CN103589148A - 导热绝缘太阳能电池背板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池背板的技术领域,尤其涉及一种导热绝缘太阳能电池背板的制备方法。该制备方法主要包含基体树脂、导热填料、紫外吸收剂、紫外屏蔽剂和光稳定剂。本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,导热系数达到10W/(m.K),电阻率为<1016Ω.cm,能及时的将组件产生的热量传导出去,提高组件的发电效率。本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,采用尼龙、聚酯类聚合物作为树脂基体,替代传统的氟材料,成本方面大幅度降低,而且避免了氟材料在加工过程中出现的HF污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池背板,尤其涉及一种导热绝缘太阳能电池背板的制备方法。
背景技术
经济的快速发展,导致能源短缺的问题日益突出。在经济发展的过程中,人们对于能源的开发和使用没有一个度的认识,导致环境和生态的破坏。新型高效率无污染可再生能源成为一种发展趋势,太阳能作为一种新能源,在使用过程中对环境的破坏力小,而且可循环再生使用,目前关于这方面的产品已经大面积使用,取得了不小的成果。但是在使用的过程中,太阳能电池发电的功率是不可回避的一个问题。影响太阳电池发电的因素很多,主要分为两大类:1、外部因素,如太阳光强度、温度、天气状况等;2、内部因素,如光伏组件质量、光伏逆变器质量、汇流箱等产品质量均会对组件的发电效率产生影响。太阳能电池背板作为直接与外界环境大面积接触的光伏封装材料,不但要具有保护功能,还应具备良好的导热性,及时将组件内部产生的热能(未能转化为电能的太阳能转化为热能)及时的传导出去,降低组件本身产生的热能。这就要求太阳能电池背板必须具有优异的导热性能,而且本身具有绝缘的特点。图1为晶硅太阳能电池板结构。
从图1中,可以看出背板时太阳能电池组件中最有效的散热途径,电池组件的大部分热量都是通过组件的背板传导出去的,因此,对背板材料的导热性能进行研究,提高组件的散热能力,降低电池片的温度,提高组件的发电效率势在必行。梁振南等在文章《背板材料对太阳电池效率影响的实验研究》中指出,采用铝合金替代TPT结构的背板,发电功率提高6%左右,电池组件温度降低6℃,但是铝合金本身并不绝缘,而且铝合金本身的密度较大,与传统的塑料背板相比,质量增加,而且铝合金本身并不绝缘,还要对铝合金本身进行镀膜处理,工艺复杂,增加成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:太阳能电池组件发电效率低的问题,提供一种导热绝缘太阳能电池背板的制备方法。
为了克服背景技术中存在的缺陷,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该制备方法主要包含(按分数比计算):
基体树脂 100份
导热填料 5~10份
紫外吸收剂 0.1~1份
紫外屏蔽剂 5~10份
光稳定剂 0.5~1份
所述的基体树脂为尼龙6、尼龙1010、尼龙1212或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙6、尼龙1010和尼龙1212的导热系数在0.18~0.29W/(m.K);
所述的导热填料为纳米氮化硅镁、纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氮化硼、高球形度氧化铝和纳米氮化硅中一种或者两种以上的混合物组成;
所述的导热填料采用硅烷处理导热填料,具体步骤:将硅烷偶联剂(硅烷用量占混合物总质量的2%~5%)按比例与乙醇的水溶液(其中水:乙醇:硅烷=8:72:20质量比)进行混合,加入导热填料,搅拌4~5h,超声分散1~2h,过滤,干燥,待用;
所述的紫外吸收剂是UV-327、UV-329、UV-9、UV-P和XH-622LD中的一种或者两种组成的混合物;
所述的紫外屏蔽剂为纳米二氧化钛、氧化锌、碳酸钙或滑石粉。
所述的光稳定剂为受阻胺类衍生物,包括光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂3853、光稳定剂292或光稳定剂123;
按照上述配方将各组分置于高速混合机中混合搅拌均匀,搅拌速度为200r/min~500r/min,将混合好的粒料于双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机温度范围在210℃~280℃;将制备得到的粒子,将粒子置于80℃温度烘干后,置于单螺杆流延机流延成一定厚度的膜,厚度在200~250um,流延机温度温度范围在210℃~280℃。
本发明的有益效果是:具有以下显著的优点:
(1)本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,导热系数达到10 W/(m.K),电阻率为<1016Ω.cm,能及时的将组件产生的热量传导出去,提高组件的发电效率。
(2)本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,采用尼龙、聚酯类聚合物作为树脂基体,替代传统的氟材料,成本方面大幅度降低,而且避免了氟材料在加工过程中出现的HF污染。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是晶硅太阳能电池板结构。
具体实施方式
一种导热绝缘太阳能电池背板的制备方法,该制备方法主要包含(按分数比计算):
基体树脂 100份
导热填料 5~10份
紫外吸收剂 0.1~1份
紫外屏蔽剂 5~10份
光稳定剂 0.5~1份
基体树脂为尼龙6、尼龙1010、尼龙1212或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙6、尼龙1010和尼龙1212的导热系数在0.18~0.29W/(m.K);
导热填料为纳米氮化硅镁、纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氮化硼、高球形度氧化铝和纳米氮化硅中一种或者两种以上的混合物组成;
导热填料采用硅烷处理导热填料,具体步骤:将硅烷偶联剂(硅烷用量占混合物总质量的2%~5%)按比例与乙醇的水溶液(其中水:乙醇:硅烷=8:72:20质量比)进行混合,加入导热填料,搅拌4~5h,超声分散1~2h,过滤,干燥,待用;
紫外吸收剂是UV-327、UV-329、UV-9、UV-P和XH-622LD中的一种或者两种组成的混合物;
紫外屏蔽剂为纳米二氧化钛、氧化锌、碳酸钙或滑石粉。
光稳定剂为受阻胺类衍生物,包括光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂3853、光稳定剂292或光稳定剂123;
按照上述配方将各组分置于高速混合机中混合搅拌均匀,搅拌速度为200r/min~500r/min,将混合好的粒料于双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机温度范围在210℃~280℃;将制备得到的粒子,将粒子置于80℃温度烘干后,置于单螺杆流延机流延成一定厚度的膜,厚度在200~250um,流延机温度温度范围在210℃~280℃。
其中按照表一制备得到导热绝缘太阳能电池背板,实施例1~5制备得到的太阳能背板测试。拉伸强度和断裂伸长率按照ASTM D882标准测试;UVB老化按照老化时间3000h,0.68W/m2测试条件,观察有无色差。
表一 具体实施配方
结果测试如表2所示 :
本发明制备的太阳能电池背板具有以下显著的优点:
(1)本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,导热系数达到10 W/(m.K),电阻率为<1016Ω.cm,能及时的将组件产生的热量传导出去,提高组件的发电效率。
(2)本发明专利制备得到的导热绝缘太阳能电池背板,采用尼龙、聚酯类聚合物作为树脂基体,替代传统的氟材料,成本方面大幅度降低,而且避免了氟材料在加工过程中出现的HF污染。
Claims (1)
1.一种导热绝缘太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:该制备方法主要包含(按分数比计算):
基体树脂 100份
导热填料 5~10份
紫外吸收剂 0.1~1份
紫外屏蔽剂 5~10份
光稳定剂 0.5~1份
所述的基体树脂为尼龙6、尼龙1010、尼龙1212或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙6、尼龙1010和尼龙1212的导热系数在0.18~0.29W/(m.K);
所述的导热填料为纳米氮化硅镁、纳米碳化硅、纳米氧化铝、纳米氮化硼、高球形度氧化铝和纳米氮化硅中一种或者两种以上的混合物组成;
所述的导热填料采用硅烷处理导热填料,具体步骤:将硅烷偶联剂(硅烷用量占混合物总质量的2%~5%)按比例与乙醇的水溶液(其中水:乙醇:硅烷=8:72:20质量比)进行混合,加入导热填料,搅拌4~5h,超声分散1~2h,过滤,干燥,待用;
所述的紫外吸收剂是UV-327、UV-329、UV-9、UV-P和XH-622LD中的一种或者两种组成的混合物;
所述的紫外屏蔽剂为纳米二氧化钛、氧化锌、碳酸钙或滑石粉;
所述的光稳定剂为受阻胺类衍生物,包括光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂3853、光稳定剂292或光稳定剂123;
按照上述配方将各组分置于高速混合机中混合搅拌均匀,搅拌速度为200r/min~500r/min,将混合好的粒料于双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机温度范围在210℃~280℃;将制备得到的粒子,将粒子置于80℃温度烘干后,置于单螺杆流延机流延成一定厚度的膜,厚度在200~250um,流延机温度温度范围在210℃~280℃。
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