一種太陽能電池用抗pid光伏玻璃及其製備方法
2023-06-06 13:01:01
一種太陽能電池用抗pid光伏玻璃及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種根本上的組件抗PID問題的抗PID光伏玻璃。在超白浮法玻璃的上表面依次塗覆有疏水層，粘結層，所述疏水層為含氟矽烷偶聯劑水解後固化所形成的塗層，所述粘結層為非含氟偶聯劑水解後固化所形成的塗層。該產品通過疏水層可實現阻隔水汽在玻璃表面的富集，從而防止玻璃表面鈉離子的形成和遷移所導致的影響電池光伏效應的問題。同時通過在疏水層上覆蓋粘結層，使光伏玻璃和封裝EVA材料之間保持良好的粘結性。本發明還提供了該抗PID光伏玻璃的製備方法。
【專利說明】-種太陽能電池用抗PID光伏玻璃及其製備方法
[0001]
【技術領域】： 本發明涉及太陽能電池組件的封裝，特別涉及一種太陽能電池用抗PID光伏玻璃及其 製備方法。
[0002]
【背景技術】： 隨著光伏組件大規模使用一段時間後，特別是越來越多的投入運營的大型光伏 電廠運營H四年後，業界對光伏組件的電位誘發衰減效應（PID，化tential In化ced Degradation)的關注越來越多。儘管尚無明確的由PID原因引發光伏電站在工作H、四年 後發生大幅衰減的報導，但對一些電站工作幾年後就發生明顯衰減現象的原因的種種猜測 使光伏行業對PID的原因和預防方法的討論越來越多。一些國家和地區已逐步開始把抗 PID作為組件的關鍵要求之一。
[0003] PID的真正原因到目前為止沒有明確的定論，但各個光伏電池組件廠和研究機構 的數據表明，PID與電池、玻璃、膠膜、溫度、溼度和電壓有關，尤其是和目前廣泛使用的光伏 玻璃關係最大。有文獻報導，在高溫高溼情況下光伏玻璃表面會大量吸附水汽，表面析鹼形 成的化+在電壓下從玻璃向電池片移動，正離子移動的速度受膠膜、溫度、溼度和電壓的影 響，軸離子擴散進入電池起到供應原子的作用，在發射極化離子富集，p-n結被中和，從而 影響電池的光伏效應。而當把玻璃更換成石英玻璃後，在同樣的測試條件下，沒有PID現 象被發現。但要降低玻璃中軸離子的含量，成本非常高，可行性不大。目前主要依靠對EVA (己帰-醋酸己帰共聚物）膠膜提高體積電阻率來解決組件的PID問題，但是EVA在長期使 用中的老化和降解最終還是會降低體積電阻率，無法根本解決組件的PID效應。
[0004]
【發明內容】
： 鑑於上述現有技術之缺陷，本發明提供一種根本上的組件抗PID問題的抗PID光伏玻 璃。該產品通過疏水層可實現阻隔水汽在玻璃表面的富集，從而防止玻璃表面軸離子的形 成和遷移所導致的影響電池光伏效應的問題。同時通過在疏水層上覆蓋粘結層，使光伏玻 璃和封裝EVA材料之間保持良好的粘結性。
[0005] 在該方案中，使用該光伏玻璃封裝的太陽能電池組件在85°C，85%溼度，外加 1000V負向電壓，測試9化後，組件前後功率衰減不超過1% (測試標準為《5%)。
[0006] 具體技術方案如下： 一種太陽能電池用抗PID光伏玻璃，在超白浮法玻璃的上表面依次塗覆有疏水層，粘 結層，所述疏水層為含氣娃焼偶聯劑水解後固化所形成的塗層，所述粘結層為非含氣偶聯 劑水解後固化所形成的塗層。
[0007] 上述方案中，所述含氣娃焼偶聯劑成分為H氣丙基娃氧焼、H氣丙基聚二甲基娃 氧焼、全氣羊基己基二娃氧焼、二氣丙基環五娃氧焼、甲基二氣丙基娃氧焼二氣丙基聚二 甲基娃氧焼、十二氣庚基丙基甲基二甲氧基娃焼、H氣丙基甲基環H娃氧焼、y-H氣丙 基甲基聚娃氧焼中的一種或多種的混合。
[0008] 上述方案中，所述非含氣娃焼偶聯劑成分為3-化3-環氧丙氧）丙基H甲氧基娃 焼、Y-氨丙基H甲氧基娃焼、己帰基H己氧基娃焼、Y-甲基丙帰醜氧基丙基H甲氧基 娃焼、H異硬脂酸鐵酸異丙醋、異丙基H(二辛基磯酸醜氧基）鐵酸醋、H異丙氧基鉛、 異丙氧基二硬脂酸醜氧基鉛酸醋中的一種或多種的混合。
[0009] 上述方案中，所述疏水層厚度在0. 1-3 y m。
[0010] 上述方案中，所述粘結層厚度在0. 1-2 ym。
[0011] 另外，本發明還提供了上述抗PID光伏玻璃的製備方法，具體方案為：分別將含氣 娃焼偶聯劑和非含氣偶聯劑溶解在溶劑中，用0. 1M鹽酸調PH至1-6,30-8(TC熟化1-5天， 分別得到溶膠1和溶膠2 ;將溶膠1塗覆於光伏玻璃毛面，隨後放置在空氣溼度為10%-90% 的鼓風烘箱中30-8(TC乾燥0. 5-化；再將溶膠2塗覆在光伏玻璃毛面，然後放置於空氣溼度 為10%-90%的鼓風烘箱中30-150°C中乾燥12-9化。
[0012] 上述方案中，所述含氣娃焼偶聯劑的成分為H氣丙基娃氧焼、H氣丙基聚二甲基 娃氧焼、全氣羊基己基二娃氧焼、二氣丙基環五娃氧焼、甲基二氣丙基娃氧焼二氣丙基聚 二甲基娃氧焼、十二氣庚基丙基甲基二甲氧基娃焼、H氣丙基甲基環H娃氧焼、y-H氣 丙基甲基聚娃氧焼中的一種或多種的混合。
[0013] 上述方案中，所述非含氣娃焼偶聯劑的成分為3-化3-環氧丙氧）丙基H甲氧基 娃焼、Y-氨丙基二甲氧基娃焼、己帰基二己氧基娃焼、y-甲基丙帰醜氧基丙基二甲氧 基娃焼、H異硬脂酸鐵酸異丙醋、異丙基H(二辛基磯酸醜氧基）鐵酸醋、H異丙氧基鉛 、異丙氧基二硬脂酸醜氧基鉛酸醋中的一種或多種的混合。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果是： 氣化有機娃層作為疏水層阻隔了水汽在玻璃表面的富集，從而防止了玻璃表面軸離子 的形成和遷移。從根本上解決了組件PID問題。同時粘結層的存在使玻璃和封裝膠膜之 間保持了良好的粘結性。使用該光伏玻璃封裝的太陽能電池組件在85°C，85%溼度，外加 1000V負向電壓，測試9化後，組件前後功率衰減不超過1% (測試標準為《5%)。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】： W下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發明。
[0016] 圖1是本發明在實施例中提供的一種抗PID光伏玻璃的結構示意圖。
[0017]
【具體實施方式】： 為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具 體圖示，進一步闡述本發明。
[0018] 參見圖1，本發明所述的一種太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其具體方案是；在超 白浮法玻璃10的上表面依次塗覆有含氣娃焼偶聯劑水解固化後形成的疏水層20 (含氣 娃焼偶聯劑的成分為二氣丙基娃氧焼、二氣丙基聚二甲基娃氧焼、全氣羊基己基二娃氧焼、 H氣丙基環五娃氧焼、甲基H氣丙基娃氧焼H氣丙基聚二甲基娃氧焼、十二氣庚基丙基 甲基二甲氧基娃焼、二氣丙基甲基環二娃氧焼、y-二氣丙基甲基聚娃氧焼中的一種或多 種的混合)，W及含非含氣偶聯劑水解固化後形成的粘結層30 (非含氣娃焼偶聯劑的成分為 3-(2,3-環氧丙氧）丙基H甲氧基娃焼、y-氨丙基H甲氧基娃焼、己帰基H己氧基娃焼 、Y-甲基丙帰醜氧基丙基H甲氧基娃焼、H異硬脂酸鐵酸異丙醋、異丙基H (二辛基磯 酸醜氧基）鐵酸醋、H異丙氧基鉛、異丙氧基二硬脂酸醜氧基鉛酸醋中的一種或多種的 混合)。
[0019] 另外，超白浮法玻璃1厚度一般在2-5mm。疏水層2厚度在0. 1-3 y m，該樣能達到 最佳的疏水效果。粘結層3厚度在0. 1-2 y m，該樣能達到最佳的粘結效果。
[0020] 該光伏玻璃與常規光伏玻璃相比，使用該光伏玻璃封裝的太陽能電池組件在 85°C，85%溼度，外加1000V負向電壓，測試9化後，組件前後功率衰減最大不超過1% (測 試標準為《5%)，常規光伏玻璃封裝的組件功率前後衰減最大超過80%。
[0021] 當然，在製備上述抗PID光伏玻璃過程中，先分別將含氣娃焼偶聯劑和非含氣偶 聯劑溶解在溶劑中，用0. 1M鹽酸調PH至1-6,30-8(TC熟化1-5天，分別得到溶膠1和溶 膠2 ;然後將溶膠1塗覆於光伏玻璃毛面，隨後放置在空氣溼度為10%-90%的鼓風烘箱中 30-8(TC乾燥0. 5-化；再將溶膠2塗覆在光伏玻璃毛面，然後放置於空氣溼度為10%-90%的 鼓風烘箱中30-15(TC中乾燥12-9化。
[0022] W上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，該些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
【權利要求】
1. 一種太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其特徵在於，在超白浮法玻璃的上表面依次塗 覆有疏水層，粘結層，所述疏水層為含氟矽烷偶聯劑水解後固化所形成的塗層，所述粘結層 為非含氟偶聯劑水解後固化所形成的塗層。
2. 根據權利要求1的太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其特徵在於，所述含氟矽烷偶聯劑 成分為三氟丙基矽氧烷、三氟丙基聚二甲基矽氧烷、全氟辛基乙基三矽氧烷、三氟丙基環五 矽氧烷、甲基三氟丙基矽氧烷三氟丙基聚二甲基矽氧烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基 矽烷、三氟丙基甲基環三矽氧烷、三氟丙基甲基聚矽氧烷中的一種或多種的混合。
3. 根據權利要求1的太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其特徵在於，所述非含氟矽烷偶 聯劑成分為3-(2,3-環氧丙氧）丙基二甲氧基娃燒、Y-氨丙基二甲氧基娃燒、乙烯基二 乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三異硬脂酸鈦酸異丙酯、異丙基三 (二辛基磷酸醯氧基）鈦酸酯、三異丙氧基鋁、異丙氧基二硬脂酸醯氧基鋁酸酯中的一種 或多種的混合。
4. 根據權利要求1或2的太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其特徵在於，所述疏水層厚度 在 0? l-3um。
5. 根據權利要求1或3的太陽能電池用抗PID光伏玻璃，其特徵在於，所述粘結層厚度 在 0? l-2um。
6. 根據權利要求1所述的太陽能電池用抗PID光伏玻璃的製備方法，過程為分別將 含氟矽烷偶聯劑和非含氟偶聯劑溶解在溶劑中，用0. 1M鹽酸調PH至l-6,30-80°C熟化 1-5天，分別得到溶膠1和溶膠2 ;將溶膠1塗覆於光伏玻璃毛面，隨後放置在空氣溼度為 10%-90%的鼓風烘箱中30-80°C乾燥0. 5-3h ;再將溶膠2塗覆在光伏玻璃毛面，然後放置於 空氣溼度為10%_90%的鼓風烘箱中30-150°C中乾燥12-96h。
7. 根據權利要求6的製備方法，其特徵在於，所述含氟矽烷偶聯劑的成分為三氟丙基 矽氧烷、三氟丙基聚二甲基矽氧烷、全氟辛基乙基三矽氧烷、三氟丙基環五矽氧烷、甲基三 氟丙基矽氧烷三氟丙基聚二甲基矽氧烷、十二氟庚基丙基甲基二甲氧基矽烷、三氟丙基 甲基環三矽氧烷、三氟丙基甲基聚矽氧烷中的一種或多種的混合。
8. 根據權利要求6的製備方法，其特徵在於，所述非含氟矽烷偶聯劑的成分為 3-(2,3-環氧丙氧）丙基二甲氧基娃燒、Y-氨丙基二甲氧基娃燒、乙烯基二乙氧基娃燒 、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、三異硬脂酸鈦酸異丙酯、異丙基三（二辛基磷 酸醯氧基）鈦酸酯、三異丙氧基鋁、異丙氧基二硬脂酸醯氧基鋁酸酯中的一種或多種的 混合。
【文檔編號】H01L31/048GK104485376SQ201410826453
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】陳坤, 王同心, 蔣賢明, 王強 申請人:中天光伏材料有限公司