CN109801999A - 一种太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池背板及其制备方法，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含氮化碳。该背板具有高效吸附并还原大气中二氧化碳的功能，其中二氧化钛的主要作用为吸收紫外线起到保护背板结构提高背板耐候性的作用，MOF‑74系列材料起到的主要作用为吸附并固定空气中二氧化碳，g‑C3N4起到的主要作用为在太阳光的作用下将吸附固定于背板中的二氧化碳还原。所得的太阳能电池背板不仅起到了保护太阳能电池片的作用，而且还具有环保净化空气的功能。

Description

一种太阳能电池背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种基于涂覆技术的环保太阳能电池背板及其制备方法。
背景技术
由于化石能源的不断使用导致当今环境污染日益严重，空气中氮氧化物、二氧化硫等有毒气体剧增，温室效应逐步恶化，太阳能作为一种清洁可再生能源得到了人们的日益关注，其中利用太阳能发电作为一种洁净的可再生新能源走上了能源舞台。为追求太阳能电池组件发电的投资回报，普遍要求太阳能电池组件有25年的使用寿命。太阳能电池板通常试一个层叠结构，主要包含玻璃表层、密封层、太阳电池片、密封层和太阳电池背板，其中太阳电池片被两层密封层密封包裹。太阳能电池背板在整个太阳能电池组件中占了相当大的表面积，背板与大气紧密接触，不仅起到了支撑太阳能电池组件的作用，而且对大气中的各种有害因素进行阻隔，对太阳能电池片进行有效的长期保护，因此背板是太阳能电池组件中仅次于电池片的第二大功能要素。
长期以来，如何增加太阳能电池背板的附加价值，使其一物多用成为了当今背板开发的重热点。因此开发一种具有环境保护功能的背板是十分有必要意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够高效吸附并还原大气中二氧化碳的基于涂覆技术的环保太阳能电池背板及其制备方法。
本发明提供的一种太阳能电池背板，采用的主要技术方案为：
包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含氮化碳。
其中，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-10wt％
其中，所述第一涂层中还包括吸附填料，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为3-6wt％。
其中，所述吸附填料为金属-有机框架材料。
其中，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉、氮化碳和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为15-50wt％。
其中，功能性氟树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的一种或几种为主体树脂的氟碳涂料固化形成。
其中，所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。
其中，所述第一涂层的厚度为12微米-100微米；所述中间基层厚度为0.2毫米-25毫米。
本发明的太阳能电池背板，在涂层中使用钛白粉、具有特殊结构和功能的金属--有机框架材料(MOF-74系列材料)、修饰后的氮化碳(g-C3N4)作为填料，涂层厚度为12微米-100微米，涂层为热固化微纳米级涂层，与现使用的普通太阳能电池背板相比，该背板具有高效吸附并还原大气中二氧化碳的功能，其中二氧化钛的主要作用为吸收紫外线起到保护背板结构提高背板耐候性的作用，MOF-74系列材料起到的主要作用为吸附并固定空气中二氧化碳，g-C3N4起到的主要作用为在太阳光的作用下将吸附固定于背板中的二氧化碳还原。所得的太阳能电池背板不仅起到了保护太阳能电池片的作用，而且还具有环保净化空气的功能。
本发明提供的一种太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
S1、取钛白粉15-30份、金属-有机框架材料5-10份、氮化碳5-15份、树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入球磨机混合均匀并研磨至细度5-15微米，制成色浆；
S2、取助剂与稀释剂10-15份、树脂质量份10-30份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料；
S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层上表面和/或下表面，并进行固化处理；
其中，所述吸附填料包括高岭土分子筛、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯碳分子筛和金属-有机框架材料中的一种或几种。
使用本发明的太阳能电池背板的制作方法，不改变现有涂覆工艺、成品率高、成本低廉。
附图说明
图1为本申请的太阳电池背板结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，按照本发明提供的一种太阳能电池背板，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含氮化碳。所述第一涂层的厚度为12微米-100微米；
其中，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-10wt％。
其中，所述第一涂层中还包括吸附填料，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为3-6wt％。
所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种。优选地，吸附填料为金属-有机框架材料。
其中，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉、氮化碳和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为15-50wt％。
本实施例的电池背板，在涂层中使用钛白粉、金属--有机框架材料(MOF-74系列材料)、修饰后的氮化碳(g-C3N4)作为填料，涂层厚度为12微米-100微米，涂层为热固化微纳米级涂层，与现使用的普通太阳能电池背板相比，该背板具有高效吸附并还原大气中二氧化碳的功能，其中二氧化钛的主要作用为吸收紫外线起到保护背板结构提高背板耐候性的作用，MOF-74系列材料起到的主要作用为吸附并固定空气中二氧化碳，g-C3N4起到的主要作用为在太阳光的作用下将吸附固定于背板中的二氧化碳还原生产CH4、CH3OH。所得的太阳能电池背板不仅起到了保护太阳能电池片的作用，而且还具有环保净化空气的功能。
其中，功能性氟树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的一种或几种为主体树脂的氟碳涂料固化形成。其中涂料中所使用树脂的质量份为30-40％。
其中，所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。
其中，所述涂料中还包括有固化剂，其中固化剂为可与反应性氟进行交联固化的反应物。
其中，涂料可以为单组份或双组份的。固化机理可以是缩聚或加成反应。
其中，所述中间基层为PET或EVA。优选地，中间基层为PET，所述中间基层厚度为0.2毫米-25毫米。
本发明提供的一种太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
S1、取钛白粉15-30份、金属-有机框架材料5-10份、氮化碳5-15份、树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入球磨机混合均匀并研磨至细度5-15微米，制成色浆；
S2、取助剂与稀释剂10-15份、树脂质量份10-30份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料；
S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层上表面和/或下表面，并进行固化处理；
其中，所述吸附填料包括高岭土分子筛、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯碳分子筛和金属-有机框架材料中的一种或几种。
使用本发明的太阳能电池背板的制作方法，不改变现有涂覆工艺、成品率高、成本低廉。
具体实施例
实施例1
1、色浆制备：取30份钛白粉、10份金属--有机框架材料(MOF-74系列材料)、5份碳氮化合物(g-C3N4)、3份分散剂、12份稀释剂、40份氟树脂，使用球磨机进行研磨操作，研磨15遍，使用刮板细度剂测试研磨细度为11微米，将色浆置于室温下待用。
2、涂料制备：取10份氟树脂、20份丙烯酸树脂、5份环氧树脂、40份步骤1中已制备好的色浆、15份固化剂、10份助剂及稀释剂，经分散机高速分散，将分散均匀的涂料置于室温下待用。
3、将步骤2中搅拌均匀的涂料使用涂覆技术涂覆于PET表面，并对涂覆好的太阳能电池背板进行烘干处理。
4、将步骤3中所制备的太阳能电池背板置于含二氧化碳气体的密闭透明容器中并使用氙光灯(CEL-WLAX500)照射，并测定二氧化碳气体初始浓度30mg/m3，经过24h光照后再次测定二氧化碳气体的浓度25.1mg/m3。
实施例2：
1、色浆制备：取20份钛白粉、10份金属--有机框架材料(MOF-74系列材料)、15份碳氮化合物(g-C3N4)、3份分散剂、12份稀释剂、40份氟树脂，使用球磨机进行研磨操作，研磨20遍，使用刮板细度剂测试研磨细度为10微米，将色浆置于室温下待用。
2、涂料制备：取30份氟树脂、50份步骤1中已制备好的色浆、10份固化剂、10份助剂及稀释剂，经分散机高速分散，将分散均匀的涂料置于室温下待用。
3、将步骤2中搅拌均匀的涂料使用涂覆技术涂覆于PET表面，并对涂覆好的太阳能电池背板进行烘干处理。
4、将步骤3中所制备的太阳能电池背板置于含二氧化碳气体的密闭透明容器中并使用氙光灯(CEL-WLAX500)照射，并测定二氧化碳气体初始浓度30mg/m3，经过24h光照后再次测定二氧化碳气体的浓度23.5mg/m3。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池背板，其特征在于，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含氮化碳。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-10wt％。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层中还包括吸附填料，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为3-6wt％。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述吸附填料为金属-有机框架材料。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉、氮化碳和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为15-50wt％。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层由功能性氟树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的一种或几种为主体树脂的氟碳涂料固化形成。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层的厚度为12微米-100微米；所述中间基层厚度为0.2毫米-25毫米。
9.一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取钛白粉15-30份、吸附填料5-10份、氮化碳5-15份、树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入球磨机混合均匀并研磨至细度5-15微米，制成色浆；
S2、取助剂与稀释剂10-15份、树脂质量份10-30份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料；
S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层上表面和/或下表面，并进行固化处理。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，所述吸附填料包括高岭土分子筛、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯碳分子筛和金属-有机框架材料中的一种或几种。
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