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CN119421785A - 封装胶膜和包含其的光伏模块 - Google Patents

封装胶膜和包含其的光伏模块 Download PDF

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CN119421785A
CN119421785A CN202280096370.2A CN202280096370A CN119421785A CN 119421785 A CN119421785 A CN 119421785A CN 202280096370 A CN202280096370 A CN 202280096370A CN 119421785 A CN119421785 A CN 119421785A
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CN
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encapsulation
heat
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polyethylene
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P·艾特瑞德格
E·博格勒斯
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Amco Flexible North America
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Abstract

一种用于光伏模块的封装胶膜包括封装层和邻近所述封装层安置的耐热层。所述封装层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述耐热层包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。

Description

封装胶膜和包含其的光伏模块
技术领域
本申请总体上涉及一种用于光伏模块的封装胶膜、包括所述封装胶膜的光伏模块以及制造所述光伏模块的方法。
背景技术
光伏模块广泛用于从阳光产生电力。光伏模块可以使用异质结技术(HJT)和智能网栅连接技术(SWCT)来生产，以便与常规汇流条技术相比改善成本和性能效率。
使用HJT和SWCT生产的光伏模块通常包括将多个光伏层连接在一起的多个导体(例如，电线)和将导体封装和固定在光伏层上的透明膜。
目前使用的透明膜的一个实例包括未经改性的聚乙烯(PE)。然而，多个导体可能在光伏模块的制造期间烧穿未经改性的聚乙烯。此外，未经改性的聚乙烯的使用可能使剪切应力在真空层压期间和/或在服务期间由于热循环而传输到光伏层与多个导体之间的界面。目前使用的透明膜的另一个实例包括PET/LDPE(聚乙烯对苯二甲酸酯/低密度聚乙烯)结构。然而，PET可能阻挡紫外光，由此降低光伏模块的效率。
发明内容
已经开发了一种用于光伏模块的封装胶膜。所述封装胶膜可以提供多个导体与所述光伏模块的光伏层的可靠粘合。换句话说，所述封装胶膜可以具有改善的尺寸稳定性，使得在光伏模块的制造期间所述多个导体可以被牢固地安置在所述光伏层上。此外，所述封装胶膜可以防止在所述光伏模块的制造期间和所述光伏模块的操作期间所述多个导体烧穿所述光伏模块。另外，所述封装胶膜可以提供尺寸稳定性，从而允许所述多个导体与所述光伏模块之间的更可靠的电连接。所述封装胶膜可以是对UV光、可见光和IR光基本上透明的，由此改善光伏模块在操作期间的效率。
本公开的一个实施例是用于光伏模块的封装胶膜。所述封装胶膜包括封装层，所述封装层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述封装胶膜进一步包括耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置。所述耐热层包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
在所述光伏模块的制造期间，所述封装层可以粘合到多个导体以及粘合到所述光伏模块的光伏层。具体地讲，在封装胶膜的层压期间，所述封装层可以使所述多个导体软化、流动并围绕所述多个导体形成。
所述耐热层可以在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间为所述封装层提供尺寸稳定性。此外，所述耐热层可以防止在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间所述多个导体烧穿所述封装胶膜。所述耐热层还可以为所述封装胶膜提供另外的特性，如屏障特性、防腐蚀性特性、UV抵抗等。
在一些实施例中，所述封装层的所述聚乙烯用量为所述封装层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。例如，所述封装层的所述聚乙烯的改性可以改善所述封装层在被加热时的流动和/或粘附特性。
在一些实施例中，所述封装层的所述聚乙烯包括超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物中的至少一种。
在一些实施例中，所述封装层包括5微米至100微米的厚度。
在一些实施例中，所述耐热层包括1.5微米至30微米的厚度。
在一些实施例中，所述耐热层包括大于85℃，以及优选地大于140℃的玻璃化转变温度(Tg)。
在一些实施例中，所述耐热层包括大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)。所述耐热层进一步包括大于85℃，以及优选地大于140℃的熔融温度(Tm)。
大于140℃的玻璃化转变温度和/或熔融温度可以使耐热层能够在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间为所述封装层提供尺寸稳定性，并且进一步防止在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间所述多个导体烧穿所述封装胶膜。
在一些实施例中，对于波长大于280纳米的入射光，所述封装胶膜透射至少80％的所述入射光。换句话说，在一些实施例中，所述封装胶膜可以是对具有紫外波长、可见光波长和/或红外波长的光是基本上透明的。因此，所述封装胶膜可以改善所述光伏模块的效率。
在一些实施例中，所述封装胶膜进一步包括安置在所述封装层与所述耐热层之间的第一粘接层。所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层。
在一些实施例中，所述封装胶膜进一步包括辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置。所述辅助层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。
所述辅助层可以充当底漆并改善(对封装胶膜进行封装的)整体封装胶层与所述封装胶膜的粘附。所述辅助层还可以有助于分散源自在所述光伏模块的制造和操作期间所述整体封装胶层的尺寸变化的应力相关力。
在一些实施例中，所述辅助层的所述聚乙烯用量为所述辅助层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。例如，所述辅助层的所述聚乙烯的改性可以改善所述辅助层在被加热时的粘附特性。
在一些实施例中，所述辅助层包括5微米至100微米的厚度。
在一些实施例中，所述封装层、所述耐热层和所述辅助层一起共挤出。
所述封装层、所述耐热层和所述辅助层可以向所述封装胶膜提供对称结构。对称结构可以减少或防止所述封装胶膜的卷曲，由此便利所述封装胶膜的加工。
在一些实施例中，所述封装胶膜进一步包括第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间。所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
在一些实施例中，所述耐热层限定所述封装胶膜的外表面。
在一些实施例中，所述封装层和所述耐热层中的至少一个用10千戈瑞(kGy)至200kGy的总照射剂量进行照射。照射所述封装层和/或所述耐热层可以改善其耐热特性。
本公开的另一个实施例是用于光伏模块的封装胶膜。所述封装胶膜包括封装层，所述封装层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述封装胶膜进一步包括耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置。所述耐热层包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。所述封装胶膜进一步包括第一粘接层，所述第一粘接层安置在所述封装层与所述耐热层之间。所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层。所述封装胶膜进一步包括辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置。所述辅助层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述封装胶膜进一步包括第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间。所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
本公开的另一个实施例是光伏模块。所述光伏模块包括光伏层。所述光伏模块进一步包括多个导体，所述多个导体安置在所述光伏层上。所述光伏模块进一步包括封装胶膜。所述封装胶膜包括封装多个导体的封装层。所述封装层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述封装胶膜进一步包括耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置。所述耐热层包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
在一些实施例中，所述光伏模块进一步包括完全围合所述光伏层和所述封装胶膜的整体封装胶层。
在一些实施例中，所述封装胶膜不与所述光伏层同延，使得所述封装胶膜部分地覆盖所述光伏层。
在一些实施例中，所述光伏模块进一步包括前板和与所述前板相对安置的背板。所述光伏层安置在所述前板与所述背板之间。所述前板和所述背板中的每一者包括玻璃或聚合物。
本公开的另一个实施例是一种制造光伏模块的方法。所述方法包括提供光伏层。所述方法进一步包括将多个导体安置在所述光伏层上。所述方法进一步包括将封装胶膜层压在所述光伏层上，使得所述封装胶膜的封装层封装所述多个导体。
本主题的若干方面可以单独地或一起体现。这些方面可以单独地或与本文所述的主题的其它方面组合地使用，并且这些方面的描述一起并不旨在排除单独地使用此类方面或单独地或以不同组合要求这些方面。
附图说明
考虑以下结合附图对本公开的各个实施例的详细说明，可以更完全地理解本公开，其中：
图1是根据本公开的实施例的光伏模块的示意性横截面视图；
图2A和2B是根据本公开的实施例的示意性地描绘制造图1的光伏模块的方法的横截面视图；
图3是根据本公开的实施例的封装胶膜的示意性横截面视图；
图4是根据本公开的另一个实施例的封装胶膜的示意性横截面视图；以及
图5是根据本公开的实施例的封装胶结构的示意性横截面视图。
附图不一定按比例绘制。附图中使用的相同数字指代类似组件。然而，应理解的是，在给定附图中使用数字来指代部件并非旨在限制在另一附图中用相同数字标记的所述部件。
具体实施方式
本申请描述了封装胶膜。所述封装胶膜包括封装层，所述封装层包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。所述封装胶膜进一步包括耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置。所述耐热层包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
在所述光伏模块的制造期间，所述封装层可以粘合到多个导体以及粘合到所述光伏模块的光伏层。具体地讲，在封装胶膜的层压期间，所述封装层可以使所述多个导体软化、流动并围绕所述多个导体形成。
所述耐热层可以在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间为所述封装层提供尺寸稳定性。此外，所述耐热层可以防止在所述光伏模块的制造期间以及所述光伏模块的操作期间所述多个导体烧穿所述封装胶膜。所述耐热层可以为所述封装胶膜进一步提供另外的特性，如屏障特性、防腐蚀性特性等。
如本文所使用的，术语“第一”和“第二”用作标识符。因此，此类术语不应解释为对本公开的限制。当与特征或元件结合使用时，术语“第一”和“第二”可在本公开的实施例中互换。
如本文所使用的，术语“膜”是具有非常高的长度或宽度与厚度比率的材料。膜具有由长度和宽度限定的两个主表面。膜通常具有良好的柔性，并且可以用于各种应用。膜也可以具有合适的厚度和/或材料组成，使得所述膜是柔性的、半刚性的或刚性的。膜可以描述为单层或多层。
如本文所使用的，术语“内部”和“外部”是指膜或层的主表面。
如本文所使用的，术语“粘接层”是指具有将两个相邻层粘合在一起的主要功能的层。粘接层可以定位在多层膜的两层之间，以将两层保持在相对于彼此的适当位置，并且防止不期望的分层。除非另有说明，否则粘接层可以具有任何合适的组合物，其提供与接触粘接层材料的一个或多个表面的期望粘附水平。
如本文所使用的，术语“聚乙烯”是指在聚合物的重复主链内具有至少一个乙烯单体键的均聚物或共聚物。乙烯键可以由通式表示：[CH2—CH2]n。聚乙烯可以通过本领域技术人员已知的任何方法形成。
如本文所使用的，术语“乙烯/乙烯醇共聚物”和“EVOH”均指聚合乙烯乙烯醇。乙烯/乙烯醇共聚物包括皂化(或水解)乙烯/丙烯酸乙烯酯共聚物，并且是指具有通过例如丙烯酸乙烯酯共聚物的水解或通过与乙烯醇的化学反应制备的乙烯共聚单体的乙烯醇共聚物。水解程度优选地为至少50％，以及更优选地至少85％。优选地，乙烯/乙烯醇共聚物包括约28-48摩尔％的乙烯，更优选地约32-44摩尔％的乙烯，以及甚至更优选地约38-44摩尔％的乙烯。
如本文所使用的，术语“聚甲基丙烯酸甲酯”和“PMMA”是指含有甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为单体的聚合物。PMMA的IUPAC名称是聚(2-甲基丙酸甲酯)。
如本文所使用的，术语“聚甲基戊烯”和“PMP”是指主要成分为4-甲基戊烯-1的聚烯烃聚合物。
如本文所使用的，术语“环烯烃聚合物”和“COP”是指从环烯烃获得的聚合物，如降冰片烯、四环十二碳、其衍生物等。
如本文所使用的，术语“环烯烃共聚物”和“COC”是指由乙烯单元和/或包括α烯烃的单元与环状、双环或多环烯烃构成的共聚物。
如本文所使用的，术语“聚乳酸”和“PLA”是指具有主链式(C3H4O2)n或[–C(CH3)HC(＝O)O–]n的聚酯。聚乳酸可以通过失水的乳酸C(CH3)(OH)HCOOH的冷凝来获得。可替代地，聚乳酸可以通过碱性重复单元的环状二聚体丙交酯[–C(CH3)HC(＝O)O–]2的开环聚合来制备。
如本文所使用的，术语“聚乙烯呋喃酸酯”和“PEF”是指2,5-呋喃二甲酸聚乙烯酯。
如本文所使用的，术语“异山梨醇聚合物”是指包括异山梨醇的聚合物。异山梨醇聚合物可替代地可以被称为“基于异山梨醇的聚合物”。异山梨醇聚合物是生物基聚合物。异山梨醇聚合物可以具有与PMMA类似的结构和/或类似的功能。异山梨醇聚合物的实例包括可从三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Corporation.)获得的DURABIOTM。
如本文所使用的，术语“聚碳酸酯”和“PC”是指包括相同或不同的碳酸酯单元的聚合物，或包括相同或不同的碳酸酯单元以及除碳酸盐之外的一种或多种单元的共聚物(即，共聚碳酸酯)。
如本文所使用的，术语“乙烯-乙酸乙烯酯”和“EVA”是指乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物。
如本文所使用的，术语“聚烯烃”是指具有通式(CH2CHR)n的聚合物，其中R是烷基。
如本文所使用的，术语“挤出”是指通过迫使熔融塑料材料穿过模具，然后冷却或化学硬化来形成连续形状的过程。术语“共挤出”是指通过具有两个或更多个孔口的单个模具挤出两种或更多种材料的过程，所述模具被布置成使得挤出物在冷却(即，淬灭)之前合并在一起并焊接成层状结构。
如本文所使用的，术语“改性”是指化学衍生物，例如具有任何形式的酸酐官能团的化学衍生物，如马来酸、巴豆酸、柠檬酸、衣康酸、富马酸等的酸酐，无论是接枝到聚合物上、与聚合物共聚还是以其它方式与一种或多种聚合物功能相关，并且还包括此类官能团的衍生物，如酸、酯和由其衍生的金属盐。常见改性的另一个实例是经丙烯酸酯改性的聚烯烃。
如本文所使用的，术语“熔融温度”和“Tm”是指材料的固相和液相可以平衡共存的温度。
如本文所使用的，术语“玻璃化转变温度”和“Tg”是指非晶态材料的玻璃相和液相在任何固定压力下以平衡方式存在的温度，并且是大致限定材料的密度相对于温度图的“弯曲”点的温度。半结晶材料的玻璃化转变温度低于其熔融温度。
如本文所使用的，术语“邻近”是指接近、靠近、邻近、毗邻或相邻。所述术语包括但不限于合理地靠近或接近以及触摸、具有共同边界或直接接触。
如本文所使用的，术语“屏障特性”是指控制膜、板、网格、包装等可渗透元件抵抗侵蚀剂的材料或层的特性，并且包括但不限于氧气屏障、水分(例如，水、湿度等)屏障、化学屏障等。
如本文所使用的，术语“氧气传输速率”(OTR)被定义为将在给定时间段内穿过材料的氧气的量。当在限定的温度和湿度下测量时，通常使用cm3/m2.天的单位或类似单位来限定OTR。
如本文所使用的，术语“水蒸气传输速率”(WVTR)被定义为水蒸气在指定的温度和相对湿度条件下渗透通过膜的稳态速率。当在限定的温度和湿度下测量时，通常使用g/m2.天的单位或类似单位来限定WVTR。
图1示出了根据本公开的实施例的光伏模块10的示意性横截面视图。
光伏模块10包括光伏层12。光伏层12可以是半导体结构，例如硅(n+n(或p)p+)。光伏层12可以可替代地被称为太阳能电池层或半导体晶片。
光伏模块10进一步包括安置在光伏层12上的多个导体14。具体地讲，多个导体14可以相对于彼此的平行配置安置在光伏层12上。在图1的所示实施例中，多个导体14包括安置在光伏层12的相对侧上的第一导体组15A和第二导体组15B。具体地讲，在图1的所示实施例中，第一导体组15A安置在光伏层12的第一主表面13A上，并且第二导体组15B安置在与第一主表面13A相对的光伏层12的第二主表面13B上。
此外，多个导体14中的每一个可以被安置成与光伏层12直接接触。多个导体14中的每一个可以包括涂覆有涂层的金属线。涂层可以包括具有低熔点的合金。在一些实施例中，金属线可以完全涂覆有合金涂层，或仅部分涂覆在接触光伏层12的表面(即，第一主表面13A或第二主表面13B)的一个或多个侧面上。
光伏模块10进一步包括封装胶膜100。封装胶膜100包括封装层110和邻近封装层110安置的耐热层120。
如图1中所示，封装层110封装多个导体14。封装层110可以将多个导体14封装和固定在光伏层12上。在图1的所示实施例中，光伏模块10包括安置在光伏层12的相对侧上的一对封装胶膜100。此外，一对封装胶膜100的封装层110封装第一导体组15A，并且另一对封装胶膜100的封装层110封装第二导体组15B。
在一些实施例中，封装胶膜100不与光伏层12同延，使得封装胶膜100部分地覆盖光伏层12。换句话说，封装胶膜100的尺寸可以比光伏层12更小。封装胶膜100可以不完全覆盖光伏层12的主表面13A、13B。主表面13A、13B的部分光伏层12可以不与多个导体14或封装胶膜100直接接触。
在图1的所示实施例中，一对封装胶膜100中的一个完全覆盖第一导体组15A，并且一对封装胶膜100中的另一个完全覆盖第二导体组15B。此外，一对封装胶膜100中的每一个部分地覆盖光伏层12。封装胶膜100将在稍后参考图3详细描述。
在一些实施例中，光伏模块10进一步包括前板21和与前板21相对安置的背板22。具体地讲，光伏层12可以安置在前板21与背板22之间。在一些实施例中，前板21和背板22中的每一个包括玻璃或聚合物。
在一些实施例中，光伏模块10进一步包括完全围合光伏层12和封装胶膜100的整体封装胶层25。具体地讲，整体封装胶层25可以安置在前板21与背板22之间，使得整体封装胶层25完全围合光伏层12和封装胶膜100。在一些实施例中，整体封装胶层25可以包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)或聚烯烃弹性体(POE)。
图2A和2B示意性地示出了根据本公开的实施例的制造图1的光伏模块10的方法。
参考图1、2A和2B，所述方法包括提供光伏层12。所述方法进一步包括将多个导体14安置在光伏层12上。多个导体14可以被安置成与光伏层12直接接触。在一些实施例中，如图1中所示，所述方法可以包括将第一导体组15A和第二导体组15B安置在光伏层12的相对侧上。
所述方法进一步包括将封装胶膜100层压在光伏层12上，使得封装胶膜100的封装层110封装多个导体14。在一些实施例中，如图1中所示，所述方法可以包括将位于光伏层12的第一主表面13A上的第一导体组15A与一对封装胶膜100中的一个进行层压，并且将位于光伏层12的第二主表面13B上的第二导体组15B与一对封装胶膜100中的另一个进行层压。可以注意到，封装胶膜100可以通过任何合适的层压工艺层压在光伏层12上。在一些实施例中，封装胶膜100可以通过真空层压层压在光伏层12上。
尽管图2A和2B中未示出，但所述方法可以进一步包括将光伏层12和封装胶膜100安置在前板21与背板22之间。所述方法可以进一步包括提供整体封装胶层25，使得整体封装胶层25完全围合光伏层12和封装胶膜100。整体封装胶层25可以液体或半液体状态提供。
在光伏模块10的制造期间，封装胶膜100可以用热和压力与多个导体14接触。这可以使封装层110使多个导体14软化、流动并围绕所述多个导体形成。因此，封装层110可以粘合到多个导体14以及光伏层12。
例如，耐热层120可以由于其高熔融温度和/或高玻璃化转变温度而提供高刚度。因此，耐热层120可以为封装层110提供尺寸稳定性(所述封装层可能具有低熔融温度和/或低玻璃化转变温度)，由此在层压期间稳定多个导体14。具体地讲，耐热层120可以为封装层110提供尺寸稳定性(当封装层110可能在光伏模块10的制造期间处于玻璃状态时)，由此稳定多个导体14，并且例如在真空层压过程期间将多个导体14与源自整体封装胶层25的力(例如，剪切力)隔离。因此，封装胶膜100可以提供多个导体14与光伏层12的可靠粘合。此外，耐热层120可以防止在光伏模块10的制造期间以及光伏模块10的操作期间多个导体14烧穿封装胶膜100。
图3示出了根据本公开的实施例的封装胶膜100的示意性横截面视图。
封装层110包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。在一些实施例中，封装层110可以包括量为约70％、约80％、约90％或约95％的聚乙烯。在一些实施例中，封装层110可以仅包括聚乙烯(即，100％聚乙烯)。
在一些实施例中，封装层110的聚乙烯包括超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物中的至少一种。
此外，在一些实施例中，封装层110的聚乙烯用量为封装层110的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。例如，封装层110的聚乙烯的改性可以改善封装层110在被加热时的流动和/或粘附特性。
封装层110包括厚度110T。封装层110的厚度110T可以是封装层110的平均厚度。在一些实施例中，厚度110T是5微米至100微米。在一些实施例中，厚度110T可以是约10微米、约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米或约90微米。
封装胶膜100进一步包括耐热层120。耐热层120包括量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
在图3的所示实施例中，封装胶膜100进一步包括安置在封装层110与耐热层120之间的第一粘接层115。第一粘接层115将耐热层120粘合到封装层110。然而，可以注意到，第一粘接层115是任选的并且可以从封装胶膜100中省略，在这种情况下，封装层110邻近耐热层120安置。
第一粘接层115可以包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。在一些实施例中，第一粘接层115的聚乙烯可以用量为第一粘接层115的0.01重量％至9重量％的马来酸酐(MAH)进行改性。在一个实例中，第一粘接层115可以包括经马来酸酐改性的低密度聚乙烯。
此外，第一粘接层115可以包括厚度115T。第一粘接层115的厚度115T可以是第一粘接层115的平均厚度。在一些实施例中，第一粘接层115的厚度115T可以是2微米至6微米。
如上文所论述的，例如，耐热层120可以由于其高熔融温度和/或高玻璃化转变温度而提供高刚度。具体地讲，在一些实施例中，耐热层120包括大于85℃，以及优选地大于140℃的玻璃化转变温度(Tg)。这种高玻璃化转变温度可以使得包括非晶态聚合物(如PMMA)的耐热层120能够在用光伏模块10进行的层压期间(图1中所示)以及光伏模块10的操作期间为封装层110提供高刚度和尺寸稳定性。
在一些其它实施例中，耐热层120包括大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)，并且进一步包括大于85℃，以及优选地大于140℃的熔融温度(Tm)。玻璃化转变温度和高熔融温度的这种组合可以使得包括半结晶聚合物(如EVOH)的耐热层120能够在用光伏模块10进行的层压期间(图1中所示)以及光伏模块10的操作期间为封装层110提供高刚度和尺寸稳定性。
耐热层120包括厚度120T。耐热层120的厚度120T可以是耐热层120的平均厚度。在一些实施例中，耐热层120的厚度120T是1.5微米至30微米。在一些实施例中，厚度120T可以是约5微米、约10微米、约15微米、约20微米或约25微米。
封装胶膜100可能需要对具有紫外(UV)波长、可见光波长和红外(IR)波长的入射光是基本上透明的，以防止光伏模块10(图1中所示)不期望的效率损失。换句话说，封装胶膜100可能需要是UV透明的、可见光透明的和IR透明的，以便促进光伏模块10的操作效率。为此，在一些实施例中，对于波长大于280纳米(nm)的入射光30，封装胶膜100透射至少80％的入射光30。在一些实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装胶膜100可以透射至少90％的入射光30。具体地讲，在图3的所示实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装层110、第一粘接层115和耐热层120可以一起透射至少80％，以及优选地至少90％的入射光30。
在一些实施例中，封装层110和耐热层120中的至少一个用10千戈瑞(kGy)至200kGy的总照射剂量进行照射。封装层110和耐热层120中的至少一个的照射可以通过电子束固化来进行。照射封装层110和/或耐热层120可以改善其耐热特性。
耐热层120还可以为封装胶膜100进一步提供各种另外的特性(例如，屏障特性、UV抵抗、防腐蚀性)。具体地讲，耐热层120改善了对潜在诱导降解(PID)的抵抗、对由于例如乙酸或其它腐蚀性化合物引起的腐蚀的抵抗，并且为封装胶膜100提供屏障特性(例如，降低的水蒸气传输速率(WVTR)和降低的氧气传输速率(OTR))。
在图3的所示实施例中，耐热层120限定封装胶膜100的外表面101。然而，在一些其它实施例中，封装胶膜100可以包括限定外表面101的另外的层。下文将参考图4描述此类另外的层的实例。
图4示出了根据本公开的另一个实施例的封装胶膜200的示意性横截面视图。与图3的封装胶膜100的组分类似的封装胶膜200的组分由类似的附图标记表示。
在图4的所示实施例中，封装胶膜200进一步包括与封装层110相对安置的辅助层130。耐热层120安置在辅助层130与封装胶层110之间。此外，在图4的所示实施例中，辅助层130限定封装胶膜200的外表面101。
在一些实施例中，辅助层130包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。在一些实施例中，辅助层130的聚乙烯可以包括超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物中的至少一种。
此外，在一些实施例中，辅助层130的聚乙烯用量为辅助层130的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。
辅助层130可以充当底漆并改善整体封装胶层25(图1中所示)与封装胶膜200的粘附。在一些实施例中，辅助层130可以用10千戈瑞(kGy)至200kGy的总照射剂量进行照射。
辅助层130包括厚度130T。辅助层130的厚度130T可以是辅助层130的平均厚度。在一些实施例中，厚度130T是5微米至100微米。在一些实施例中，厚度130T可以是约10微米、约20微米、约30微米、约40微米、约50微米、约60微米、约70微米、约80微米或约90微米。
在图4的所示实施例中，封装胶膜200进一步包括安置在辅助层130与耐热层120之间的第二粘接层125。第二粘接层125将辅助层130粘合到耐热层120。
第二粘接层125可以包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。在一些实施例中，第二粘接层125的聚乙烯可以用量为第二粘接层125的0.01重量％至9重量％的马来酸酐(MAH)进行改性。在一个实例中，第二粘接层125可以包括经马来酸酐改性的低密度聚乙烯。
此外，第二粘接层125可以包括厚度125T。第二粘接层125的厚度125T可以是第二粘接层125的平均厚度。在一些实施例中，第二粘接层125的厚度125T可以是2微米至6微米。
在一些实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装胶膜200透射至少80％的入射光30。在一些实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装胶膜200可以透射至少90％的入射光30。具体地讲，在图4的所示实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装层110、第一粘接层115、耐热层120、第二粘接层125和辅助层130一起可以透射至少80％，以及优选地至少90％的入射光30。
此外，封装层110、耐热层120和辅助层130可以向封装胶膜200提供对称结构。对称结构可以减少或防止封装胶膜200的卷曲，由此便利封装胶膜200的加工。此外，由耐热层120提供的刚度可以促进在卷对卷工艺期间处理封装胶膜200。
此外，在一些实施例中，封装层110、耐热层120和辅助层130一起共挤出。在一些实施例中，辅助层130、第二粘接层125、耐热层120、第一粘接层115和封装层110彼此共挤出并以先后顺序相对于彼此定位。
图5示出了根据本公开的实施例的封装胶结构300。
封装胶结构300包括彼此相邻安置的图4的多个封装胶膜200。具体地讲，来自多个封装胶膜200的一个封装胶膜200的封装层110与来自多个封装胶膜200的相邻封装胶膜200的辅助层130相邻安置。
此外，封装胶结构300可以任选地包括安置在来自多个封装胶膜200的两个相邻封装胶膜200之间的第三粘接层135。第三粘接层135可以使两个相邻的封装胶膜200彼此粘合。第三粘接层135可以包括量为50重量％至100重量％的聚乙烯。在一些实施例中，第三粘接层135的聚乙烯可以用量为第三粘接层135的0.01重量％至9重量％的马来酸酐(MAH)进行改性。在一个实例中，第三粘接层135可以包括经马来酸酐改性的低密度聚乙烯。此外，第三粘接层135可以包括厚度135T。第三粘接层135的厚度135T可以是第三粘接层135的平均厚度。在一些实施例中，第三粘接层135的厚度135T可以是2微米至6微米。
在封装胶结构300的类似实施例中，结构可以包括彼此相邻定向的两个封装胶膜200，其中辅助层130中经由塌缩气泡共挤出彼此相邻共挤出，从而产生总体对称结构。
在一些实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装胶结构300可以透射至少80％的入射光30。在一些实施例中，对于波长大于280nm的入射光30，封装结构300可以透射至少90％的入射光30。
参考图1和5，由于存在多个耐热层120，封装胶结构300可以进一步改善多个导体14的稳定性以及将多个导体14与源自整体封装胶层25的力(例如，剪切力)隔离。
除非明确排除或以其它方式限制，否则本申请中引用的每一个文件，包括任何交叉引用的文献，均通过此参考以其整体并入本申请中。任何文件的引用均不承认其相对于本申请中所公开的任何实施例为现有技术，或其单独或与任何其它一个或多个参考文献组合教导、表明或公开任何此类实施例。此外，如果本申请中的术语的任何含义或定义与通过引用并入的文件中的相同术语的任何含义或定义冲突，则以本申请中赋予所述术语的含义或定义为准。
除非另有说明，否则在本申请中使用的表达大小、量、范围、限制以及物理和其它特性的所有数字应理解为在所有情况下都在术语“约”之后。因此，除非明确指示为相反，否则本申请中阐述的数字参数是近似值，其可以根据本领域普通技术人员寻求获得的期望特性而变化，而无需使用本申请中公开的教导进行过度实验。
如本申请中所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”涵盖具有多个指示物的实施例，。如本申请中所使用的，除非上下文另外明确指示，否则术语“或”通常以其包括“和/或”在内的意义使用。
如果在本申请中使用，则空间相关术语，包括但不限于“下部”、“上部”、“底部”、“下方”、“上方”、“底部”和“顶部”用于易于描述以描述(一个或多个)元件与另一个的空间关系。此类空间相关术语涵盖装置在使用或操作中的不同取向，以及图中描绘和本申请中描述的特定取向。例如，如果附图中描绘的对象被翻动或翻转，则先前描述为在其它元件下方或底部的元件将高于那些其它元件。
附图示出了一些但不是全部的实施例。附图中描绘的元件是说明性的，并且不一定按比例绘制，并且在整个附图中，相同(或类似)的附图标记表示相同(或类似)的特征。
所公开的描述、实例、实施例和附图仅是说明性的，并且不应被解释为限制性的。本公开包括所公开的描述、实例、实施例和附图；但不限于此类描述、实例、实施例或附图。如上文简要描述的，除非明确指示相反，否则读者应假设一个所公开的实施例的特征也可以应用于所有其它所公开的实施例。修改和其它实施例对于包装领域的普通技术人员将是显而易见的，并且所有这种修改和其它实施例旨在并且被视为在处于本公开的范围内。
封装胶膜实施例
A.一种用于光伏模块的封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
B.根据实施例A所述的封装胶膜，其中所述封装层的所述聚乙烯用量为所述封装层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。
C.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述封装层的所述聚乙烯包含超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物中的至少一种。
D.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述封装层包含5微米至100微米的厚度。
E.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含1.5微米至30微米的厚度。
F.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含大于85℃，以及优选地大于140℃的玻璃化转变温度(Tg)。
G.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)，并且其中所述耐热层进一步包含大于85℃，以及优选地大于140℃的熔融温度(Tm)。
H.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中对于波长大于300纳米的入射光，所述封装胶膜透射至少50％，以及更优选地至少75％的所述入射光。
I.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其进一步包含第一粘接层，所述第一粘接层安置在所述封装层与所述耐热层之间，其中所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层。
J.根据任何其它实施例所述的封装胶膜，其进一步包含辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置，所述辅助层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯。
K.根据实施例J所述的封装胶膜，其中所述辅助层的所述聚乙烯用量为所述辅助层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。
L.根据实施例J或K所述的封装胶膜，其中所述辅助层包含5微米至100微米的厚度。
M.根据实施例J至L中任一项所述的封装胶膜，其中所述封装层、所述耐热层和所述辅助层一起共挤出。
N.根据实施例J至M中任一项所述的封装胶膜，其进一步包含第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间，其中所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
O.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述耐热层限定所述封装胶膜的外表面。
P.根据任何前述实施例所述的封装胶膜，其中所述封装层和所述耐热层中的至少一个用10千戈瑞(kGy)至200kGy的总照射剂量进行照射。
Q.一种用于光伏模块的封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种；
第一粘接层，所述第一粘接层安置在所述封装层与所述耐热层之间，其中所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层；
辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置，所述辅助层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间，其中所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
光伏模块实施例
R.一种光伏模块，其包含：
光伏层；
多个导体，所述多个导体安置在所述光伏层上；以及
封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装所述多个导体的封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
S.根据实施例R所述的光伏模块，其进一步包含完全围合所述光伏层和所述封装胶膜的整体封装胶层。
T.根据实施例R或实施例S所述的光伏模块，其中所述封装胶膜不与所述光伏层同延，使得所述封装胶膜部分地覆盖所述光伏层。
U.根据实施例R至T中任一项所述的光伏模块，其进一步包含前板和与所述前板相对安置的背板，其中所述光伏层安置在所述前板与所述背板之间，并且其中所述前板和所述背板中的每一者包含玻璃或聚合物。
V.一种制造根据实施例R至U中任一项所述的光伏模块的方法，所述方法包含：
提供光伏层；
将多个导体安置在所述光伏层上；以及
将封装胶膜层压在所述光伏层上，使得所述封装胶膜的封装层封装所述多个导体。

Claims (22)

1.一种用于光伏模块的封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
2.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述封装层的所述聚乙烯用量为所述封装层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。
3.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述封装层的所述聚乙烯包含超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性中密度聚乙烯、茂金属低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述封装层包含5微米至100微米的厚度。
5.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含1.5微米至30微米的厚度。
6.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含大于85℃的玻璃化转变温度(Tg)。
7.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述耐热层包含大于20℃的玻璃化转变温度(Tg)，并且其中所述耐热层进一步包含大于85℃的熔融温度(Tm)。
8.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中对于波长大于300纳米的入射光，所述封装胶膜透射至少50％的所述入射光。
9.根据权利要求1所述的封装胶膜，其进一步包含第一粘接层，所述第一粘接层安置在所述封装层与所述耐热层之间，其中所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层。
10.根据权利要求1所述的封装胶膜，其进一步包含辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置，所述辅助层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯。
11.根据权利要求10所述的封装胶膜，其中所述辅助层的所述聚乙烯用量为所述辅助层的0.01重量％至9重量％的马来酸酐、羧酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种进行改性。
12.根据权利要求10所述的封装胶膜，其中所述辅助层包含5微米至100微米的厚度。
13.根据权利要求10所述的封装胶膜，其中所述封装层、所述耐热层和所述辅助层一起共挤出。
14.根据权利要求10所述的封装胶膜，其进一步包含第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间，其中所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
15.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述耐热层限定所述封装胶膜的外表面。
16.根据权利要求1所述的封装胶膜，其中所述封装层和所述耐热层中的至少一个用10千戈瑞(kGy)至200kGy的总照射剂量进行照射。
17.一种用于光伏模块的封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种；
第一粘接层，所述第一粘接层安置在所述封装层与所述耐热层之间，其中所述第一粘接层将所述耐热层粘合到所述封装层；
辅助层，所述辅助层与所述封装层相对且邻近所述耐热层安置，所述辅助层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
第二粘接层，所述第二粘接层安置在所述辅助层与所述耐热层之间，其中所述第二粘接层将所述辅助层粘合到所述耐热层。
18.一种光伏模块，其包含：
光伏层；
多个导体，所述多个导体安置在所述光伏层上；以及
封装胶膜，所述封装胶膜包含：
封装所述多个导体的封装层，所述封装层包含量为50重量％至100重量％的聚乙烯；以及
耐热层，所述耐热层邻近所述封装层安置，所述耐热层包含量为50重量％至100重量％的乙烯乙烯醇(EVOH)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基戊烯(PMP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酸酯(PEF)、异山梨醇聚合物和聚碳酸酯(PC)中的一种。
19.根据权利要求18所述的光伏模块，其进一步包含完全围合所述光伏层和所述封装胶膜的整体封装胶层。
20.根据权利要求18所述的光伏模块，其中所述封装胶膜不与所述光伏层同延，使得所述封装胶膜部分地覆盖所述光伏层。
21.根据权利要求18所述的光伏模块，其进一步包含前板和与所述前板相对安置的背板，其中所述光伏层安置在所述前板与所述背板之间，并且其中所述前板和所述背板中的每一者包含玻璃或聚合物。
22.一种制造根据权利要求18所述的光伏模块的方法，所述方法包含：
提供光伏层；
将多个导体安置在所述光伏层上；以及
将封装胶膜层压在所述光伏层上，使得所述封装胶膜的封装层封装所述多个导体。
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