[发明专利]一种高散热型太阳能电池背板和组件及其背板的制备方法

说明书

本发明涉及一种高散热型太阳能电池背板和组件及其背板的制备方法。本发明的一种高散热型太阳能电池背板，包括依次设置的高散热的空气面外层、基材层和与封装材料具有良好粘合力的内层，高散热的空气面外层和与封装材料具有良好粘合力的内层均是含碳纳米管和/或石墨烯的功能含氟涂层。其有益效果是：整个背板的层与层之间由化学键、氢键和范得华力紧密结合，是一种典型的不分层、一体化结构。背板双面含氟，提高了组件的长期可靠性。背板的导热系数和热辐射效率可以通过碳纳米管和石墨烯的含量来调控；将电池组件中产生的热量及时散发出去，可望有效降低组件的工作温度2‑6℃，提高光伏组件的输出功率1‑2％，保护电池的寿命、降低组件的发电成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种高散热型太阳能电池背板和组件及其背板的制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种通过光伏效应将太阳能转换为电能的装置。其电能的获得是一种可再生的环保发电方式，即发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体，不会对环境造成污染，因此太阳能是一种典型的清洁能源。对于太阳能电池来说最重要的参数是转换效率，一般而言，陆基光伏发电依据不同的发电材料，其转化率一般在10％到30％之间，这意味着剩下的太阳能将转化为热能等其它形式而损失掉，因此不断提高光伏组件的转化率是降低发电成本的关键。

光伏发电目前在全球有上百个GW(十亿瓦特发电装机容量)的使用规模，包括独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、分布式光伏发电系统等，正在迈向大规模的商业化应用。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。太阳能电池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。

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。现有的组件是将玻璃、EVA、电池片、EVA、背板依次叠加，然后层压而得。组件并没有特定的散热装置，使组件在户外环境中吸收的大量热量难以迅速扩散而积累，严重影响组件的发电效率。原理上讲，太阳能组件背面的散热问题与传统电器的散热问题并无实质区别。但是，由于光伏系统需要低成本、长寿命的解决方案，因此将背板的长期可靠性和散热性进行整合，不失为一个完美的解决方案。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。中国专利公开号为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。因此，需要寻找一种更为有效和可靠的解决方案。

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、高耐磨、高阻隔和高散热型的太阳能电池背板和组件及其背板的制备方法。

本发明提供的一种高散热型太阳能电池背板，包括以下技术方案：

一种高散热型太阳能电池背板，包括依次设置的高散热的空气面外层、基材层和与封装材料具有良好粘合力的内层，高散热的空气面外层和与封装材料具有良好粘合力的内层均是含碳纳米管和/或石墨烯的功能含氟涂层。