[发明专利]复合型光伏背板及抗PID光伏组件

说明书

本发明提供了一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件。复合型光伏背板依次包括耐候层、透明支撑基材层、粘结层以及功能层；粘结层的材料包括羟基聚酯树脂、极性低聚物、第一固化剂和第一吸水填料；功能层的材料按重量百分比计包括80～99.9％的聚烯烃非极性树脂、0.001～10％的极性树脂和0.001～10％的第二吸水填料。本发明有效解决了背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子导致的PID效应。

技术领域

本发明涉及光伏领域，具体而言，涉及一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件。

背景技术

现今的能源体系中，依托太阳能这种取之不尽、用之不竭的资源，而形成的光伏发电系统产业链发展的如火如荼。然而，近年来在光伏组件中存在的一种现象，却一直困扰着业内人士，那就是光伏组件的PID效应(Potential Induced Degradation)。PID效应全称为电势诱导衰减，其直接危害就是大量电荷聚集在电池片表面，使电池表面钝化效果恶化，从而导致电池片的填充因子、开路电压、短路电流降低，最终导致组件功率衰减。

对于PID现象的机理性研究，技术结论认同度较高的机理当属离子迁移理论，即主要源于太阳能组件中的微量游离金属阳离子迁移(如钠离子、镁离子等)。例如，随着外界水汽不断渗入，光伏组件内部将会形成了电解质微环境，则来源于光伏玻璃、封装胶膜、光伏背板以及外界环境中的金属阳离子如Na+在这种微环境中发生移动。光伏组件在光生伏打作用下形成电场，金属离子在电场作用下逐渐向电池表面移动并富集于减反层，使漏电流增大，并与电池片中的载流子复合从而降低电池片内的载流子浓度，最终导致组件功率的衰减。可见，最大程度的降低电解质微环境的产生或降低金属阳离子向电池片表面富集的速度，将是消除或减轻PID现像的主要方法。

不论是组件制造端还是辅材端，都在积极参与到寻找解决方案的行动中。诸如，组件制造端CN 207489890 U通过使用新型封装材料高透ETFE薄膜、抗PID的EVA胶膜、纤维无纺薄毡、环氧树脂基板、丁基热熔密封胶的方式制作出的光伏组件，较常规组件表现出较好的抗PID性能。光伏玻璃端CN203553178U通过在玻璃两面设计减反膜结构，组织玻璃中的钠离子析出，有效降低了PID现象。封装胶膜端报道较多，CN 109705442 A报道了及一种可用于制备EVA封装胶膜材料的含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗PID功能母粒，这种母粒在有助于封装胶膜提升抗PID功能。CN108943936A设计一种三层共挤型封装胶膜来减缓PID现象出现。光伏背板端也有相关报道，CN103252953B报道了一种具有高的水汽阻隔性、高绝缘性、高抗水解性的三层结构的一体化光伏背板材料，在抗PID作用方面具有优异的表现，在晶硅单面电池的96PID测试中衰减低于1.5％。CN 108767042 A报道了一种可以反射增益型高透过率太阳能电池背膜，通过反射光线的设计在提高双面晶硅组件功率增益的同时还显著降低了PID现象，制作工艺较复杂。然而，对于光伏背板材料，目前的研究主要还集中在从水汽阻隔性方面来着手解决，对于背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子的影响考虑还未有相关报告。尤其是对于双面发电的晶硅电池组件，电池片背板的PID现象与背板材料具有更大的联系。

因此，开发出一种工艺相对简单透明背板，能对光伏组件尤其是双面发电组件的PID性能具有延缓甚或抑制作用，并在透光率、耐热性等性能方面也具有优异的长期稳定性，是晶硅光伏组件封装行业最迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件，以解决现有技术中背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子导致的PID效应无法有效解决的问题。