一种新型太阳能光伏组件及其制备方法与流程

1.本发明涉及ipc分类的h01l31领域，尤其涉及一种新型太阳能光伏组件及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的发展和经济的进步，人们的生活水平的提高，人们对于健康生活的追求也愈发急切。但是随着世界主要国家对于石油等污染严重的化石燃料使用量逐年加大，能源污染问题成为制约健康生活环境最主要的问题之一。因此，近些年来，一些可再生循环、无污染能源的研发成为人们热议的焦点，这其中，太阳能作为发展最完全和迅速的绿色能源得到了广泛关注。
3.太阳能电池作为一种新型可再生能源，近些年得到广泛的发展，因此衍生出了太阳能光伏组件，太阳能光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中的最重要的部分，主要作用为将太阳能转化为电能并进行储存。现有技术(cn201721872557.x)提供了一种多晶硅太阳能光伏组件，其组件的整体稳定性高，结构强度优异；但是，在胶膜方面还是使用的常规胶膜，对于组件的整体性能影响较小，且组件成本较高。
4.因此，研发一种能够有效的降低光伏组件的整体成本的同时，还能够保证组件的力学性能，抗蠕变性能和电能转化效率。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种新型太阳能光伏组件，结构包括前玻璃板，玻璃胶膜，电池单元，电池胶膜，光伏背板。
6.作为一种优选的方案，所述新型太阳能光伏组件中电池单元为以阵列排布，并且电池单元配置为接收光并产生功率组件。
7.作为一种优选的方案，所述电池单元下方设置有用于支撑保护太阳能光伏组件的光伏背板；所述光伏背板与电池单元通过两者之间的电池胶膜进行粘结固定。
8.作为一种优选的方案，所述电池单元的上方设置有用于保护透光太阳能光伏组件的前玻璃板；所述前玻璃板为具有高透光性的高透玻璃。
9.作为一种优选的方案，所述高透玻璃的前玻璃板与电池单元通过两者之间的玻璃胶膜进行粘结固定。
10.作为一种优选的方案，所述玻璃胶膜为透明交联粘结胶膜；所述透明交联粘结胶膜为硅酸酯类粘结胶膜或高分子聚合物粘结胶膜。
11.作为一种优选的方案，所述高分子聚合物粘结胶膜为eva、poe、po、eaa、ema、酚醛树脂、环氧树脂粘结胶膜中的至少一种。
12.作为一种优选的方案，所述电池胶膜为白色非交联粘结胶膜。
13.作为一种优选的方案，所述白色非交联粘结胶膜的相对电容率为2.1～2.3，
100khz交流电频。
14.作为一种优选的方案，所述白色非交联粘结胶膜，以质量份计，原料包含以下成分：多嵌段共聚物40～60份，聚异丁烯5～15份，芳香族树脂5～10份，增粘剂20～30份，白色填料20～40份，抗氧剂1～10份。
15.作为一种优选的方案，所述多嵌段共聚物为sis嵌段共聚物中的至少两种。
16.作为一种优选的方案，所述多嵌段共聚物为线性sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物的混合物，质量比为25～35：8～16。
17.作为一种优选的方案，所述线性sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物的质量比为30.5：14.5。
18.作为一种优选的方案，所述芳香族树脂为novares t140m芳香树脂。
19.作为一种优选的方案，所述芳香族树脂与多嵌段共聚物的质量比为7～9：42～46。
20.作为一种优选的方案，所述芳香族树脂与多嵌段共聚物的质量比为8.5：45。
21.本技术中，通过选用特定的sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物以及芳香族树脂，并且限定三者的质量复配比，在不进行交联的情况下有效地提高了光伏组件的力学性能，抗蠕变性能和电池胶膜的阻隔抗渗透性。本技术人认为：在文中上述的特定的多嵌段共聚物和芳香族树脂的质量复配使用后，能够确保电池胶膜能够在非交联的情况下具有优异的粘结性能；并且特定含量的novares t140m芳香树脂能够在于嵌段共聚合物的复配过程中提供高于150℃软化点的玻璃态嵌段，并且在多嵌段聚合物中进行均匀的分散，防止多活性基团在链段上的过度聚集；另一方面其能够在链段的末端位置掺入刚性链段，提升整体嵌段链韧性和强度。
22.作为一种优选的方案，所述增粘剂为脂环族增粘剂中的至少一种。
23.作为一种优选的方案，所述白色填料为改性钛白粉。
24.作为一种优选的方案，所述改性钛白粉的步骤包括以下几步：(1)将钛白粉加入丁二酸酐和硅烷偶联剂的dmf溶液中，升温至60～80℃，预处理2～4小时；(2)将预处理后的钛白粉与硝酸锌，对苯二甲酸同时加入dmf溶液，60～100℃，200～400w超声反应2～6小时；(3)反应完成后过滤，冲洗，烘干既得。
25.作为一种优选的方案，所述钛白粉与硝酸锌，对苯二甲酸的质量比为1～2:5～6:15～20。
26.作为一种优选的方案，所述钛白粉与硝酸锌，对苯二甲酸的质量比为1:5.5:16.5。
27.本技术中，通过加入钛白粉，并且对其进行相应的体系改性，有效地提高了电池单元的电能转化效率的同时，保持了组件的良好的防透湿和吸湿性。本技术人认为：本技术中采用钛白粉的加入，能够有效的为电池胶膜进行着色，着色胶膜在使用的过程中除了能够将多余光线经过钛白粉的电子获能现象吸收，还能够进一步的进行光线的反射，重新导入至电池元件，提高电池元件效率。但是，在实际的使用过程中，发现钛白粉的加入引入的大量羟基基团容易在长时间的使用过程中产生水分子的吸湿现象，容易导致电池胶膜的粘结性以及抗蠕动性的下降，而经过本技术中的改性方法，以及控制改性剂与钛白粉为质量比为1:5.5:16.5时，能够形成复合钛白粉的微观疏水地表面能表面，减少水分子在填料的铺展性；并且另一方面能够形成电子流动节点，以防止粒子的过度分散对于电子的传输的胶膜渗透作用，进一步的提高防静电和绝缘性能。
28.作为一种优选的方案，所述光伏背板光伏背板结构包括粘结层，基板和耐候层。
29.作为一种优选的方案，所述粘结层，基板和耐候层之间还包括有胶黏层。
30.作为一种优选的方案，所述耐候层为聚偏氟乙烯膜层或聚氟乙烯膜层。
31.作为一种优选的方案，所述耐候层为聚氟乙烯膜层。
32.作为一种优选的方案，所述基板为pet材料基板。
33.作为一种优选的方案，所述粘结层为po材料粘结层。
34.作为一种优选的方案，所述粘结层为pe材料粘结层。
35.本发明第二方面提供了一种上述新型太阳能光伏组件的制备方法，步骤包含以下几步：((1)将前玻璃板、玻璃胶膜依次叠放；(2)将电池单元按照阵列排布与玻璃胶膜上；(3)再将电池胶膜、光伏背板依次叠放；(4)将叠放好的组件单元放入层压机进行层压；(5)层压完成之后安装边框、接线盒，即得。
36.有益效果：
37.1、本技术中制备的一种新型太阳能光伏组件，其能够通过在保证具有良好的组件力学性能，抗蠕变性能和防透湿性能的同时，保持电池胶膜与上下表面材料的粘结性能，并且具有良好的使用寿命，降低了组件的安装操作工艺步骤，减低组件成本，缓解胶膜供应短缺的现象。
38.2、本技术中制备的一种新型太阳能光伏组件，其选用特定的sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物以及芳香族树脂，并且限定三者的质量复配比，在不进行交联的情况下有效地提高了光伏组件的力学性能，抗蠕变性能和电池胶膜的阻隔抗渗透性，并且实现良好的防静电和绝缘效果。
39.3、本技术中制备的一种新型太阳能光伏组件，其通过加入钛白粉，并且对其进行相应的体系改性，有效地提高了电池单元的电能转化效率的同时，保持了组件的良好的防透湿和吸湿性；白色胶膜能够将部分太阳光反射至电池单元，实现光的二次利用和电池单元效率的提高，并且避免意外白色填料的加入而导致的吸湿现象。
具体实施方式
40.实施例1
41.实施例1第一方面提供了一种新型太阳能光伏组件，结构包括前玻璃板，玻璃胶膜，电池单元，电池胶膜，光伏背板。
42.其中，新型太阳能光伏组件中电池单元为以阵列排布，并且电池单元配置为接收光并产生功率组件；电池单元下方设置有用于支撑保护太阳能光伏组件的光伏背板，光伏背板与电池单元通过两者之间的电池胶膜进行粘结固定。
43.电池单元的上方设置有用于保护透光太阳能光伏组件的前玻璃板，前玻璃板为具有高透光性的高透玻璃，购买自安博郎塑胶科技有限公司出售的高透玻璃产品。高透玻璃的前玻璃板与电池单元通过两者之间的玻璃胶膜进行粘结固定。
44.玻璃胶膜为poe粘结胶膜，poe为购买自陶氏公司出售的8450型号的热熔胶。
45.电池胶膜为白色非交联粘结胶膜，以质量份计，原料包含以下成分：多嵌段共聚物45份，聚异丁烯10份，芳香族树脂8.5份，增粘剂25份，白色填料30份，抗氧剂5份。
46.其中，多嵌段共聚物为线性sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物的混合
物，质量比为30.5:14.5；线性sis三嵌段共聚物为科腾聚合物公司出售的d1119型号的线性sis三嵌段共聚物产品；多臂sis星型嵌段共聚物为科腾聚合物公司出售的d1340k型号的多臂sis星型嵌段共聚物。
47.聚异丁烯为德国巴斯夫公司出售的b12n型号的聚异丁烯产品。
48.芳香族树脂为novares t140m芳香树脂。
49.增粘剂为埃克森美孚公司出售的ez5340型号的增粘剂产品。
50.白色填料为改性钛白粉，制备步骤包含以下几步：(1)将1份钛白粉加入10份丁二酸酐和5份硅烷偶联剂kh550的dmf溶液中，升温至80℃，预处理3小时；(2)将预处理后的1份钛白粉与5.5份硝酸锌，16.5份对苯二甲酸同时加入200份dmf溶液，80℃，200w超声反应5小时；(3)反应完成后过滤，冲洗，烘干既得。
51.抗氧剂为抗氧剂1010。
52.光伏背板光伏背板结构包括粘结层，基板和耐候层；耐候层为聚氟乙烯膜层；聚氟乙烯膜层购买自美国杜邦公司出售的tedlar-pvf型号的聚氟乙烯膜。
53.基板为pet材料基板；粘结层为pe材料粘结层。
54.粘结层，基板和耐候层之间还包括有胶黏层；胶黏层材料为东营市盛基环保工程有限公司出售的epi无醛胶黏剂产品。
55.本实施例第二发明提供了一种上述新型太阳能光伏组件的制备方法，步骤包含以下几步：(1)将前玻璃板、玻璃胶膜依次叠放；(2)将电池单元按照阵列排布与玻璃胶膜上；(3)再将电池胶膜、光伏背板依次叠放；(4)将叠放好的组件单元放入层压机进行层压；(5)层压完成之后安装边框、接线盒，即得。
56.实施例2
57.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：线性sis三嵌段共聚物和多臂sis星型嵌段共聚物的质量比为35:10。
58.实施例3
59.本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：芳香族树脂为7份。
60.对比例1
61.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：芳香族树脂为3份。
62.对比例2
63.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：采用普通的钛白粉替换改性钛白粉。
64.对比例3
65.本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：钛白粉与硝酸锌，对苯二甲酸的质量比为1:3:5。
66.性能评价
67.1.剥离力测试：对每个实施例和对比例制得的电池胶膜进行剥离力测试，测试条件为85℃，太阳能光伏电池背板的180
°
剥离，每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入表1。
68.2.吸水率测试：对每个实施例和对比例制得的电池胶膜进行吸水率，测试标准为65℃，90％相对湿度和500小时，每个实施例对比例测试5个试样，测得的数值的平均值记入
表1。
69.表1
70.实施例剥离力n/cm吸水率％实施例159.10.29实施例258.20.31实施例356.70.32对比例138.20.47对比例243.10.62对比例349.20.58
71.通过实施例1～3、对比例1～3和表1可以得知，本发明提供的一种新型太阳能光伏组件及其制备方法，本技术制备的光伏组件具有良好的力学性能，防透湿性能，并且有效减少了组件的制备工艺步骤，减少生产成本，适宜在太阳能领域推广，具有广阔的发展前景。其中实施例1在具有最佳的制备原料配比和制备工艺等因素下获得了最佳性能指数。