一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料
阅读说明：本技术 一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料 (Packaging material with effect of improving power of photovoltaic module ) 是由 施瑕玉 林俊良 林金汉 林金锡 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料。包括至少一层胶膜,在胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子和量子点,或者在胶膜中加入发泡剂和量子点,发泡剂在胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构；且散射粒子和量子点可以掺杂在同一层胶膜中,也可以掺杂在不同层胶膜中；孔洞与量子点可以在同一层胶膜中,也可以在不同层胶膜中；散射粒子与胶膜的质量比为(0.5-15)：100；量子点与胶膜的质量比为(0.1-5)：100；孔洞的直径为1-10μm。本发明在胶膜中掺杂散射粒子或发泡剂和量子点,藉由散射作用提高光的多次利用,提高太阳光到达电池片表面量的同时可提高量子点的利用率,在确保成本可控的情况下提高对太阳光的利用效率。(The invention discloses an encapsulating material with the effect of improving the power of a photovoltaic module. The coating comprises at least one layer of adhesive film, wherein scattering particles and quantum dots which have a scattering effect and can improve the light multi-time utilization are doped in the adhesive film, or a foaming agent and the quantum dots are added in the adhesive film, and the foaming agent forms a hole structure which has a scattering effect and can improve the light multi-time utilization in the adhesive film; the scattering particles and the quantum dots can be doped in the same adhesive film layer or different adhesive films; the holes and the quantum dots can be in the same adhesive film layer or different adhesive films; the mass ratio of the scattering particles to the adhesive film is (0.5-15): 100, respectively; the mass ratio of the quantum dots to the glue film is (0.1-5): 100, respectively; the diameter of the holes is 1-10 μm. According to the invention, scattering particles or foaming agent and quantum dots are doped in the adhesive film, so that the repeated utilization of light is improved by virtue of the scattering effect, the utilization rate of the quantum dots can be improved while the amount of sunlight reaching the surface of the cell sheet is improved, and the utilization efficiency of the sunlight is improved under the condition of ensuring controllable cost.)
技术领域
本发明涉及光伏材料技术领域，具体涉及一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料。
背景技术
随着不可再生资源的衰竭以及愈发严重的环境问题，作为清洁能源的太阳能受到广泛的关注和重视。世界各国都在积极开发太阳能电池组件，随着光伏市场的发展，高转换效率、低成本是太阳能电池组件发展的主要趋势。传统的封装材料在太阳光经过玻璃和封装材料时会有较大的光损失，从而降低了组件的转换效率。为了减少到达电池片前太阳光的损失，提高组件的转换效率，不少厂家通过提高封装材料的折射率，或是采用波长转换材料来提高对太阳光的利用率，但是仍未达到理想的折射率匹配及入射光利用效果，仍需进行改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，本发明通过在封装材料中掺杂散射粒子或形成孔洞结构和量子点，藉由散射作用提高光的多次利用，提高太阳光到达电池片表面量的同时可提高量子点的利用率，在确保成本可控的情况下提高对太阳光的利用效率。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，其特征在于，所述封装材料包括至少一层胶膜，在所述胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子和量子点，或者在所述胶膜中加入发泡剂和量子点，所述的发泡剂用于在所述胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构；且所述的散射粒子和所述的量子点可以掺杂在同一层胶膜中，也可以掺杂在不同层胶膜中；所述的孔洞与所述量子点可以在同一层胶膜中，也可以在不同层胶膜中；所述的散射粒子与所述胶膜的质量比为(0.5-15)：100；所述的量子点与所述胶膜的质量比为(0.1-5)：100；所述的孔洞的直径为1-10μm。具体的，所述的散射粒子或所形成的孔洞结构，它们的作用是将入射的光线在所述胶膜层内多次反射，在胶膜中再加入量子点，两种效应叠加，可以大大提升量子点的使用效率。
进一步地，所述的胶膜的材质为电气绝缘性树脂，且所述的电气绝缘性树脂其体积电阻率大于1015Ω.cm，热熔融点范围为40-180℃。
进一步地，所述的电气绝缘性树脂选自聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离聚物树脂、聚氨酯、硅胶、环氧树脂、三元乙丙橡胶中的任一种或几种的混合物。
进一步地，所述的散射粒子为氮化硼、二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅中的任一种或几种的混合物。所述的散射粒子可有效减少太阳光损失，提高光伏组件对太阳光的利用率。
进一步地，所述的散射粒子和所述量子点均通过共混法掺杂进所述胶膜中。
进一步地，所述的量子点硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硫化锌量子点、硒化锌量子点和砷化镓量子点中的任一种或几种。所述的量子点可以吸收电池片响应波长范围外的太阳光放出电池片响应波长范围内的光，从而提高电池片对太阳光的利用率。
本发明的有益效果：
本发明针对光伏封装材料在提升太阳光利用率改进道路上存在的问题，提供了一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，本发明通过在胶膜中掺杂散射粒子和量子点，或者在胶膜中加入发泡剂形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构和量子点，藉由散射作用提高光的多次利用，提高太阳光到达电池片表面量的同时可提高量子点的利用率，在确保成本可控的情况下提高对太阳光的利用效率。
本发明中掺杂的散射粒子或形成的孔洞结构可以有效减少太阳光损失，提高光伏组件对太阳光的利用率；掺杂的量子点可以吸收电池片响应波长范围外的太阳光放出电池片响应波长范围内的光，从而提高电池片对太阳光的利用率。本发明通过在胶膜中掺杂散射粒子和量子点，或者在胶膜中加入发泡剂形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构和量子点，散射粒子或孔洞和量子点的结合使用，可提高量子点对相同入射量太阳光的吸收率，从而提高量子点的使用价值，可以降低量子点的使用量，节约成本的同时降低掺杂的难度。
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，对于本领域的技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例4中封装材料的结构示意图；
图2为本发明实施例5中封装材料的结构示意图；
图3为图2的截面图。
图中：1散射粒子层、2量子点层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中加入发泡剂和量子点，所述的发泡剂用于在所述胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构；通过发泡剂发泡形成具有一定孔洞的封装材料，并进行固化成型，固化方式为UV固化；所述的量子点与所述胶膜的质量比为2：100；制得的封装材料中的孔洞的直径为5微米，厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为聚烯烃材料。所述的量子点为硅量子点。
实施例2
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括两层共挤胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中加入发泡剂和量子点，所述的发泡剂用于在所述胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构，且所述的孔洞与所述量子点分属于不同层的胶膜中；通过发泡剂发泡形成具有一定孔洞的封装材料，并进行固化成型，且固化方式为UV固化；所述的量子点与所述胶膜的质量比为0.1：100；共挤制得的封装材料中的孔洞的直径为10微米，厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。所述的量子点为硫化镉量子点。
实施例3
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括三层共挤胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中加入发泡剂和量子点，所述的发泡剂用于在所述胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构，且所述的孔洞形成在其中两层胶膜层中，所述量子点也分散在其中两层胶膜中；通过发泡剂发泡形成具有一定孔洞的封装材料，并进行固化成型，固化方式为UV固化；所述的量子点与所述胶膜的质量比为5：100；共挤制得的封装材料中的孔洞的直径为1微米，厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为聚乙烯醇缩丁醛。所述量子点为硫化锌量子点。
实施例4
如图1所示，一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子和量子点，且所述的散射粒子与所述胶膜的质量比为5：100；所述的量子点与所述胶膜的质量比为0.1：100；得到的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为离聚物树脂。所述的散射粒子为氮化硼(BN)。所述的量子点为碲化镉量子点。
实施例5
如图2所示，一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括两层共挤胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子和量子点，所述的散射粒子和所述的量子点分别掺杂在不同层的胶膜中(掺杂散射粒子的胶膜层为散射粒子层1、掺杂量子点的胶膜层为量子点层2)；且所述的散射粒子与所述胶膜的质量比为0.5：100；所述的量子点与所述胶膜的质量比为1：100；共挤得到的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为聚氨酯。所述的散射粒子为二氧化钛(TiO2)。所述的量子点为硒化镉量子点。
实施例6
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括三层共挤胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子和量子点，所述的散射粒子掺杂在其中两层胶膜中，所述的量子点也掺杂在其中两层胶膜中；且所述的散射粒子与所述胶膜的质量比为15：100；所述的量子点与所述胶膜的质量比为5：100；共挤得到的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为三元乙丙橡胶。所述的散射粒子为硫酸钡(BaSO4)。所述的量子点为砷化镓量子点。
对比例1
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中加入发泡剂，所述的发泡剂用于在所述胶膜中形成具有散射作用提高光多次利用的孔洞结构；通过发泡剂发泡形成具有一定孔洞的封装材料，并进行固化成型，固化方式为UV固化；制得的封装材料中的孔洞的直径为5微米，厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为聚烯烃材料。
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中没有掺杂量子点，其余均与实施例1相同。
对比例2
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂量子点；且所述的量子点与所述胶膜的质量比为2：100；制得的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为聚烯烃材料。所述的量子点为硅量子点。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2中没有加入发泡剂形成孔洞结构，其余均与实施例1相同。
对比例3
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂具有散射作用提高光多次利用的散射粒子，且所述的散射粒子与所述胶膜的质量比为5：100；得到的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为离聚物树脂。所述的散射粒子为氮化硼(BN)。
对比例3与实施例4的区别在于，对比例3中没有掺杂量子点，其余均与实施例4相同。
对比例4
一种具有提高光伏组件功率效果的封装材料，所述的封装材料包括一层胶膜，选用电气绝缘性树脂作为胶膜的基底材料；然后在所述胶膜中掺杂量子点，所述的量子点与所述胶膜的质量比为0.1：100；得到的封装材料的厚度约为500微米。优选地，所述的电气绝缘性树脂为离聚物树脂。所述的量子点为碲化镉量子点。
对比例4与实施例4的区别在于，对比例4中没有掺杂散射粒子，其余均与实施例4相同。
测试例1
使用上述实施例1-6以及对比例1-4的封装材料分别制作60cell的光伏组件，其他材料保持一致(正玻：超白压花玻璃，背玻:普通透明浮法玻璃，电池片：单晶PERC电池片5.5W)，测量组件功率，数据见下表1和表2：
表1为上述实施例1-6的封装材料制作的光伏组件的功率测试结果
表2为上述对比例1-4的封装材料制作的光伏组件的功率测试结果
组件编号
对比例1
对比例2
对比例3
对比例4
1
324.50
325.03
324.86
324.75
2
324.50
324.69
324.55
324.63
3
324.05
324.15
324.11
324.22
4
324.23
324.23
324.21
324.26
5
324.37
324.87
324.45
324.28
平均值
324.33
324.594
324.436
324.428
由上述表1和表2的测试数据可以看出，实施例1-6中所制得的封装材料制作的光伏组件的功率要明显高于对比例1-4中所述制得的封装材料制作的光伏组件的功率，说明了本发明实施例通过在胶膜中加入发泡剂和量子点或者在胶膜中加入散射粒子和量子点所得到的封装材料相比于对比例中仅加入发泡剂或散射粒子或仅掺杂量子点得到的封装材料，其制作的光伏组件的功率更高。
本发明通过发泡剂形成的孔洞结构或者掺杂的散射粒子，其作用是将入射的光线在胶膜层内多次反射，并在胶膜层中掺杂量子点，两种效应叠加可以大大提升量子点的使用效率。本发明中加入的发泡剂形成的孔洞结构与一般发泡剂发泡后产生的缓冲作用使用方向不同。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
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