CN103681915B - 高散热太阳能电池背板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及高散热太阳能电池背板，其特征在于：由顺序连接的抗刮耐磨涂层、第一接着剂层、铝合金层、第二接着剂层、绝缘阻隔层、第三接着剂层和乙烯‑醋酸乙烯粘结层构成。铝合金是热的良导体，可以将电池组件中产生的热量及时散发出去，保护电池的寿命；同时铝箔致密的结构具有极佳的水汽阻隔性能，而且表面覆盖有高分散纳米多孔型气相SiO2材料的硬化涂层，进一步提高水汽阻隔性，使背板水汽透过率0.001g/m2•d。本发明降低背板生产成本，减少背板水汽透过率，提高电池组件散热功能，延长电池组件使用寿命。

Description

高散热太阳能电池背板
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及高散热太阳能电池背板。
背景技术
现如今世界能源危机日益严重，人类对新型能源提出了高度诉求，因此以太阳能和风能等为代表的清洁能源获得了很大的发展空间。当今，太阳能电池已经被大量的应用于世界各个技术领域。目前常见的太阳能电池背板结构有TPT结构，其中T指杜邦公司的Tedlar薄膜，成分为聚氟乙烯( PVF ), P指聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)薄膜，因此TPT指PVF/PET/PVF结构，三层薄膜间用合适的粘接剂粘接。
但是，PVF薄膜全世界只有美国杜邦公司生产，价格高，供应垄断。为节省成本，朝向太阳能电池片的PVF层可以由耐候性差一些的塑料薄膜替代。正因为如此，美国的Madico公司发明了TPE结构的背板。其中E指乙烯一醋酸乙烯树脂，简称EVA，TPE背板的结构是PVF/PET/EVA。 3M公司生产的背板也是类似的结构，使用THV(四氟乙烯一六氟丙烯一偏氟乙烯)薄膜为耐候层，结构为THV/PET/EVA，也申请了专利。
在现有的技术中，氟膜的水汽透过率较高，运输使用过程中易划破刮伤，一般要求电池组件的寿命在25~30年之久，但是由于氟膜本身和外在条件的影响，水汽容易透过背板，使得电池组件容易受到水汽的侵蚀而减短使用寿命；同时背板不能及时将太阳产生的热量散发出去，导致电池组件温度升高，长此以往组件性能很容易受损。此外，氟膜处于垄断地位，价格一直居高不下，所以寻找一种成本低廉性能优异甚至无氟背板成为许多背板生产商的诉求。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高散热太阳能电池背板，以达到降低背板生产成本、减少背板水汽透过率、提高电池组件散热功能、延长电池组件使用寿命的目的。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：高散热太阳能电池背板，其特征在于：由顺序连接的抗刮耐磨涂层、第一接着剂层、铝合金层、第二接着剂层、绝缘阻隔层、第三接着剂层和乙烯-醋酸乙烯粘结层构成。
前述的高散热太阳能电池背板，所述的抗刮耐磨涂层为高分散纳米多孔型气相SiO2材料改性的氟树脂涂层，厚度范围为1~30μm。见《广东化工》 2009年11期，毕大武[1]等采用SOL-GEL技术将纳米SiO2溶胶分子加入到PTFE乳液中,制成PTFE/SiO2复合薄膜.以SiO2为改性剂的PTFE薄膜的临界膜厚达到45 μm,大大提高了涂层的耐磨性。
前述的高散热太阳能电池背板，所述的氟树脂包含聚氟乙烯PVF、聚偏氟乙烯PVDF、聚三氟氯乙烯PCTFE、聚四氟乙烯PTFE或四氟乙烯与乙烯的共聚物ETFE的至少两种。
前述的高散热太阳能电池背板，第一接着剂层为丙烯酸酯粘结层，第二接着剂层、第三接着剂层为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层或环氧树脂粘结层中的任何一种，接着剂层的厚度范围分别为10~20μm。
前述的高散热太阳能电池背板，铝合金层为铝、铝和其它金属或非金属的合金，其它金属或非金属为硅、镁、铁、铜、锰、锌、铬、钛中的一种或多种；铝合金层的厚度范围为10～50μm。
前述的高散热太阳能电池背板，绝缘阻隔层为聚对笨二甲酸乙二醇酯层PET，其厚度范围为100～500μm。
前述的高散热太阳能电池背板，乙烯-醋酸乙烯粘结层表面具有凹凸网格结构，网格结构的密度为2-6格/10mm2，EVA膜表面呈凹凸网格状，可以增大比表面积，从而与EVA胶膜封装固化时形成机械钳锁，显著提高了粘结力。EVA层厚度范围为50～500μm。
铝合金是热的良导体，可以将电池组件中产生的热量及时散发出去，保护电池的寿命；同时铝箔致密的结构具有极佳的水汽阻隔性能，而且表面覆盖有高分散纳米多孔型气相SiO2材料的硬化涂层，进一步提高水汽阻隔性，使背板水汽透过率0.001g/m2•d。本发明降低背板生产成本，减少背板水汽透过率，提高电池组件散热功能，延长电池组件使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构图。
具体实施方式
结合下面图示，对本发明实施方案进行详细说明
如图1所示，本发明，即高散热太阳能电池背板，包括顺次连接的抗刮耐磨涂层1、第一接着剂层2、铝合金层3、第二接着剂层4、绝缘阻隔层5、第三接着剂层6和乙烯-醋酸乙烯（EVA）粘结层7。
抗刮耐磨涂层为高分散纳米多孔型气相SiO2材料改性的氟树脂涂层，其中改性氟树脂可包含聚氟乙烯(Polyvinylfluoride, PVF) ,聚偏氟乙烯(Polyvinylidenefluoride, PVDF),聚三氟氯乙烯(Polychlorotrifluorethylene,PCTFE)、聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene,PTFE)或四氟乙烯与乙烯的共聚物(ETFE)。由它们之中两种或多种聚合而成，通过涂覆而不是复合的方法加工于背板之中，在40~140℃之间固化完全形成无色透明的硬化涂层，可以达到有效的抗刮耐磨作用；抗刮耐磨涂层的厚度范围为1~30μm，本具体实施例中该层的厚度为3μm。
第一接着剂层2为丙烯酸酯粘结层，第二接着剂层4、第三接着剂层6为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层或环氧树脂粘结层中的任何一种，它们厚度范围为10~20μm，本具体实施例中该层的厚度为12μm。
铝合金层3可以是单纯的铝也可以是铝和其他金属或非金属的合金，其他金属或非金属可以是硅、镁、铁、铜、锰、锌、铬、钛中的一种或多种的组合；铝合金是热的良导体，可以将电池组件中产生的热量及时散发出去，保护电池的寿命；同时该层铝箔致密的结构具有极佳的水汽阻隔性能，而且表面覆盖有高分散纳米多孔型气相SiO2材料的硬化涂层，进一步提高水汽阻隔性，使背板水汽透过率0.001g/m2•d。该铝合金层的厚度范围为10～50μm，本具体实施例中该层的厚度为35μm。
绝缘阻隔层5为聚对笨二甲酸乙二醇酯层（PET），其厚度范围为100～500μm，本具体实施例中该层的厚度为188μm。
乙烯-醋酸乙烯（EVA）粘结层7是将物料混合均匀、干燥、挤出、流延、定型、冷却、电晕、分切、收卷，在成型时经凹凸钢棍和橡胶辊压延，其中钢辊表面具有精密凹凸结构，而生产出具有凹凸结构的EVA膜，该膜厚度范围为50～500μm，本具体实施例中该层的厚度为90μm。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围。

Claims (2)

1.高散热太阳能电池背板，其特征在于：由顺序连接的抗刮耐磨涂层、第一接着剂层、铝合金层、第二接着剂层、绝缘阻隔层、第三接着剂层和乙烯-醋酸乙烯粘结层构成；所述的抗刮耐磨涂层为高分散纳米多孔型气相SiO2材料改性的氟树脂涂层；乙烯-醋酸乙烯粘结层表面具有凹凸网格结构；所述的高分散纳米多孔型气相SiO2材料改性的氟树脂涂层，厚度范围为1~30μm；所述的氟树脂包含聚氟乙烯PVF、聚偏氟乙烯PVDF、聚三氟氯乙烯PCTFE、聚四氟乙烯PTFE或四氟乙烯与乙烯的共聚物ETFE的至少两种；第一接着剂层为丙烯酸酯粘结层，第二接着剂层、第三接着剂层为聚氨酯粘结层、丙烯酸酯粘结层或环氧树脂粘结层中的任何一种，接着剂层的厚度范围分别为10~20μm；铝合金层为铝和其它金属或非金属的合金，其它金属为镁、铁、铜、锰、锌、铬、钛中的一种或多种，其它非金属为硅；铝合金层的厚度范围为10～50μm；绝缘阻隔层为聚对笨二甲酸乙二醇酯层PET，其厚度范围为100～500μm；所述的网格结构的密度为2-6格/10mm2，EVA层厚度范围为50～500μm。
2.根据权利要求1所述的高散热太阳能电池背板，其特征在于：所述的太阳能电池背板水汽透过率0.001g/m2d。
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