一種太陽能電池封裝薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能電池封裝薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池前側(cè)封裝薄膜是一種用于取代太陽能電池前板玻璃的新型封裝材料， 是輕量化和柔性化太陽能電池組件的必要組成部分。太陽能電池組件在使用時直接暴露于 大氣環(huán)境中，其封裝材料的耐候性和穩(wěn)定性直接影響到太陽能電池組件的使用壽命。因此， 太陽能電池前側(cè)封裝薄膜除了要滿足高光學(xué)透過率以外，還應(yīng)具有耐摩擦性能和高水氣阻 隔性能。但縱觀已有公開專利技術(shù)和市場已有的高阻隔產(chǎn)品，研究和開發(fā)的對象多為太陽 能電池背板，而鮮有太陽能電池前膜封裝技術(shù)和產(chǎn)品。僅有的也是產(chǎn)品光學(xué)透過率不高，表 面耐磨性差，并且不易彎折。
[0003] 同時，太陽能電池多具有溫度效應(yīng)，伴隨溫度的提升出現(xiàn)電池輸出功率下降的現(xiàn) 象。而太陽能光譜中并非所有光線被太陽能電池吸收后均能產(chǎn)生電子空穴對，超過太陽能 電池吸收截止波長的紅外光波只能被太陽能電池吸收后產(chǎn)生熱量。但目前對于太陽能電池 入射光管理技術(shù)重點解決提高太陽光的光程和減少電池表面光反射，對于如何選擇性阻隔 對于電池本身有害無益的截止波長以外的紅外光未見有公開的技術(shù)文獻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種太陽能電池封裝薄膜，所述封裝薄膜能 夠選擇性透射太陽光，透射能夠轉(zhuǎn)化為電能的、同時濾除不能轉(zhuǎn)化為電能只能提高太陽能 電池工作溫度的特定波長的光，從而降低太陽能電池組件溫度，提高發(fā)電效率；所述封裝薄 膜同時還具有高透明性、高耐磨性、耐候性好、柔韌性好，使用壽命長的特點。
[0005] 解決上述問題所采取的技術(shù)方案為： 一種太陽能電池封裝薄膜，所述封裝薄膜包括： 透明支持體，在透明支持體一側(cè)形成的耐磨濾波層和在透明支持體另一側(cè)形成的氣體 阻隔層， 所述封裝薄膜光學(xué)透過率為80%~95%，封裝薄膜對于波長為380nm~1200nm的太陽光具 有90%~95%透過率，對于波長1400nm~2500nm的太陽光具有30%~80%的透過率，水蒸氣透過 率為 I X 10 4 g/m2 ? day~l X 10 1 g/m2 ? day。
[0006] 上述太陽能電池封裝膜，所述的透明支持體為乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE)薄 膜、全氟乙烯丙烯共聚物（FEP)薄膜，氯代全氟乙烯共聚物（PCTFE)或者聚酰亞胺（PI)薄 膜中的任意一種。
[0007] 上述太陽能電池封裝膜，所述透明支持體厚度為12 ym~250 ym。
[0008] 上述太陽能電池封裝膜，所述氣體阻隔層為真空鍍膜形成的厚度為100nm~1500nm 的氧化硅層。
[0009] 上述太陽能電池封裝膜，所述耐磨濾波層厚度0. 5 y m~5 y m，硬度為1~3H。
[0010] 上述太陽能電池封裝膜，所述耐磨濾波層中含有1~10%質(zhì)量份的光學(xué)濾波顆粒。
[0011] 上述太陽能電池封裝膜，所述光學(xué)濾波顆粒為銻摻雜氧化錫（ATO)、銦摻雜氧化錫 (ITO)、鎵摻雜氧化錫（GTO)、鋁摻雜氧化鋅（AZO)、硼摻雜氧化鋅（BZO)或者鎵摻雜氧化鋅 (GZO)納米顆粒中的一種或幾種。
[0012] 上述太陽能電池封裝膜，所述光學(xué)濾波顆粒的平均直徑為lnm~1000nm。
[0013] 上述太陽能電池封裝膜，所述光學(xué)濾波顆粒的平均直徑為10nm~50nm。
[0014] 本發(fā)明的有益效果為： 1.本發(fā)明的太陽能電池封裝薄膜應(yīng)用于太陽能電池組件的前封裝，結(jié)構(gòu)簡單，能夠選 擇性透光，高透明性、高阻隔性、高耐候性、高硬度、壽命長。
[0015] 2.本發(fā)明的封裝薄膜采用三層結(jié)構(gòu)，即耐磨濾波層/透明支持體/氣體阻隔層，硬 化濾波層的硬度在1~3H，具有優(yōu)異的抗磨與抗劃傷性能，在太陽能電池使用過程中減少封 裝膜損傷，同時有利于太陽能電池組件在生產(chǎn)、運輸、封裝和使用過程中擦洗維護；同時，硬 化濾波層能夠選擇性濾除不能被太陽能電池轉(zhuǎn)化為電能、而只能提高太陽能電池溫度的特 定波長的光，從而能夠降低太陽能電池組件的溫度，提高太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率；透明 支持體選擇高耐候透明材料，能夠保證有效光的透過，并具有足夠長的使用壽命，滿足太陽 能電池使用25年的要求；本發(fā)明的阻隔層為真空鍍膜形成氧化硅層，能夠保證足夠的有效 光的透過，同時，能夠減少水氣滲入太陽能電池帶來的電池組件失效，提高封裝薄膜的阻水 阻氧性能，延長太陽能電池的壽命。
[0016] 3.本發(fā)明的封裝薄膜采用三層結(jié)構(gòu)，即硬化濾波層/透明支持體層/阻隔層，其 中硬化濾波層厚度為，透明支持體厚度為，阻隔層厚度為l〇〇nm~1500nm，符合當(dāng)前太陽能電 池，特別是柔性太陽能電池對輕量化的要求，同時有利于降低產(chǎn)品運輸與安裝成本。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明太陽能電池封裝薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明本發(fā)明封裝薄膜光學(xué)透過率測試結(jié)果曲線圖； 圖中的201為實施例1封裝薄膜光學(xué)透過率的測試曲線圖； 202為實施例2封裝的薄膜光學(xué)透過率的測試曲線圖； 203為實施例3封裝的薄膜光學(xué)透過率的測試曲線圖； 204為對比例1封裝的薄膜光學(xué)透過率的測試曲線圖。
[0018] 圖中各標(biāo)號表示為：101、為耐磨濾波層，102、透明支持體，103、氣體阻隔層。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明的太陽能電池封裝薄膜的組成為透明支持體102,在透明支持支持體一側(cè) 形成的耐磨濾波層101，和在透明支持體102的另一側(cè)形成的氣體阻隔層103。
[0020] 本發(fā)明的封裝薄膜能夠應(yīng)用于柔性CIGS太陽能電池、薄晶硅太陽能電池、有機聚 合物太陽能電池等多種柔性太陽能電池前側(cè)封裝。
[0021] 本發(fā)明的封裝薄膜采用耐磨濾波層/透明支持體/氣體阻隔層三層結(jié)構(gòu)。該封裝 薄膜對于波長為380nm~1200nm的太陽光具有90%~95%透過率，對于波長1400nm~2500nm的 太陽光具有30%~80%的透過率，同時，封裝薄膜的光學(xué)透過率為80%~95%。能夠有效防止不 能被電池轉(zhuǎn)化為電能的有害光透過，并能保證能轉(zhuǎn)化為電能的波長為380nm~1200nm的太 陽光的透過，從而在保證不降低光電轉(zhuǎn)化效率的前提下，有效降低太陽能電池組件工作溫 度，提高太陽能電池組件的整體轉(zhuǎn)化效率。
[0022] 本發(fā)明的耐磨濾波層由耐磨涂布液經(jīng)涂布干燥制得，耐磨濾波涂層的厚度優(yōu)選 0. 5 ym~5iim。耐磨濾波層提供濾波性能和耐磨性能。通過添加光學(xué)濾波材料能實現(xiàn)減少 太陽光譜中1400nm~2500nm波長的光的透射到太陽能電池基板上，上述波長的光不能夠被 太陽能電池轉(zhuǎn)化為電能，但是，被太陽能電池吸收后會增加太陽能電池的工作溫度，從而降 低太陽能電池效率。
[0023] 本發(fā)明的耐磨濾波層優(yōu)選具有1H~3H的鉛筆硬度，具有優(yōu)異的抗磨與抗劃傷性 能，在太陽能電池使用過程中減少封裝膜損傷，同時有利于太陽能電池組件在生產(chǎn)、運輸、 封裝和使用過程中擦洗維護。
[0024] 本發(fā)明的耐磨濾波層由耐磨濾波層涂布液涂布干燥而成，耐磨濾波層涂布液由能 夠形成高硬度透明涂層的涂布液和光學(xué)濾波材料組成，所述的光學(xué)濾波材料占耐磨濾波 層涂布液的質(zhì)量百分含量為1~1〇%。耐磨濾波層的硬度為1~3H。耐磨濾波層的光學(xué)透過率 為 80~99%。
[0025] 本發(fā)明中的光學(xué)濾波材料為銻摻雜氧化錫（ATO)、銦摻雜氧化錫（ITO)、鎵摻雜氧 化錫（GTO)、鋁摻雜氧化鋅（AZO)、硼摻雜氧化鋅（BZO)或者鎵摻雜氧化鋅（GZO)納米顆粒 中的任意一種或者幾種組合，所述光學(xué)濾波材料為納米級顆粒，粒徑尺寸優(yōu)選lnm~1000nm， 更優(yōu)選10nm~50nm。通過優(yōu)選光學(xué)濾波材料、并控制光學(xué)濾波材料的添加量和顆粒度，使得 本發(fā)明的封裝薄膜對1400~2500nm波長的光的濾除率達20%以上，同時能夠保證能夠被轉(zhuǎn) 化為太陽能的光線的透過。
[0026] 本發(fā)明中高硬度透明涂層涂布液可以為熱固化體系，也可以為紫外光固化體系， 優(yōu)選紫外光固化體系。
[0027] 本發(fā)明的封裝薄膜的氣體阻隔層為厚度100nm~1500nm的氧化娃材料，本發(fā)明封 裝薄膜的水蒸氣透過率為I X 10 4 g/m2 ? day~l X 10 1 g/m2 ? day。
[0028] 本發(fā)明的氣體阻隔層使用真空鍍膜的方法在基膜材料表面制備，其中鍍膜的方法 可以是蒸發(fā)鍍膜、電子束輔助蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜或者化學(xué)氣相沉積鍍膜中任意一種 方式。其中阻隔層優(yōu)選使用等離子體輔助化學(xué)氣相沉積（PECVD)方法制備氧化硅阻隔膜 層，其制備工藝為：選擇六甲基二硅醚（HMDS