[发明专利]一种用于太阳能电池组件的结构型白色封装胶膜

说明书

本发明公开了一种用于太阳能电池组件的结构型白色封装胶膜，从上到下依次包括上表层、高反层和下表层。本发明采用了ABA三层结构，其中间层为高反层，通过在高反层中添加小尺寸的二维片状二氧化钛纳米片和大尺寸的无机颜料，由于无机颜料的粒径较大，而二维片状二氧化钛纳米片的粒径极小，因此两者可以错综排列而得到分散性非常优异的中间层，且由于二维片状二氧化钛纳米片的片层状结构使它在树脂中不容易团聚，具有更好的分散性，而优异的分散性又大大提高了高反层的各方面的性能，能够有效增加胶膜的反光性能，同时提升太阳能电池的发电效率和其他机械性能。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种用于太阳能电池组件的结构型白色封装胶膜。

背景技术

目前，能源及环境问题日益严峻，寻求一种清洁、可持续的新能源迫在眉睫。基于光电转换效应的太阳能光伏发电产业正逐渐进入人类能源结构，其中，太阳能电池组件是取得商业化成功的产品之一，也得到了全世界的关注。太阳能电池组件主要由高效单晶/多晶太阳能电池片、玻璃、EVA封装胶膜、背板以及铝合金边框组成。其中，EVA封装胶膜是一种极性高分子化合物，粘结性强，是目前太阳能电池组件中封装胶膜的常规选择。

对于太阳能电池组件(尤其是双玻太阳能电池组件)而言，由于玻璃具有较高的透明度，会有大量的太阳光透过玻璃，造成了不必要的浪费。因此，若在电池片背面采用具有高反射率的封装胶膜，将透过电池片的太阳光再次反射到电池片上，减少太阳光的损失，就可以大幅度增大太阳光的利用率，进而提高光电转换效率。因此，出现了白色封装胶膜，其原理主要是在EVA胶膜中加入钛白粉等颜料以改善其反光性能，由于钛白粉粉体在树脂中的分散性直接影响了其各个方面的性能，因此一般采用纳米尺寸的工业级钛白粉。

然而，现有的EVA封装胶膜存在如下问题：(1)由于EVA是一种极性高分子化合物，不耐水解，在太阳能电池使用过程中易分解、黄变，尤其在高温高湿条件下，会产生PID现象，造成组件功率衰减；(2)EVA封装胶膜在层压过程中，由于EVA熔融流动，会有部分白色EVA溢流到电池片正面，这样会导致电池片部分被遮挡，同样会降低组件的输出功率。尤其是第2个问题在实际应用中尤为突出。

为了解决该问题，现有技术多采用非极性的聚烯烃代替EVA作为封装胶膜，如中国发明专利申请CN106684186A公开了一种无翻边粘结良好的封装胶膜的制备方法，通过制备出一种具有三层结构的胶膜解决封装胶膜容易上溢的问题。

然而，由于聚烯烃分子中不存在极性基团，材料表面吸附能力很差，表面张力小，难于粘接，导致无机颜料粉(钛白粉)很难在聚烯烃中得到良好的分散，而分散性的问题会影响胶膜各个方面的性能，尤其是长久使用之后，聚烯烃树脂会因为粘结性不够而产生开胶情况的情况。

因此，开发一种颜料粉分散性优异，且具有高反高转化率的白色封装胶膜就成为了急需解决的技术问题。

另一方面，目前广泛使用的硅基太阳能电池其光电转换效率的理论最大值仅为31％，实际上工业化的硅基太阳能电池转换效率仅为17.5％左右，这是因为太阳光谱中能量小于硅太阳能电池能隙的光子，即波长大于1100nm的光是不能被太阳能电池吸收的，而能量大于2倍能隙的光子，即波长小于550nm的光对硅基太阳能电池来说，响应性较差。针对这一技术问题，现有的改进方法是在现有的太阳能电池表面增加一层光转换层或是直接在封装材料中添加光转换剂，其能够使入射光中太阳能电池响应较差(量子效率低)的波段转换成响应较好(量子效率高)的波段。这样，就可以在不改变太阳能电池自身结构的前提下实现对太阳光的最大利用。现有技术中一般是添加有机荧光剂，有机荧光剂能够吸收特定波长的紫外线，发射可见光。但是，有机荧光剂的吸收谱带较窄，对光谱的利用率不高，而且有机荧光剂的光稳定性不佳，长期使用会出现变色等现象，影响胶膜的透光率。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于太阳能电池组件的结构型白色封装胶膜。