[發明專利]一種太陽能電池背板、太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710998596.2
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107749430B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 張東
• 申請（專利權）人: 周新芳
• 主分類號: H01L31/049
• 分類號: H01L31/049;H01L31/18;H01L31/048
• 代理公司: 杭州億創果專利代理有限公司 33339
• 代理人: 朱琴琴

本發明涉及一種太陽能電池背板、太陽能電池及其制備方法，屬于太陽能電池技術領域。包括有依次排列的基層、阻水聚合物層以及耐候聚合物層，各層之間通過膠粘劑相互連接；所述的基層的材料是PET膜；所述的阻水聚合物層是指改性聚丙烯酸樹脂。本發明提供的太陽能電池背板，具有隔水性能好、強度高、耐候性能好的優點。

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池背板、太陽能電池及其制備方法，屬于太陽能電池技術領域。

背景技術

太陽能電池：通過光生伏特效應直接把光能轉化成電能的裝置。光伏材料：又稱太陽電池材料，是能將太陽能直接轉換成電能的材料。只有半導體材料具有這種功能。可做太陽電池材料的材料有單晶硅、非晶硅、GaAs、CdTe、InP等。太陽能發電的優點：太陽能取之不盡，用之不竭；太陽能可以免費隨地取得，沒有運輸的成本；太陽能發電不會產生環境污染，環保，清潔，且不會消耗其他地球資源或導致地球溫室效應；太陽能發電的使用安全性高于其他的發電方式，且發電設施的維修較為簡單；在一些取電困難的地區（例如太空或偏遠落后地區），太陽能發電的成本反而較低。太陽能發電的缺點：發電密度低，太陽能發電的設施，必須具有相當大的安裝面積；太陽能受氣候、晝夜的影響很大，在晚上無法發電，必須配有貯存裝置。在高緯度和多云少日照的地區，較不易推廣太陽能發電；太陽能電池產生直流電，若要轉換為交流電，會損失4～12%的能量。太陽電池的效率是有理論上限的，對于硅太陽電池，能利用的光能只有44%左右，由于電池表面的反射、光生電子－空穴對的復合、串并聯電阻的影響等，也會損失部分能量。實際電池的效率會大大小于理論極限效率，一般的電池效率上限最高接近30%。

太陽能電池背板位于組件背面的最外層，在戶外環境下保護太陽能電池組件不受水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化、耐高低溫、良好的絕緣性和耐老化性能、耐腐蝕性能，可以反射陽光，提高組件的轉化效率，具有較高的紅外發射率，可以降低組件的溫度。太陽能電池背板位于太陽能電池板的背面，對電池片起保護和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性。一般具有三層結構，外層保護層具有良好的抗環境侵蝕能力(防止水氣侵蝕、抗紫外線等)，中間層為PET 聚脂薄膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯)具有良好的絕緣性能和強度，內層薄膜PEVA或PE與EVA 膠膜具有良好的粘接性能。對于外層保護層，1.外層保護層：為了有良好的耐候性，一般要求背板外層材料為含氟材料，PVF和PVDF為最常見的兩種含氟材料，在所有高分子材料中是眾所周知的耐侯性最佳產品。氟樹脂獨特的性能源于其特殊的分子結構C-F。C-F鍵是有機化合物共價鍵中鍵能最大的，C-F鍵能485KJ/mol，太陽光中紫外光波長200～380nm，220nm的光子的能量為544KJ/mol，只有小于220nm的光子才能離解C-F鍵。在陽光中，小于220nm的光子比例很小（不到5%），而且這些短波紫外線容易被大氣圈外臭氧層吸收，能到達地面的極少，所以太陽光幾乎對氟聚合物沒有任何影響。其缺點就是價格高昂，同時不易粘接，全球許多大型材料公司做了多年的材料研究，尋找可替代產品，但目前尚未找到理想的替代品。對于PET層，是聚對苯二甲酸乙二醇酯的簡稱,又稱聚酯薄膜，乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物，表面平滑有光澤。具有優良的物理機械性能，長期使用溫度可達120℃，短期使用可耐150℃高溫，可耐-70℃低溫，且高、低溫時對其機械性能影響很小。電絕緣性優良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩定性都很好。氣體和水蒸氣滲透率低，但是在高溫高濕中容易水解，在紫外光照下易發生光降解反應。背板一般都用PET膜來作為支持體。由多層PET復合而成的背板也有一定的市場應用，TPT、TPE、KPK、KPE等材料中的P層指的就是這里的PET,目前只有少數公司可以生產背板用PET。對于背板內層：在背板中，未經改性的含氟薄膜和PET與EVA膠膜粘結牢度差，因此背板與電池片接觸面需要有粘結層材料，一般可以使用改性過的含氟薄膜和PET，或是粘結性強的PEVA膜或PE膜，使用PEVA膜或PE膜作為背板內層對組件耐候性有很大的影響，但是它可以大大降低成本，但在非特別關鍵的組件上客戶還是愿意使用的。TPT、KPK等材料中使用的背板內層就是指改性過的含氟薄膜、TPE、KPE等材料中的E層指的就是粘結性強的PEVA膜或PE膜。