CN204441301U - 一种黑色高反射功能型太阳电池背板及其组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种黑色高反射功能型太阳电池背板及其组件。一种黑色高反射功能型太阳电池背板，包括基膜层，其特征在于：还包括所述基膜层一侧的黑色高反射功能层，以及所述基膜层另一侧的黑色耐候层，所述黑色耐候层表面的硅钛化成膜层。其有益效果是提高了背板对红外光的反射性能，降低了整体组件的热量吸收，进而降低电池的工作温度，提高了电池转换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种黑色高反射功能型太阳电池背板及其组件。
背景技术
太阳能电池组件主要包括背板、太阳能电池、封装胶膜和前板。背板通常是一种多层复合材料，必须具有极高的绝缘、耐老化、抗紫外、水汽阻隔等性能以及较好的尺寸稳定性能、足够的机械强度。背板的作用是用来提高太阳能电池的机械强度，保护晶体硅片，防止水汽渗透到密封层中影响电池片的使用寿命。由于太阳能电池的工作时间要达到二十五年之久，因此，背板必须在长时间内要具备抵抗阳光、雨水、风吹、击打以及温湿度变化等任何外界因素带来的破坏作用，并保护好电池片中的硅片。
太阳光是连续的光谱，通常情况下，到达地面的太阳能光谱(AM1.5)其能量约1000W/m2，波长覆盖范围从200nm的紫外光到2500nm的红外光为主。以硅的能隙为1.12eV计算，晶体硅太阳能电池主要吸收利用400～700nm左右的光。而对于波长低于400nm以下的高能光子，被太阳能电池吸收后，也只能产生一对电子-空穴对，其余能量转化热能；对于波长大于1100nm的红外光谱不会被电池片利用转换成电能，而是直接转化为热能。这两部分热能足以使太阳能电池内部温度快速上升。有资料报道，晶硅太阳能电池工作温度每升高1℃，则电池的转化效率降低0.4％～0.5％。因此，加强散热，降低太阳能电池工作温度，是提高太阳能电池工作效率的途径之一。
与白色背板相比，黑色背板可以吸收几乎所有可见光(300～750nm)及部分紫外线(250～280nm)或红外线(750～850nm)，这样会导致太阳能电池组件的温度升高，最终使得太阳能电池温度升高。太阳能电池组件热量主要来源太阳光照射，达到地球表面的太阳光中，约有5％的紫外光和42％的可见光以及53％的红外光。
综上所述，黑色太阳电池背板具有很强的吸光能力，而晶体硅太阳能电池主要吸收利用400～700nm的光波，其余光波将会转换为热量导致温度升高影响太阳电池的转化效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对红外光具有高反射性、对可见光区具有较低反射性、导热性能好、易于与EVA粘接、耐刮性能好的黑色高反射功能型太阳电池背板及其组件。
本实用新型所提供的一种黑色高反射功能型太阳电池背板的技术方案为：
一种黑色高反射功能型太阳电池背板，包括基膜层，其特征在于：还包括所述基膜层一侧的黑色高反射功能层，以及所述基膜层另一侧的黑色耐候层，所述黑色耐候层表面的硅钛化成膜层。
本实用新型所提供的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，还可以包含以下附属技术方案：
其中，所述黑色高反射功能层的厚度为10μm～150μm；所述黑色高反射功能层的反射功能性调料为富勒烯、石墨烯、石墨、碳粉、碳纳米管、氧化铟锡、氧化锡锑、过渡金属族氧化物、稀土金属、有机黑色颜料、无机黑色颜料中的一种或者几种的混合物。
其中，所述黑色耐候层表面是经等离子体硅钛化处理形成的硅钛化成膜层；所述硅钛化成膜层的厚度为0.1μm～2μm。
其中，所述基膜层的厚度为200μm～400μm；所述基膜层为对聚苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂中的一种或者几种的混合物。
其中，所述黑色高反射功能层的厚度为30μm～100μm；所述硅钛化成膜层的厚度为0.5μm～1μm；所述基膜层的厚度为250～350μm。
其中，所述黑色耐候层为黑色耐候涂层；所述黑色耐候涂层的厚度为0.1μm～150μm。
其中，所述黑色耐候涂层为黑色耐候聚合物涂层，所述黑色耐候聚合物涂层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂、改性聚烯烃、聚乙烯-醋酸乙烯酯、低密度线性聚乙烯、氟改性丙烯酸树脂中的一种或者几种的混合物形成的聚合物层。
其中，所述黑色耐候层为黑色耐候膜层；所述黑色耐候膜层通过高分子胶黏剂层粘结在所述基膜层上，所述黑色耐候膜层的厚度为10μm～50μm。
其中，所述黑色耐候膜层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂中的一种或者两种的混合物，所述黑色耐候膜层的固化剂是异氰酸酯类、氨基树脂类、改性丙烯酸类中的一种或者几种；所述黑色耐候膜层的厚度为30μm～50μm。
其中，所述高分子胶黏剂层为一种双组份高分子胶黏剂，其中一个组分含有羟基或者羧基的可反应基团，为羟基聚氨酯树脂、羟基丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂中的一种或者几种的混合物，另一个组分为含有异氰酸酯基团的固化反应组分；所述高分子胶黏剂层的厚度为0.1μm～10μm。
本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，其技术方案为：
一种太阳能电池组件，包括前层材料、封装材料、电池片、封装材料、太阳电池背板，其特征在于：所述太阳电池背板是上述所述的任一种黑色高反射功能型太阳电池背板。
本实用新型的实施包括以下技术效果：
本实用新型提供的太阳电池背板的黑色高反射功能层对700～1200nm近红外光具有极高的反射率，同时具有良好的导热性能，并与EVA有良好的粘结性能；耐候膜层表面的硅钛化成膜层增强了背板空气面的耐刮性能。本实用新型提高了背板对红外光的反射性能，降低了整体组件的热量吸收，进而降低电池的工作温度，提高了电池转换效率。
所述的黑色高反射功能层在近红外光区具有较高的反射率，在可见光区具有很低的反射率使背板表现为黑色，具体为在700～1200nm的近红外光区平均反射率＞25％，在380～700nm的可见光区平均反射率＜10％。黑色高反射性能层可以与太阳能组件的封装材料在层压过程中实现良好的粘接，粘接强度＞40N/cm。
附图说明
图1为黑色高反射功能型太阳电池背板结构示意图1
图2黑色高反射功能性太阳电池背板结构示意图2
图3本实用新型黑色高反射功能性太阳电池背板反射率数据图
1、硅钛化成膜层；2、黑色耐候涂层；3、黑色耐候膜层；4、高分子胶黏剂层；5、基膜层；6、黑色高反射功能层。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
一种黑色高反射功能型太阳电池背板，包括基膜层5，还包括所述基膜层5一侧的黑色高反射功能层6，以及所述基膜层5另一侧的黑色耐候层，所述黑色耐候层表面的硅钛化成膜层1；所述黑色高反射功能层6的厚度为10μm～150μm；优选的方案是在30μm至100μm之间，具体数值可以选为10μm、30μm、60μm、100μm、120μm、150μm。将黑色高反射功能层6的厚度限定在上述尺寸范围内可以更好的满足背板的高反射性的需求，还能增强了背板耐候性能，而选择上述具体厚度值，可以更好的满足工艺要求。所述黑色高反射功能层6的反射功能性调料为富勒烯、石墨烯、石墨、碳粉、碳纳米管、氧化铟锡、氧化锡锑、过渡金属族氧化物、稀土金属、有机黑色颜料、无机黑色颜料中的一种或者几种的混合物，所述功能性调料在所述黑色高反射功能层6中的重量比为0.1％～80％；具体数值为0.1％、5％、80％；上述组分比例具有较好的反射性能。
在本实用新型给出的上述实施例中，所述硅钛化成膜层1的厚度为0.1μm～2μm；所述硅钛化成膜层1是通过等离子体硅钛化处理形成的硅钛化成膜层；优选的方案是在0.5μm至1μm之间，具体数值可以选为0.1μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm。将硅钛化成膜层1的厚度限定在上述尺寸范围内可以更好的满足与EVA的粘结性的需求，还能增强了背板空气面的耐刮性能，而选择上述具体厚度值，可以更好的满足工艺要求。
所述基膜层5为对聚苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂中的一种或者几种的混合物通过双向拉伸形成的聚合物薄膜，所述基膜层5的厚度为200～400μm。优选的方案为250～350μm，具体数值可以选为200μm、250μm、350μm、400μm。选择上述厚度的基膜层5可以使背板具有较高的强度。而上述具体厚度值的选择，更好的平衡了透光反射性和强度之间的关系。
本实用新型中，所述黑色耐候层可以为黑色耐候涂层2或者黑丝耐候膜层3。
本实用新型还提供了一种太阳能电池组件，包括前层材料、封装材料、电池片、封装材料、太阳电池背板，其特征在于：所述太阳电池背板为本实施例所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板；本实用新型中一种太阳能电池组件的结构为常规结构，且本实用新型提供的太阳电池组件的改进仅涉及上述的太阳电池背板，不对其他部分进行改动。故本说明书仅对太阳电池背板进行详述，对太阳能电池组件的其他部件及工作原理这里不再赘述。本领域技术人员在本说明书描述的内容基础上，即可实现本发明所述的太阳能电池组件。
实施例1
参见图1，本实施例中所述黑色耐候层为黑色耐候涂层2；所述黑色耐候涂层2的厚度为0.1μm～150μm；优选30μm～120μm；具体数值可以选为0.1μm、30μm、120μm、150μm。选择上述厚度的黑色耐候涂层2可以使黑色耐候涂层2具有较好的耐候性，而上述具体厚度值的选择，更好的平衡耐候性和节省材料之间的关系。所述黑色耐候涂层2为黑色耐候聚合物涂层，所述黑色耐候聚合物涂层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂、改性聚烯烃、聚乙烯-醋酸乙烯酯、低密度线性聚乙烯、氟改性丙烯酸树脂中的一种或者几种的混合物形成的聚合物层。本实施例使用涂层工艺为胶膜一体化粘接，增强了层与层之间的粘接性，不需要高分子粘接胶，减少了成本。
实施例2
参见图2，本实施例中所述黑色耐候层为黑色耐候膜层3；所述黑色耐候膜层3通过高分子胶黏剂层4粘结在所述基膜层5上，所述黑色耐候膜层3的厚度为10～50μm。优选30μm～50μm；具体数值可以选为10μm、30μm、40μm、50μm。选择上述厚度的黑色耐候膜层3可以使黑色耐候膜层具有较好的耐候性，而上述具体厚度值的选择，更好的平衡耐候性和节省材料之间的关系。所述黑色耐候膜层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂中的一种或者两种的混合物，所述黑色耐候膜层的固化剂是异氰酸酯类、氨基树脂类、改性丙烯酸类中的一种或者几种；所述黑色耐候膜层的固化方式为热固化、紫外光固化或者辐射固化中的一种或者几种进行交联反应形成具有高交联网状结构的耐候黑色膜层；所述高分子胶黏剂层4为一种双组份高分子胶黏剂，其中一个组分含有羟基或者羧基的可反应基团，其中一个组分为羟基聚氨酯树脂、羟基丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂中的一种或者几种的混合物，另一组分为含有异氰酸酯基团的固化反应组分；所述高分子胶黏剂层4的厚度为0.1～10μm。优选1μm～5μm；具体数值可以选为0.1μm、1μm、5μm、10μm。选择上述厚度的高分子胶黏剂层4可以使高分子胶黏剂层4具有较好的粘接性。
图3为本实施例黑色高反射功能性太阳电池背板反射率数据图，从图中可以看出所述的黑色高反射功能层6在近红外光区具有较高的反射率，在可见光区具有很低的反射率使背板表现为黑色，具体为在700～1200nm的近红外光区平均反射率＞25％，在380～700nm的可见光区平均反射率＜10％。而且黑色高反射性能层可以与太阳能组件的封装材料在层压过程中实现良好的粘接，粘接强度＞40N/cm。
黑色高反射背板与普通黑色背板的太阳电池组件功率对比试验条件为19％单晶电池片，60片电池片组件，除背板外其他原材料均相同，结果如表1所示，可以得出本实用新型的背板能够提升太阳电池组件的性能，具有市场推广价值。表1黑色高反射背板与普通黑色背板的太阳电池组件功率对比
综上，本实用新型提供的太阳电池背板的黑色高反射功能层6对700～1200nm近红外光具有极高的反射率，同时具有良好的导热性能，并与EVA有良好的粘结性能；耐候膜层表面的硅钛化成膜层增强了背板空气面的耐刮性能。本实用新型提高了背板对红外光的反射性能，降低了整体组件的热量吸收，进而降低电池的工作温度，提高了电池转换效率。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种黑色高反射功能型太阳电池背板，包括基膜层，其特征在于：还包括所述基膜层一侧的黑色高反射功能层，以及所述基膜层另一侧的黑色耐候层，所述黑色耐候层表面的硅钛化成膜层。
2.根据权利要求1所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色高反射功能层的厚度为10μm～150μm；所述黑色高反射功能层的反射功能性调料为富勒烯、石墨烯、石墨、碳粉、碳纳米管、氧化铟锡、氧化锡锑、过渡金属族氧化物、稀土金属、有机黑色颜料、无机黑色颜料中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色耐候层表面是经等离子体硅钛化处理形成的硅钛化成膜层；所述硅钛化成膜层的厚度为0.1μm～2μm；所述基膜层的厚度为200μm～400μm；所述基膜层为对聚苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色高反射功能层的厚度为30μm～100μm；所述硅钛化成膜层的厚度为0.5μm～1μm；所述基膜层的厚度为250μm～350μm。
5.根据权利要求1～4任一所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色耐候层为黑色耐候涂层；所述黑色耐候涂层的厚度为0.1μm～150μm。
6.根据权利要求5所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色耐候涂层为黑色耐候聚合物涂层，所述黑色耐候聚合物涂层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂、改性聚烯烃、聚乙烯-醋酸乙烯酯、低密度线性聚乙烯、氟改性丙烯酸树脂中的一种。
7.根据权利要求1～4任一所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色耐候层为黑色耐候膜层；所述黑色耐候膜层通过高分子胶黏剂层粘结在所述基膜层上，所述黑色耐候膜层的厚度为10μm～50μm。
8.根据权利要求7所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述黑色耐候膜层是基于改性四氟乙烯树脂、改性三氟氯乙烯树脂中的一种或者两种的混合物，所述黑色耐候膜层的固化剂是异氰酸酯类、氨基树脂类、改性丙烯酸类中的一种；所述黑色耐候膜层的厚度为30μm～50μm。
9.根据权利要求7所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板，其特征在于：所述高分子胶黏剂层为一种双组份高分子胶黏剂，其中一个组分含有羟基或者羧基的可反应基团，为羟基聚氨酯树脂、羟基丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂中的一种，另一个组分为含有异氰酸酯基团的固化反应组分；所述高分子胶黏剂层的厚度为0.1μm～10μm。
10.一种太阳能电池组件，包括前层材料、封装材料、电池片、封装材料、太阳电池背板，其特征在于：所述太阳电池背板是权利要求1～9任一所述的一种黑色高反射功能型太阳电池背板。
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