一种高效黑色太阳能电池背板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高效黑色太阳能电池背板及其制备方法，所述高效黑色太阳能电池背板包括基材层、固化成型于所述基材层两面的氟碳层、固化成型于任一所述氟碳层与所述基材层之间的溶胶层。本发明专利技术高效黑色太阳能电池背板，通过在其中一层氟碳层和基材层之间设置能够固化成型的溶胶层，一方面能够阻止水汽的透过，提高了太阳能背板的老化性能；另一方面该溶胶层具有较好的吸附力，使外层的氟碳层不易脱落；而且氟碳层也是固化成型在基材层的上，这样能够降低太阳能电池背板的工艺难度，提高其生产质量和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效黑色太阳能电池背板及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池领域，涉及一种太阳能电池背板，具体涉及一种高效黑色太阳能电池背板及其制备方法。
技术介绍
随着煤、石油、天然气等化石能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，人类迫切需要寻求可替代的再生能源。太阳能是自然界中最丰富的可再生能源，太阳能光伏发电是指利用太阳能电池的光电效应，将太阳光辐射能转换成电能的发电方式。太阳能具有安全可靠、无噪声、无污染、可方便地与建筑物相结合等优点，自20世纪80年代以来得到持续高速发展。晶体硅电池是太阳能光伏发电系统的核心部分之一，若将晶体硅电池直接暴露在大气中，由于会受到光、热、雨、雪等气象因素的影响，晶体硅电池的转换效率和使用寿命会大大降低。太阳能电池背板作为太阳能电池背面的支撑和保护材料，是太阳能电池发挥作用不可或缺的组成部分。传统的太阳能背板材料为层状结构，由内、外层的耐候层和中间的基材层组成，这些结构层之间使用胶粘剂进行粘合。为了迎合住宅类光伏组件美观方面的需求，黑色组件被开发出来并逐渐投入使用，目前黑色太阳能电池背板的用量处于逐年上升的趋势。现有的技术中，黑色太阳能背板主要由含氟的薄膜、PET基层、EVA膜三层材料复合而成。此类背板存在诸多缺陷，比如背板较厚导热效率差，组件返修困难，EVA长期老化耐候性差，氟膜与PET基层粘结性差等。授权公告号为CN203733821U的中国技术专利公开了一种黑色太阳能电池背板及太阳能电池组件，该黑色太阳能电池背板包括基层、耐候黑色膜层，特别是，所述黑色太阳能电池背板还包括形成在所述基层的一面上的耐候黑色涂层以及形成在所述基层的另一面与所述耐候黑色膜层之间用于将所述基层和所述耐候黑色膜层粘接的高分子胶黏剂层。虽然这种黑色太阳能电池背板具有良好的耐候性能，易于组件返修，同时具有较低的生产成本；但这种背板的基层与耐候的黑色膜层之间采用了厚度较厚的胶粘剂进行粘结，使得层间粘结性较差，而且其反光率低，导致太阳能电池组件的功率降低。公开号为CN103872163A的中国专利技术专利公开了一种黑色太阳能电池背板，包括依次叠加设置的第一黑色导热耐候层、基板、阻隔层与第二黑色导热耐候层，所述基板内部填充有第一树脂组合物；所述第一黑色导热耐候层由第二树脂组合物形成，所述第二黑色导热耐候层由第三树脂组合物形成，所述第一树脂组合物、第二树脂组合物与第三树脂组合物各自独立的包括：100重量份的含氟树脂，8～20重量份的固化剂，80～200重量份的溶剂，50～100重量份的无机填料，1～5重量份的炭黑，所述阻隔层由铝或二氧化硅形成。虽然该黑色太阳能电池背板采用了高导热系数的树脂组合物，使黑色太阳能电池背板具有较好的导热性；然而它的阻隔层是在基板的一个表面蒸镀铝或二氧化硅得到，这导致其加工工艺复杂且组件返修成本较高，难以投入实际应用。授权公告号为CN203386783U的中国技术专利一种反光率高、封装损失低的黑色太阳能组件，该黑色太阳能电池组件包括黑色背板、电池片以及第一封装材料，其中，黑色背板设置在黑色太阳能电池组件的底部；电池片包括多块，多块电池片间隔分布在黑色背板上；第一封装材料设置在黑色背板和电池片之间，并且该第一封装材料包括位于电池片正下方增强反光结构。由于增强反光结构的反射率高，能够将这些光反射到电池片的背面，供电池片吸收，从而降低整个黑色太阳能电池组件的封装损失，提高单位面积的黑色太阳能电池组件的功率；但这种背板的耐气候与耐老化性能较差，难以满足太阳能组件25年以上使用寿命的要求。由此可见，设计并生产出一种黑色太阳能电池背板，使其达到导热率高、组件返修容易、耐老化性能好、成本低等综合性能优异的要求，显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种综合性能优异的高效黑色太阳能电池背板。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高效黑色太阳能电池背板，它包括基材层、固化成型于所述基材层两面的氟碳层、固化成型于任一所述氟碳层与所述基材层之间的溶胶层。优化地，所述氟碳层由黑色涂料组合物涂覆固化而成，所述黑色涂料组合物的原料配方包括下列重量份数的组分：含氟树脂80~120份；改性树脂10~60份；固化剂5~40份；散热填料5~50份；黑色填料0.5~5份；溶剂50~500份。进一步地，所述含氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物、三氟氯乙烯-烷基乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-烷基乙烯基酯共聚物和四氟乙烯-烷基乙烯基醚共聚物中的一种或者多种组成的混合物；所述改性树脂为甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸甲脂、丙烯酸乙脂和丙烯酰胺中的一种或多种聚合而成，或者为乙二醇酯、丁二醇酯和季戊四醇酯中的一种。进一步地，所述散热填料为氧化铝、氧化锆、氧化硼、二氧化钛、碳化硅、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化镓、纳米氧化铝电吸附接枝多壁碳纳米管、纳米氮化铝电吸附接枝多壁碳纳米管中的一种或者多种组成的混合物。进一步地，所述黑色填料为钛黑、锰铁黑、铜铬黑、炭黑中的一种或多种组成的混合物；所述固化剂为环氧树脂固化剂、胺类固化剂、酸酐固化剂和异氰酸酯固化剂中的一种或多种；所述溶剂为丙酮、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、丁酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲基吡咯烷酮中的一种或多种。优化地，所述溶胶层为溶胶-乳液组合物涂覆固化而成，所述溶胶-乳液组合物包括50~90份溶胶和10~50份乳液，所述溶胶为氨丙基三乙氧基硅烷溶胶、苯基三乙氧基硅烷溶胶、乙烯三乙氧基硅烷溶胶、乙烯基三甲氧基硅烷溶胶、乙烯基三甲氧基硅烷溶胶和四甲氧基硅烷溶胶中的一种或多种；所述乳液为聚乙酸乙烯乳液、苯丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和苯乙烯-丁二烯共聚乳液中的一种或多种。进一步地，所述溶胶-乳液组合物还包括0.2~2份助剂，所述助剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、柠檬酸、乙酰丙酮和无机氯化盐中的一种或两种以上的混合物。优化地，所述基材层的厚度为100~500μm，所述氟碳层的厚度为3~100μm，所述溶胶层的厚度为1~50μm。本专利技术的另一目的是提供一种高效黑色太阳能电池背板的制备方法，它包括以下步骤：（a）将所述基材层浸入醇/水混合溶液中0.5~5小时，取出在30~60℃下烘干；（b）对烘干后的基材层进行电晕处理，接着用碱液擦拭基材层的任一表面，再用蒸馏水将该面擦拭干净后置于30~60℃下干燥0.5~2小时取出；（c）在所述基材层用碱液擦拭过的表面上涂覆溶胶-乳液组合物，置于100~150℃下固化0.5~2小时形成所述溶胶层；（d）在所述溶胶层表面以及所述基材层另一表面上涂覆黑色涂料组合物，置于150~200℃下固化5~15分钟形成所述氟碳层即可。优化地，所述步骤（b）中，用碱液擦拭基材层（1）任一表面后置于30~60℃下干燥0.5~2小时，再用蒸馏水对该面进行擦拭。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术高效黑色太阳能电池背板，通过在其中一层氟碳层和基材层之间设置能够固化成型的溶胶层，一方面能够阻止水汽的透过，提高了太阳能背板的老化性能；另一方面该溶胶层具有较好的吸附力，使外层的氟碳层不易脱落；而且氟碳层也是固化成型在基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效黑色太阳能电池背板，其特征在于：它包括基材层（1）、固化成型于所述基材层（1）两面的氟碳层（3）、固化成型于任一所述氟碳层（3）与所述基材层（1）之间的溶胶层（2）。

【技术特征摘要】
1.一种高效黑色太阳能电池背板，其特征在于：它包括基材层（1）、固化成型于所述基材层（1）两面的氟碳层（3）、固化成型于任一所述氟碳层（3）与所述基材层（1）之间的溶胶层（2）；所述溶胶层（2）为溶胶-乳液组合物涂覆固化而成，所述溶胶-乳液组合物包括50~90份溶胶、10~50份乳液和0.2~2份助剂，所述助剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、柠檬酸、乙酰丙酮和无机氯化盐中的一种或两种以上的混合物，所述溶胶为氨丙基三乙氧基硅烷溶胶、苯基三乙氧基硅烷溶胶、乙烯三乙氧基硅烷溶胶、乙烯基三甲氧基硅烷溶胶和四甲氧基硅烷溶胶中的一种或多种；所述乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液；所述氟碳层（3）由黑色涂料组合物涂覆固化而成，所述黑色涂料组合物的原料配方包括下列重量份数的组分：含氟树脂80~120份；改性树脂10~60份；固化剂5~40份；散热填料5~50份；黑色填料0.5~5份；溶剂50~500份。2.根据权利要求1所述的高效黑色太阳能电池背板，其特征在于：所述含氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物、三氟氯乙烯-烷基乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-烷基乙烯基酯共聚物和四氟乙烯-烷基乙烯基醚共聚物中的一种或者多种组成的混合物；所述改性树脂为甲基丙烯酸甲脂、丙烯酸甲脂、丙烯酸乙脂和丙烯酰胺中的一种或多种聚合而成，或者为乙二醇酯、丁二醇酯和季戊四醇酯中的一种。3.根据权利要求1所述的高效黑色太阳能电池背板，其特征在于：所述散热填料为氧化铝、氧化锆、氧化硼、二氧化钛、碳化硅、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化镓、纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚峰，李成浪，张宇辉，潘建军，
申请(专利权)人：苏州福斯特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32