一种双面电池网格背板玻璃组件及其制备方法

文档序号:1863654 发布日期:2021-11-19 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种双面电池网格背板玻璃组件及其制备方法 (Double-sided battery grid backboard glass assembly and preparation method thereof ) 是由 赵卫东 费春燕 赵雅 詹建松 侯明浩 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种双面电池网格背板玻璃组件,具体涉及光伏组件技术领域,双面电池组件包括依次层叠的正面封装玻璃层、EVA胶膜层、电池片层、POE胶膜层和网格背板玻璃层,所述网格背板玻璃层的向光面上设置有釉层,所述电池片层与EVA胶膜层和POE胶膜层接触的表面均设置有减反射膜。本发明EVA胶膜层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为原料,添加有改性亚磷酸酯抗氧剂,亚磷酸酯抗氧剂改性后提高了抗水解能力和稳定性,亚磷酸酯抗氧剂用于EVA胶膜层时不仅能够提高耐候性能,而且透光率较好,使得光伏组件的功率提高;釉层具有较高的反射率,可以充分利用串间距空白区域,增加光学二次反射,使得两侧电池串能够接受更多光线辐射量,增加光伏组件的功率。(The invention discloses a double-sided battery grid backboard glass assembly, and particularly relates to the technical field of photovoltaic assemblies. The EVA adhesive film layer adopts the ethylene-vinyl acetate copolymer as a raw material, the modified phosphite antioxidant is added, the hydrolysis resistance and the stability are improved after the phosphite antioxidant is modified, and when the phosphite antioxidant is used for the EVA adhesive film layer, the weather resistance can be improved, the light transmittance is good, so that the power of a photovoltaic module is improved; the glaze layer has higher reflectivity, can make full use of the blank area between strings, and increases optical secondary reflection, so that the battery strings on two sides can receive more light radiation quantity, and the power of the photovoltaic module is increased.)

一种双面电池网格背板玻璃组件及其制备方法

技术领域

本发明涉及电池组件技术领域,更具体地说,本发明涉及一种双面电池网格背板玻璃组件及其制备方法。

背景技术

常规光伏组件只能正面接收太阳光线来发电,而双面光伏组件由于特殊的电池结构和透明的背板材料,使其除了正面发电外,背面也可有效利用接收到的光线来发电,这些光线包含地面的反射光、大气中的散射光、空气中粉尘的反射光、周围建筑物的反射光等。通常双面光伏组件的双面发电特性使其可比常规光伏组件发出更多的电能;如今,凭借先进的电池片技术,太阳能电池片背面无需进行铝背场处理,且不会造成性能损失,这为双面电池片创造了条件。在单位装机容量相同的情况下,双面光伏系统的发电量远超单面系统。测量结果显示,在相同的单位装机容量下,前者的发电量比后者高10%至30%。由于沙漠等太阳辐射强度和地面反射率均非常高的地区对于光伏系统的需求不断增长,双面发电解决方案越来越受到青睐。

双面光伏组件背面能利用来自地面等的反射光发电,地面反射率越高,电池背面接收的光线越强,发电效果越好。常见的地面反射率有:草地为 15%-25%、混凝土为25%-35%、湿雪为55%-75%。双面光伏组件在草地上应用能使发电量提高8%-10%,而在雪地上最高可使发电量提高30%。其主要目的是为了单位面积内发出更多的电量,提高发电效率,降本增效。

现有的双面光伏组件背面光利用率效果不足,而且使用过程中光伏组件的耐候性能不足,光伏组件中的封装胶膜层容易在高温高湿环境下功率衰减,影响光伏组件的效率。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种双面电池网格背板玻璃组件及其制备方法,本发明所要解决的问题是:如何提高双面光伏组件的效率,提高光伏组件的耐候性。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种双面电池网格背板玻璃组件,所述双面电池组件包括依次层叠的正面封装玻璃层、EVA胶膜层、电池片层、POE胶膜层和网格背板玻璃层,所述网格背板玻璃层的向光面上设置有釉层,所述电池片层与EVA胶膜层和POE胶膜层接触的表面均设置有减反射膜。

在一种优选的实施方式中,所述EVA胶膜层包括以下重量份的原料:乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物60-90份、聚烯烃弹性体5-10份、改性亚磷酸酯抗氧剂 0.5-2.5份、光稳定剂0.1-1份、荧光增白剂0.2-0.8份和第一交联剂3-6份;所述POE胶膜层包括以下重量份的原料:接枝改性POE树脂75-90份、抗老化助剂0.5-3份、偶联剂0.5-1.5份、第二交联剂1-3份、紫外吸收剂0.1-0.6 份和抗氧化剂0.1-0.6份。

在一种优选的实施方式中,所述EVA胶膜层包括以下重量份的原料:乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物70-80份、聚烯烃弹性体7-9份、改性亚磷酸酯抗氧剂1-2 份、光稳定剂0.4-0.6份、荧光增白剂0.4-0.6份和第一交联剂4-5份;所述POE 胶膜层包括以下重量份的原料:接枝改性POE树脂80-85份、抗老化助剂1.5-2 份、偶联剂0.8-1.2份、第二交联剂2-3份、紫外吸收剂0.2-0.4份和抗氧化剂0.2-0.4份。

在一种优选的实施方式中,所述EVA胶膜层包括以下重量份的原料:乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物75份、聚烯烃弹性体8份、改性亚磷酸酯抗氧剂1.5份、光稳定剂0.5份、荧光增白剂0.5份和第一交联剂4.5份;所述POE胶膜层包括以下重量份的原料:接枝改性POE树脂82份、抗老化助剂1.8份、偶联剂1份、第二交联剂2.5份、紫外吸收剂0.3份和抗氧化剂0.3份。

在一种优选的实施方式中,所述光稳定剂为癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯或N,N,-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺;所述荧光增白剂为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩;所述第一交联剂为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的混合物,所述抗老化助剂为 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、水杨酸或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂;所述第二交联剂为过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的混合物;所述紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,所述抗氧化剂为,6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3,5-三级丁基-4- 羟基苯基)硫醚。

在一种优选的实施方式中,所述釉层的反光率为85-95%,所述第一交联剂中乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的的重量比为 (3-5):1,所述第二交联剂中过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的重量比为(2-4):1,所述接枝改性POE树脂为马来酸酐接枝改性POE 树脂。

本发明还提供一种双面电池网格背板玻璃组件的制备方法,具体制备步骤如下:

步骤一:EVA胶膜层的制备,将称取的亚磷酸酯抗氧剂置于反应容器中超声,升温至70-90℃后向反应容器中加入异辛醇、有机胺化合物、聚碳化二亚胺和硅烷偶联剂,搅拌反应30-50min后保温静置2-4h,然后进行过滤,将滤液进行浓缩结晶、干燥得到改性亚磷酸酯抗氧剂,将改性亚磷酸酯抗氧剂与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体、改性亚磷酸酯抗氧剂、光稳定剂、荧光增白剂和第一交联剂混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到EVA胶膜;

步骤二:POE胶膜层的制备,按照上述重量份将称取的接枝改性POE树脂、抗老化助剂、偶联剂、第二交联剂、紫外吸收剂和抗氧化剂搅拌混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到POE 胶膜;

步骤三:将选取的电池片利用焊带进行焊接形成电池片层,然后按照顺序铺设正面封装玻璃层、EVA胶膜层、电池片层、POE胶膜层和网格背板玻璃层,铺设完成后进行层压处理,层压处理后利用边框组装、包装得到双面电池网格背板玻璃组件。

在一种优选的实施方式中,所述步骤一中加入异辛醇、有机胺化合物、聚碳化二亚胺和硅烷偶联剂量分别为亚磷酸酯抗氧剂总量的(10-15%)、(8-15%)、 (5-8%)和(0.5-1.5%)。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中电池片选取时选取外观合格,颜色、效率相同的电池片进行焊接。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中包装得到双面电池网格背板玻璃组件进行电性能、耐候性能和抗PID性能测试。

与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:

1、采用本发明的原料配方所制备出的双面电池网格背板玻璃组件,EVA胶膜层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为原料,添加有聚烯烃弹性体、改性亚磷酸酯抗氧剂、光稳定剂、荧光增白剂和第一交联剂,能够有效提高EVA胶膜层的耐候性和透光率,亚磷酸酯抗氧剂改性后提高了抗水解能力和稳定性,亚磷酸酯抗氧剂用于EVA胶膜层时不仅能够提高耐候性能,而且透光率较好,使得光伏组件的功率提高;POE胶膜层采用接枝改性POE树脂为原料,并添加有抗老化助剂、偶联剂、第二交联剂、紫外吸收剂和抗氧化剂,POE树脂通过马来酸酐接枝改性后具有良好的耐紫外光性和力学性能,抗老化助剂、紫外吸收剂和抗氧化剂能够使得POE胶膜层具有较好的耐候性;

2、本发明双面电池组件的背板采用网格背板玻璃,在背板玻璃的外侧面形成网格状,并在网格线上设置釉层,釉层具有较高的反射率,可以充分利用串间距空白区域,增加光学二次反射,使得两侧电池串能够接受更多光线辐射量,增加光伏组件的功率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是本发明双面电池组件的截面结构示意图;

图2是本发明网格背板玻璃层的向光面结构示意图。

图中:1正面封装玻璃层、2EVA胶膜层、3电池片层、4POE胶膜层、5网格背板玻璃层、6釉层、7减反射膜。

具体实施方式

下面将结合本发明中的实施例,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。

实施例1:

参阅图1-2所示,本发明提供了一种双面电池网格背板玻璃组件,所述双面电池组件包括依次层叠的正面封装玻璃层1、EVA胶膜层2、电池片层3、POE 胶膜层4和网格背板玻璃层5,所述网格背板玻璃层5的向光面上设置有釉层6,所述电池片层3与EVA胶膜层2和POE胶膜层4接触的表面均设置有减反射膜 7。

在一种优选的实施方式中,所述EVA胶膜层2包括以下重量份的原料:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、聚烯烃弹性体5份、改性亚磷酸酯抗氧剂0.5份、光稳定剂0.1份、荧光增白剂0.2份和第一交联剂3份;所述POE胶膜层4包括以下重量份的原料:接枝改性POE树脂75份、抗老化助剂0.5份、偶联剂 0.5份、第二交联剂1份、紫外吸收剂0.1份和抗氧化剂0.1份。

在一种优选的实施方式中,所述光稳定剂为癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯或N,N,-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺;所述荧光增白剂为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩;所述第一交联剂为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的混合物,所述抗老化助剂为 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、水杨酸或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂;所述第二交联剂为过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的混合物;所述紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,所述抗氧化剂为,6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3,5-三级丁基-4- 羟基苯基)硫醚。

在一种优选的实施方式中,所述釉层6的反光率为85-95%,所述第一交联剂中乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的的重量比为4: 1,所述第二交联剂中过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的重量比为3:1,所述接枝改性POE树脂为马来酸酐接枝改性POE树脂。

本发明还提供一种双面电池网格背板玻璃组件的制备方法,具体制备步骤如下:

步骤一:EVA胶膜层的制备,将称取的亚磷酸酯抗氧剂置于反应容器中超声,升温至80℃后向反应容器中加入异辛醇、有机胺化合物、聚碳化二亚胺和硅烷偶联剂,搅拌反应40min后保温静置3h,然后进行过滤,将滤液进行浓缩结晶、干燥得到改性亚磷酸酯抗氧剂,将改性亚磷酸酯抗氧剂与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体、改性亚磷酸酯抗氧剂、光稳定剂、荧光增白剂和第一交联剂混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到EVA胶膜;

步骤二:POE胶膜层的制备,按照上述重量份将称取的接枝改性POE树脂、抗老化助剂、偶联剂、第二交联剂、紫外吸收剂和抗氧化剂搅拌混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到POE 胶膜;

步骤三:将选取的电池片利用焊带进行焊接形成电池片层,然后按照顺序铺设正面封装玻璃层、EVA胶膜层、电池片层、POE胶膜层和网格背板玻璃层,铺设完成后进行层压处理,层压处理后利用边框组装、包装得到双面电池网格背板玻璃组件。

在一种优选的实施方式中,所述步骤一中加入异辛醇、有机胺化合物、聚碳化二亚胺和硅烷偶联剂量分别为亚磷酸酯抗氧剂总量的13%、9%、7%和1%。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中电池片选取时选取外观合格,颜色、效率相同的电池片进行焊接。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中包装得到双面电池网格背板玻璃组件进行电性能、耐候性能和抗PID性能测试。

实施例2:

与实施例1不同的是,本发明提供了一种双面电池网格背板玻璃组件,所述EVA胶膜层2包括以下重量份的原料:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物75份、聚烯烃弹性体8份、改性亚磷酸酯抗氧剂1.5份、光稳定剂0.5份、荧光增白剂0.5 份和第一交联剂4.5份;所述POE胶膜层4包括以下重量份的原料:接枝改性 POE树脂82份、抗老化助剂1.8份、偶联剂1份、第二交联剂2.5份、紫外吸收剂0.3份和抗氧化剂0.3份。

实施例3:

与实施例1-2均不同的是,本发明提供了一种双面电池网格背板玻璃组件,所述EVA胶膜层包括以下重量份的原料:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物90份、聚烯烃弹性体10份、改性亚磷酸酯抗氧剂2.5份、光稳定剂1份、荧光增白剂0.8 份和第一交联剂6份;所述POE胶膜层包括以下重量份的原料:接枝改性POE 树脂90份、抗老化助剂3份、偶联剂1.5份、第二交联剂3份、紫外吸收剂 0.6份和抗氧化剂0.6份。

实施例4:

本发明提供了一种双面电池网格背板玻璃组件,所述双面电池组件包括依次层叠的正面封装玻璃层1、EVA胶膜层2、电池片层3、POE胶膜层4和网格背板玻璃层5,所述网格背板玻璃层5的向光面上设置有釉层6,所述电池片层3 与EVA胶膜层2和POE胶膜层4接触的表面均设置有减反射膜7。

在一种优选的实施方式中,所述EVA胶膜层2包括以下重量份的原料:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60份、聚烯烃弹性体5份、亚磷酸酯抗氧剂0.5份、光稳定剂0.1份、荧光增白剂0.2份和第一交联剂3份;所述POE胶膜层4包括以下重量份的原料:接枝改性POE树脂75份、抗老化助剂0.5份、偶联剂0.5 份、第二交联剂1份、紫外吸收剂0.1份和抗氧化剂0.1份。

在一种优选的实施方式中,所述光稳定剂为癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯或N,N,-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺;所述荧光增白剂为2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩;所述第一交联剂为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的混合物,所述抗老化助剂为 2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、水杨酸或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂;所述第二交联剂为过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的混合物;所述紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮,所述抗氧化剂为,6-三级丁基-4-甲基苯酚或双(3,5-三级丁基-4- 羟基苯基)硫醚。

在一种优选的实施方式中,所述釉层6的反光率为85-95%,所述第一交联剂中乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷的的重量比为4: 1,所述第二交联剂中过氧化-2-乙基己脂碳酸叔丁酯和三烯丙基异氰脲酸脂的重量比为3:1,所述接枝改性POE树脂为马来酸酐接枝改性POE树脂。

本发明还提供一种双面电池网格背板玻璃组件的制备方法,具体制备步骤如下:

步骤一:EVA胶膜层的制备,将亚磷酸酯抗氧剂与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体、改性亚磷酸酯抗氧剂、光稳定剂、荧光增白剂和第一交联剂混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到EVA胶膜;

步骤二:POE胶膜层的制备,按照上述重量份将称取的接枝改性POE树脂、抗老化助剂、偶联剂、第二交联剂、紫外吸收剂和抗氧化剂搅拌混合均匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融挤出薄膜状,经过压辊压膜、冷却定型、收卷得到POE 胶膜;

步骤三:将选取的电池片利用焊带进行焊接形成电池片层,然后按照顺序铺设正面封装玻璃层、EVA胶膜层、电池片层、POE胶膜层和网格背板玻璃层,铺设完成后进行层压处理,层压处理后利用边框组装、包装得到双面电池网格背板玻璃组件。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中电池片选取时选取外观合格,颜色、效率相同的电池片进行焊接。

在一种优选的实施方式中,所述步骤三中包装得到双面电池网格背板玻璃组件进行电性能、耐候性能和抗PID性能测试。

分别取上述实施例1-4所制得的EVA胶膜和POE胶膜分别作为实验组1、实验组2、实验组3和实验组4,采用传统的EVA树脂和POE树脂制备的EVA胶膜和POE胶膜作为对照组,分别对选取的EVA胶膜和POE胶膜进行耐紫外老化指数、耐湿热老化指数进行检测,并对采用选取的EVA胶膜和POE胶膜制作的双面光伏组件的综合转换率和抗PID性能进行测试(传统EVA树脂和POE树脂制备的双面光伏组件背板为普通玻璃背板),测试结果如表一:

表一

由表一可知,本发明双面电池网格背板玻璃组件相比较传统的双面光祖电池组件综合转换率较高,抗PID性能较好,而且本发明使用的EVA胶膜和POE 胶膜耐紫外性能和耐湿热性能较好,从而提高双面光伏电池组件的耐候性能,采用1、本发明的原料配方所制备出的双面电池网格背板玻璃组件,EVA胶膜层采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为原料,添加有聚烯烃弹性体、改性亚磷酸酯抗氧剂、光稳定剂、荧光增白剂和第一交联剂,能够有效提高EVA胶膜层的耐候性和透光率,亚磷酸酯抗氧剂改性后提高了抗水解能力和稳定性,亚磷酸酯抗氧剂用于EVA胶膜层时不仅能够提高耐候性能,而且透光率较好,使得光伏组件的功率提高;POE胶膜层采用接枝改性POE树脂为原料,并添加有抗老化助剂、偶联剂、第二交联剂、紫外吸收剂和抗氧化剂,POE树脂通过马来酸酐接枝改性后具有良好的耐紫外光性和力学性能,抗老化助剂、紫外吸收剂和抗氧化剂能够使得POE胶膜层具有较好的耐候性;双面电池组件的背板采用网格背板玻璃,在背板玻璃的外侧面形成网格状,并在网格线上设置釉层,釉层具有较高的反射率,可以充分利用串间距空白区域,增加光学二次反射,使得两侧电池串能够接受更多光线辐射量,增加光伏组件的功率。

最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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