光伏组件及在光伏组件背面制备多孔PVDF-HFP薄膜的方法技术

技术编号:19968095 阅读:39 留言:0更新日期:2019-01-03 14:53
本发明专利技术公开一种光伏组件,包括太阳能电池片和背板,所述背板的最外层为具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF‑HFP薄膜。进一步的,本发明专利技术还公开一种采用溶液相转换法在组件背面制备多孔PVDF‑HFP薄膜的方法。本发明专利技术通过在组件背面涂覆一层具有特殊结构的PVDF‑HFP薄膜材料,提高光伏组件背面的反射率和热辐射率,降低光伏组件的工作温度,提升组件发电能力。

PVDF-HFP Thin Films Fabricated on the Back of Photovoltaic Modules and Photovoltaic Modules

The invention discloses a photovoltaic module, which comprises a solar cell sheet and a backplane. The outermost layer of the backplane is a porous PVDF HFP film with a multi-scale micro-nanoporous structure. Further, the invention also discloses a method for preparing porous PVDF HFP films on the back of the module by solution phase conversion method. The invention improves the reflectivity and thermal emissivity of the back of the photovoltaic module, reduces the working temperature of the photovoltaic module, and improves the power generation capacity of the module by coating a layer of PVDF HFP film material with special structure on the back of the module.

【技术实现步骤摘要】
光伏组件及在光伏组件背面制备多孔PVDF-HFP薄膜的方法
本专利技术属于光伏组件的设计和应用领域,尤其涉及一种能降低工作温度的光伏组件。
技术介绍
光伏组件,是一种利用硅基材料PN结的光生伏特效应,将太阳能转化为电能的装置,包括:接受太阳光照射的正面玻璃前板,背面的聚合物背板,设置在玻璃前板和聚合物背板之间的硅基太阳能电池片,固定玻璃前板、太阳能电池片和聚合物背板的金属边框、胶膜等。光伏组件的背板,对电池片起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性,一般具有三层结构(PVF/PET/PVF,或PVDF/PET/PVDF)。PVF,学名聚氟乙烯。PVDF,学名聚偏氟乙烯。外层保护层PVF或PVDF,具有良好的抗环境侵蚀能力,中间层PET聚酯薄膜具有良好的绝缘性能,内层PVF或PVDF和EVA有良好的粘结性能。PVF和PVDF为最常见的两种含氟材料,在所有高分子材料中具有最佳的耐候性。这独特的性能源于其特殊的分子结构C-F。C-F键是有机化合物共价键中键能最大的。PVDF在分子结构上比PVF多一个氟原子,所以比PVF更致密、更耐候、阻隔性更好,并具有压电性、介电性、热电性等特殊性能,而且,PVDF的成本要低于PVF。因此,现在光伏行业中大多使用含PVDF氟膜的背板。光伏组件的额定发电功率,是在25℃的标准测试条件下得到的。在实际情况中,由于太阳光的辐射和电流经过组件内部电阻时产生的焦耳发热,组件的工作温度要比环境温度高30~40℃。组件的功率温度系数为-0.45%/℃,也就意味着,温度每升高一度,组件的发电功率将下降0.45%。在30℃的环境温度下,组件的工作温度上升到65℃,那么额定功率为300W的组件,其实际发电功率只有:300W×(1-(65-25)*0.45%)=246W。如果能通过某种技术手段,降低组件的工作温度,将能提升组件的实际发电能力。公开号为CN108336167A的专利技术专利申请公开一种具有辐射降温功能的太阳能光伏组件,利用透明辐射降温涂层,包括高分子树脂、微米粉体、涂料助剂和稀释剂,涂覆在光伏组件受光的正表面上。此种技术方案拟将透明辐射降温涂层涂覆在组件正面,以优化组件正面的热辐射能力,从而达到降温以帮助提高发电量。但考虑到组件正面需要尽可能的吸收太阳光,此方案无法通过提高反射率的方式减少入射光,进而降低组件升温,因此,效果十分有限,而且,此方案需要对涂覆材料在100~200℃的温度下固化0.5~1h,工艺繁琐。公开号为CN203071106U的专利技术专利公开一种背板及光伏组件,拟使用含金属氧化物的材料,覆盖在光伏组件背板的背面,通过辐射的方式降低组件温度。但此方案未考虑通过提高组件背板外表面的反射率来降低入射光带来的升温,并且,该方案并未阐明如何实施该技术,根据相关行业经验,该技术需要使用复杂的真空沉积设备,成本较高。公开号为CN203690323U的技术专利公开一种降温式太阳能组件,前板太阳能组件和后板玻璃以及边框围成一中空结构的形状,并且中空部分为一循环水腔,通过中空水腔的方式对组件进行降温,但该方案结构复杂,成本高,且需消耗水量较大,不适合推广应用。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术将提供一种光伏组件及降低光伏组件工作温度的方法,通过在组件背面涂覆一层具有特殊结构的PVDF-HFP(偏二氟乙烯-六氟丙烯)薄膜材料,从而提高光伏组件背面的反射率和热辐射率,降低光伏组件的工作温度,提升组件发电能力。本专利技术公开一种背板,包括背板本体,以及覆盖在背板本体最外层具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF-HFP薄膜。作为一种优选方案,所述多孔PVDF-HFP薄膜的厚度为100-2000微米。作为一种优选方案,所述多孔PVDF-HFP薄膜的厚度为300-800微米。作为一种优选方案,所述多尺度微纳孔结构的孔径分布为200-500纳米和3-8微米。作为一种优选方案,所述多孔PVDF-HFP薄膜采用溶液相转换法制备。本专利技术还公开一种光伏组件,包括太阳能电池片,以及具有上述任意一项特征的背板,所述背板的最外层为具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF-HFP薄膜。作为一种优选方案,所述太阳能电池片为硅基太阳能电池片,所述背板为聚合物背板。作为一种优选方案,聚合物背板从内到外依次包括内层保护层、第一粘合层、中间层PET、第二粘合层、外层保护层和多孔PVDF-HFP薄膜;所述内层保护层和外层保护层为PVF或PVDF。进一步的,本专利技术还公开一种在光伏组件背面制备多孔PVDF-HFP薄膜的方法,包括:将一定量的PVDF-HFP和高沸点的非溶剂溶解在低沸点溶剂里,得到PVDF-HFP混合液;将所述PVDF-HFP混合液涂覆至组件背板的外表面;待低沸点溶剂挥发,高沸点的非溶剂蒸发后,形成具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF-HFP薄膜;所述多孔PVDF-HFP薄膜的厚度为100-2000微米;所述多尺度微纳孔结构的孔径分布为200-500纳米和3-8微米。作为一种优选方案,所述PVDF-HFP在混合液中的质量浓度为2%~4%,所述高沸点的非溶剂在混合液中的质量浓度是75~85%。作为一种优选方案,所述PVDF-HFP、高沸点的非溶剂和低沸点溶剂的质量混合比例为3:100:20。作为一种优选方案,所述低沸点溶剂为丙酮或二甲基甲酰胺DMF,所述高沸点的非溶剂为去离子水或无水乙醇。作为一种优选方案,将所述PVDF-HFP混合液涂覆至组件背板的外表面后,自然风干2~4小时。有益效果:(1)本专利技术通过在光伏组件背面涂覆一层特殊的具有多尺度微纳孔结构的PVDF-HFP薄膜(多孔PVDF-HFP薄膜),既可提高组件背板外表面的反射率,降低入射太阳光带来的升温影响;又可提高组件背板外表面的辐射率,将电流流经组件内部电阻时产生的焦耳发热更快地散发至外界。相比于传统光伏组件的PVDF薄膜背板反射率为70%左右,本专利技术能将反射率提高至90%以上,辐射率高达0.9以上,且在这双重效果的作用下,可实现5℃左右的降温,使得组件的实际发电能力可提升2%以上。(2)本专利技术提供一种简单易行的溶液相转换法来制备多孔PVDF-HFP薄膜,由于制备方法和实施工艺都很简单,且成本较低,既可应用于新生产的组件上,也可应用于已安装在电站中的组件上,适合于大规模推广应用。附图说明图1为对比组1所述的常规光伏背板的剖面图;图2为实施例1所述的能降低工作温度的光伏背板的剖面图;附图标注说明:101是内层保护层PVF或PVDF,103是外层保护层PVF或PVDF,104是中间层PET,102是粘合层,105是多孔PVDF-HFP薄膜。具体实施例为了更清晰地说明本提案,下面将对相关技术描述中使用的附图做简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本提案的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。对比组1公开了一种常规光伏组件,主要包括硅基太阳能电池片、设置在硅基太阳能电池片正面的接受太阳光照射的正面玻璃前板、设置在硅基太阳能电池片背面的聚合物背板,以及固定玻璃前板、太阳能电池片和聚合物背板的金属边框、胶膜等。结合图1所示,其背板结构主要包括内层保护层101、粘合层102、外层保护层103和中间本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种背板,其特征在于,包括背板本体,以及覆盖在背板本体最外层具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF‑HFP薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种背板,其特征在于,包括背板本体,以及覆盖在背板本体最外层具有多尺度微纳孔结构的多孔PVDF-HFP薄膜。2.如权利要求2所述的背板,其特征在于,所述多尺度微纳孔结构的孔径分布为200-500纳米和3-8微米。3.如权利要求2或3所述的背板,其特征在于,所述多孔PVDF-HFP薄膜的厚度为100-2000微米。4.如权利要求4所述的背板,其特征在于,所述多孔PVDF-HFP薄膜的厚度为300-800微米。5.一种光伏组件,其特征在于,包括太阳能电池片,以及具有权利要求1至4任意一项所述特征的背板。6.一种在光伏组件背面制备多孔PVDF-HFP薄膜的方法,其特征在于,采用溶液相转换法制备,具体包括:将一定量的PVDF-HFP和高沸点的非溶剂溶解在低沸点溶剂里,得到PVDF-HFP混合液;将所述PVDF-HFP混合液涂覆至组件背板...

【专利技术属性】
技术研发人员:董仲余伟赵艳曹绿叶
申请(专利权)人:南京朗伯尼特新能源有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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