【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于太陽能電池封裝的除濕材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、為了降低光伏(pv)系統(tǒng)發(fā)電的成本，光伏組件的壽命(即相對性能降低高達(dá)20％)應(yīng)至少為25年或理想情況下為50年，這使得長期穩(wěn)定性更加關(guān)鍵。雙面鈍化發(fā)射極和背面電池(perc)，異質(zhì)結(jié)(hjt)和隧道氧化物鈍化接觸(topcon)太陽能電池是主流硅電池技術(shù)，其具有高效率和可制造性。盡管技術(shù)先進(jìn)，但一些電池技術(shù)(如異質(zhì)結(jié)和topcon)仍然面臨可靠性問題，在高濕度下會導(dǎo)致大量功率損耗。當(dāng)它們使用低成本材料(如eva)封裝時尤其如此。為了防止這些問題，雙面異質(zhì)結(jié)和topcon電池通常使用聚烯烴彈性體(poe)或熱塑性聚烯烴(tpo)進(jìn)行封裝，同時在正面和背面設(shè)置玻璃板。在某些情況下，還使用邊緣密封膠，從而獲得更穩(wěn)定的模塊。然而，采用密封膠只能減少水汽的滲入和降低封裝材料本身釋放的水分含量，并不能從根本上解決水汽導(dǎo)致電池片衰減的問題。
2、現(xiàn)場和/或室內(nèi)濕度測試中的劣化是金屬接觸腐蝕，會隨著時間的推移增加電池的串聯(lián)電阻(rs)，這會導(dǎo)致性能損失。這種腐蝕的根本原因被認(rèn)為是水分、各種污染物和太陽能電池的金屬觸點之間發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。污染物可能包括來自eva水解的乙酸。此外，還證明殘留的助焊劑在接觸腐蝕中起著關(guān)鍵作用，主要是由于有機酸和/或鹵化物材料的存在，它們與水分和金屬觸點發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致串聯(lián)電阻rs的增加。
3、在濕熱氣候地區(qū)，高溫、高濕等條件有熱老化和水解老化等作用，對組件中的電池、背板、密封材料都有顯著的影響。例如在海
4、現(xiàn)有技術(shù)中，電池片通常以焊帶、匯流條用串聯(lián)、并聯(lián)的方式連接，封裝于玻璃、背板中，四周安裝鋁邊框保證組件的機械強度。電池的串聯(lián)數(shù)量決定著組件電壓的大小，單片電池的面積決定著組件的電流。焊接后的電池將和封裝材料層疊在一起。從上到下依次為鋼化玻璃、封裝膠膜eva、串聯(lián)電池(以焊帶、匯流條用串聯(lián)、并聯(lián)的方式連接)、封裝膠膜eva、背板。層疊好后放在層壓機中，在真空環(huán)境和140℃溫度下，由氣囊從上往下，自背板向玻璃擠壓。eva在140℃環(huán)境下融化，具有流動性并發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，粘性很強，層壓機將層間空氣擠出后，eva使電池緊緊粘在了鋼化玻璃和背板中間，起到了封裝效果。各層經(jīng)過層壓后用邊框封裝，并用密封膠密封。接線盒固定在背板上，通過連接器將電池的引線與外部電路連接。
5、eva膠膜有價格低廉、加工溫度低、粘結(jié)性好、透光率高等優(yōu)點，但是光伏組件不可避免的會處在高溫、高濕的環(huán)境中，水汽透過密封膠，以及eva發(fā)生水解反應(yīng)生成乙酸，會造成電池組件的腐蝕。傳統(tǒng)的解決組件水汽的方法都是從材料阻隔水汽滲入出發(fā)，例如采用阻水玻璃、阻水膠膜、阻水邊框、阻水背板等。但是，這些方法阻隔水汽的效果仍然不夠好，太陽能電池在高溫高濕等條件下依然容易滲入水分，導(dǎo)致其各種性能尤其是轉(zhuǎn)換效率下降明顯。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本專利技術(shù)提供了一種改進(jìn)的用于太陽能電池封裝的除濕材料，該除濕材料可以有效吸附滲透進(jìn)太陽能電池組件的水汽，使得太陽能電池能夠在高溫高濕條件下保持穩(wěn)定的性能例如轉(zhuǎn)換效率等。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種用于太陽能電池封裝的除濕材料，所述除濕材料包括玻璃纖維，以及位于玻璃纖維上的二氧化硅和分子篩；所述分子篩選自13x分子篩、5a分子篩、4a分子篩、3a分子篩中的一種或多種的組合。
4、現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決太陽能電池組件的水汽問題，通常都是從材料阻隔水汽滲入出發(fā)，例如采用阻水玻璃、阻水膠膜、阻水邊框、阻水背板等。但是，這些方法阻隔水汽的效果仍然不夠好，太陽能電池在高溫高濕等條件下依然容易滲入水分，導(dǎo)致其各種性能尤其是轉(zhuǎn)換效率下降明顯。本申請的專利技術(shù)人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過在玻璃纖維上設(shè)置二氧化硅和特定種類的分子篩(13x分子篩、5a分子篩、4a分子篩、3a分子篩中的一種或多種的組合)，這些種類的分子篩均為除濕分子篩，其能夠快速吸附水分且鎖水性能也優(yōu)異，將含有該特定種類的分子篩的除濕材料用于太陽能電池的封裝，由于上述分子篩可以吸附滲透入太陽能電池內(nèi)部的水汽，防止水汽對太陽能電池組件的影響，進(jìn)而可以大大改善太陽能電池的封裝效果，使其能夠耐受高溫高濕環(huán)境條件，在高溫高濕條件下轉(zhuǎn)換效率等性能的衰減程度明顯得到抑制。
5、除濕分子篩是一種天然沸石或人工合成的水合鋁硅酸鹽(泡沸石)，具有篩選分子作用，分子篩骨架最基本的結(jié)構(gòu)是sio4和alo4四面體，它們通過普通氧原子的結(jié)合形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)sio2和al2o3的分子比不同，得到不同孔徑的分子篩。分子篩具有骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(骨架坍塌溫度高于600℃)、耐腐蝕性強、吸附能力強等優(yōu)點。分子篩的該特定結(jié)構(gòu)，使其與水分子的結(jié)合較穩(wěn)定，對水蒸氣的吸附熱也比較高。在較高溫度下，一些除濕劑(如氯化鋰，硅膠等)的吸附容量可降至零，但分子篩仍能保持比較好的效果。另外，在相對濕度較低時，硅膠等吸附材料的除濕性能迅速下降，但分子篩仍能保持較高的吸附容量。除濕分子篩吸附水分后可以牢牢鎖住水分，并且在高于100℃時依然保持較高的吸附能力，低于200℃的溫度，水分也不會脫附出來。
6、在一些實施方式中，所述分子篩的質(zhì)量與所述玻璃纖維的面積之比為60-200g：1m2。
7、在一些實施方式中，所述二氧化硅的質(zhì)量占所述分子篩質(zhì)量的4％-40％。
8、在一些實施方式中，所述玻璃纖維的厚度為75～120μm。
9、在一些實施方式中，所述玻璃纖維的克重為60-300g/m2。
10、在一些實施方式中，所述除濕材料由包括以下步驟的制備方法制備得到：將包括所述分子篩、膠粘劑、助劑和水的原料進(jìn)行混合，得到漿料，將所述玻璃纖維浸漬于所述漿料中，焙燒所述玻璃纖維；所述膠粘劑包括硅溶膠。
11、焙燒過程中，有機物和水分會分解或揮發(fā)掉，不再存在于最終的除濕材料中。漿料中的膠粘劑可以使得分子篩順利地粘結(jié)到玻璃纖維基材上，且膠粘劑中的硅溶膠在焙燒后形成二氧化硅，助劑可以改善漿料的各種性能例如流動性，分散性等，有助于分子篩在漿料以及玻璃纖維中的分散均勻。
12、在一些實施方式中，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括20％-50％分子篩、10％-30％膠粘劑、0.08％-0.35％助劑和19％-70％水。
13、優(yōu)選地，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括25％-40％分子篩、10％-20％膠粘劑、0.09％-0.3％助劑和38％-65％水。
14、在一些實施方式中，所述膠粘劑還包括白乳膠或海泡石的水分散液。
15、在一些實施方式中，所述助劑選自潤濕劑、流平劑、分散劑中的一種或多種的組合。三種助劑分別改善漿本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述除濕材料包括玻璃纖維，以及位于玻璃纖維上的二氧化硅和分子篩；所述分子篩選自13X分子篩、5A分子篩、4A分子篩、3A分子篩中的一種或多種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述分子篩的質(zhì)量與所述玻璃纖維的面積之比為60-200g：1m2；和/或，所述二氧化硅的質(zhì)量占所述分子篩質(zhì)量的4％-40％；和/或，所述玻璃纖維的厚度為75～120μm，和/或，所述玻璃纖維的克重為60-300g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述除濕材料由包括以下步驟的制備方法制備得到：將包括所述分子篩、膠粘劑、助劑和水的原料進(jìn)行混合，得到漿料，將所述玻璃纖維浸漬于所述漿料中，焙燒所述玻璃纖維；所述膠粘劑包括硅溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括20％-50％分子篩、10％-30％膠粘劑、0.08％-0.35％助劑和19％-70％水；優(yōu)選地，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括25
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述膠粘劑的固含量為20％-40％；和/或，所述助劑為潤濕劑、流平劑、分散劑的混合物；和/或，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括20％-50％分子篩、10％-30％膠粘劑、0.03％-0.1％潤濕劑、0.03％-0.1％流平劑、0.03％-0.1％分散劑和19％-70％水。
6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述用于太陽能電池封裝的除濕材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：將包括所述分子篩、膠粘劑、助劑和水的原料進(jìn)行混合，得到漿料，將所述玻璃纖維浸漬于所述漿料中，焙燒所述玻璃纖維，得到所述除濕材料；所述膠粘劑包括硅溶膠。
7.一種太陽能電池組件，包括面板、上封裝膠膜、太陽能電池層、下封裝膠膜、背板，其特征在于：所述太陽能電池層包括太陽能電池片和權(quán)利要求1-5任一項所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池組件，其特征在于：所述太陽能電池片為多片且間隔設(shè)置，所述除濕材料位于多片太陽能電池片的間隙中；和/或，所述太陽能電池片的厚度與所述除濕材料的厚度相同；和/或，所述面板和背板均為鋼化玻璃；和/或，所述上封裝膠膜和下封裝膠膜均為EVA；和/或，所述太陽能電池組件選自TOPCon組件、PERC組件或HJT組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池組件，其特征在于：相鄰兩片太陽能電池的間隙寬度為2-5mm；和/或，多片太陽能電池片為串聯(lián)設(shè)置；和/或，多片太陽能電池片的厚度相同且位于同一水平面內(nèi)；和/或，所述多片太陽能電池為多排和多列設(shè)置，每片的大小和形狀相同，每相鄰兩片之間均設(shè)置間隙。
10.一種權(quán)利要求7-9任一項所述太陽能電池組件的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：按照目標(biāo)太陽能電池片設(shè)置的圖案，將除濕材料對應(yīng)于所述圖案的區(qū)域裁剪掉，將太陽能電池片放于除濕材料的裁剪區(qū)域中，得到所述太陽能電池層；將所述面板、上封裝膠膜、太陽能電池層、下封裝膠膜、背板進(jìn)行層疊和層壓。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述除濕材料包括玻璃纖維，以及位于玻璃纖維上的二氧化硅和分子篩；所述分子篩選自13x分子篩、5a分子篩、4a分子篩、3a分子篩中的一種或多種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述分子篩的質(zhì)量與所述玻璃纖維的面積之比為60-200g：1m2；和/或，所述二氧化硅的質(zhì)量占所述分子篩質(zhì)量的4％-40％；和/或，所述玻璃纖維的厚度為75～120μm，和/或，所述玻璃纖維的克重為60-300g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述除濕材料由包括以下步驟的制備方法制備得到：將包括所述分子篩、膠粘劑、助劑和水的原料進(jìn)行混合，得到漿料，將所述玻璃纖維浸漬于所述漿料中，焙燒所述玻璃纖維；所述膠粘劑包括硅溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括20％-50％分子篩、10％-30％膠粘劑、0.08％-0.35％助劑和19％-70％水；優(yōu)選地，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括25％-40％分子篩、10％-20％膠粘劑、0.09％-0.3％助劑和38％-65％水；和/或，所述膠粘劑還包括白乳膠或海泡石的水分散液；和/或，所述助劑選自潤濕劑、流平劑、分散劑中的一種或多種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于太陽能電池封裝的除濕材料，其特征在于：所述膠粘劑的固含量為20％-40％；和/或，所述助劑為潤濕劑、流平劑、分散劑的混合物；和/或，按照質(zhì)量百分比，所述漿料包括20％-50％分子篩、10％-30％膠粘劑、0.03％-0.1％潤濕劑、0.03％-0.1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜哲仁，張穎，沈東東，王熠恒，黃策，蔣建婷，包杰，季根華，
申請(專利權(quán))人：江蘇林洋太陽能有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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