CN112103362B - 光伏组件背板及含其光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光伏组件背板及含其光伏组件。该光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层、反射层和第一装饰层及第一透明保护层，形成反射层和第一装饰层的基体树脂为含氟树脂。形成反射层和第一装饰层的基体树脂相同能够大大提高反射层和第一装饰层之间的相容性，降低光伏组件背板的分层风险。含氟树脂具有良好的耐候性、化学稳定性、阻燃性能和低摩擦系数等性，因而选用含氟树脂作为反射层和第一装饰层的基体树脂，同时设置第一透明保护层有利于大大提高光伏组件的紫外线阻隔率、耐候性、阻燃性、美观性和绝缘性。由于第一装饰层中的图案能够填补目标光伏组件的间隙及边缘，这使得光伏组件背板具有较好的美观性。

Description

光伏组件背板及含其光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体而言，涉及一种光伏组件背板及含其光伏组件。
背景技术
光伏组件的安装场所，由大规模集中式电站向分布式电站发展，分布式电站的安装环境和场所多种多样，一般常见于建筑屋顶、建筑外墙、高速公路等人口集中区。
为了提高光伏组件的外观美感，现有领域通常进行以下处理：
现有文献提供了一种太阳能玻璃幕墙前板的制备方法，该制备方法中使用镭射处理的高分子膜作为装饰层，并将其应用在太阳能玻璃幕墙前板中。
另一篇现有文献提供了一种太阳能组件前板的制作方法，该制作方法中，采用UV转印的方法制得图案层，并将其应用在太阳能组件的前板中。
又一篇现有文献提供了一种含彩色艺术图案的透明薄膜太阳能组件，该组件中采用彩色夹胶材料作为图案层。
上述方法存在的问题是：上述提高光伏组件的外观美感的方法均是使用单一装饰材料，因而光伏组件在应用过程中存在易分层和耐候性差的问题。同时大多数是针对薄膜组件的装饰，未见晶硅组件装饰的方案；上述方法仅考虑了光伏组件前板的装饰，未考虑其背面的装饰。
鉴于上述问题的存在，需要研发一种不易分层、耐候性好且美观的光伏组件。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光伏组件背板及含其光伏组件，以解决现有的光伏组件背板存在易分层和耐候性差的问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种光伏组件背板，光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层、反射层和第一装饰层及第一透明保护层，其中，形成反射层和第一装饰层的基体树脂为含氟树脂。
进一步地，含氟树脂为含四氟乙烯链段和/或三氟氯乙烯链段的共聚氟树脂；优选地，反射层和第一装饰层的基体树脂中氟元素的含量依次为3～15wt％、5～20wt％。
进一步地，形成第一装饰层的原料还包括颜料，颜料的L值为10～70，a值为-20～20，b值为-40～0，且颜料的Lab值与目标电池片的Lab值的差值为±5％。
进一步地，光伏组件背板还包括：底涂层，底涂层设置在绝缘层的远离反射层的表面上；第二装饰层，第二装饰层设置在底涂层的远离绝缘层的表面上。
进一步地，光伏组件背板还包括第二透明保护层，第二透明保护层设置在第二装饰层的远离底涂层的表面上。
进一步地，第一透明保护层的厚度为1～20μm，第二透明保护层的厚度为10～50μm。
进一步地，形成反射层的原料包括白色填料和分散剂，优选地，将形成反射层的原料按100重量份计，白色填料的用量为10～50份，分散剂的用量为0.5～5份。
本申请的另一方面还提供了一种光伏组件，包括背板，背板为本申请提供的光伏组件背板。
应用本发明的技术方案，形成反射层和第一装饰层的基体树脂相同能够大大提高反射层和第一装饰层之间的相容性，降低光伏组件背板的分层风险。同时含氟树脂属于热塑性树脂，且具有良好的耐候性、化学稳定性、阻燃性能和低摩擦系数等性，因而选用含氟树脂作为反射层和第一装饰层的基体树脂，同时设置第一透明保护层，有利于大大提高光伏组件的紫外线阻隔率、耐候性、阻燃性、美观性和绝缘性。此外由于第一装饰层中的图案能够填补目标光伏组件的间隙及边缘，这使得光伏组件背板具有较好的美观性。在此基础上，具有上述结构的光伏组件背板具有不易分层，以及紫外线透过率低、耐候性、阻燃性、绝缘性好及产品美观等优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供光伏组件背板的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、绝缘层；20、反射层；30、第一装饰层；40、第一透明保护层；50、底涂层；60、第二装饰层；70、第二透明保护层。
具体实施方式
正如背景技术所描述的，现有的光伏组件背板存在易分层的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种光伏组件背板，如图1所示，该光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层10、反射层20和第一装饰层30及第一透明保护层40，其中，形成反射层20和第一装饰层30的基体树脂为含氟树脂。
形成绝缘层10、反射层20和第一装饰层30的基体树脂相同能够大大提高绝缘层10、反射层20和第一装饰层30之间的相容性，降低光伏组件背板的分层风险。同时含氟树脂具有良好的耐候性、化学稳定性、阻燃性能和低摩擦系数等性，因而选用含氟树脂作为绝缘层10、反射层20和第一装饰层30的基体树脂，同时设置第一透明保护层40有利于大大提高光伏组件的紫外线阻隔率、耐候性、阻燃性、美观性和绝缘性。此外由于第一装饰层30中的图案能够填补目标光伏组件的间隙及边缘，这使得光伏组件背板具有较好的美观性。在此基础上，具有上述结构的光伏组件背板具有不易分层，以及紫外线透过率低、耐候性阻燃性、绝缘性好及产品美观等优点。
在一种优选的实施例中，上述含氟树脂优选为含四氟乙烯链段和/或三氟氯乙烯链段的共聚氟树脂。一定程度上，含氟树脂中氟元素的含量越多，光伏背板的耐候性越好。但是当氟含量超过一定的限度，会导致含氟树脂刚性较强，同时柔韧性相对变差，因而为了在提高光伏组件背板的耐候性的同时，兼顾其力学强度和柔韧性和抗分层性能，更优选地，反射层20和第一装饰层30的基体树脂中氟元素的含量依次为3～15wt％、5～20wt％。
为了进一步提高光伏背板的抗分层性能和紫外线阻隔率，优选地，形成上述底涂层50、第二装饰层60、第一透明保护层40和第二透明保护层70的基体树脂为含氟树脂，氟元素的含量依次为1～10％、5～15％、8～15％和3～15％。
由于第一装饰层30中的图案用于填补目标光伏组件的间隙及边缘，因而为了使其与电池片的颜色呈现出较小的色差，提高其美观性。优选地，形成第一装饰层30的原料还包括颜料，颜料的L值为10～70，a值为-20～20，b值为-40～0，且颜料的Lab值与目标电池片的Lab值的差值为±5％。
为了进一步降低上述背板在380mm以下的紫外线的透过率，在一种优选的实施例中，以重量份计，形成第一透明保护层40的原料包括55～75份含氟树脂、1～5份UV吸收剂、2～6份光稳定剂与5～8份异氰酸酯固化剂组成；形成第二透明保护层70的原料包括40～60份含氟树脂、20～30份聚酯树脂、4～6份光稳定剂与4～7份异氰酸酯固化剂组成。
在一种优选的实施例中，如图1所示，光伏组件背板还包括：底涂层50和第二装饰层60，底涂层50设置在绝缘层10的远离反射层20的表面上；第二装饰层60设置在底涂层50的远离绝缘层10的表面上。设置底涂层50一方面有利于保护绝缘层10，另一方面还可以为第二装饰层60提供背景色，从而进一步提高光伏组件的美观性。第二装饰层60的图案可以是任意图案，如字母、徽标(logo)、宣传字画等。优选地，底涂层的组成为含氟树脂、聚酯树脂与异氰酸酯固化剂组成。具有上述组成的底涂层与绝缘层和第二装饰层具有较好的粘结性能，从而有利于进一步提高其抗分层性。
为了进一步提高光伏组件的耐候性，优选地，如图1所示，光伏组件背板还包括第二透明保护层70，该第二透明保护层70设置在第二装饰层60的远离底涂层50的表面上。更优选地，形成第一透明保护层40的组合物包括含氟树脂、UV吸收剂、光稳定剂与异氰酸酯固化剂组成；形成第二透明保护层70的组合物包括含氟树脂、聚酯树脂、光稳定剂与异氰酸酯固化剂组成。
在一种优选的实施例中，第一透明保护层40的厚度为1～20μm，第二透明保护层70的厚度为10～50μm。
在一种优选的实施例中，形成反射层20的原料包括：含氟树脂、无机反射材料及第一溶剂；形成第一装饰层30的原料和形成第一装饰层30的原料均包括：含氟树脂、颜料及第二溶剂；及形成第一透明保护层40的原料和形成第二透明保护层70的原料包括：含氟树脂、助剂及第三溶剂，该助剂包括但不限于耐紫外助剂；形成底涂层50的原料包括含氟树脂、聚酯树脂与异氰酸酯固化剂。然后采用喷涂、滚涂和丝印等常规的方式形成相应反射层20、第一装饰层30、第二装饰层60、底涂层50、第一透明保护层40和第二透明保护层70。上述光伏组件背板中各层的制备过程中使用的溶剂可以是本领域常用的种类，此处不做赘述。
在一种优选的实施例中，形成反射层20的原料包括白色填料和分散剂。分散剂的加入可以提高白色填料的分散性，从而有利于提高光伏组件对光的反射率，从而提高其电学性能。更优选地，将形成反射层20的原料按100重量份计，白色填料的用量为10～50份，分散剂的用量为0.5～5份。
本申请的另一方面还提供了一种光伏组件，包括背板，该背板为本申请提供的光伏组件背板。
形成反射层20和第一装饰层30的基体树脂相同能够大大提高反射层20和第一装饰层30之间的相容性，降低光伏组件背板的分层风险。同时含氟树脂属于热塑性树脂，且具有良好的耐候性、化学稳定性、阻燃性能和低摩擦系数等性，因而选用含氟树脂作为反射层20和第一装饰层30的基体树脂，同时设置第一透明保护层40有利于大大提高光伏组件的紫外线阻隔率、耐候性、阻燃性、美观性和绝缘性。此外由于第一装饰层30中的图案能够填补目标光伏组件的间隙及边缘，这使得光伏组件背板具有较好的美观性。在此基础上，具有上述结构的光伏组件背板具有不易分层，以及紫外线透过率低、耐候性、阻燃性、绝缘性好及产品美观等优点。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
该光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层10、反射层20和第一装饰层30及第一透明保护层40。
以PET薄膜为绝缘层10，在绝缘层10上进行挤出涂布，经高温185℃固化后形成反射层20(以重量份计，含氟树脂55份(大金氟化工有限公司，GK570树脂)、二氧化钛35份(杜邦(中国)公司，R706)、聚酯树脂10份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)与异氰酸酯固化剂5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)，厚度为15mm，含氟量为10％。
在绝缘层10的另外一面进行挤出涂布，经高温180℃固化后形成底涂层50(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，ZHM-2树脂)40份、聚酯树脂(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)30份与异氰酸酯固化剂3份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)，厚度为5mm，含氟量为6％。
通过辊印的工艺方式将形成第一装饰层30的原料(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，ZHM-5树脂)45份、炭黑15份(卡博特化工有限公司，M430)、聚酯树脂(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)20份与异氰酸酯固化剂4.5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)转移至反射层20上，形成第一装饰层，厚度为5mm，含氟量为4％。形成的第一装饰层L值为18；a值为2；b值为-5，与电池色差＜5％。
经过挤出涂布，将形成第一透明保护层40的原料(以重量份计，含氟树脂(昆山长兴化学有限公司，41011树脂)60份、UV吸收剂(德国巴斯夫公司，UV326)2份、光稳定剂4份(德国巴斯夫公司，Tinuvin329)与异氰酸酯固化剂7.5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)均匀的涂布，经高温固化后完全覆盖第一装饰层30，厚度为20mm，含氟量为12％。
以丝网印刷的工艺方式将形成第二装饰层60的原料(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，JF-3X树脂)50份、有机颜料5份(德国巴斯夫公司，K7090)、聚酯树脂(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)30份与异氰酸酯固化剂3.5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)印刷在底涂层50上，形成第二装饰层60，厚度为3mm，含氟量为7％。
经过挤出涂布，将形成第二透明保护层70的原料(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，DF-300树脂)50份、聚酯树脂(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)15份、光稳定剂5份与异氰酸酯固化剂6份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)均匀的涂布，经高温固化后完全覆盖第二装饰层60，得到第二透明保护层70，厚度为15mm，含氟量为12％。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为0.6％，0.4％。按GB/T 31034-2014经过紫外500kWh的辐照老化，装饰层不褪色，表面保护层黄变指数△YI为3.4(△YI＜5)；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)3000小时后，各层不分层，整体不变色，完全满足常规太阳能组件的户外使用。
实施例2
该光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层10、反射层20和第一装饰层30及第一透明保护层40。
以PET薄膜为绝缘层10，在绝缘层10上进行挤出涂布，经高温190℃固化后形成反射层20(以重量份计，含氟树脂60份(日本旭硝子株式会社公司，LF-200树脂)、二氧化钛40份(杜邦(中国)公司，R740)、聚酯树脂20份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)与异氰酸酯固化剂8份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)，厚度为15mm，含氟量为10％。
在绝缘层10的另外一面进行挤出涂布，经高温180℃固化后形成底涂层50(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，JF-3X树脂)40.5份、聚酯树脂40份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)与异氰酸酯固化剂3份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)，厚度为3mm，含氟量为6％。
通过辊印的工艺方式将形成第一装饰层30的原料(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，ZHM-2树脂)26.1份、炭黑12份(卡博特化工有限公司，M410)、聚酯树脂30份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)与异氰酸酯固化剂3.5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)转移至反射层20上，形成第一装饰层，厚度为5mm，含氟量为4％；形成的第一装饰层L值为25；a值为1；b值为-2，与电池色差＜5％。
经过挤出涂布，将形成第一透明保护层40的原料(以重量份计，含氟树脂(昆山长兴化学有限公司，41011树脂)27.8份、UV吸收剂(德国巴斯夫公司，UV326)3份、光稳定剂3份(德国巴斯夫公司，Tinuvin329)与异氰酸酯固化剂7份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)均匀的涂布，经高温固化后完全覆盖第一装饰层30，厚度为20mm，含氟量为10％。
以丝网印刷的工艺方式将形成第二装饰层60的原料(以重量份计，含氟树脂(上海东氟化工科技有限公司，JF-1X树脂)51.1份、有机颜料4份(瑞士科莱恩公司，GNX-7)、聚酯树脂20份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)与异氰酸酯固化剂4份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)印刷在底涂层50上，形成第二装饰层60，厚度为3mm，含氟量为8％。
经过挤出涂布，将形成第二透明保护层70的原料(以重量份计，含氟树脂(日本旭硝子株式会社公司，LF-200树脂)18.2份、聚酯树脂10份(南亚塑胶工业公司，NPSN树脂)、光稳定剂6份与异氰酸酯固化剂4.5份(科思创聚合物有限公司，N3400固化剂)组成)均匀的涂布，经高温固化后完全覆盖第二装饰层60，得到第二透明保护层70，厚度为20mm，含氟量为10％。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为0.7％％，0.6％。按GB/T 31034-2014经过紫外500kWh的辐照老化，装饰层不褪色，表面保护层黄变指数△YI为3.8；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)3000小时后，各层不分层，整体不变色，完全满足常规太阳能组件的户外使用。
实施例3
与实施例1的区别为：形成反射层20和第一装饰层30的基体树脂中氟元素的含量依次为2％和25％。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为0.6％，0.5％。按GB/T 31034-2014经过紫外500kWh的辐照老化，装饰层不褪色，表面保护层黄变指数△YI为8.5；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)3000小时后，各层不分层，整体不变色，完全满足常规太阳能组件的户外使用。
实施例4
与实施例1的区别为：形成底涂层50、第二装饰层60、第一透明保护层40和第二透明保护层70的基体树脂中氟元素的含量依次为1％、5％、8％和15％。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为0.7％，0.9％。按GB/T 31034-2014经过紫外500kWh的辐照老化，装饰层不褪色，表面保护层黄变指数△YI为4.1；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)3000小时后，各层不分层，整体不变色，完全满足常规太阳能组件的户外使用。
实施例5
与实施例1的区别为：形成底涂层50、第二装饰层60、第一透明保护层40和第二透明保护层70的基体树脂中氟元素的含量依次为12％、3％、5％和20％。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为0.8％，0.3％。按GB/T 31034-2014经过紫外500kWh的辐照老化，装饰层不褪色，表面保护层黄变指数△YI为10.2；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)3000小时后，各层不分层，整体不变色，完全满足常规太阳能组件的户外使用。
对比例1
与实施例1的区别为：形成反射层20的基体树脂为含氟树脂，形成第一装饰层30的基体树脂为聚酯涂层。
以上结构的背板按GB/T 2410-2008方法测试了第一透明保护层40和第二透明保护层70对380nm以下的紫外光线的透过率。测试结果显示，第一透明保护层40和第二透明保护层70的紫外线透过率为15％，20％。按GB/T 31034-2014经过紫外300kWh的辐照老化，装饰层已褪色黄变，表层黄变指数△YI为18.4，严重超出标准范围；经过双85加速老化(85℃、85％湿度)1500小时后，各层材料开始分层，有水汽进入形成空鼓等外观不良。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
比较实施例1至5及对比例1可知，本申请制得的光伏组件背板的抗分层性能、耐候性及紫外线阻隔性能更加优异。
比较实施例1至3可知，将反射层和第一装饰层的基体树脂中氟元素的含量限定在本申请优选的范围内有利于提高光伏组件背板的抗分层性能和耐候性。
比较实施例1、4至5可知，将底涂层、第二装饰层、第一透明保护层和第二透明保护层的基体树脂中氟元素的含量限定在本申请优选的范围内有利于提高光伏组件背板的抗分层性能和耐候性。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种光伏组件背板，其特征在于，所述光伏组件背板包括依次层叠设置的绝缘层（10）、反射层（20）和第一装饰层（30）及第一透明保护层（40），其中，所述反射层（20）和所述第一装饰层（30）的基体树脂为含氟树脂；所述含氟树脂为含四氟乙烯链段和/或三氟氯乙烯链段的共聚氟树脂，所述反射层（20）和所述第一装饰层（30）的基体树脂中氟元素的含量依次为3～15wt%、5～20wt%；所述光伏组件背板还包括：
底涂层（50），所述底涂层（50）设置在所述绝缘层（10）的远离所述反射层（20）的表面上；
第二装饰层（60），所述第二装饰层（60）设置在所述底涂层（50）的远离所述绝缘层（10）的表面上；
第二透明保护层（70），所述第二透明保护层（70）设置在所述第二装饰层（60）的远离所述底涂层（50）的表面上；
所述底涂层（50）、所述第二装饰层（60）、所述第一透明保护层（40）和所述第二透明保护层（70）的基体树脂为含氟树脂，氟元素的含量依次为1～10wt%、5～15wt%、8～15wt%和3～15wt%；
其中，形成所述第一装饰层（30）的原料还包括颜料，所述颜料的L值为10～70，a值为-20～20，b值为-40～0，且所述颜料的Lab值与目标电池片的Lab值的差值为±5%。
2.根据权利要求1所述的光伏组件背板，其特征在于，所述第一透明保护层（40）的厚度为1～20μm，所述第二透明保护层（70）的厚度为10～50μm。
3.根据权利要求1所述的光伏组件背板，其特征在于，形成所述反射层（20）的原料包括白色填料和分散剂，将形成所述反射层（20）的原料按100重量份计，所述白色填料的用量为10～50份，所述分散剂的用量为0.5～5份。
4.一种光伏组件，包括背板，其特征在于，所述背板为权利要求1至3中任一项所述的光伏组件背板。
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