[發明專利]用于光伏組件背板散熱的反射涂料及其制備工藝與應用

在審

• 申請號: 201510343591.7
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN105047745A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 崔金;戴開瑛;張治軍;許鵬
• 申請（專利權）人: 湖南南方搏云新材料有限責任公司
• 主分類號: H01L31/049
• 分類號: H01L31/049;C09D5/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀

技術領域

本發明涉及一種用于光伏組件背板散熱的反射涂料，尤其是涉及一種用于光伏組件背板散熱的紅外線反射涂料及其制備工藝與應用。

背景技術

光伏發電是一種新能源，通過光伏效應可以將太陽能轉變成為電能，一般而言，陸基光伏發電依據不同的發電材料，其轉換效率在10-30%，意味著余下的太陽能將轉變成熱能等其他形式損失掉，因此，不斷提高光伏組件的轉換效率是光伏產業發展的方向。

光伏發電自廣泛應用以來，全球已經有上百個GW的使用規模，從獨立戶用發電系統、集中式村莊供電系統、混合或互補發電系統，到并網發電系統等，正在邁向較大規模的商業化應用。光伏發電系統在實際應用中，一般處于較高的太陽輻射下，其發電性能受自然環境條件的影響較大，其中系統主要部件——太陽能電池組件的工作溫度是影響光伏發電系統性能的重要因素之一。太陽能光伏發電核心單元為太陽能電池，目前投入大規模商業化應用的主要是硅系太陽能電池：單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池。

晶硅太陽能電池組件通常由玻璃、電池片串和背板，通過EVA膠膜封裝而成。太陽能電池背板是用在太陽能電池組件上的一種保護性構件，保護電池片串在各種氣候環境下25年乃至更長時間都能正常工作。

太陽光的發射光譜分布比較廣，從紫外到可見光，以及紅外線均有，其中紅外線占了太陽光譜的45%以上，即太陽能中45%的能源集中在紅外線段，而由于晶硅材料本身能帶結構的限制，晶硅電池僅能吸收太陽能中紫外和部分可見光范圍，紅外線則被組件的其他部件吸收，轉變成為熱能，因此組件的工作溫度迅速升高。

溫度對硅太陽能電池的影響，主要反映在太陽能電池的開路電壓、短路電流、峰值功率等參數隨溫度的變化而變化。單體太陽能電池的開路電壓隨溫度的升高而降低，電壓溫度系數為-（2.0～2.2）mv/℃，即溫度每升高1℃，單體太陽能電池開路電壓降低2.0～2.2mv；太陽能電池短路電流隨溫度升高而升高；太陽能電池的峰值功率隨溫度的升高而降低（直接影響到效率），即溫度每升高1℃，太陽能電池的峰值功率損失率約為0.35～0.45%，例如：工作在20℃的硅太陽能電池，其輸出功率要比工作在70℃的高17.5-22.5%。單塊太陽能電池組件通常由60片或者72片單體太陽能電池串聯組成。根據在我國寧夏地區實地測量的結果，夏天時太陽能電池組件背表面溫度高達70℃，而此時的太陽能電池工作結溫可以達到100℃（額定參數標定均在25℃條件下）。

硅太陽能電池工作在溫度較高情況下，開路電壓隨溫度的升高而大幅下降，同時導致充電工作點的嚴重偏移，易使系統充電不足而損壞；硅太陽能電池的輸出功率隨溫度的升高也大幅下降，致使太陽能電池組件不能充分發揮最大性能。現有的組件將玻璃片、EVA、電池片、EVA，背板依次疊層，然后層壓，并沒有特定的散熱裝置，在戶外使用環境中吸收的大量熱量難以迅速散失而積累，造成開路電壓隨溫度的升高而大幅下降，同時導致充電工作點的嚴重偏移，易使系統充電不足而損壞；硅太陽能電池的輸出功率隨溫度的升高也大幅下降，致使太陽能電池組件不能充分發揮最大效能。

盡管對光伏發電組件背面的散熱問題與傳統硅器件的散熱問題，沒有實質區別，而解決傳統電子器件散熱問題的技術手段已相當成熟，但是，由于光伏發電需要低成本長壽命的解決方案，而目前主要的背板材料改性處理，相對而言成本依然偏高，因此，急需一種低成本的散熱材料解決方案。另外，由于背板材料為高分子樹脂，盡管人們在努力保持背板材料絕緣性能的同時，努力提高其導熱能力，但是，由于有機樹脂本身的限制，背板的傳導散熱及輻射散熱能力依舊較差，無法在強烈太陽能輻射下有效地散熱，從而降低了組件的發電性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種成本低，可有效降低光伏組件背板的工作溫度，提高光伏組件的輸出功率，降低組件發電成本的用于光伏組件背板散熱的反射涂料及其制備工藝與應用方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明之用于光伏組件背板散熱的反射涂料，由以下重量百分比的原料制成：紅外線反射粉末材料5-80%（優選30-50%），粘結劑10-50%（優選30-50%），有機溶劑10-80%（優選50-60%）。