一種散熱太陽(yáng)能電池背板的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種散熱型太陽(yáng)能電池背板，由上至下包括粘結(jié)層、紅外光反射層、絕緣層和耐候?qū)?。本發(fā)明通過(guò)增加紅外光反射層，提高了背板對(duì)紅外光的反射性能，改善了散熱效率，降低了電池的工作溫度，提高了電池的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)，背板與EVA間的粘結(jié)性與持久性得到保證。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種散熱太陽(yáng)能電池背板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種晶硅太陽(yáng)能電池背板，特別涉及一種晶硅太陽(yáng)能電池用散熱太陽(yáng)能電池背板。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池組件主要包括背板、太陽(yáng)能電池電路、封裝膠膜和前板。
[0003]太陽(yáng)能電池背板主要用于保護(hù)太陽(yáng)能電池和封裝膠膜免遭潮氣和氧化。在組裝太陽(yáng)能電池板的過(guò)程中也利用背板作為防止劃痕等的機(jī)械保護(hù)并起到絕緣作用。
[0004]太陽(yáng)光是連續(xù)的光譜，通常情況下，到達(dá)地面的太陽(yáng)能光譜(AM1.5)其能量約1000W/m2，波長(zhǎng)覆蓋范圍從200nm的紫外光到2500 nm的紅外光為主。以硅的能隙為1.12 eV計(jì)算，晶體硅太陽(yáng)能電池主要吸收利用400 -1100 nm左右的光。而對(duì)于波長(zhǎng)低于400nm以下的高能光子，被太陽(yáng)能電池吸收后，也只能產(chǎn)生一對(duì)電子-空穴對(duì)，其余能量轉(zhuǎn)化熱能；對(duì)于波長(zhǎng)大于IlOOnm的紅外光譜不會(huì)被電池片利用轉(zhuǎn)換成電能，而是直接轉(zhuǎn)化為熱能。這兩部分熱能足以使太陽(yáng)能電池內(nèi)部溫度快速上升。有資料報(bào)道，晶硅太陽(yáng)能電池工作溫度每升高1°C，則電池的轉(zhuǎn)化效率降低0.4%-0.5%。因此，加強(qiáng)散熱，降低太陽(yáng)能電池工作溫度，是提高太陽(yáng)能電池工作效率的途徑之一。
[0005]為了減少太陽(yáng)能電池組件內(nèi)部溫度，目前通常采用在PET等基材一面或兩面涂布高導(dǎo)熱涂層，提高背板的導(dǎo)熱系數(shù)，通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式將電池的熱量傳遞到環(huán)境中。但這種方法受限于PET基材的低導(dǎo)熱系數(shù)，很難獲得整體背板具有理想的導(dǎo)熱系數(shù)，因此往往對(duì)于電池工作溫度的降低效果也較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種散熱太陽(yáng)能電池背板，它封裝效果優(yōu)良、持久且散熱性能優(yōu)異的太陽(yáng)能電池背板。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種散熱太陽(yáng)能電池背板，其結(jié)構(gòu)由上至下為:粘結(jié)層、紅外光反射層、絕緣層和耐候?qū)印?br> [0008]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的紅外光反射層厚度為10-50微米。
[0009]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的紅外光反射層厚度為15-25微米。
[0010]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的粘結(jié)層厚度為1-10微米。
[0011]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的粘結(jié)層厚度為3-8微米。
[0012]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的粘結(jié)層在700_2500nm波段透光率大于等于80%。
[0013]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的粘結(jié)層在700_2500nm波段透光率大于等于90%。
[0014]上述散熱太陽(yáng)能電池背板，所述的紅外光反射層中紅外光反射顏料平均粒徑為0.2-2.0 微米。
[0015]本發(fā)明采用在絕緣層表面涂布紅光反射層，在紅外光反射層上涂布粘結(jié)層，在絕緣層的另一表面涂布耐候?qū)佣瞥傻谋嘲澹岣吡吮嘲鍖?duì)紅外光的反射性能，降低了整體組件的熱量吸收，進(jìn)而降低電池的工作溫度，提高了電池轉(zhuǎn)換效率。
[0016]本發(fā)明將背板向陽(yáng)面的紅外光反射層與粘結(jié)層分開(kāi)設(shè)置，在保證紅外光反射效率、降低組件對(duì)熱量吸收效果的同時(shí)，背板與EVA間的粘結(jié)性及持久性亦可得到保證。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明太陽(yáng)能電池背板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中各標(biāo)號(hào)表示為:1-紅外光反射層、2-粘結(jié)層、3-絕緣層、4-耐候?qū)印?br>
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明在絕緣層表面涂布紅光反射層，在紅外光反射層上涂布粘結(jié)涂層，在絕緣層的另一表面涂布耐候?qū)?。其中所述的紅外光反射層厚度為10-50微米；優(yōu)選15-25微米。紅外光反射層中紅外光反射顏料粒徑范圍在0.2-2.0微米。粘結(jié)層厚度為1-10微米，優(yōu)選3-8微米。粘結(jié)層在700-2500nm波段透光率大于等于80%，優(yōu)選大于等于90%。
[0020]各部分的參數(shù)及性能如下:
紅外光反射層
紅外光反射層由紅外光反射顏料、成膜樹(shù)脂、固化劑、紫外光吸收劑、溶劑組成的涂布液涂布固化而成。紅外光反射層厚度為10-50微米，優(yōu)選15-25微米。本發(fā)明中所述紅外光反射顏料平均粒徑為0.2-2.0微米，平均粒徑在0.2-2.0微米的所述紅外光反射顏料提供最高的全太陽(yáng)光波長(zhǎng)的反射和近紅外波長(zhǎng)的反射。當(dāng)該平均粒徑大于2.0微米，所述紅外光反射涂層的紅外反射顯著低于粒徑0.2-2.0微米左右的紅外光反射涂層。當(dāng)反射粒徑小于0.2微米時(shí)，明顯的觀察到相似的紅外反射的減少。
[0021]粘結(jié)層
粘結(jié)層作為背板與EVA相結(jié)合的界面層，其與EVA粘結(jié)強(qiáng)度是組件可靠性以及組件壽命的有力保障。本發(fā)明中粘結(jié)涂層采用公知的聚酯或丙烯酸樹(shù)脂的涂布液，涂布于上述紅外光反射涂層上，經(jīng)加熱固化而成。
[0022]本發(fā)明中粘結(jié)涂層的厚度在1-10微米，優(yōu)選3-8微米，粘結(jié)層在700_2500nm波段透光率大于等于80%，優(yōu)選大于等于90% ;粘結(jié)層厚度低于I微米時(shí)，涂層均一性難以控制，致使粘結(jié)層對(duì)EVA的粘結(jié)強(qiáng)度不能得到有效保證，如果粘結(jié)層厚度大于10微米，則紅外光反射涂層所反射的紅外光的透過(guò)率有所降低，背板對(duì)于組件的散熱效果將會(huì)變差，且不利于成本的控制。粘結(jié)層光線透過(guò)率對(duì)紅外光反射作用的發(fā)揮至關(guān)重要，只有通過(guò)粘結(jié)層達(dá)到紅外光反射層的光線才能被有效反射掉，因此，為保證一定的紅外光反射效果，粘結(jié)層700-2500nm波段透光率需要大于80%。
[0023]絕緣層
適用于本發(fā)明的太陽(yáng)能電池背板的絕緣層為聚酯薄膜，選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等組成的單層或多層薄膜。從熱穩(wěn)定性、電絕緣性、成本等綜合評(píng)價(jià)，優(yōu)選250微米厚的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
[0024]耐候?qū)?br> 本發(fā)明中，耐候?qū)邮蔷鄯蚁?shù)脂、聚偏氟乙烯樹(shù)脂、聚四氟乙烯樹(shù)脂、聚三氟氯乙烯樹(shù)脂中的一種或幾種的混合物涂布液經(jīng)涂布固化成膜而得。耐候?qū)右蚝蟹鷺?shù)脂，具有優(yōu)異的耐候性，提高了太陽(yáng)能電池背板的使用壽命。
[0025]太陽(yáng)能電池組件熱量主要來(lái)源太陽(yáng)光照射，達(dá)到地球表面的太陽(yáng)光中，約有5%的紫外光和42%的可見(jiàn)光以及53%的紅外光。太陽(yáng)主要利用紅外光傳遞熱量，波長(zhǎng)范圍從700-2500nm,能直接感溫。在傳到地球表面時(shí)，每平方公尺每小時(shí)能產(chǎn)生60萬(wàn)卡熱量。
[0026]本發(fā)明中背板的紅外光反射層是將組件接收到的紅外線反射出去，進(jìn)而達(dá)到隔熱、降低組件工作溫度的目的。
[0027]本發(fā)明專(zhuān)利中各涂層的涂布采用公知的涂布方式，這些涂布方法包括但不限于浸涂、棍涂、嗔涂、微四版等公知的涂布方式。
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做優(yōu)選的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0029]實(shí)施例1
紅外反射層涂料制備:在裝有攪拌裝置的容器中加入100份丙烯酸樹(shù)脂、5份醋酸乙酯，15份粒徑0.7微米的紅外光反射顏料二氧化鈦、0.1份紫外光吸收劑CH-81 (BASF),開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌60分鐘，冷卻至室溫，后加入20份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體制得涂布液，備用。
[0030]在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為20um的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布丙烯酸樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為4微米、700-2500nm透光率為89%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)樱玫教?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0031]實(shí)施例2
紅外反射層涂料制備:制備方法及所用各組分原材料同實(shí)施例1。
[0032]在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為50um的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布丙烯酸樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為10微米、700-2500nm透光率為86%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)樱玫教?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0033]實(shí)施例3
紅外反射層涂料制備:在裝有攪拌裝置的容器中加入100份丙烯酸樹(shù)脂、5份醋酸乙酯，15份粒徑0.2微米的紅外光反射顏料二氧化鈦、0.1份紫外光吸收劑CH-81 (BASF),開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌60分鐘，冷卻至室溫，后加入20份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體制得涂布液，備用。
[0034]在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為1um的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布丙烯酸樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為5微米、700-2500nm透光率為87%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)樱玫教?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0035]實(shí)施例4
紅外反射層涂料制備:在裝有攪拌裝置的容器中加入100份丙烯酸樹(shù)脂、5份醋酸乙酯，15份粒徑2.0微米的紅外光反射顏料二氧化鈦、0.1份紫外光吸收劑CH-81 (BASF),開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌60分鐘，冷卻至室溫，后加入20份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體制得涂布液，備用;
在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為20um的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布丙烯酸樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為1.0微米、700-2500nm透光率為90%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)樱玫教?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0036]比較例I
去除實(shí)施例3中的紅外光反射層，直接在250微米厚度半透PET(雙面電暈處理)絕緣層表面用凹版涂布方式涂布丙烯酸樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為5微米的粘結(jié)層；在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)?，得到太?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0037]比較例2
紅外反射層涂料制備:在裝有攪拌裝置的容器中加入100份丙烯酸樹(shù)脂、5份醋酸乙酯，15份粒徑1.9微米的紅外光反射顏料二氧化鈦、0.1份紫外光吸收劑CH-81 (BASF),開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌60分鐘，冷卻至室溫，后加入20份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體制得涂布液，備用。
[0038]在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為9.Sum的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布聚酯樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為11微米、700-2500nm透光率為79%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)?，得到太?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0039]比較例3
紅外反射層涂料制備:在裝有攪拌裝置的容器中加入100份丙烯酸樹(shù)脂、5份醋酸乙酯，15份粒徑1.9微米的紅外光反射顏料二氧化鈦、0.1份紫外光吸收劑CH-81 (BASF),開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌60分鐘，冷卻至室溫，后加入20份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體制得涂布液，備用。
[0040]在250微米厚度半透PET (雙面電暈處理)絕緣層表面用刮刀涂布的方式涂布上述涂布液，干燥固化，得到厚度為51um的紅外光反射層；然后在紅外光反射層上用凹版涂布方式涂布聚酯樹(shù)脂的粘結(jié)層涂料，干燥固化后得到厚度為1.0微米、700-2500nm透光率為85%的粘結(jié)層；最后在PET的另一表面采用刮刀涂布方式涂布耐候?qū)?，得到太?yáng)能電池背板，測(cè)試其性能。
[0041]性能評(píng)價(jià):
1、背板粘結(jié)面近紅外反射率的測(cè)試:
采用帶積分球附件的UV-3600紫外、可見(jiàn)、近紅外分光光度計(jì)(Shimadzu)測(cè)試背板粘結(jié)面的反射率，并將700-2500nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射率積分，得到背板粘結(jié)面近紅外反射率，以％表示。
[0042]2、組件散熱性能的測(cè)試:
先將各實(shí)施例制得的背板，按照太陽(yáng)能電池組件制作程序，制成I X Irn規(guī)格的太陽(yáng)能電池組件，按照IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)方法，測(cè)試一定輻照度下的組件工作溫度。
[0043]3、組件輸出功率的測(cè)試:
太陽(yáng)能電池的輸出功率由SPIRE太陽(yáng)能電池組件測(cè)試儀4600SLP測(cè)試。

【權(quán)利要求】
1.一種散熱太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述背板的結(jié)構(gòu)由上至下為:粘結(jié)層、紅外光反射層、絕緣層和耐候?qū)印?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述紅外光反射層厚度為10-50微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述紅外光反射層厚度為15-25微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述粘結(jié)層厚度為1-10微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述粘結(jié)層厚度為3-8微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池背板，其特征在于，所述粘結(jié)層在700-2500nm波段透光率大于等于80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池背板，所述的粘結(jié)層在700-2500nm波段透光率大于等于90%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池背板，所述的紅外光反射層中紅外光反射顏料平均粒徑為0.2-2.0微米。
【文檔編號(hào)】H01L31/052GK104201226SQ201410414607
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】王莉, 李華鋒, 李亞釗, 楊輝, 林浩杰 申請(qǐng)人:樂(lè)凱膠片股份有限公司