高反射封装胶膜及其制备方法和光伏组件与流程

本发明涉及光伏，尤其是涉及一种高反射封装胶膜及其制备方法和光伏组件。

背景技术：

1、红外光对光伏组件的性能和寿命有一定的影响。红外光可以穿透光伏组件的玻璃盖板，到达电池片表面，产生热效应，这会导致电池片温度升高，从而降低光伏组件的输出功率和效率。另一方面，红外光也可以激发电池片中的载流子，增加电流密度和开路电压，从而提高光伏组件的性能。目前，组件端对红外光的利用率较低，导致系统效率降低。

2、现阶段具有红外高反射功能的辅材为背板及胶膜，其中黑色背板可能会导致背板的热应力增加，从而影响背板的耐候性和耐腐蚀性；黑色背板对电池片也会产生影响，例如影响电池片的温度分布、电流分布等；黑色背板无法在双玻系统中进行应用。黑色的封装胶膜起初应用于bipv组件，主要为解决光伏建筑一体化中胶膜与电池存在色差的问题。后来为解决bipv组件等其他黑色组件发电过程中功率利用率低等问题，黑色封装胶膜朝着高反射的方向进行改进旨在尽可能的提升胶膜的功率。在提升功率的过程中发现这种封装胶膜也存在一些不足和问题，主要有以下几点：

3、(1)成本问题。黑色封装胶膜的生产工艺比普通的透明eva或poe胶膜更复杂，黑色的颜料在胶膜生产过程中拥有较好的着色力，在生产黑色胶膜时需要单独使用设备与常规生产隔离开，无法与透明的eva或poe共线生产，增加胶膜生产厂家的生产成本和设备投入；

4、(2)稳定性问题。黑色封装胶膜的稳定性还没有得到充分的验证，目前还缺乏长期的可靠性数据。一些测试数据表明，黑色的无机色粉或有机色粉在高温高湿环境下会与胶膜中的助剂反应造成腐蚀等问题，进而影响组件的功率增大衰减。

5、(3)效果问题。黑色封装胶膜对于电池片的吸光效率的提升并不显著，且这种效果也受到很多因素的影响，例如光照角度、环境温度、电池片类型等。因此，黑色封装胶膜是否能够带来经济效益还有待进一步验证。

6、因而，开发一款对红外光有较高吸收利用率的高反胶膜，对于光伏组件功率的提升具有重要意义。

7、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供高反射封装胶膜，对红外线的反射率高，且封装的组件在dh老化后功率衰减＜3％。

2、本发明的另一目的在于提供高反射封装胶膜的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供一种光伏组件，包括高反射封装胶膜。

4、为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供了高反射封装胶膜，包括顺次设置的白色胶膜层、黑色胶膜层、导光胶膜层、导光油墨层和红外光转胶膜层；

5、所述红外光转胶膜层主要由按重量份数计的第一基体树脂100份、引发剂0.4～0.7份、硅烷偶联剂0.1～5份、丙烯酸酯类单体0.6～1份、抗氧剂0.1～0.15份、光稳定剂0.05～0.09份和红外光转粉0.3～0.7份制得；

6、所述导光胶膜层主要由按重量份数计的第二基体树脂75～85份、光扩散树脂15～25份、硅烷偶联剂0.1～0.5份、丙烯酸酯类单体0.6～1份、抗氧剂0.1～0.15份和光稳定剂0.05～0.09份制得。

7、在本发明的具体实施方式中，所述红外光转粉主要由按质量比为(1～3)﹕1的掺杂zns量子点粉末和含上转组分zns量子点粉末制得；

8、所述掺杂zns量子点粉末的制备包括：

9、(a)zns量子点粉末与第一乳白色溶胶进行水热反应后，加入聚乙二醇混合均匀，得到第一zns量子点包覆物胶体；

10、(b)在所述第一zns量子点包覆物胶体中加入含cr或eu的硝酸盐溶液中进行水热处理后，干燥得到掺杂zns量子点包覆物粉末；

11、(c)将所述掺杂zns量子点包覆物粉末于750～850℃焙烧2～3h，得到所述掺杂zns量子点粉末；

12、所述含上转组分zns量子点粉末的制备包括：

13、(a)zns量子点粉末与第二乳白色溶胶进行水热反应后，加入聚乙二醇混合均匀，得到第二zns量子点包覆物胶体；

14、(b)将所述第二zns量子点包覆物胶体进行水热处理后，干燥得到含上转组分zns量子点粉末；

15、其中，所述第一乳白色溶胶的制备包括：

16、(a1)将钛酸丁酯加入氢氧化钠乙醇溶液中于45～55℃搅拌0.5h以上，得到混合物；

17、(a2)将所述混合物滴加至水中得到白色悬浊液；所述混合物与所述水的体积比为1﹕(12～18)；

18、(a3)将所述白色悬浊液加入乙酸乙酯中，于75～85℃搅拌直至形成第一乳白色溶胶；所述乙酸乙酯与所述白色悬浊液的体积比为1﹕(1～2)；

19、所述第二乳白色溶胶的制备包括：

20、(a1)按照步骤(a1)和(a2)的方法制备白色悬浊液，然后与苯并三氮唑类化合物混合，在氮气保护气氛下、于75～85℃反应2h以上；

21、(a2)将步骤(a1)得到的物料加入乙酸乙酯中，于75～85℃搅拌直至形成第二乳白色溶胶；所述乙酸乙酯与所述白色悬浊液的体积比为1﹕(1～2)。

22、在本发明的具体实施方式中，所述导光胶膜层的纵剖面中包括沿水平方向均匀排列的多个循环单元；每个所述循环单元包括堆叠设置的第一单元、第二单元和第三单元；

23、所述第一单元包括两个水平并排设置的等腰三角形，且两个等腰三角形相邻的底角相抵，并在两个等腰三角形之间形成第一容置空间；

24、所述第二单元包括一个等腰三角形，并水平设置于所述第一容置空间中，两个底角分别与所述第一单元的两个等腰三角形的腰相抵，且在所述相抵的位置上方分别形成第二容置空间和第三容置空间；

25、所述第三单元包括两个水平设置的等腰三角形，两个等腰三角形分别设置于所述第二容置空间和所述第三容置空间中，且每个等腰三角形的两个底角与所述第一单元和所述第二单元的等腰三角形的腰相抵。

26、在本发明的具体实施方式中，所述循环单元中的各个等腰三角形底角均为32°～34°，单个所述循环单元的底部长度为200～240μm。进一步地，所述第一单元中的等腰三角形的高为40～60μm；所述第二单元中的等腰三角形的高为25～45μm；所述第三单元中的等腰三角形的高度为15～20μm。

27、在本发明的具体实施方式中，所述第一基体树脂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。进一步地，所述第一基体树脂中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的质量比为(3～5)﹕1。

28、在本发明的具体实施份方式中，所述第二基体树脂包括热塑性聚烯烃弹性体和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。进一步地，所述第二基体树脂中，热塑性聚烯烃弹性体和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的质量比为(1.5～2)﹕1。

29、在本发明的具体实施方式中，所述光扩散树脂主要由按质量比为(3～5)﹕1的第三基体树脂和光扩散粉末制得。

30、在本发明的具体实施方式中，所述导光油墨层由导光油墨喷涂于所述导光胶膜层表面，干燥形成。

31、在本发明的具体实施方式中，所述黑色胶膜层主要由按重量份数计的第四基体树脂100份、硅烷偶联剂0.1～0.5份、丙烯酸酯类单体0.6～1份、抗氧剂0.1～0.15份、光稳定剂0.05～0.09份、苝黑色粉3～5份、碳化锆2～4份、碳化钨2～4份和ito 1～3份制得。

32、在本发明的具体实施方式中，所述白色胶膜层主要由按重量份数计的第五基体树脂100份、硅烷偶联剂0.1～5份、丙烯酸酯类单体0.6～1份、抗氧剂0.1～0.15份、光稳定剂0.05～0.09份、钛白粉5～8份、氧化锆3～6份和氧化钨3～6份制得。

33、在本发明的具体实施方式中，所述红外光转胶膜层的厚度为80～100μm；所述导光油墨层的厚度为30～50μm；所述导光胶膜层的平均厚度为70～90μm；所述黑色胶膜层的厚度为90～110μm；所述白色胶膜层的厚度为100～120μm。

34、本发明另一方面提供了上述任意一种所述的高反射封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：

35、(a)在所述导光胶膜层的导光结构侧喷涂导光油墨形成导光油墨层，然后将所述导光油墨层与红外光转胶膜层复合定型；

36、(b)将黑色胶膜层和白色胶膜层按原料配比进行共挤出，并在模头处与步骤(a)得到的胶膜层的所述导光胶膜层的一侧进行热贴合处理，收卷。

37、本发明又一方面提供了一种光伏组件，包括上述任意一种所述的高反射封装胶膜。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

39、(1)本发明通过多层结构的设置，红外光转胶膜层能够对穿过胶膜的光加以利用，导光油墨层和导光胶膜层可以产生漫反射，将缝隙的光线利用特定的光路传导至电池，实现对光线的最大利用和吸收；

40、(2)本发明进一步对黑色胶膜层的组成进行改进，在保证黑色胶膜透度的前提下提升黑色胶膜的红外反射能力，与白色胶膜层配合，进一步提升胶膜的反射效果；

41、(3)采用本发明的封装胶膜制得的光伏组件，能够显著提高对红外光的利用率，提升光伏组件功率等。