CN112599627A - 一种高反射背板及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏组件背板，尤其是一种高反射型光伏组件背板及光伏组件。为了解决现有光伏背板反射率低、导热差、氟污染的问题，本发明提供一种高反射型光伏组件背板及光伏组件。高反射背板在波长为400nm‑1200nm的波段的平均反射率为90％‑97％，导热系数2‑8W/m·K，所述高反射背板经过紫外老化试验，黄色指数变化小于3。采用所述的高反射背板应用在光伏组件中，能够提高光伏组件的短路电流密度，提高输出功率，降低运行温度且不含氟元素。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏组件背板，尤其是一种高反射型光伏组件背板。
背景技术
近年来，太阳能电池转换效率不断提升，提升组件转换效率越来越重要，其中提高组件背面的反射率是一大重要措施。提高组件背面反射率可以通过使用白色EVA实现，但是白色EVA需要大量白色填料添加，白色填料会迁移污染电池片，增加成本同时降低EVA耐老化性能，降低组件寿命。
随着转换效率的提高，以及组件功率的增加，组件散热量随之增加。而目前电站使用的绝大部分是硅太阳能电池，而硅太阳能电池对温度敏感，随着温度的升高转换效率急剧下降。故有效地传导硅太阳能电池产生的热量是高功率组件急需解决的一个问题。
另外，为了增加背板可靠性，多采用在PET薄膜上贴合氟膜或者涂布氟膜来提高背板的耐紫外性能，而氟材料一般价格昂贵，且失效背板的氟对环境会造成破坏。
发明内容
为了解决现有光伏背板反射率低、散热差、氟昂贵且环境不友好的问题，本发明提供一种高反射背板及光伏组件。本发明提供的高反射背板具有高反射率和优异的导热性能、优异的耐紫外性能，使光伏组件具有更高的输出功率、较低的运行温度、更好的耐候性。
为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。
本发明提供一种高反射背板，其特征在于：所述的高反射背板在波长为400nm-1200nm的波段的平均反射率为90％-97％，导热系数2-8W/m·K，所述高反射背板经过紫外老化试验且黄色指数变化小于3。
进一步的，所述的高反射背板为ABA三层结构，A层包括66％-86％的树脂，1％-3％的抗紫外粒子，10％-30％的导热填料，0.3％-2％的耐水解剂，所述B层包括83％-87％的树脂，0.3％-2％的耐水解剂，5％-8％的聚烯烃，6％-8％的无机粒子。
进一步的，所述的A层的树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚烯烃(PO)中的一种。
进一步的，所述的A层的抗紫外粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化硅中的一种或两种的组合。
进一步的，所述的A层的导热填料为球形氧化铝、氮化铝、碳化硅中的一种或两种的组合。
进一步的，所述的A层的耐水解剂为碳化二亚胺、二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺、或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述的A层的纳米二氧化钛为金红石型，粒径为5-20nm，纳米氧化锌的粒径为20-50nm，球形氧化铝为α-氧化铝，粒径为2-10μm。
进一步的，所述的B层的树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
进一步的，所述的B层的无机粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米碳酸钙中的一种或两种的组合。
进一步的，所述的B层的聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、或聚4-甲基戊烯中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述的B层的耐水解剂选自碳化二亚胺、二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺、或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述的B层的无机粒子粒径为100-300nm。
进一步的，所述的高反射背板的厚度为250μm-350μm。
进一步的，所述的高反射背板的厚度优选为300μm-350μm。
进一步的，所述的高反射背板的A层与B层厚度比例为1比8到3.5比21.5之间。
进一步的，所述的高反射背板的A层与B层厚度比例优选为1比7。
进一步的，所述的高反射背板在波长为400nm-1200nm的波段的平均反射率为95％-97％，导热系数3.6-5.5W/m·K，所述高反射背板经过紫外老化试验且黄色指数变化小于3。上述技术方案包括实施例2、3、8、9、10、11及13。
进一步的，所述的高反射背板在波长为400nm-1200nm的波段的平均反射率为95.3％-96.3％，导热系数4-5.5W/m·K，所述高反射背板经过紫外老化试验且黄色指数变化小于1.3。上述技术方案包括实施例为8、13。
一种光伏组件，其包括玻璃、太阳能电池片、EVA、框架、接线盒，该光伏组建还包括本发明所述的高反射背板。
进一步的，所述的光伏组件运行温度为27-34℃。
进一步的，所述的光伏组件运行温度为27-33℃。上述技术方案包括实施例2、3、8、9、10、11及13。
进一步的，所述的光伏组件运行温度为29-31℃。上述技术方案包括实施例为8、13。
本发明制备所述的高反射背板的方法包括以下步骤：
(1)将抗紫外粒子、导热填料、耐水解剂和聚酯切片按照配比混合造粒，将混合后的造粒料加入A挤出机；
(2)将无机粒子、耐水解剂和聚酯切片按照配比混合造粒，将混合后的造粒料、聚烯烃按照配比加入B挤出机；
(3)A层挤出机的熔体和B层挤出机的熔体通过过滤器、计量泵、分配块进入衣架式模头，并进行铸片；
(4)将铸片进行纵向拉伸、横向拉伸、热定型、收卷和分切，制得高反射背板。
与现有方案相比，本发明所述的高反射背板具有较高的反射率，能够增加光伏组件的短路电流密度及输出功率，成本低，制备简单，同时具有优异的导热性能和耐紫外老化性能。
附图说明
图1为本发明提供的光伏组件的结构示意图。
1、玻璃，2、太阳能电池片，3、EVA，4、高反射背板，5、接线盒，6、框架。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
本发明提供的高反射背板的性能的测试方法如下：
反射率的测定：按照GB/T 3979-2008标准，使用Perkin-Elmer公司的Lambda 950分光光度计测量样品的反射率。
黄色指数的测定：按照GB/T 2409-1980标准，使用Hunterlab公司的UltraScanVIS色差仪，测量样品的黄色指数。
导热系数的测定：按照GB/T 1040-2006标准，使用德国耐驰公司生产的LFA 467激光导热仪，测量样品的导热系数。
紫外老化试验：按照IEC 61215-2:2006标准，使用QUV紫外试验箱，条件：60℃，辐照强度300kWh/m2。
运行温度的测定：条件：25℃环境温度，AM1.5标准光源照射4小时后测试各电池片所在背板温度，取平均值。
实施例1
本实施例提供一种高反射背板，所述高反射背板为ABA三层结构，所述的A层包括树脂、耐紫外粒子、导热填料和耐水解剂，所述的B层包括树脂、无机粒子、聚烯烃和耐水解剂。
A层配比为67％的PET，2％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例2
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，3％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米氧化锌，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为250μm，两边的A层的厚度各为17.5μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例3
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，3％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米碳酸钙，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为22μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例4
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为67％的PET，2％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为300μm，两边的A层的厚度各为19μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例5
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，3％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为300μm，两边的A层的厚度各为22μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例6
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，3％的纳米氧化锌，平均粒径为40nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为300μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例7
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为67％的PET，1％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为29μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例8
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例9
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为40nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米氧化锌，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为29μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例10
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，1％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为20nm，1％的纳米氧化锌，平均粒径为40nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为86％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，4％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为250μm，两边的A层的厚度各为18μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例11
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径2μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为83％的PET，8％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚4-甲基戊烯，3％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为250μm，两边的A层的厚度各为21μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例12
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为66％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，30％的球形α-氧化铝，平均粒径8μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为86％的PET，8％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，5％的聚丙烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为29μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例13
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为76％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，20％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为85％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，8％的聚4-甲基戊烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例14
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为81％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，15％的球形α-氧化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为87％的PET，6％的纳米碳酸钙，粒径为100-300nm，6％的聚4-甲基戊烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
实施例15
本实施例提供一种高反射背板，与实施例1的区别在于：
A层配比为86％的PET，1.5％的纳米金红石型二氧化钛，平均粒径为5nm，1.5％的纳米氧化锌，平均粒径为20nm，10％的氮化铝，平均粒径5μm，1％的碳化二亚胺。B层配比为87％的PET，6％的纳米二氧化钛，粒径为100-300nm，6％的聚4-甲基戊烯，1％的碳化二亚胺。高反射率背板的总厚度为350μm，两边的A层的厚度各为25μm，制得的高反射背板相关性能见表1。
表1实施例和对比例提供的高反射背板的性能测试结果表
由上述表1所示的性能测试结果可以得出，本发明提供的光伏背板具有高的反射率，同时具有优异的导热性能和紫外老化性能。随着球型氧化铝粒径的增加和添加量的增加，导热系数增大。金红石型纳米二氧化钛和纳米氧化锌混用抗紫外性能优于单一使用，金红石型纳米二氧化钛或纳米氧化锌的粒径越小或含量越高，抗紫外效果更好。其中，优选的为实施例2、3、8、9、10、11及13。其中，最佳的实施例为8、13具有更好的综合性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种高反射背板，其特征在于：所述的高反射背板在波长为400nm-1200nm的波段的平均反射率为90％-97％，导热系数2-8W/m·K，所述高反射背板经过紫外老化试验且黄色指数变化小于3。
2.根据权利要求1所述的高反射背板，其特征在于：所述的高反射背板为ABA三层结构，A层包括66％-86％的树脂，1％-3％的抗紫外粒子，10％-30％的导热填料，0.3％-2％的耐水解剂，所述B层包括83％-87％的树脂，0.3％-2％的耐水解剂，5％-8％的聚烯烃，6％-8％的无机粒子。
3.根据权利要求2所述的高反射背板，其特征在于：所述的A层的树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚烯烃(PO)中的一种；所述的A层的抗紫外粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化硅中的一种或两种的组合；所述的A层的导热填料为球形氧化铝、氮化铝、碳化硅中的一种或两种的组合；所述的A层的耐水解剂为碳化二亚胺、二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺、或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求3所述的高反射背板，其特征在于：所述的A层的纳米二氧化钛为金红石型，粒径为5-20nm，纳米氧化锌的粒径为20-50nm，球形氧化铝为α-氧化铝，粒径为2-10μm。
5.根据权利要求2所述的高反射背板，其特征在于：所述的B层的树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；所述的B层的无机粒子为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米碳酸钙中的一种或两种的组合；所述的B层的聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、或聚4-甲基戊烯中的一种或至少两种的组合；所述的B层的耐水解剂选自碳化二亚胺、二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺、或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求4所述的高反射背板，其特征在于：所述的B层的无机粒子粒径为100-300nm。
7.根据权利要求4所述的高反射背板，其特征在于：所述的高反射背板的厚度为250μm-350μm，所述的高反射背板的A层与B层厚度比例为1比8到3.5比21.5之间。
8.一种高反射背板的制备方法，其特征在于：
(1)将抗紫外粒子、导热填料、耐水解剂和聚酯切片按照配比混合造粒，将混合后的造粒料加入A挤出机；
(2)将无机粒子、耐水解剂和聚酯切片按照配比混合造粒，将混合后的造粒料、聚烯烃按照配比加入B挤出机；
(3)A层挤出机的熔体和B层挤出机的熔体通过过滤器、计量泵、分配块进入衣架式模头，并进行铸片；
(4)将铸片进行纵向拉伸、横向拉伸、热定型、收卷和分切，制得高反射背板。
9.一种光伏组件，其包括玻璃、太阳能电池片、EVA、框架、接线盒，其特征在于：该光伏组建还包括权利要求1-7任一项所述的高反射背板。
10.根据权利要求9所述的高反射背板，其特征在于：所述的光伏组件运行温度为27-34℃。
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| CN202011329197.5A CN112599627A (zh) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 一种高反射背板及光伏组件 |
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