CN102569454A - 背板材料、使用背板材料的光伏组件及其制造方法 - Google Patents

背板材料、使用背板材料的光伏组件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种用于光伏组件的背板材料，包括高分子膜层，其中高分子膜层的一侧复合有集热层，二者通过导热胶粘接。在使用上述背板材料的光伏组件的生产工艺中，仅需采用原有的制造工艺，即将背板材料与太阳能电池组件中的其他组件通过层压结合，即可获得具有集热功能的光伏组件，制造工艺更为简单。

Description

背板材料、使用背板材料的光伏组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种光伏组件的背板材料及使用该背板材料的光伏组件，本发明还涉及该光伏组件的制造方法。
背景技术
太阳能是一种清洁无污染的新能源，充分利用太阳能资源可以节约有限的石化能源，减少污染保护环境。太阳能利用技术中，光伏发电技术直接将太阳能转化为电能，具有运行安全、易维护、无噪音、无污染、就地利用、规模可调等优点，受到各国的重视。决定光伏发电优劣的重要参数之一就是光电转换效率。随着技术的不断进步，光伏电池的光电转换效率较最初已经有了很大的提高，但光伏电池转换效率的绝对数值依然较低，大约在13%～20%之间，照射到光伏电池表面的太阳辐射能80%以上并未转化为电能，而是转化为以热能为主的其它能量损失掉，其中热能加剧了光伏电池温度的升高，而光伏电池的光电转换效率又会随着光伏电池的温度升高而降低。在较好的天气，光伏电池的温度可达70℃以上。光伏电池温度每升高1℃，输出功率降低约0.4%，因此在高温时，光伏电池的能量损失相当严重。同时，长时间处于高温状态的光伏电池寿命也会降低。为了降低光伏电池的温度，同时提高太阳能的综合利用效率，很多研究者对光伏电池做了改进，开发了光热光伏一体化（photovoltaic/ thermal，PV/T）系统，其综合性能效率多大于60%，比单一热水系统或光伏系统效率均有显著提高。光热光伏一体化的PV/T系统，是太阳能综合应用的主要方向。
目前的PV/T系统主要包括光伏组件及设置于光伏组件背后的集热层，光伏组件大致由玻璃、封装胶膜(如Ethylene Vinyl Acetate，EVA，乙烯基醋酸盐)、电池片、封装胶膜、背板材料组成，通常的制造方式是将光伏组件制作完成后，再在光伏组件的背面粘接集热层。所述背板材料主要起保护组件内部与隔绝外界的作用，它们具有极好的耐环境老化、紫外辐照和电绝缘功能，常用的背板材料包括聚氟乙烯复合膜（TPT）、聚酰亚胺膜等。所述集热层收集光伏电池产生的多余热量，然后再通过风冷或者水冷的方式将多余的热量带走。对于产业链下游的光伏组件厂商，在光伏组件背面敷设集热层需要在光伏组件制造完成后再增加将集热层敷设于光伏组件的叠层及层压制造工序，增加了生产PV/T系统组件的工艺环节，增加制造成本；其次，该叠层及层压工序容易造成光伏组件的损坏，而整个光伏组件一旦损坏，损失较高；再次，整个PV/T系统的敷设平整性、粘结强度难于控制，生产成本较大，难以适用于大规模的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背板材料，其便于光伏组件的生产制造。
本发明目的还在于提供一种具有集热效果的光伏组件及该种光伏组件的生产方法。
为实现以上发明目的，本发明采用如下技术方案：一种背板材料，包括高分子膜层，其中高分子膜层的一侧复合有集热层，二者通过导热胶粘接。
作为本发明的进一步改进，所述集热层是具有高导热率的金属、陶瓷、有机化合物中的其中一种材料形成的单一膜层或者任意两种或多种材料形成的复合膜层。
作为本发明的进一步改进，所述高分子膜层与所述集热层之间的结合是平面式连接结构。
作为本发明的进一步改进，所述高分子膜层与所述集热层的粘接表面凹凸不平，且相互吻合。
本发明还提供如下技术方案: 一种光伏组件的生产方法，首先，提供玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及一种背板材料，所述背板材料包括相互粘接的高分子膜层和集热层；其次，将玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料依次层叠设置，其中背板材料的高分子膜层与封装胶膜相贴合；最后，通过真空层压的方式将玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料相互粘接在一起形成光伏组件。
本发明进一步如下技术方案: 一种光伏组件，包括依次堆叠的玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料；玻璃板、电池片及背板材料之间通过封装胶膜连接，其中所述背板材料包括粘接在一起的高分子膜层和集热层。
在上述技术方案中，所提供的背板材料的高分子膜层与集热层之间设有导热胶，导热胶将高分子膜层与集热层完全交联成型。
在上述技术方案中，所提供的背板材料的高分子膜层与集热层之间设有导热胶，导热胶将高分子膜层与集热层连接在一起，高分子膜层与集热层在前述层压的过程中固化交联。
在上述技术方案中，高分子膜层与集热层的粘接表面凹凸不平，且相互吻合。
在上述技术方案中，高分子膜层与集热层的粘接表面是平面式连接结构。
相较于现有技术，本发明采用集成了高分子膜层和集热层的背板材料，在使用上述背板材料的光伏组件的生产工艺中，仅需采用原有的制造工艺，即将背板材料与光伏组件中的其他组件通过高温真空层压结合，即可获得具有集热功能的光伏组件，制造工艺更为简单。
附图说明
图1是本发明背板材料的第一实施例的示意图。
图2是本发明背板材料的第二实施例的示意图。
图3是本发明使用背板材料的光伏组件的示意图。
具体实施方式
参考图1至图2，本发明的背板材料10的具体结构是在高分子膜层3（如聚氟乙烯复合膜（TPT）、聚酰亚胺等）的一侧复合集热层1。集热层1与高分子膜层3二者之间通过导热胶2粘结。所述集热层1是具有高导热率的金属、陶瓷、有机化合物中的其中一种材料形成的单一膜层或者任意两种或多种材料形成的复合膜层。高分子膜层3与集热层1之间的结合既可以是平面式连接结构（如图1所示），也可以对它们的粘结表面进行压花处理后粘结（如图2所示），使粘接表面凹凸不平，且相互吻合，这种结构增大了两膜层之间的接触面积，进而可以增大它们之间的粘结力。
在本发明的较佳实施方式中，所述背板材料10的高分子膜层3可以选用TPT膜，集热层1可以选用金属铝箔。先利用丝网印刷技术将导热胶2印刷在TPT膜3上，然后在导热胶2上复合金属铝箔1。铝箔1的背面可以直接放置水管或空冷装置用以将光伏组件产生的多余热量带走。起导热和粘结两种功能的导热胶2可以在生产背板材料10同时完全交联成型，也可以进行预交联，当生产光伏组件时在高温真空层压的过程中再固化交联。
请参阅图3所示，是采用上述背板材料10的光伏组件20，该光伏组件20包括依次层叠设置的玻璃板13、封装胶膜12 (如Ethylene Vinyl Acetate，EVA，乙烯-乙烯基醋酸盐)、电池片11、封装胶膜14。所述背板材料10由高分子膜层3和集热层1复合粘接而成，玻璃板13、电池片11、背板材料10通过封装胶膜12、14粘接。
本发明还涉及所述具有前述背板材料10的光伏组件20的生产方法，首先，提供玻璃板13、封装胶膜12、电池片11、封装胶膜14及背板材料10。其次，将玻璃板13、封装胶膜12、电池片11、封装胶膜14及背板材料10依次层叠设置，背板材料10设置于远离玻璃板13的一侧，背板材料10的高分子膜层3与封装胶膜14相贴合。最后，通过真空层压的方式将玻璃板13、封装胶膜12、电池片11、封装胶膜14及背板材料10相互粘接在一起形成光伏组件20。本发明光伏组件20的外侧还装设有金属材质的边框30用于固定支撑光伏组件20。
本发明的有益效果在于，在光伏组件中采用了集成高分子膜层3和集热层1的背板材料10后，仅需采用原有的制造工艺，即将背板材料与光伏组件中的其他组件通过高温真空层压结合，即可获得具有集热功能的光伏组件，制造工艺更为简单。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，不应以此限制本发明的范围，即凡是依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种背板材料，包括高分子膜层，其特征在于：所述高分子膜层的一侧复合有集热层，二者通过导热胶粘接。
2.如权利要求1所述的背板材料，其特征在于：所述集热层是具有高导热率的金属、陶瓷、有机化合物中的其中一种材料形成的单一膜层或者任意两种或多种材料形成的复合膜层。
3.如权利要求2所述的背板材料，其特征在于：所述高分子膜层与所述集热层之间的结合是平面式连接结构。
4.如权利要求2所述的背板材料，其特征在于：所述高分子膜层与所述集热层的粘接表面凹凸不平，且相互吻合。
5.一种光伏组件的生产方法，其特征在于：首先，提供玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及一种背板材料，所述背板材料包括相互粘接的高分子膜层和集热层；其次，将玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料依次层叠设置，其中背板材料的高分子膜层与封装胶膜相贴合；最后，通过真空层压的方式将玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料相互粘接在一起形成光伏组件。
6.一种光伏组件，包括依次堆叠的玻璃板、封装胶膜、电池片、封装胶膜及背板材料；玻璃板、电池片及背板材料之间通过封装胶膜连接，其特征在于：所述背板材料包括粘接在一起的高分子膜层和集热层。
7.如权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述背板材料的高分子膜层与集热层之间设有导热胶，导热胶将高分子膜层与集热层完全交联成型。
8.如权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所提供的背板材料的高分子膜层与集热层之间设有导热胶，导热胶将高分子膜层与集热层进行预交联，高分子膜层与集热层在前述层压的过程中完全固化交联。
9.如权利要求7或8所述的光伏组件，其特征在于：高分子膜层与集热层的粘接表面凹凸不平，且相互吻合。
10.如权利要求7或8所述的光伏组件，其特征在于：高分子膜层与集热层的粘接表面是平面式连接结构。
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