CN104126232A - 口袋型太阳能发电背板及其制作方法与具备该背板的太阳能发电模块 - Google Patents
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Abstract
本发明技术特征在于，通过在绝缘膜的暴露表面上形成热辐射性及耐候性涂层的工序、在板状导热性部件的两个表面上紧密附着绝缘膜的工序、之后密封所述绝缘膜的开口来形成与外部隔绝的口袋的工序，来密封背板，即导热性部件，由此阻止潮湿气体或异物进入背板，可进一步升级背板的绝缘性能，更进一步，导热性部件的尺寸与绝缘膜的尺寸大小可被自由自主地设计，提供从太阳能模块内部的EVA层中产生的气体向外放出的通道，由此完美解决了背板脱离的问题，由此提供一种背板自体安全性及质量且太阳能模块的安全性及品质都得到提高的背板。
Description
技术领域
本发明涉及口袋型太阳能发电背板的制造方法及由此制造出的口袋型太阳能发电背板，及具备所述背板的太阳能发电模块，
更具体地，通过在绝缘膜的暴露表面上形成热辐射性及耐候性涂层的工序、在板状导热性部件的两个表面上紧密附着绝缘膜的工序、之后密封所述绝缘膜的开口来形成与外部隔绝的口袋的工序，
来密封背板，即导热性部件，由此阻止潮湿气体或异物进入背板(即，导热性部件与绝缘膜之间的层压面不暴露于外，可防止由于与潮湿气体等接触而造成导热性部件与绝缘膜相互脱离的现象)，将现有技术中导热性部件的暴露于外的侧面部分用绝缘膜密封，由此可将背板的绝缘性能进一步升级，并且，使用不可渗透气体的无框架金属或石墨材质导热性部件以以往方式制造太阳能模块的情况，太阳能模块被安装在外部，模块的EVA层中产生的气体无法向外排出，长期如此的话太阳能模块的其他层与背板必然会脱离，这是一种致命的缺陷，但基于本发明制造的背板，技术特征在于，导热性部件的尺寸和绝缘膜的尺寸大小可自由自主地设计，提供从太阳能模块内部的EVA层中产生的气体向外放出的通道，由此完美解决了背板脱离的问题，由此提供一种背板自体安全性及质量且太阳能模块的安全性及品质都得到提高的背板，并提供使用该背板的太阳能发电模块。
背景技术
作为现有的绝热片及背板，注册专利第10-0962642号(2010年6月11日，下称“现有技术”)中公开了“具有陶瓷涂层绝热片的太阳能发电模块”。
上述现有技术中，以按照玻璃基板、正面太阳能EVA、太阳能电池、背面太阳能EVA和陶瓷涂层形成的绝热片的顺序来进行层压的结构，上述绝热片，从铝、铜、黄铜、钢板、不锈钢及具有与此类材料相当的辐射率性能的金属薄板中选出一种，来用作热传导率优良的材料，
此外，上述陶瓷涂层，按照常规陶瓷涂层法来将绝热片的一面或两面涂上陶瓷由此形成导热性陶瓷涂层，由此来提高绝热性能并于此提高模块的发电效率。
但是，在上述现有技术中，绝热片的侧面暴露于外，无法防止湿气、灰尘或其它异物进入各部件之间的缝隙，
此外，绝热片的侧面往往总是与空气或湿气接触，容易产生各层膜或片状层压物脱离的问题。
此外，在现有技术中，金属薄膜沿外部片材的四个框架暴露于外，由太阳能电池产生的电会通过外露部分漏电，存在绝缘性能差的问题，并因此无法保障太阳能发电装置的安全性，这是一个致命的问题。
发明内容
技术问题
本发明被设计为解决如上所述现有背板的问题，
通过在绝缘膜的暴露表面上形成热辐射性或耐候性涂层的工序、在板状导热性部件的两个表面上紧密附着绝缘膜的工序、密封所述绝缘膜的开口来形成与外部隔绝的口袋的工序，来提供导热性部件被密封的口袋型背板，
导热性部件和绝缘膜之间的层压面不暴露于外，可以防止由于与空气或湿气等的接触而产生的导热性部件与绝缘膜相互分离的现象，并且最终阻止湿气或异物进入背板。
此外，现有的导热性部件的侧面暴露于太阳能模块的铝框造成的漏电，在本发明中用绝缘膜来密封导热性部件，隔开与外部发接触，由此可将背板的绝缘性能进一步升级，
而且，使用不可渗透气体的无框架金属或石墨材质导热性部件以以往方式制造太阳能模块的情况，太阳能模块被安装在外部，模块的EVA层中产生的气体无法向外排出，长期如此的话太阳能模块的其他层与背板必然会脱离，这是一种致命的缺陷，但在本发明中，为解决此类问题，将导热性部件的尺寸和绝缘膜的尺寸自由自主地设计，导热性部件与绝缘膜之间形成的间隔大小也可以自由自主地设计，由此可提供从太阳能模块内部的EVA层中产生的气体向外放出的通道，目的在于提供完美解决背板脱离问题的背板，
一个目的在于，最终使背板自体安全性及质量，以及具备该背板的太阳能发电模块的安全性及品质都得到提高，
此外，本发明另一个目的在于，简化口袋型背板制备工序，使大量生产成为可能，从而提高生产性，生产成本得以降低，使得经济效率得到提高。
技术解决方案
根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法，技术特征在于，包括以下步骤，
(a)在绝缘膜的暴露表面的一部分或全部上，形成具备导热性、辐射性、耐候性中的至少一个功能的涂层，
(b)在板状导热性部件的两个表面上，紧密附着尺寸大于导热性部件的所述绝缘膜，
(c)封闭由于尺寸大于导热性部件的绝缘膜被定位于导热性部件的两个表面上而形成的所述绝缘膜的开口，形成与外部隔绝的口袋。
此外，所述步骤(b)的导热性部件与所述绝缘膜的紧密附着，通过粘接手段实现。
另外，在所述步骤(b)之后，在涂层的暴露表面上，进一步形成绝热陶瓷层或绝热涂层，
或者，在所述步骤(b)之后，在涂层的暴露表面上，进一步形成保护层。
此外，根据本发明的口袋型太阳能发电背板，技术特征在于，包括：
绝缘膜；
在所述绝缘膜的暴露表面的一部分或全部上形成的具备导热性、辐射性、耐候性中的至少一个功能的涂层；和
板状导热性部件，其两个表面上紧密附着有所述绝缘膜，
由于所述绝缘膜尺寸大于导热性部件而形成的绝缘膜的开口被封闭，形成与外部隔绝的口袋。
发明效果
根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法与根据该方法制造的口袋型太阳能背板，以及具备该背板的太阳能模块，
封闭绝缘膜的开口，形成与外部隔绝的口袋，由此密封背板，阻止潮湿气体或异物进入背板内部，此外导热性部件与绝缘膜之间的层压面不暴露于外，可防止由于与潮湿气体等接触而造成导热性部件与绝缘膜相互脱离的现象。
此外，本发明将现有技术中导热性部件的暴露于太阳能模块框架之外的侧面部用绝缘膜密封，由此阻止其与外部的接触，可将背板的绝缘性能进一步升级，并且还可以提高太阳能发电模块制品的安全性与制品的质量。
此外，本发明简化口袋型背板制备工序，使大量生产成为可能，从而提高生产性，生产成本得以降低，使得经济效率得到提高。
附图说明
图1是示出根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法的流程图，
图2是示出根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法的工序图，
图3是示出根据本发明的口袋型太阳能发电背板的变形例子的截面图。
图4是示出根据本发明的口袋型太阳能发电背板与太阳能模块的示图。
附图标记说明
M：太阳能发电模块 F：框架
BS：背板
10：导热性部件
20：绝缘膜 21：开口 23：密封部分
30：涂层 40：粘接手段
50：碳黑层 60：绝热陶瓷层 70：保护层
具体实施方式
在下文中，将参照附图，对根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法及由此制造的口袋型太阳能发电背板以及具备该背板的太阳能发电模块进行说明。
在本说明书中使用的术语的定义，“板状”并不限定其厚度，而是表示包括一般片材或膜的概念，
另外，“暴露表面”表示各部件的外侧层或外侧表面，
另外，“层压面”表示各部件被层叠而形成的背板的侧面部分。
如图1和图2所示的根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法，包括以下步骤：
(a)在绝缘膜20的暴露表面的一部分或全部上，形成涂层30；
(b)在板状导热性部件10的两个表面上，紧密附着所述绝缘膜20；和
(c)封闭所述绝缘膜20的开口21，形成与外部隔绝的口袋。
如图1和图2所示的根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制造方法，所述(a)步骤S100，是在绝缘膜20的暴露表面上形成导热性涂层30的工序。
此外，上述涂层30具备导热性、热辐射性、耐候性中选出的至少一个功能。
所述(a)步骤S100，在所述绝缘膜20的暴露表面的一部或全部上涂布导热性(或热辐射性或耐候性)涂料来形成涂层30，
此时，上述涂层30，在轧制的绝缘膜20上涂布形成后，切割成一定尺寸，
或者，将绝缘膜20本身切成一定的大小，然后在绝缘膜20暴露表面上形成涂层30。
首先，所述绝缘膜20，由PET、PI PP、PE、BOPP、OPP、PVF、PVDF、TPE、ETFE、芳族聚酰胺膜、及尼龙、EVA或由这些材料得到的复合材料中的一种材料构成，
所述绝缘膜20，将如上所述的高分子物质成形，制作成薄膜形态。
具体而言，由如上所述的高分子物质形成的绝缘膜20，耐电压(withstanding voltage)性能优良，不存在绝缘部分会碎的担忧，由此具有可提高耐久性的优点，
这些特征，在质量标准方面，具有可广泛应用于需要较高耐电压性能的各个领域的优点。
此外，绝缘膜20具有优异的耐热性，不仅可以防止绝缘层的损坏或破坏的现象，而且还可以以薄膜形态来将背板BS本身制作地细长。
接着，所述涂层30保障背板BS的绝缘性能和绝热性能，还具有优异的耐热性和粘接强度，并且还使得背板BS的薄膜化成为可能。
在这种情况下，上述涂层30，由有机或无机的导热性涂料或有机-无机复合混合物导热性涂料构成。
这是为了解决使用有机高分子物质作为涂层30的话有机高分子物质的低表面能和低分子力会导致机械强度和粘接强度变弱的问题。
首先，所述涂层30使用由基于陶瓷的氧化铝、氧化钛、氧化锆等金属氧化物、CNT、硅等构成的无机涂料时，无机涂层具有耐热性、化学稳定性、导热性和绝缘性等优良的优点。
但是，当使用无机涂料时，因其强而脆很难以薄膜化，一个缺点是不能低温烧成，所以最为对策，向上述无机涂料中引入有机材料，即混合聚氨酯或聚酯、丙烯酸树脂等有机化学涂料的有机-无机复合混合物涂料。
因此，有机-无机复合混合物涂料构成的涂层30，不仅绝缘性能与绝热性能以及热辐射性优异，并且抗热性和粘接强度优异，
此外，还具备可进行薄膜化，产品可靠性可得到保障，产品质量可得到提高的优点。
同时，作为无机涂料或有机-无机复合混合物涂料的另一种形式，上述涂层30还可以从Al2O3、AlS、AlN、ZnO2、TiO2、SiO2、TEOS、MTMS、ZrO3、MOS2中选择包含一种以上的陶瓷材料来确保其绝缘性能和绝热性能。
接下来，如图1和图2所示，根据本发明的口袋型太阳能发电背板BS的制造方法中的所述(b)步骤S200，是向板状的导热性部件10的两个表面上紧密附着绝缘膜20的工序。
在所述(b)步骤S200中，板状的导热性部件10在切割或裁剪制备后被紧密附着至导热性绝缘膜20，
该紧密附着工序，在后面的(c)步骤S300中在密封绝缘膜20的开口21的过程中将绝缘膜20紧密附着至导热性部件10的两个表面上，或者将整个表面上涂抹了粘接剂的状态下的绝缘膜20粘接至导热性部件10的两个表面上，由此完成紧密附着工序。
但是，为了提高所述导热性部件10和所述绝缘膜20的紧密附着程度，后一种方法是优选的，
被涂抹至绝缘膜20上的粘接剂，可以引入具备导热性的EVA、丙烯酸、聚氨酯系列的粘接性透明膜，或者粘接涂料等。
或者，其技术特征在于，所述粘接剂特征在于是热塑性不含溶剂的粘接剂，解决以往成品制造完成需要至少5到7天左右的问题，将位于中间的导热性部件与位于上下面的绝缘膜同时粘接，可制作为不需熟成的时间。
即，以往太阳能背板的制造工序，在三层片型被制作好时，将中间部件与一侧面的部件粘接，为去除残留溶剂，熟成后又在另一侧将又一绝缘部件粘接进行熟成，大部分使用溶剂型粘接剂来制作成品时要需要的时间为至少5到7天。
但是，在本发明中，使用热塑性无溶剂粘接剂作为粘接剂，将中间的导热性板状部件与上下面的绝缘膜同时粘接，无需熟成的时间就可以制好。
此外，制作口袋的较为具体的方式是，向比导热性部件10宽的绝缘膜20上预先涂布热塑性粘接剂之后将其上下排置，将导热性部件以工序方向进行，一边将工序按相同方向进行至绝缘膜处一边将导热性部件切断，此后将绝缘膜从上下以热辊按压，由此制成口袋型背板。
此外，导热性部件10由导热性优异的铝、铜、黄铜、钢板、不锈钢、石墨或从这些材料获得的复合材料中一个材料构成。
上述导热性部件10被制作成薄膜形态，上述材料具有一定以上的刚性且耐热性优良，能够防止热应力造成材料变形。
接下来，上述粘接剂，即薄膜形态的粘接手段40被引入时，在导热性部件10的两个表面上排列粘接手段40，在粘接手段40的暴露表面上排置绝缘膜20之后，施加一定的热压力，由此可进行层压操作。
在这种情况下，薄膜的导热性部件10和粘接手段40，依热膨胀系数和冷却速度的差异层压后，在冷却的过程中，由于导热性部件10与粘接手段40的冷却速度的差异引起导热性部件10弯曲的现象，
这种问题，向上述绝缘膜20引入的材料与粘接手段40的热膨胀系数与冷却速度近似，在层压操作后，在冷却的过程中，绝缘膜20将导热性部件10与粘接手段40之间的冷却速度的差异最小化，防止导热性部件10的弯曲变形，由此来使得产品的质量均匀一致。
如图1和图2所示的根据本发明的口袋型太阳能发电背板的制作方法中，所述(c)步骤S300，是在经过所述(b)步骤S200之后，密封所述绝缘膜20的开口21，形成与外部封闭的口袋的工序。
上述(c)步骤S300中，所述绝缘膜20的开口21被密封，
这种情况下，所述绝缘膜20的开口21，当所述导热性部件10的两个表面上排列有单张的绝缘膜20时，假设背板BS是矩形形状，那么将是4个位置，
或者，将所述绝缘膜20预先密封成口袋形式，为放入导热性部件10而保留开口21的情况，上述开口可为1个。
在本发明中，绝缘膜20的开口21一旦封闭，在封闭的部位处形成密封部23，形成与外部隔绝的口袋，由此导热性部件10被完全密封，与外部的接触被切断。
由此，可防止湿气或异物进入背板BS，
此外，不像现有技术那样导热性部件10与绝缘膜20之间的层压面向外露出，因此，可隔断与外部空气和湿气等的接触，因此可防止导热性部件10与绝缘膜20的脱离现象。
另外，为使上述导热性部件10的侧面部分都不像现有技术那样暴露于外部，上述绝缘膜20密封导热性部件10，可较完美地实现绝缘性能。
此外，使用不可渗透气体的无框架金属或石墨材质的板状导热性部件以以往的方式制造太阳能模块的情况，太阳能模块被安装在外部，模块的EVA层中产生的气体无法向外排出，长期如此的话太阳能模块的其他层与背板必然会脱离，这是一种致命的缺陷。
但在本发明中，通过，(a)步骤S100至(c)步骤S300，板状导热性部件的尺寸和绝缘膜的尺寸可自由自主地设计(由于是口袋型，所以绝缘膜的尺寸要大于导热性部件的尺寸)，于此由于绝缘膜与导热性部件之间的尺寸大小差异产生的间隙D的宽度也可以自由自主地设计(参见图2)，
此外，由于上述间隙D可根据太阳能模块进行匹配设计，
因此可在各种类型的太阳能模块M中制备让太阳能模块内部的EVA层中产生的气体排出的通道，由此可完美解决背板脱离的问题(参见图2和图4)。
此外，通过口袋型，在密封部23处不排列有导热性部件，而是只有纯绝缘体留在边框处，由此阻挡向太阳能模块的铝框外部漏出的电流，提高太阳能模块的绝缘性。
此外，尽管在附图中没有示出，根据本发明的口袋型太阳能发电背板BS的制造方法中
上述步骤(a)在时间上优选为最先进行的步骤，
但是，如有必要，可将步骤(a)与步骤(b)互换先后顺序，通过步骤(b)的进行来将绝缘膜紧密附着于导热性部件之后，再通过所述步骤(a)的进行来在绝缘膜上形成导热性涂层。
另外，如图3所示，在根据本发明的步骤(b)之后，在涂层30的暴露表面上进一步形成碳黑层50，
所述碳黑层50可提高热辐射性能，由此提高绝热效率。
此类碳黑层50可涂布碳黑树脂形成，
此外，所述碳黑层50，热辐射即热传导率优良，可将从上述涂层30传导的传导热较为迅速地排放至空气中，由此可将绝热效率最大化。
此外，如图3所示，在根据本发明的上述步骤(b)之后，在涂层30的暴露表面上进一步形成绝热陶瓷层或绝热涂层60，
上述绝热陶瓷层(或绝热涂层)60，由从氧化铝、氧化钛、氧化锆构成的组中选出的至少一种金属陶瓷材料构成，
由从有机硅烷、无机硅烷、硅烷偶联剂和CNT构成的组中选出的至少一种非金属陶瓷材料中选出的至少一种构成。
因此，上述绝热陶瓷层(或绝热涂层)60将由导热性涂层30传达的传导热有效向外部排出，由此可提高绝热效率，并由此提高太阳能模块的发电量。
此外，如图3所示，根据本发明的步骤(b)之后，在涂层30的暴露表面上进一步形成保护层70，
上述保护层70使用陶瓷、氟树脂等材料，
这种情况下，上述保护层70，不仅耐候性和耐蚀性优秀，阻挡紫外线的效果优良，而且还可以保护表面并提高背板BS的绝缘性能。
同时，尽管在附图中未示出，但是上述碳黑层、绝热陶瓷层(或绝热涂层)和保护层可以选择性地以单一或两个以上的多层形态引入，
此外，层压顺序，可以根据其功能，向上述涂层的暴露表面上或在上述(a)步骤S100之后向上述绝缘膜的暴露表面上应用，
此外，上述各层，如图3所示，可以位于上述涂层的暴露表面的一部分(参见图3的(a))或者全部(参加图3的(b))上。
此外，上述保护层，当将碳黑层、绝热陶瓷层(或绝热涂层)选择性地或者全部引入时，优选其形成于位于最外侧的层的暴露表面上。
如图1和图2所示，根据本发明的口袋型太阳能发电背板包括：
绝缘膜20；上述绝缘膜20的暴露表面的一部分或者全部上形成的涂层30；和板状的导热性部件10，其两个表面上紧密附着有上述绝缘膜20，
该绝缘膜20的开口21被封闭，形成与外部隔绝的口袋。
此外，为了形成与外部隔绝的口袋，使用将所述绝缘膜20的开口21热压来融合等方法来封闭开口21，形成密封部23，由此使得上述导热性部件10被绝缘20密封，与外部完全隔绝。
此外，构成根据本发明的背板的各个构件，原样保留如上所述的功能和性能，为避免重复说明，在此省略其相信说明。
此外，如图3所示，根据本发明的制造方法制造的背板BS上，可选择性地根据需要将所述碳黑层50、绝热陶瓷层(或绝热涂层)60及保护层70以单层或复层引入。
其功能也与上述相同，因而省略其详细说明。
此外，上述碳黑层、绝热陶瓷层及保护层，可在上述步骤(b)之后引入，如图3所示，在上述步骤(c)之后，可以引入上述各层，或者考虑到方便形成各层的操作，在背板被密封之后，即在上述(c)步骤之后优选将各层粘接或涂布形成。
接下来，图4示出了根据本发明的太阳能发电模块的后面，其示出了背板BS的安装前后的状态。
除去背板BS结构之外的太阳能发电模块的各个部分，与以往太阳能发电模块相同，因此省略其相信说明。此外，上述背板BS安装在太阳能发电模块M的框架F内侧，因具备前述结构的或者经由前述制作工序完成的背板BS，可期待太阳能发电模块的安全性，并期待其质量得到提高。
在上面参照附图对本发明的口袋型太阳能发电背板的制作方法及由此制作出的口袋型太阳能发电背板以及具备上述背板的太阳能发电模块进行的说明中，主要对特定现象及方向进行了说明，但是本发明可被技术人员进行各种变形和修改，这些变形和修改应被解释为包含在本发明的权利范围内。
Claims (9)
1.一种口袋型太阳能发电背板的制造方法，包括以下步骤构成：
(a)在绝缘膜的暴露表面的一部分或全部上，形成具备导热性、辐射性、耐候性中选出的至少一个功能的涂层；
(b)在板状导热性部件的两个表面上，紧密附着尺寸大于导热性部件的所述绝缘膜；和
(c)封闭由于尺寸大于导热性部件的绝缘膜被定位于导热性部件的两个表面上而形成的所述绝缘膜的开口，形成与外部隔绝的口袋。
2.如权利要求1所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，所述步骤(b)的导热性部件与所述绝缘膜的紧密附着，通过粘接手段实现。
3.如权利要求1或2所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，所述涂层，由有机或无机的导热性涂料或有机-无机复合混合物导热性涂料构成。
4.如权利要求1或2所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，所述绝缘膜，由PET、PI PP、PE、BOPP、OPP、PVF、PVDF、TPE、ETFE、芳族聚酰胺膜、及尼龙、EVA或由这些材料得到的复合材料中的一种材料构成。
5.如权利要求1或2所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，所述导热性部件，由铝、铜、黄铜、钢板与不锈钢及石墨或由这些材料得到的复合材料中的一种材料构成。
6.如权利要求1或2所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，在步骤(b)之后，在涂层的暴露表面上，进一步形成绝热陶瓷层或绝热涂层。
7.如权利要求1或2所述的口袋型太阳能发电背板的制造方法，其中，在步骤(b)之后，在涂层的暴露表面上，进一步形成保护层。
8.一种口袋型太阳能发电背板，包括：
绝缘膜；
在所述绝缘膜的暴露表面的一部分或全部上形成的具备导热性、辐射性、耐候性中选出的至少一个功能的涂层；和
板状导热性部件，其两个表面上紧密附着有所述绝缘膜，
其中，由于绝缘膜尺寸大于导热性部件而形成的绝缘膜的开口被封闭，来形成与外部隔绝的口袋。
9.一种口袋型太阳能发电模块，其下面具有背板，其中，所述背板，是如权利要求8所述的背板。
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