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CN102082185A - 一种太阳能电池背板及太阳能电池 - Google Patents

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罗辉
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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，具体公开了一种太阳能电池背板。其包括金属板层以及附着在金属板层上下的有机绝缘层，所述有机绝缘层为酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。本发明还公开了一种太阳能电池，其包括依次层压的透明盖板、密封胶层、太阳能电池片、密封胶层和太阳能电池背板；所述太阳能电池背板层为本发明所提供的太阳能电池背板。本发明所提供的太阳能电池背板，相对于TPT等背板的价格，其成本价格降低了近45％。并且该背板各项性能完全满足国家标准，特别是散热性和隔水性性能更优。

Description

一种太阳能电池背板及太阳能电池
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背板及太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。它是一种未来主要发展的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，其市场前景广阔。太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
太阳能电池板通常是一个叠层结构，主要包括透明盖板、密封胶层、太阳能电池片、密封胶层和太阳能电池背板层压而成。其中，太阳能电池背板的主要作用是提高太阳能电池板的整体机械强度，另外可以防止水汽渗透到密封层中，影响电池片的使用寿命。所以太阳能电池背板必须具有绝缘(耐电击穿)、耐老化、耐气候影响和耐腐蚀等特性。
目前，现有太阳能电池背板通过多层膜层压成型方式生产。以最常用的TPT为例，它是以聚氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氟乙烯(即PVF/PET/PVF)三层独立的薄膜通过胶水的粘结热压成型。
但是TPT材料的生产技术国内不成熟，国内不能生产，基本全部依靠从外国进口。由于为进口产品且生产技术难度大，导致TPT材料的价格非常昂贵，因此，行业里边亟需开发一种低成本、高性能的太阳能电池背板材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，现有技术中背板材料价格昂贵。从而提供了一种价格便宜的太阳能电池背板。
一种太阳能电池背板，其包括金属板层、以及电泳涂覆在金属板层两面的有机绝缘层，所述有机绝缘层为酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。
本发明还提供一种使用上述太阳能电池背板的太阳能电池。
一种太阳能电池，其包括依次层压的透明盖板、密封胶层、太阳能电池片、密封胶层和太阳能电池背板；所述太阳能电池背板层为本发明所提供的太阳能电池背板。
本发明所提供的太阳能电池背板，相对于TPT背板价格，其成本价格降低了40％多。并且该背板各项性能完全满足国家标准，特别是散热性和隔水性性能相对于现有技术也有了大幅的提高。
附图说明
图1是本发明三层结构的太阳能电池背板示意图。
图2是本发明五层结构的太阳能电池背板示意图。
具体实施方式
一种太阳能电池背板，其包括金属板层、以及电泳涂覆在金属板层两面上的有机绝缘层，所述有机绝缘层为酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。
其中，电泳涂覆为本领域技术人员所公知的，是指利用外加电场使悬浮于电泳液中的树脂等微粒定向迁移并沉积于电极基底表面的涂覆方法。
其中，本发明采用金属板层作为基层；采用金属板的太阳能电池背板，其具有机械强度高、水汽透过率低、散热性好等优点。
本发明的金属板层优选为不锈钢板、铁板、铜板和铝板中的一种。
金属板层的厚度优选为0.1～1.5mm，更优选为0.4～0.8mm。
本发明的有机绝缘层为有机高分子树脂，其与太阳能的密封胶层具有良好的结合力，同时又能隔绝空气与金属背板的接触，起到阻止金属氧化的作用，还可以增强电池片组合与金属背板之间的绝缘性能。
其中，酚醛树脂为本领域技术人员所公知的，一般为由酚类和醛类在酸或碱催化剂存在下经缩聚反应而成聚合物。本发明的酚醛树脂优选苯酚甲醛树脂、苯胺改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂中一种或几种。
环氧树脂亦为本领域技术人员所公知的，一般是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。本发明的环氧树脂优选双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、丙三醇环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂中一种或几种。
氨基树脂亦为本领域技术人员所公知的，一般为由含有氨基的化合物与甲醛经缩聚而成的树脂。本发明的氨基树脂优选苯基缩水甘油醚型氨基树脂、脲甲醛氨基树脂、三聚氰胺甲醛树脂中一种或几种。
本发明中有机绝缘层的厚度优选为10～100μm。
本发明中的两层有机绝缘层可以采用同种物质，也可以采用不同物质。
本发明中有机绝缘层中两层所处的环境不一样，因而优选采用不同的物质。裸露在空气中的那一层有机绝缘层，采用隔水性、耐候性较优的树脂。里面的那一层有机绝缘层，则采用绝缘性能优良和与密封胶层结合力较优的树脂。
优选地，本发明还包括镀附在金属板层的镀层。
镀层优选为镀锌层、镀锡层、镀镍层中的一种。
其中，镀层可以在金属板层的一面，也可以是两面。本发明优选为金属板层两面均镀附有镀层。
本发明的镀层厚度优选为2～50μm。
在恶劣的环境中，即使少量水汽透过有机绝缘层，镀层也可以防止金属板层被腐蚀。镀层与有机绝缘层一起起到双重保护的作用。
本发明采用电泳涂覆的方法制成的有机绝缘层性能优良。首先，有机绝缘层与金属板层的结合力好，即时使用很长时间，也不易脱落。其次，本发明的有机绝缘层均匀、平整、光滑，而且致密性好；致密性好可以有效防止水汽的透入，表面光滑、致密性好导致有机绝缘层的耐腐蚀性强。再次，本发明的有机绝缘层的硬度高、抗冲击性好，可以提高有机绝缘层遭受划伤等意外伤害的抵抗力，从而可以有效保护金属板层，提高太阳能电池背板的使用寿命。
现在，市面上的TPT材料一平米的售价约为95元，而本发明的一平米的太阳能电池背板成本价为：金属板26元，有机绝缘层原料15元，制作成本费12元，总计大约为53元。
从上可以看出，本发明的太阳能电池背板的价格相对TPT材料降低40％多。
一种太阳能电池，其包括依次层压的透明盖板、密封胶层、太阳能电池片、密封胶层和太阳能电池背板；所述太阳能电池背板为本发明所提供的太阳能电池背板。
其中，透明盖板为本领与技术人员所公知的，一般为玻璃。
密封胶层亦为本领技术人员所公知的，一般为乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)。其他均为本领域技术人员所公知的，在此不作赘述。
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
取双面镀有锌层的镀锌不锈钢板，其中镀层厚15μm，不锈钢板厚0.5mm。其一面上电泳涂覆30μm的丙三醇环氧树脂层。另一面上电泳涂覆35μm的、聚氨酯改性环氧树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A1。
实施例2
取0.7mm的铝板，在铝板一面上电泳涂覆40μm的聚氨酯改性环氧树脂层。另一面上电泳涂覆30μm的三聚氰胺甲醛树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A2。
实施例3
取双面镀有锌层的不锈钢板，其中镀层厚15μm，金属板厚0.5mm。其两面上电泳涂覆30μm的聚氨酯改性环氧树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A3。
实施例4
取双面镀有锌层的不锈钢板，其中镀层厚10μm，不锈钢板厚0.3mm。其一面上电泳涂覆25μm的丁腈橡胶改性酚醛树脂层。另一面上电泳涂覆35μm的、聚氨酯改性环氧树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A4。
实施例5
取双面镀有锌层的不锈钢板，其中镀层厚8μm，不锈钢板厚0.6mm。其一面上电泳涂覆20μm的丁腈橡胶改性酚醛树脂层。另一面上电泳涂覆30μm的聚氨酯改性环氧树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A5。
实施例6
取双面镀有锌层的铜板，其中镀层厚16μm，铜板厚0.5mm。其一面上电泳涂覆42μm的聚氨酯改性环氧树脂层。另一面上电泳涂覆20μm的苯基缩水甘油醚型氨基树脂层。
制成太阳能电池背板，记作A6。
对比例1
TPT材料：上层PVF层厚25μm、中间PET层厚0.3mm、下层PVF层厚25μm。
制成太阳能电池背板，记作AC1。
性能测试：
绝缘性测试：按照UL1703测试方法进行，能够耐受3000V的高压，而不被击穿视为合格。结果见表1。
水汽透过率测试：按ASTM F-1249进行，CaCl2吸湿法。测试参数：温度38℃，湿度：90％，时间24h。结果见表1。
散热性测试：先将不同背板材质的太阳能电池做成300×300mm规格的电池模组，将电池两极短路，在室外日光下照射2小时，用红外测温仪对电池五点测定温度，取平均值，对比不同材质背板电池的温度。结果见表1。
表1
  绝缘性   水汽透过率(g/m2)   散热性测试(℃)
 实施例1   OK   0.050   55.0
 实施例2   OK   0.050   55.6
 实施例3   OK   0.054   54.8
 实施例4   OK   0.051   54.9
 实施例5   OK   0.052   55.2
 对比例1   OK   2.850   56.5
从表1可以看出，本发明的绝缘性完全符合标准要求。而且水汽透过率大大降低，表明其隔水性优良，从而更好的保护太阳能电池片以及延长太阳能电池的使用寿命。从表1还可以看出，经过散热性测试之后，实施例的温度明显低于对比例，这说明本发明所提供的太阳能电池背板能够有效将热量散发出去，从而使太阳能电池的温度保持在较低状态，使太阳能电池的效率提高以及减少部件的高温侵害，延长部件使用寿命。
以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种太阳能电池背板，其包括金属板层、以及电泳涂覆在金属板层两面的有机绝缘层，所述有机绝缘层为酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述金属板层为不锈钢板、铁板、铜板、铝板中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述金属板层的厚度为0.1～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述酚醛树脂选自苯酚甲醛树脂、苯胺改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、丙三醇环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂中一种或几种。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述氨基树脂选自苯基缩水甘油醚型氨基树脂、脲甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中一种或几种。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述有机绝缘层的厚度为10-100μm。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述电泳涂覆在金属板层两面的有机绝缘层采用不同的物质。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于：还包括镀附在金属板层的镀层，所述镀层为镀锌层、镀镍层、镀锡层中一种。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池背板，其特征在于：所述镀层的厚度为2-50μm。
11.一种太阳能电池，其包括依次层叠热压的透明盖板、密封胶层、太阳能电池片、密封胶层和太阳能电池背板；所述太阳能电池背板层为权利要求1-10任意一项所述的太阳能电池背板。
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