CN108183146B - 一种散热型光伏背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种散热型光伏背板及其制备方法。该散热型光伏背板的制备方法包括：1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；2)在氟树脂外耐候层、PET层、PEN层以及EVA层各自的表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；3)依次层叠氟树脂外耐候层、第一金属基板、PET层、第二金属基板、PEN层、第三金属基板以及EVA层；4)进行热压合处理，以得到所述光伏背板。该方法制备的光伏背板具有优异的散热性能，进而可以提高相应光伏组件的稳定性。

Description

一种散热型光伏背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，特别是涉及一种散热型光伏背板及其制备方法。
背景技术
晶体硅太阳能电池由于效率高、制造工艺成熟而得到广泛的应用。相应的晶体硅太阳能组件通常包括钢化玻璃、胶层、电池片层、胶层以及太阳能电池电池背板，太阳能电池背板位于太阳能电池组件的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。太阳能电池背板通常是一种多层复合材料，一般具有三层结构，外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层具有良好的绝缘性能，内层和太阳能电池组件的胶层具有良好的粘接性能。太阳能电池组件的温度升高将严重影响电池片的光电转换效率，导致电池片的效率大幅度下降，所以太阳能电池背板散热性能的优劣将影响太阳能电池片的转换效率和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种散热型光伏背板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种散热型光伏背板的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；
2)在氟树脂外耐候层的一面以及EVA层的一面分别涂刷粘结剂，在PET层以及PEN层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述氟树脂外耐候层，在所述第一金属基板的上表面铺设PET层，接着在所述PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设PEN层，接着在所述PEN层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设EVA层，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述EVA层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起与所述第一金属基板的多个过孔分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的多个过孔分别一一对应；
4)进行热压合处理，所述金属基板的下表面的柱状凸起穿过所述PET层而嵌入所述第一金属基板的相应的过孔中，所述金属基板的上表面的柱状凸起穿过所述PEN层而嵌入所述第三金属基板的相应的过孔中，所述氟树脂外耐候层的一部分嵌入所述第一金属基板的多个过孔中，所述EVA层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个过孔中，以得到所述散热型光伏背板。
作为优选的，所述第一金属基板和所述第三金属基板中的多个过孔呈矩阵排列，所述第二金属基板的上表面和下表面的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述过孔的直径为3-5毫米，相邻过孔之间的间距为5-10毫米，所述柱状凸起的直径为3-5毫米，相邻柱状凸起之间的间距为5-10毫米。
作为优选的，所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为50-90秒。
作为优选的，所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识。
作为优选的，所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：在85-105℃的温度下，以压力增加速率为每分钟增加0.5-2Kg/cm2的条件将压力增至20-25Kg/cm2，保持20-30分钟，接着以压力增加速率为每分钟增加3-5Kg/cm2的条件将压力增至50-60Kg/cm2，保持30-40分钟，接着以压力降低速率为3-5Kg/cm2的条件将压力降至20-25Kg/cm2，保持10-15分钟，接着以压力降低速率为0.5-2Kg/cm2的条件将压力降为0，然后在60-90℃的条件下固化80-120小时,最后冷却至室温。
作为优选的，所述氟树脂外耐候层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20-30份，碳纤维10-15份。
作为优选的，所述PET层包括PET100份以及碳纤维20-30份；所述PEN层包括PEN100份以及碳纤维20-30份。
作为优选的，所述EVA层包括：EVA100份，导热绝缘纳米颗粒20-30份，玻璃纤维10-20份。
本发明还提供了一种散热型光伏背板，所述散热型光伏背板为采用上述方法制备形成的。
本发明的光伏背板中，第一金属基板和第三金属基板中分别形成有多个过孔，且在第二金属基板的上表面和下表面分别形成有多个柱状凸起，第二金属基板表面的柱状凸起分别嵌入第一金属基板和第二金属基板的相应的过孔中，使得三个金属基板直接接触，进而使得该光伏背板具有优异的散热性能，氟树脂外耐候层和EVA层各自的一部分分别嵌入第一、第三金属基板的多个过孔中，有效提高氟树脂外耐候层和EVA层与金属基板的粘结性能，且EVA层的存在方便光伏背板与光伏组件的胶层之间的粘结，进而使得光伏组件难以发生剥离。氟树脂外耐候层中含有导热纳米颗粒，且EVA层中均含有导热绝缘纳米颗粒，且通过优化过孔和柱状凸起的直径和间距，使得该光伏背板具有优异的绝缘性能以及散热性能。此外，本发明的制备方法与现有技术相比还具有如下有益效果：通过优化热压合处理工艺，压力采用先逐渐增加压力，并进行阶段性热压处理，然后再逐渐降低压力，使得在整个热压合过程较为缓慢，方便柱状凸起嵌入过孔，且使得光伏背板具有优异的密封性能，本发明的制备方法简单，易于工业生产。
附图说明
图1为本发明的散热型光伏背板的结构示意图。
图2为本发明的第一金属基板和第三金属基板的俯视结构图。
图3为本发明的第二金属基板的俯视结构图。
具体实施方式
本发明提出的一种散热型光伏背板的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；
2)在氟树脂外耐候层的一面以及EVA层的一面分别涂刷粘结剂，在PET层以及PEN层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述氟树脂外耐候层，在所述第一金属基板的上表面铺设PET层，接着在所述PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设PEN层，接着在所述PEN层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设EVA层，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述EVA层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起与所述第一金属基板的多个过孔分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的多个过孔分别一一对应；
4)进行热压合处理，所述金属基板的下表面的柱状凸起穿过所述PET层而嵌入所述第一金属基板的相应的过孔中，所述金属基板的上表面的柱状凸起穿过所述PEN层而嵌入所述第三金属基板的相应的过孔中，所述氟树脂外耐候层的一部分嵌入所述第一金属基板的多个过孔中，所述EVA层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个过孔中，以得到所述散热型光伏背板。
其中，所述第一金属基板和所述第三金属基板中的多个过孔呈矩阵排列，所述第二金属基板的上表面和下表面的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述过孔的直径为3-5毫米，相邻过孔之间的间距为5-10毫米，所述柱状凸起的直径为3-5毫米，相邻柱状凸起之间的间距为5-10毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质优选为铝或铜。所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为50-90秒。所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识。所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：在85-105℃的温度下，以压力增加速率为每分钟增加0.5-2Kg/cm2的条件将压力增至20-25Kg/cm2，保持20-30分钟，接着以压力增加速率为每分钟增加3-5Kg/cm2的条件将压力增至50-60Kg/cm2，保持30-40分钟，接着以压力降低速率为3-5Kg/cm2的条件将压力降至20-25Kg/cm2，保持10-15分钟，接着以压力降低速率为0.5-2Kg/cm2的条件将压力降为0，然后在60-90℃的条件下固化80-120小时,最后冷却至室温。所述氟树脂外耐候层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20-30份，碳纤维10-15份。所述PET层包括PET100份以及碳纤维20-30份；所述PEN层包括PEN100份以及碳纤维20-30份。所述EVA层包括：EVA100份，导热绝缘纳米颗粒20-30份，玻璃纤维10-20份。
本发明还提供了一种散热型光伏背板，所述散热型光伏背板为采用上述方法制备形成的。如图1-3所示，所述散热型光伏背板包括氟树脂外耐候层1、第一金属基板2、PET层3、第二金属基板4、PEN层5、第三金属基板6以及EVA层7，其中，第一金属基板2和第三金属基板6中的多个过孔8呈矩阵排列，所述第二金属基板4的上表面和下表面的多个柱状凸起9呈矩阵排列，且所述第二金属基板4的上表面和下表面的多个柱状凸起9分别嵌入所述第一金属基板2和所述第三金属基板6中对应的过孔8中，所述氟树脂外耐候层1的一部分嵌入所述第一金属基板2的多个过孔8中以及所述EVA层7的一部分嵌入所述第三金属基板6的多个过孔8中，分别粘结相应的柱状凸起9。
实施例1：
一种散热型光伏背板的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，所述第一金属基板和所述第三金属基板中的多个过孔呈矩阵排列，所述第二金属基板的上表面和下表面的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述过孔的直径为4毫米，相邻过孔之间的间距为8毫米，所述柱状凸起的直径为4毫米，相邻柱状凸起之间的间距为8毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铝；
2)在氟树脂外耐候层的一面以及EVA层的一面分别涂刷粘结剂，在PET层以及PEN层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100℃以及时间为70秒，所述氟树脂外耐候层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒25份，碳纤维12份。所述PET层包括PET100份以及碳纤维25份；所述PEN层包括PEN100份以及碳纤维25份。所述EVA层包括：EVA100份，导热绝缘纳米颗粒25份，玻璃纤维15份；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述氟树脂外耐候层，在所述第一金属基板的上表面铺设PET层，接着在所述PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设PEN层，接着在所述PEN层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设EVA层，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述EVA层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起与所述第一金属基板的多个过孔分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的多个过孔分别一一对应，为了方便对准设置，优选在所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识；
4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：在85-105℃的温度下，以压力增加速率为每分钟增加1.5Kg/cm2的条件将压力增至22.5Kg/cm2，保持25分钟，接着以压力增加速率为每分钟增加4Kg/cm2的条件将压力增至55Kg/cm2，保持35分钟，接着以压力降低速率为4Kg/cm2的条件将压力降至25Kg/cm2，保持15分钟，接着以压力降低速率为1Kg/cm2的条件将压力降为0，然后在70℃的条件下固化100小时,最后冷却至室温，所述金属基板的下表面的柱状凸起穿过所述PET层而嵌入所述第一金属基板的相应的过孔中，所述金属基板的上表面的柱状凸起穿过所述PEN层而嵌入所述第三金属基板的相应的过孔中，所述氟树脂外耐候层的一部分嵌入所述第一金属基板的多个过孔中，所述EVA层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个过孔中，分别粘结相应的柱状凸起，以得到所述散热型光伏背板。
将上述方法制备的散热型光伏背板进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为192N/cm，水汽透过率为0.08g/m2*d。
实施例2：
一种散热型光伏背板的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，所述第一金属基板和所述第三金属基板中的多个过孔呈矩阵排列，所述第二金属基板的上表面和下表面的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述过孔的直径为5毫米，相邻过孔之间的间距为7毫米，所述柱状凸起的直径为5毫米，相邻柱状凸起之间的间距为7毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铜；
2)在氟树脂外耐候层的一面以及EVA层的一面分别涂刷粘结剂，在PET层以及PEN层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述干燥处理的温度为80℃以及时间为90秒，所述氟树脂外耐候层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20份，碳纤维15份。所述PET层包括PET100份以及碳纤维30份；所述PEN层包括PEN100份以及碳纤维30份。所述EVA层包括：EVA100份，导热绝缘纳米颗粒20份，玻璃纤维20份；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述氟树脂外耐候层，在所述第一金属基板的上表面铺设PET层，接着在所述PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设PEN层，接着在所述PEN层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设EVA层，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述EVA层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起与所述第一金属基板的多个过孔分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的多个过孔分别一一对应，为了方便对准设置，优选在所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识；
4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：在85-105℃的温度下，以压力增加速率为每分钟增加2Kg/cm2的条件将压力增至25Kg/cm2，保持20分钟，接着以压力增加速率为每分钟增加5Kg/cm2的条件将压力增至60Kg/cm2，保持30分钟，接着以压力降低速率为5Kg/cm2的条件将压力降至20Kg/cm2，保持10分钟，接着以压力降低速率为2Kg/cm2的条件将压力降为0，然后在90℃的条件下固化80小时,最后冷却至室温，所述金属基板的下表面的柱状凸起穿过所述PET层而嵌入所述第一金属基板的相应的过孔中，所述金属基板的上表面的柱状凸起穿过所述PEN层而嵌入所述第三金属基板的相应的过孔中，所述氟树脂外耐候层的一部分嵌入所述第一金属基板的多个过孔中，所述EVA层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个过孔中，分别粘结相应的柱状凸起，以得到所述散热型光伏背板。
将上述方法制备的散热型光伏背板进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为185N/cm，水汽透过率为0.11g/m2*d。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在第一金属基板和第三金属基板中分别形成多个过孔，在第二金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；
2)在氟树脂外耐候层的一面以及EVA层的一面分别涂刷粘结剂，在PET层以及PEN层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述氟树脂外耐候层，在所述第一金属基板的上表面铺设PET层，接着在所述PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设PEN层，接着在所述PEN层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设EVA层，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述EVA层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起与所述第一金属基板的多个过孔分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的多个过孔分别一一对应；
4)进行热压合处理，所述第二金属基板的下表面的柱状凸起穿过所述PET层而嵌入所述第一金属基板的相应的过孔中，所述第二金属基板的上表面的柱状凸起穿过所述PEN层而嵌入所述第三金属基板的相应的过孔中，所述氟树脂外耐候层的一部分嵌入所述第一金属基板的多个过孔中，所述EVA层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个过孔中，以得到所述散热型光伏背板。
2.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述第一金属基板和所述第三金属基板中的多个过孔呈矩阵排列，所述第二金属基板的上表面和下表面的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述过孔的直径为3-5毫米，相邻过孔之间的间距为5-10毫米，所述柱状凸起的直径为3-5毫米，相邻柱状凸起之间的间距为5-10毫米。
3.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为50-90秒。
4.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识。
5.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：在85-105℃的温度下，以压力增加速率为每分钟增加0.5-2Kg/cm2的条件将压力增至20-25Kg/cm2，保持20-30分钟，接着以压力增加速率为每分钟增加3-5Kg/cm2的条件将压力增至50-60Kg/cm2，保持30-40分钟，接着以压力降低速率为3-5Kg/cm2的条件将压力降至20-25Kg/cm2，保持10-15分钟，接着以压力降低速率为0.5-2Kg/cm2的条件将压力降为0，然后在60-90℃的条件下固化80-120小时,最后冷却至室温。
6.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述氟树脂外耐候层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20-30份，碳纤维10-15份。
7.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述PET层包括PET100份以及碳纤维20-30份；所述PEN层包括PEN100份以及碳纤维20-30份。
8.根据权利要求1所述的散热型光伏背板的制备方法，其特征在于：所述EVA层包括：EVA100份，导热绝缘纳米颗粒20-30份，玻璃纤维10-20份。
9.一种散热型光伏背板，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的方法制备形成的。
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