CN104260519A - 一种自降温型光伏背板及其制备方法 - Google Patents

一种自降温型光伏背板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明所揭示的一种自降温型光伏背板，包括依次粘结的吸水层、耐候层、第一粘结层、绝缘层、第二粘结层和阻水层，所述吸水层为可聚合亲水单体、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、固化剂和无机填料形成的超吸水树脂涂覆层，且所述吸水层厚度为100-600um。本发明所揭示的一种自降温型光伏背板，利用背板吸水层吸收在夜晚水分，在白天组件工作时，利用吸收水份的蒸发为组件降温，同常规背板相比，可以提高组件发电效率1-7%。

Description

一种自降温型光伏背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种自降温型光伏背板及其制备方法，属于光伏技术领域。
背景技术
 随着传统化石燃料的日趋消耗枯竭，人类不断寻求新的能源替代方案，太阳能是目前公认的绿色可再生资源，光伏发电系统中PV组件中，随着太阳光的不断辐照，硅电池板会随之不断升温，研究表明，硅电池温度每升高1℃，其光伏转换率会下降0.4%，也即降低了能源利用率。
如何使硅电池板散热降温以提高光伏转换率成为当前太阳能利用领域的一大课题，由于光伏背板长期在户外使用，一些电站使用淋水的方式为电池组件降温，但是这种做法耗费大量的水资源同时也消耗了不少电能，因此如何低廉方便的利用水为组件降温是一个巨大的挑战。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种自降温型光伏背板及其制备方法，利用背板外层吸收夜晚空气中的水汽，在白天组件工作时，利用吸收水份的蒸发为组件降温，这种方式在高湿度地区作用比较明显，而在常规地区则通过夜晚为背板喷水，让背板外层吸收水分，也可以达到相同效果，这种自降温背板同常规背板相比，可以提高组件发电效率1-7%。
本发明的技术方案为：一种自降温型光伏背板，包括依次粘结的吸水层、耐候层、第一粘结层、绝缘层、第二粘结层和阻水层，其特征在于：所述吸水层为可聚合亲水单体、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、固化剂和无机填料形成的超吸水树脂涂覆层，其中：
所述可聚合亲水单体为甲基丙烯酸、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、丙烯酸钠、N,N-二甲基双丙烯酰胺中的至少二种，含量为吸水层质量的57-97.8%；
所述抗氧剂为三 (4- 壬基酚 ) 亚磷酸酯、亚磷酸三 (2,4- 二叔丁基苯基 ) 酯、抗氧剂四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.3-5%；
所述紫外吸收剂为2, 4- 二羟基二苯甲酮 2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2- 基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-3%；
所述光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、双(2, 2, 6, 6－四甲基－4 － 哌啶基)癸二酸酯、双(3，5—二叔丁基—4羟基苄基磷酸单乙酯)镍中的一种或者多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-5%；
所述无机填料为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的1-25%；
所述固化剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、叔丁基、过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.5-5%。
所述吸水层厚度为100-600um。
所述耐候层由聚四氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、乙烯~四氟乙烯共聚物树脂、全氟乙烯丙烯共聚物树脂、聚三氟氯乙烯树脂、热塑性含氟树脂、铝箔中的一种或多种混合而成，且所述耐候阻隔层的厚度为5μm ~300μm。
所述第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
所述绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、阳极氧化铝板材、聚碳酸酯中的一种或多种混合而成，厚度为150-300μm。
所述第二粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
所述阻水层由聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯、聚氨酯树脂、乙烯~醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的一种或多种混合而成，厚度为10μm ~500μm。
一种自降温型光伏背板的制备方法，包括以下步骤：
a．将聚氨酯胶黏剂涂敷在绝缘层两侧；
b．通过热压复合方式分别将耐候层和阻水层复合到绝缘层的正面和背面；
c．将吸水层所需单体和各种添加剂按一定比例投入搅拌釜中搅拌均匀制成浆料，然后将其涂覆在耐候层上面，热风干燥固化，收卷后将其送入烘箱熟化。
本发明的优点在于：本发明所揭示的一种自降温型光伏背板，通过在吸水层中设置可聚合单体及固化剂，使其在一定温度下发生聚合反应，形成网状聚合物曾，可以有效锁住水分，以提供背板提供水分蒸发从而降温，相比常规背板，可以提高组件发电效率1-7%。
具体实施方式
本发明所揭示的一种自降温型光伏背板，包括依次粘结的吸水层、耐候层、第一粘结层、绝缘层、第二粘结层和阻水层，其特征在于：所述吸水层为可聚合亲水单体、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、固化剂和无机填料形成的超吸水树脂涂覆层，且吸水层厚度为100-600um。
所述可聚合亲水单体为甲基丙烯酸、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、丙烯酸钠、N,N-二甲基双丙烯酰胺中的至少二种，含量为吸水层质量的57-97.8%。
所述抗氧剂为三 (4- 壬基酚 ) 亚磷酸酯、亚磷酸三 (2,4- 二叔丁基苯基 ) 酯、抗氧剂四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.3-5%。
所述紫外吸收剂为2, 4- 二羟基二苯甲酮 2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2- 基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-3%。
所述光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、双(2, 2, 6, 6－四甲基－4 － 哌啶基)癸二酸酯、双(3，5—二叔丁基—4羟基苄基磷酸单乙酯)镍中的一种或者多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-5%。
所述无机填料为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的1-25%。
所述固化剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、叔丁基、过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.5-5%。
所述耐候层由聚四氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、乙烯~四氟乙烯共聚物树脂、全氟乙烯丙烯共聚物树脂、聚三氟氯乙烯树脂、热塑性含氟树脂、铝箔中的一种或多种混合而成，且所述耐候阻隔层的厚度为5μm ~300μm。
所述第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
所述绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、阳极氧化铝板材、聚碳酸酯中的一种或多种混合而成，厚度为150-300μm。
所述第二粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
所述阻水层由聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯、聚氨酯树脂、乙烯~醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的一种或多种混合而成，厚度为10μm ~500μm。
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
实施例1
a．将聚氨酯胶黏剂涂布在厚度为250um的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两面，形成厚度为10um的粘结层；
b．然后在110℃下分别对聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两侧热压复合厚度为28um的聚偏氟乙烯薄膜和125um的聚烯烃薄膜形成耐候层和阻水层；
c．将100g甲基丙烯酸钠、2g N,N-二甲基双丙烯酰胺、1g三 (4-壬基酚 ) 亚磷酸酯、0.5g 2, 4- 二羟基二苯甲酮、0.4g双(2, 2, 6, 6－四甲基-4 -哌啶基)癸二酸酯、1g过氧化二异丙苯、10g二氧化钛、100g醋酸丁酯投入到搅拌釜中搅拌均匀形成浆料；
d．将步骤c中的浆料涂覆在耐候层聚偏氟乙烯薄膜上面，热风120℃下干燥固化，收卷后在60℃下熟化24h，冷却后得到自降温型光伏背板。
实施例2
a．将聚氨酯胶黏剂涂布在厚度为188um的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两面，形成厚度为10um的粘结层；
b．然后在110℃下分别对聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两侧热压复合厚度为20um的聚氟乙烯薄膜和125um的聚烯烃薄膜形成耐候层及阻水层；
c．将90g甲基丙烯酸钠、10g丙烯酸钠、3g 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.5g三 (4-壬基酚 ) 亚磷酸酯、0.5g 2, 4- 二羟基二苯甲酮、0.4g双(2, 2, 6, 6－四甲基-4 -哌啶基)癸二酸酯、1g过氧化二异丙苯、20g二氧化硅、100g醋酸丁酯投入到搅拌釜中搅拌均匀形成浆料；
d．将步骤c中的浆料涂覆在耐候层聚氟乙烯薄膜上面，热风120℃下干燥固化，收卷后在60℃下熟化24h，冷却后得到自降温型光伏背板。
实施例3
a．将聚氨酯胶黏剂涂布在厚度为188um的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两面，形成厚度为10um的粘结层；
b．然后在110℃下分别对聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的两侧热压复合厚度为28um的聚氟乙烯薄膜和125um的聚乙烯醇缩丁醛形成耐候层和阻水层；
c．将90g甲基丙烯酸钠、10g丙烯酰胺、3g 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.5g三 (4-壬基酚 ) 亚磷酸酯、0.5g 2, 4- 二羟基二苯甲酮、0.4g双(2, 2, 6, 6－四甲基-4 -哌啶基)癸二酸酯、0.5过氧化二异丙苯、0.8g叔丁基过氧化碳酸-2乙基己酯、10g二氧化钛、30g二氧化硅、100g醋酸丁酯投入到搅拌釜中搅拌均匀形成浆料；
d．将步骤c中的浆料涂覆在耐候层聚氟乙烯薄膜上面，热风120℃下干燥固化，收卷后在60℃下熟化24h，冷却后得到自降温型光伏背板。
通过以上实施例所得到的自降温型光伏背板，封装后所得的电池组件相比常规背板封装的光伏组件，发电效率分别可分别提升2.5%、5%、6%。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1. 一种自降温型光伏背板，包括依次粘结的吸水层、耐候层、第一粘结层、绝缘层、第二粘结层和阻水层，其特征在于：所述吸水层为可聚合亲水单体、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂、固化剂和无机填料形成的超吸水树脂涂覆层，其中：
所述可聚合亲水单体为甲基丙烯酸、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠、丙烯酸钠、N,N-二甲基双丙烯酰胺中的至少二种，含量为吸水层质量的57-97.8%；
所述抗氧剂为三 (4- 壬基酚 ) 亚磷酸酯、亚磷酸三 (2,4- 二叔丁基苯基 ) 酯、抗氧剂四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.3-5%；
所述紫外吸收剂为2, 4- 二羟基二苯甲酮 2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2- 基)-6-(十二烷基)-4-甲基苯酚 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-3%；
所述光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、双(2, 2, 6, 6－四甲基－4 － 哌啶基)癸二酸酯、双(3，5—二叔丁基—4羟基苄基磷酸单乙酯)镍中的一种或者多种的混合，含量为吸水层质量的0.2-5%；
所述无机填料为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的1-25%；
所述固化剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、叔丁基、过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或多种的混合，含量为吸水层质量的0.5-5%。
2. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述吸水层厚度为100-600um。
3. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述耐候层由聚四氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、乙烯~四氟乙烯共聚物树脂、全氟乙烯丙烯共聚物树脂、聚三氟氯乙烯树脂、热塑性含氟树脂、铝箔中的一种或多种混合而成，且所述耐候阻隔层的厚度为5μm ~300μm。
4. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述第一粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
5. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述绝缘层由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、阳极氧化铝板材、聚碳酸酯中的一种或多种混合而成，厚度为150-300μm。
6. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述第二粘结层为聚氨酯胶黏剂，厚度为3-25μm。
7. 根据权利要求1所述的一种自降温型光伏背板，其特征在于：所述阻水层由聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯、聚氨酯树脂、乙烯~醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的一种或多种混合而成，厚度为10μm ~500μm。
8. 一种自降温型光伏背板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a．将聚氨酯胶黏剂涂敷在绝缘层两侧；
b．通过热压复合方式分别将耐候层和阻水层复合到绝缘层的正面和背面；
c．将吸水层所需单体和各种添加剂按一定比例投入搅拌釜中搅拌均匀制成浆料，然后将其涂覆在耐候层上面，热风干燥固化，收卷后将其送入烘箱熟化。
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