[发明专利]一种胶膜一体化高导热太阳能电池背板及制备方法和组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种胶膜一体化高导热太阳能电池背板及制备方法和组件。

背景技术

随着人类社会对能源的需求和消耗的大幅度增加以及地球的生态环境急剧恶化，太阳能光伏发电由于其来源无穷无尽和稳定性，成为最具有发展潜力的可再生新能源。太阳能组件是光伏发电系统的核心，其结构通常由前板玻璃、电池片串和背板通过EVA胶封装而成。其中电池片主要是硅基半导体，例如单晶硅电池、多晶硅电池和无定型硅电池等。太阳能电池背板是组件中除电池片外的最重要部分，主要对组件起保护作用，保证组件在各种气候条件下正常工作25年以上。

光伏发电系统在实际应用中一般处于较高的太阳辐射之下，其发电性能受自然环境的影响很大，其中系统主要部件，太阳能电池组件的工作温度是影响光伏发电效率的主要因素之一。温度对太阳能电池的影响主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流和峰值功率等参数随电池工作温度的变化而变化。电池的开路电压随温度的升高而降低。一般情况下，温度每升高1℃，开路电压降低2mV左右；短路电流随温度的升高而升高，电池的功率峰值随温度的升高而降低，温度每升高1℃，电池的功率损失为0.4％左右。硅基太阳能电池在较高工作温度下，开路电压随温度的升高而大幅下降，同时导致充电工作点的严重偏移，易使系统充电不足而损坏，硅基太阳能电池的输出功率随温度的升高也大幅下降，致使太阳能电池组件不能发挥最大性能，发电成本升高。

鉴于背板的材料多为高分子材料，其传导散热和辐射散热性能偏低，对其进行改性十分必要。中国专利公布号为CN104952955 A，公开日期为2015年09月30日的发明专利中揭示了一种以黑色散热涂料涂敷于组件成品或半成品中的背板上，涂料经固化而在背板外侧形成高散热层。该方法涂料的施工对象是组件的成品或半成品，体积和重量都比较大，操作不便，不利于大规模的连续化生产，而且涂层与背板之间的粘结也不牢固，涂层有脱落的风险。一旦涂层脱落，背板的散热功能就不复存在。中国专利公布号CN103606581 A，公开日期为2014年02月26日的发明专利中提供了一种以导热粘接层粘接导热耐候层的复合型背板，该方法背板的导热粘接层长期耐候性不佳容易导致层间脱落而使得背板整体的耐候性和导热性受到破坏，另外，由于基材本身没有高的导热性，背板整体的导热效果也比较有限。中国专利公布号CN 103441171 A，公开日期为2013年12月11日的发明专利中提供了一种以导热丙烯酸树脂涂层结构的导热背板，该方法的丙烯酸涂层耐候性较差，且基材本身导热性能不足从而影响背板的使用寿命和散热效果。因此，需要寻找一种更为有效和可靠的解决方案来制备高耐候性、高导热性的太阳能背板。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐候、高导热、高绝缘型的胶膜一体化高导热太阳能电池背板及制备方法和组件，背板具有高导热系数和高电阻率的高分子薄膜基材和耐候、高绝缘、含氟导热涂层，其中基材和涂层高度整合、无明显界面，属于膜胶一体化结构。

本发明提供的胶膜一体化高导热太阳能电池背板，其技术方案为：

一种胶膜一体化高导热太阳能电池背板，包括依次设置的含氟导热外涂层、高导热基材层和含氟导热内涂层，高导热基材层中含有碳纳米管和/或石墨烯，以及导热填料。

其中，导热填料包括碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN或SiC中的一种或多种。

其中，高导热基材层还包括母料、增韧剂、增容剂、偶联剂和扩链剂。

其中，母料是PET、PP、PE或PO；增韧剂是SBS或SEBS；增容剂是

MAH-g-SEBS(马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)、GMA-g-SEBS(甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、MAH-g-EPDM(马来酸酐接枝三元乙丙橡胶)、MAH-g-EVA(马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯酯)、MAH-g-LLDPE(马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯)；偶联剂是硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂；扩链剂包括双环氧基化合物。

其中，含氟导热外涂层和含氟导热内涂层是含碳纳米管和/或石墨烯的功能含氟涂层。

其中，含氟导热外涂层和含氟导热内涂层还包括碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN或SiC中的一种或多种。

其中，含氟导热外涂层和/或含氟导热内涂层的表面接枝有极性单分子层。