具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法

摘要

本发明具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法属于太阳能发电领域，涉及一种光伏焊带上使用的反光膜的功能性保护层。对反光膜微结构表面施加一层耐酸碱且具有紫外线遮蔽作用的功能性保护层，用以抵抗酸碱腐蚀的同时，一定程度上遮蔽吸收紫外线，延长反光膜寿命，减少光的浪费，提升光伏发电效率。包括粘结层、基底层、微观结构层、反光层和功能性耐酸碱保护层；基底层下部设置有粘结层，通过粘结层将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上，基底层上部设置有微观结构层，微观结构层上部设置有反光层，反光层上部设置有功能性耐酸碱保护层。

说明书

技术领域

本发明具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法属于太阳能发电领域，涉及一种光伏焊带上使用的反光膜的功能性保护层。对反光膜微结构表面施加一层耐酸碱且具有紫外线遮蔽作用的功能性保护层，用以抵抗酸碱腐蚀的同时，一定程度上遮蔽吸收紫外线，延长反光膜寿命，减少光的浪费，提升光伏发电效率。

背景技术

随着经济的不断发展，对于支撑经济发展的能源需求也呈逐年上升趋势，而传统化石能源开采及使用过程中产生的环境污染也成为伴随经济高速发展而成为日渐严重的一个问题。因此寻找一类清洁高效的能源成为了能源改革的方向，而太阳能作为新兴能源的一部分，具有简单易得、高效、无污染、能源丰富等优点，成为了新能源中的宠儿。而目前人们对于太阳能的主要利用为光伏发电，而提高光伏组件的发电效率，则成为了光伏发电领域的重中之重。

现有的常规光伏组件通常由背板、封装材料、电池片三部分组成，其中电池片作为光电转换的重要材料，接收光照越多，意味着发电量越多。但现有电池片每片上有2-3条宽约2-3mm的焊带，而此部分的光照是损失的了，因为电池片上焊带的主要材料为金属锡，由于金属锡对太阳光的反射属于漫反射，故对于太阳光的利用是很低的，因此一种贴在焊带上的反光膜应运而生。但由于在常年的阳光照射下，作为封装材料的EVA会发生分解而产生醋酸，对反光膜微结构及微结构表面的镀层金属产生腐蚀，从而使反光膜失效；另外反光膜的微结构及表面镀层金属在紫外线的常年照射下，也会发生氧化及降解，极大地降低了反光膜的寿命，降低了电池片对光能的利用率。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处，提供一种具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法，提供了一种表面具有紫外线遮蔽功能的耐酸碱保护层的反光膜，相较于现有技术，由于反光膜表面具有紫外线遮蔽功能的耐酸碱保护膜，可以最大限度的吸收紫外线并防止因封装材料降解产生的酸对反光膜微观结构及表面镀层的破坏，最大限度的延长反光膜的寿命，提高光伏组件对光的利用率。

具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法是采取以下技术方案实现：

具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层，其特征在于，包括粘结层、基底层、微观结构层、反光层和功能性耐酸碱保护层；基底层下部设置有粘结层，通过粘结层将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上，基底层上部设置有微观结构层，微观结构层上部设置有反光层，反光层上部设置有功能性耐酸碱保护层。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层在光伏发电波段即400-1200nm光波长范围内光透过率不小于95%，保护层所使用材料的光折射率在1.2～2.0之间，保护层可以为单层结构或多层组合结构，所述的保护层单层厚度在1nm至200nm之间，多层组合保护层厚度总体不超过500nm。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层对于紫外线具有一定的吸收效果，在200-400nm光波段，对于紫外线的吸收率不低于50%。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层具有一定的耐酸碱能力，在0.1mol/L的醋酸及氢氧化钠溶液中浸泡48h后，掉铝面积不超过15%。

所述的功能性耐酸碱保护层，其材料由主体材料和功能性材料组成，其材料组成以氟化钕、氟化铈、氟化鍶、氟化钡、氟化钙、氟化镁、六氟铝酸钠、二氧化硅、一氧化硅为耐酸碱保护层的主体材料，选取其中一种材料单独使用或几种材料组合使用；以一氧化钛、二氧化钛、五氧化二钛、二氧化锆为具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料，选取其中一种材料单独使用或几种材料组合使用。功能性耐酸碱保护层的主体材料和功能性材料重量配比为1:0.1-1:1。

选择作为保护层的主体材料可以选择常规尺寸、纳米尺寸、或经过改性处理后的纳米尺寸原料，功能性材料选择常规尺寸、纳米尺寸或经过改性处理后的纳米尺寸原料。

所述的功能性耐酸碱保护层，可以将主体材料先行成膜，随后将功能性材料在主体材料膜上继续成膜；或将功能性材料添加在主体材料中，按一定的比例配为混合材料，进而一次成膜；或将功能性材料先行成膜，随后将主体材料在功能性材料的基础上继续成膜。

所述的功能性耐酸碱保护层，其制备方法为真空蒸镀、磁控溅射、真空溅射、离子镀、化学气相沉积法等方法，采用以上一种单独使用或多种方式组合使用，从而在反光膜表面制备一层或多层致密、薄厚均一的功能性耐酸碱保护层。

一种具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层制作方法，如下：

1、精密涂布工序：采用PET基材为基底层，使用淋膜设备在PET基材上通过带有微结构的模具辊涂布紫外固化胶水。紫外固化胶水选择丙烯酸酯类紫外固化胶，紫外固化胶涂布速度为25m/min，紫外固化胶水温度为室温，模压压力为3kg/cm²，选用H型无极灯作为紫外固化光源，从而在PET基材上形成棱镜结构，形成微结构层；

2、镀铝：采用真空镀膜的方式，在形成棱镜结构后的PET表面蒸镀金属铝，采用蒸发方式为金属丝蒸发，铝原料为纯度为99.99%的高纯铝条，现将真空室内压力抽至1.0×10^-4Pa，随后先蒸发5min后，打开隔离板进行正常镀铝作业，镀铝速度为300m/min，形成铝层厚度为80nm，形成反光层；

3、形成耐酸碱保护层：耐酸碱保护层的主体材料选用二氧化硅（耐酸碱保护层的主体材料），原料尺寸为1～10mm的单晶颗粒，未经过处理；使用的功能性材料为纳米二氧化钛（具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料），耐酸碱保护层的主体材料和功能性材料按照按照1:0.1-1: 1比例进行掺混，经过高速充分混合后，采用蒸发镀膜方式，将功能性材料镀膜至反光膜表面，形成厚度为50nm左右的保护层。镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀膜速度为450m/min，镀膜温度为2200℃，形成耐酸碱保护层；

4、淋膜EVA胶膜，在基底层下部淋膜EVA胶膜，形成粘结层，制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层；

5、分条，将制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层分切，即制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层产品。

本发明涉及一种具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法，保护层通过高透光性且耐酸碱的主体材料掺杂具有紫外线遮蔽作用的功能性材料制备成致密、薄厚均一的薄膜层，具有高透光、耐酸碱、具有一定的紫外线遮蔽能力等特点，可以很好地避免反光膜表面微结构及镀层因封装材料降解产生的酸及长时间受紫外线照射而出现微结构被破坏、镀层损坏而导致的反射效率降低的情况。

本发明具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层及其制作方法，该反光膜结构从下到上依次包括粘结层，基底层，微结构层，反光层，功能性耐酸碱保护层。所述粘结层作用为将反光膜粘贴至太阳能电池板的焊带上；其所为的基底层位于粘接层上，所述的微结构包括底座和微观结构层，所述保护层选用的材料是在光伏发电用波段即400-1200nm波长范围内具有良好光透过率、较好耐酸碱性能和一定的紫外线吸收作用的物质。本发明相比于现有技术，可以很好的防止当EVA作为封装材料时因EVA降解产生的酸类物质对镀层材料产生腐蚀,并且在不影响光透过率的情况下，提高对紫外线的阻隔效率，从而防止镀层材料因紫外线的长期照射而被破坏,从而较大程度光伏反光膜寿命进而提升光伏电池对阳光的利用率，从而提升发电量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例中描述的所需要使用的附图进行介绍，显而易见的，下图描述的仅为本发明中的一个实施例，对于本领域普通技术人员，可在不付出创造性劳动的前提下，还可以通过附图获得其他实施例的附图，如下图所示：

图1为本发明涉及的具有功能性保护层的光伏反光膜结构示意图。

附图中各部件标记如下：

1、功能性耐酸碱保护层，2、反光层，3、微观结构层，4、基底层，5、粘结层。

具体实施方式

参照附图1，具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层，其特征在于，包括粘结层5、基底层4、微观结构层3、反光层2和功能性耐酸碱保护层1；基底层4下部设置有粘结层5，通过粘结层5将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上，基底层4上部设置有微观结构层，微观结构层上部设置有反光层，反光层上部设置有功能性耐酸碱保护层。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层在光伏发电波段即400-1200nm光波长范围内光透过率不小于95%，保护层所使用材料的光折射率在1.2～2.0之间，保护层可以为单层结构或多层组合结构，所述的保护层单层厚度在1nm至200nm之间，多层组合保护层厚度总体不超过500nm。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层对于紫外线具有一定的吸收效果，在200-400nm光波段，对于紫外线的吸收率不低于50%。

所述的具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层具有一定的耐酸碱能力，在0.1mol/L的醋酸及氢氧化钠溶液中浸泡48h后，掉铝面积不超过15%。

所述的功能性耐酸碱保护层，其材料由主体材料和功能性材料组成，其材料组成以氟化钕、氟化铈、氟化鍶、氟化钡、氟化钙、氟化镁、六氟铝酸钠、二氧化硅、一氧化硅为耐酸碱保护层的主体材料，选取其中一种材料单独使用或几种材料组合使用；以一氧化钛、二氧化钛、五氧化二钛、二氧化锆为具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料，选取其中一种材料单独使用或几种材料组合使用。主体材料和功能性材料重量配比为1:0.1-1: 1。

选择作为保护层的主体材料可以选择常规尺寸、纳米尺寸、或经过改性处理后的纳米尺寸原料，功能性材料选择常规尺寸、纳米尺寸或经过改性处理后的纳米尺寸原料。

所述的功能性耐酸碱保护层制作，可以将主体材料先行成膜，随后将功能性材料在主体材料膜上继续成膜；或将功能性材料添加在主体材料中，按一定的比例配为混合材料，进而一次成膜；或将功能性材料先行成膜，随后将主体材料在功能性材料的基础上继续成膜。

下面将对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整的描述，实施例中提到的仅为本发明中的部分实例，并不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层

具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层制备方法如下：

1、精密涂布工序：采用PET基材为基底层，使用淋膜设备在PET基材上通过带有微结构的模具辊涂布紫外固化胶水。紫外固化胶水选择丙烯酸酯类紫外固化胶，紫外固化胶涂布速度为25m/min，紫外固化胶水温度为室温，模压压力为3kg/cm²，选用H型无极灯作为紫外固化光源，从而在PET基材上形成棱镜结构，形成微结构层;

2、镀铝：采用真空镀膜的方式，在形成棱镜结构后的PET表面蒸镀金属铝，采用蒸发方式为金属丝蒸发，铝原料为纯度为99.99%的高纯铝条，现将真空室内压力抽至1.0×10^-4Pa，随后先蒸发5min后，打开隔离板进行正常镀铝作业，镀铝速度为300m/min，形成铝层厚度为80nm，形成反光层;

3、形成耐酸碱保护层：耐酸碱保护层的主体材料选用二氧化硅（耐酸碱保护层的主体材料），原料尺寸为1～10mm的单晶颗粒，未经过处理；使用的功能性材料为纳米二氧化钛（具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料），两种材料按照1:0.5比例进行掺混，经过高速充分混合后，采用蒸发镀膜方式，将功能性材料镀膜至反光膜表面，形成厚度为50nm左右的保护层。镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀膜速度为450m/min，镀膜温度为2200℃，形成耐酸碱保护层；

4、淋膜EVA胶膜，在基底层下部淋膜EVA胶膜，形成粘结层，制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层；

5、分条，将制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层分切，即制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层产品。

通过粘结层将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上。

将制备的产品进行反光率、PCT及耐酸碱测试，经过测试，具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层的反光膜的光反射率为96%，在200-400nm的吸收率为68%，PCT48小时后掉铝面积为38%，反射率为90%，经过0.1mol/L醋酸腐蚀48小时后，掉铝面积为10%，反射率为92%；经过0.1mol/L氢氧化钠溶液腐蚀48小时后，掉铝面积为0.5%，反射率为93%。

实施例2

制备具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层

具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层制备方法如下：

1、精密涂布工序：使用淋膜设备在PET基材为基底层，使用淋膜设备在PET基材上通过带有微结构的模具辊涂布紫外固化胶水。紫外固化胶水选择丙烯酸酯类紫外固化胶，紫外固化胶涂布速度为25m/min,胶水温度为室温，模压压力为3kg/cm²，选用H型无极灯作为紫外固化光源，从而在PET基材上形成棱镜结构，形成微结构层;

2、镀铝：采用真空镀膜的方式，在形成棱镜结构后的PET表面蒸镀金属铝，采用蒸发方式为金属丝蒸发，铝原料为纯度为99.99%的高纯铝条，现将真空室内压力抽至1.0×10^-4Pa，随后先蒸发5min后，打开隔离板进行正常镀铝作业，镀铝速度为480m/min，形成铝层厚度为50nm，形成反光层;

3、形成耐酸碱保护层：耐酸碱保护层的主体材料选用一氧化硅（耐酸碱保护层的主体材料），原料尺寸为1～10mm的单晶颗粒，未经过处理；使用的功能性材料为纳米二氧化锆（具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料），两种材料按照1:0.1比例进行掺混，先将一氧化硅蒸镀在镀铝后的PET表面，镀膜厚度为60nm，镀膜条件为镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀膜速度为430m/min，镀膜温度为1600℃。随后将功能性材料镀膜至一氧化硅表面，形成厚度为30nm左右的保护层。镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀铝速度为500m/min，镀膜温度为2500℃，形成耐酸碱保护层;

4、淋膜EVA胶膜，在基底层下部淋膜EVA胶膜，形成粘结层，制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层；

5、分条，将制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层分切，即制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层产品。

通过粘结层将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上。

将制备的产品进行反光率、PCT及耐酸碱测试，经过测试，具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层的反光膜的光反射率为95%，在200-400nm的吸收率为72%，PCT48小时后掉铝面积为35%，反射率为90%，经过0.1mol/L醋酸腐蚀48小时后，掉铝面积为12%，反射率为92%；经过0.1mol/L氢氧化钠溶液腐蚀48小时后，掉铝面积为0.5%，反射率为93%。

实施例3

制备具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层

具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层制备方法如下：

1、精密涂布工序：使用淋膜设备在PET基材为基底层，使用淋膜设备在PET基材上通过带有微结构的模具辊涂布紫外固化胶水。紫外固化胶水选择丙烯酸酯类紫外固化胶，紫外固化胶涂布速度为25m/min,胶水温度为室温，模压压力为3kg/cm2，选用H型无极灯作为紫外固化光源，从而在PET基材上形成棱镜结构, 形成微结构层;

2、镀铝：采用真空镀膜的方式，在形成棱镜结构后的PET表面蒸镀金属铝，采用蒸发方式为金属丝蒸发，铝原料为纯度为99.99%的高纯铝条，现将真空室内压力抽至1.0×10-4Pa，随后先蒸发5min后，打开隔离板进行正常镀铝作业，镀铝速度为480m/min，形成铝层厚度为50nm, 形成反光层;

3、形成耐酸碱保护层：耐酸碱保护层的主体材料材料选用氟化镁（耐酸碱保护层的主体材料），原料尺寸为1～10mm的单晶颗粒，未经过处理；使用的功能性材料为纳米二氧化钛（具有紫外线遮蔽吸收作用的功能性材料），两种材料按照1:1比例进行掺混，先将纳米二氧化钛蒸镀在镀铝后的PET表面，镀膜厚度为40nm，镀膜条件为镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀膜速度为415m/min，镀膜温度为2200℃。随后将主体材料氟化镁镀膜至纳米二氧化钛表面，镀膜厚度为60nm。镀膜真空室压力为1.0×10^-4Pa，镀铝速度为150m/min，镀膜温度为1400℃,>

4、淋膜EVA胶膜, 在基底层下部淋膜EVA胶膜，形成粘结层，制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层；

5、分条，将制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层分切，即制成具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层产品。

通过粘结层将具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层粘结在光伏组件上。

将制备的产品进行反光率、PCT及耐酸碱测试，经过测试，具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层的反光膜的光反射率为95%，在200-400nm的吸收率为72%，PCT48小时后掉铝面积为35%，反射率为90%，经过0.1mol/L醋酸腐蚀48小时后，掉铝面积为12%，反射率为92%；经过0.1mol/L氢氧化钠溶液腐蚀48小时后，掉铝面积为0.5%，反射率为93%。

所述的紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类。

本发明具有耐酸碱功能的光伏组件用反光膜保护层提高反光膜的有益效果是：

一、通过在反光膜铝镀层表面镀保护层，在不降低铝镀层的反光效果的前提下，提高了反光膜耐酸碱能力;

二、通过在反光膜铝镀层表面镀保护层，使反光膜具有一定的紫外线吸收能力，降低紫外线对反光膜微观结构及金属镀层的破坏;

三、具有反光效率高、镀层之间结合力好、材料机械性能好、使用寿命长等优点，在光伏组件市场上具有较好的市场前景;

以上所述，仅为本发明的实施案例，并非因此限制本发明的专利的范围，凡是利用本发明说明书内的内容所作的等效结构或等流程变化，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。