有中紅外反光劑和遠紅外反光劑的封裝膠膜。
8.根據權利要求6所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述第二封裝膠膜為添加全光譜反光劑的封裝膠膜。
9.根據權利要求8所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述全光譜反光劑為鈦白粉。
10.根據權利要求6-9任意一項所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述第二封裝膠膜的主要成分為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
【文檔編號】H01L31/048GK104419333SQ201310366976
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】賴斌, 劉亞鋒, 董曙光, 金浩, 陳康平 申請人:晶科能源有限公司