[发明专利]胶膜、形成其的组合物、光伏组件及夹胶玻璃

说明书

本发明提供了一种胶膜、形成其的组合物、光伏组件及夹胶玻璃。该形成胶膜的组合物包括：乙烯共聚物基体树脂、酰胺类有机物、金属氧化物和/或金属氢氧化物，金属氧化物选自氧化铝、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛、氧化锡、氧化钒、氧化锑、氧化钽、氧化铌、层状过渡金属氧化物、或经过掺杂处理的ZnO掺杂Al₂O₃，CaO/SiO₂掺杂的Al₂O₃，MgO掺杂的Al₂O₃，SiO₂掺杂的ZrO₂，TiO₂掺杂的ZrO₂组成中的一种或多种，金属氢氧化物选自氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化钡组成中的一种或多种。上述组合物形成的胶膜具有较好的抗PID效果、光电转化效率和封装性能。

技术领域

本发明涉及光电转化器件领域，具体而言，涉及一种胶膜、形成其的组合物、光伏组件及夹胶玻璃。

背景技术

光电转化是指通过光伏效应将太阳能转化为电能。常用的能够实现上述光电转化过程的电子器件(光电转化器件)包括但不限于太阳能电池(如晶硅电池、非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟镓锡电池、钙钛矿电池)、液晶面板、场致发光器件、等离子显示器件、传感器等，通常经过一层或多层聚合物材料的密封，该密封材料再和上下两个基板相粘接从而形成一个完整电子器件模块。例如晶硅太阳能电池组件，通常是按照前层玻璃基板、前密封层聚合物、晶硅电池、后密封层聚合物、后层玻璃基板或聚合物基板层叠好后，通过真空层压机加热加压后形成一个完整的太阳能组件。

PID效应(Potential Induced Degradation)又称电势诱导衰减，作为光伏组件效率衰减的重要方面，其产生机制通常与影响光伏组件功率衰减的其他因素交织在一起。由于光伏模块框架的电势与光伏模块中提供的太阳能电池的电势之间的差异而产生的泄漏电流导致光伏系统的整体性能下降，导致填充因子(FF)、短路电流(Isc)、开路电压(Voc)降低，严重时导致组件功率衰减达50％以上，造成发电量严重下降，影响整个光伏电站的收益。到目前为止，造成PID的真正原因并没有明确的定论，业界现普遍认为极化现象、Na离子迁移及电化学腐蚀这三个方面是造成电池PID的主要原因。PID机制主要如下：(1)水汽进入组件：潮湿、高温的环境容易产生水蒸气，水蒸气通过封边硅胶或背板进入组件内部；晶体硅光伏组件经过一晚，其表面会有凝露现象发生(特别是夏、秋季节的露水)，会造成光伏系统在早晨太阳初升后的一段时间内，在其表面较为潮湿的情况下，玻璃当中的Na+离子从玻璃当中游离出来，并承受系统负偏置电压。2)水导致EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)水解产生醋酸：EVA的酯键在遇到水后发生反应，生成可自由移动的醋酸。3)醋酸与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由移动的Na+：可以自由移动的醋酸(CH₃COOH)和高温高湿情况下玻璃表面析出的碱反应后，产生了可以自由移动的Na+，Na+在电压作用下从玻璃向电池片表面移动，正离子移动的速度受胶膜、温度、湿度和电压的影响，钠离子扩散进入电池起到供应原子的作用，并富集到减反层。4)偏压的作用下，漏电流由电池片→EVA→玻璃表面→边框→支架，最终流向大地，输出功率衰减，PID现象产生，从而影响电池的光伏效应。

针对上述问题，业内通常有两种解决办法：第一种办法为采用硼硅玻璃以减少现有玻璃盖板中游离的钠、钙等金属离子，又或是采用POE薄膜(乙烯-辛烯共聚物薄膜)替代传统EVA薄膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜)，提高光伏组件的水汽阻隔性能，进而改善PID现象；第二种方法为通过在玻璃盖板内侧设置介质膜层以阻挡离子朝电池迁移，以此削弱电势诱导衰减现象。

现有文献(专利CN105950039 A)提供了一种用于太阳能组件的抗PID的聚烯烃胶膜，用聚烯烃POE取代EVA作为封装材料，以提高胶膜的体积电阻率，但聚烯烃树脂原料价格较高，提高了组件的封装成本，并且POE的材料内聚能大，与玻璃的粘结力差，长期户外使用容易出现胶膜与玻璃的脱层。