[发明专利]用于光伏组件的多层封装膜

说明书

本发明涉及一种用于光伏电池封装的多层膜，包括：(a)至少一个第一热塑性聚合物外层；(b)设置在第一层和第三层之间的第二热塑性聚合物中间层；以及(c)第二热塑性聚合物外层，其中层(a)、(b)或(c)中至少一个层是不透明的。

技术领域

本发明涉及一种用于光伏组件的多层封装膜、用于生产所述封装膜的方法，及其在光伏组件生产方法中的使用。

背景技术

光伏电池基于所使用的光吸收材料通常可分为两种类型，即基于块状或晶片状的光伏电池和薄膜光伏电池。通常将多个电池以一个特定的模式合并，并相互连接以建立单电源输出。

所述组件通常被封装在聚合材料的基体中。光伏电池通常包括人们所钟爱的半导体材料，半导体材料将入射光转换为电能。常用的材料包括单晶硅(c-Si)、多晶硅(poly-Sior mc-Si)，形成了较为传统的晶片状的光伏电池。

薄膜光伏电池是由包括非晶硅(a-Si)、微晶硅([mu]c-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CulnSe2或CIS)、铜铟/镓硒(CulnxGa(i-X)Se2或CIGS)、光吸收染料以及有机半导体的材料形成的。

基于晶片状光伏电池的光伏组件通常包括一系列被焊接在一起的自支撑式的晶片。该晶片通常具有180-240微米的厚度,通常被称为光伏电池层。该层通常进一步包括电气布线，例如连接各个电池单元的交叉焊带，以及连接到该电池的一端和脱离组件的另一端的母线。

光伏电池层通常被楔入聚合物封装层和外保护层之间以形成耐候性组件。受制于在户外应用，光伏组件必须持久地抵抗不同的天气状况，包括湿度和温度的变化，抵抗暴露于紫外线和其他辐射中，抵抗暴露于化学品和/或与户外暴露有关的(微)生物生长中，以及抵抗离子迁移和氧化。

通常，光伏电池组件包括，从光入射侧到背面侧，入射层或前板；前封装层；光伏电池层；后封装层，以及背层或背板。

前板的作用是保护光电池组件免受机械冲击和风化，同时允许光通过活性层。典型的前板是由玻璃板制成，通常低铁钢化玻璃的厚度为4毫米或3.2毫米，或由透明的聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，或由透明的多层复合材料制成。前板通常通过透明的封装物与光伏电池层连接，透明的封装物通常为可以充当热熔粘接剂的聚合物层。光伏电池层的背部通常与第二封装层连接，紧随后的是作为组件的背面保护层的后板。

前板和后板必须提供对抗湿度的阻隔性能；机械强度；耐切通性；对光伏电池及其连接件的良好的粘附性；耐候性和/或电绝缘性能。

当前光伏组件的层叠工艺包括使前板、封装膜、带有焊带和连接件的电池、背部封装物和背板成层，或将结合有多层后板的封装物的前板朝下放置，随后进入真空层压机，最后在转化加热下接合，由此光伏电池和焊带被牢固地嵌入在两个封装膜中，该封装膜在交联聚合物体系下将熔化和交联。

这个过程因此通常涉及至少三个不同的膜的处理，即前部和背部封装膜，还有背板膜。

封装膜的问题在于，含有EVA共聚物的膜在共挤出后由于退火而有收缩的倾向，导致在层压过程中光伏电池元件和前后板被加压。应用中令人惊奇地发现，使用一种具有较低收缩性能的不同的材料层可以有效地减少收缩，从而在层压工艺的加热步骤、在压力施加于层堆前维持膜的大小。此外，封装物中不同的聚合物作为独立层存在可以调整膜的性能，如增强阻隔性能。

目前申请人惊奇地发现，该工艺的复杂性能够通过减少废弃物的量以及删除附加的层叠步骤被显著改善，同时也不再需要溶剂型粘合剂，且同时能够改善该膜的阻隔性能。

发明内容

相应地，本发明涉及一种用于光伏电池封装的多层膜，其包括：(a)至少一个第一热塑性聚合物外层；(b)设置在第一层和第三层之间的第二热塑性聚合物中间层；以及(c)第二热塑性聚合物外层，其中(a)、(b)或(c)中至少一个是不透明的。