[發(fā)明專利]一種散熱型太陽(yáng)能電池背板材料及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710317335.X
• 申請(qǐng)日: 2017-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107163511A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹志英;林維紅;周光大;林建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L67/02
• 分類號(hào): C08L67/02;C08L53/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/22;C08K3/26;C08K5/132;C08K5/134;C08L77/02;C08K7/08;C08K7/24;C09D127/12;C09D7/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能背板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種散熱型太陽(yáng)能電池背板材料。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電是當(dāng)今世界利用新能源的一種主要形式。得益于無(wú)窮無(wú)盡的太陽(yáng)能資源，借助于光生伏特效應(yīng)，采用半導(dǎo)體材料就能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為電能。晶硅太陽(yáng)能電池目前使用廣泛，但是其對(duì)太陽(yáng)能的利用率較低，大部分太陽(yáng)能沒(méi)有被利用，會(huì)轉(zhuǎn)換為熱能使得太陽(yáng)能組件溫度升高，從而導(dǎo)致組件光電轉(zhuǎn)換效率降低。而組件工作溫度的升高對(duì)晶硅太陽(yáng)能電池具有負(fù)溫度效應(yīng)，溫度越高，對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換越不利。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，隨著組件溫度升高1℃，組件的光電轉(zhuǎn)換效率會(huì)下降，相應(yīng)的組件功率輸出降低0.4％左右。因此為了提高太陽(yáng)能組件的功率輸出，就需要降低組件的溫度，而這就依賴于增強(qiáng)導(dǎo)熱的太陽(yáng)能背板將組件的溫度傳導(dǎo)到空氣側(cè)從而實(shí)現(xiàn)組件溫度的降低。

太陽(yáng)能組件由正面的鋼化玻璃、EVA膠膜、電池片、EVA膠膜和背板組成，面向太陽(yáng)光的這部分的熱傳導(dǎo)效果是不明顯的，而組件的主要熱能則通過(guò)電池片背后的EVA膠膜，特別是背板傳導(dǎo)出去。背板在太陽(yáng)能電池組件中起到了支撐和保護(hù)的作用，具有耐候、阻水、絕緣性能，但是目前背板所用的PET基材導(dǎo)熱性能并不理想，導(dǎo)熱系數(shù)只有0.22W/(mk)；低導(dǎo)熱系數(shù)的背板不利于太陽(yáng)能電池組件的導(dǎo)熱散熱，相應(yīng)組件的溫度也就難以降低，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率會(huì)降低。針對(duì)這個(gè)情況，當(dāng)前有采用導(dǎo)熱系數(shù)較好的金屬背板來(lái)取代傳統(tǒng)PET基的聚合物背板，也有采用復(fù)合了耐候?qū)拥匿X箔作背板的，但是這些背板對(duì)絕緣性能的要求比較嚴(yán)苛，為了達(dá)到絕緣目的的后處理步驟比較繁復(fù)，而且金屬背板質(zhì)量重，操作不便捷；而采用輻射散熱材料制成散熱涂層達(dá)到組件降溫目的是較常見(jiàn)的方式，但涂層一般比導(dǎo)熱系數(shù)低的PET基材薄得多，PET基材構(gòu)成主要熱阻，從而散熱涂層效果并不理想。針對(duì)于此，有必要研究背板材料與優(yōu)化設(shè)計(jì)背板結(jié)構(gòu)來(lái)加強(qiáng)太陽(yáng)能組件的導(dǎo)熱性，降低組件的溫度，提高太陽(yáng)能電池的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種能增強(qiáng)散熱的太陽(yáng)能電池組件用背板材料，該背板能夠降低太陽(yáng)能組件的溫度，從而提高太陽(yáng)能組件的光電轉(zhuǎn)換效率，增大太陽(yáng)能組件的功率輸出。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種散熱型太陽(yáng)能電池背板材料，所述背板的內(nèi)層為導(dǎo)熱支撐層，外層為熱輻射耐候?qū)樱凰龅膶?dǎo)熱支撐層厚度在100-500微米，由40-80wt％的主體樹(shù)脂、20-60wt％的導(dǎo)熱填料、0.1-5wt％的偶聯(lián)劑、0.1-10wt％的改性劑、0-2wt％的紫外吸收劑、0-2wt％的紫外屏蔽劑、0-2wt％的抗氧劑組成；所述的熱輻射耐候?qū)雍穸仍?-30微米，由50-80wt％的氟樹(shù)脂、20-50wt％的輻射填料、0-5wt％的固化劑組成；所述的導(dǎo)熱支撐層為偶聯(lián)劑處理的導(dǎo)熱填料與其它組成混合后經(jīng)熔融擠出造粒，造粒后再熔融擠出拉伸得到，熱輻射耐候?qū)油坎荚趯?dǎo)熱支撐層上；

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱填料由粒徑在0.5-30微米的硅微粉、膨脹石墨、碳纖維、氧化鋁、泡沫鋁、氧化鋅、硫化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、氧化鎂晶須、氧化鋅晶須、石墨烯/氮化硼超晶格的一種或幾種按任意配比混合組成；

進(jìn)一步地，所述輻射填料為粒徑在0.1-5微米的碳化硅、氧化鋯、氧化鐵、二氧化鈦、炭黑、氧化錳、氧化鉻、二氧化硅的一種或幾種按任意配比混合組成。

進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑處理是將偶聯(lián)劑配成10-30wt％的乙醇溶液，再用乙酸調(diào)節(jié)所配溶液的pH至3-8，將導(dǎo)熱填料加入高速混合機(jī)內(nèi)；再將溶液用噴霧的方式加入高速混合機(jī)內(nèi)，在20-60℃以300-2000rpm高速混合10-30min，得偶聯(lián)劑處理的導(dǎo)熱填料；最后用動(dòng)態(tài)干燥法干燥導(dǎo)熱填料。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)態(tài)干燥法具體為：偶聯(lián)劑處理的導(dǎo)熱填料在高速攪拌機(jī)內(nèi)以10-200rpm低速攪拌，同時(shí)從高速攪拌機(jī)的底部鼓入40-60℃的干燥空氣處理30-90min，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱填料邊攪拌、邊懸浮干燥。

進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑由N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯、植物酸型單烷氧基類鈦酸酯、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、焦磷酸型單烷氧基類鈦酸酯、復(fù)合磷酸型單烷氧基類鈦酸脂的一種或幾種按任意配比混合組成。