專利名稱：光伏電池背板及使用該背板的光伏電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏電池背板及使用該背板的光伏電池。
背景技術(shù)：
作為一種把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備，光伏電池在能源利用和環(huán)境保護(hù)方面?zhèn)涫荜P(guān)注，其市場(chǎng)前景廣闊。光伏發(fā)電在不遠(yuǎn)的 將來會(huì)占據(jù)世界能源消費(fèi)的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應(yīng)的主體之一。在一塊光伏電池組件中，通過乙烯一醋酸乙烯酯共聚物(EVA)膠膜將光伏電池片(由硅材料制成的光伏元件)封裝在透明的前保護(hù)層(透光面，由玻璃或類似的材料制成)和背面保護(hù)層(背板材料)之間。光伏電池背板的主要作用是提高光伏電池板的整體機(jī)械強(qiáng)度，另外可以防止水汽滲透到密封層中，影響電池片的使用壽命。所以光伏電池背板必須具有絕緣(耐電擊穿)、耐老化、耐氣候影響和耐腐蝕等特性。此外，光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率隨溫度上升而下降，背板的散熱性能好壞會(huì)影響到光伏電池組件的工作溫度，具有較好散熱性能的背板有助于提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)化效率。現(xiàn)有的用于太陽(yáng)能電池組件封裝的背板一般被稱為TPT聚氟乙烯復(fù)合膜(PVF膜，Polyvinyl Fluoride)，TPT背板一般常用三層結(jié)構(gòu)(PVF/PET/PVF)，外層保護(hù)層PVF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，中間層為PET(聚脂薄膜，Polyethylene Terephthalate)具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVF需經(jīng)表面處理和EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，Ethylene-vinylAcetate Copolymer)具有良好的粘接性能。但由于光伏電池TPT背板生產(chǎn)技術(shù)難度大，導(dǎo)致其價(jià)格非常昂貴，成本較高；光伏電池TPT背板全部采用聚合物材料，其阻濕性能還有所欠缺，無法做到徹底防水。另外，由于聚合物背板散熱性能差，故光伏電池TPT背板的散熱性能較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是光伏電池TPT背板成本高、散熱性能及防水性能較差。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種光伏電池背板，包括兩相對(duì)設(shè)置的防腐耐候?qū)?，所述兩防腐耐候?qū)又g夾設(shè)有金屬基板層及陶瓷復(fù)合材料層。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述光伏電池背板中靠近陶瓷復(fù)合材料層的防腐耐候?qū)又线€設(shè)有用于粘合固定背板的茂金屬PE膠層。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述茂金屬PE膠層的厚度為200-300微米。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述光伏電池背板中靠近金屬基板層的防腐耐候?qū)又线€設(shè)有相變材料層。[0013]進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述相變材料層的厚度為1-5毫米。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述光伏電池背板中靠近金屬基板層的防腐耐候?qū)又线€固設(shè)有散熱翅片。進(jìn)一步地,在上述光伏電池背板中,所述金屬基板層的厚度優(yōu)選為0. 05 0. 5毫米。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述陶瓷復(fù)合材料層的厚度優(yōu)選為0.05
0.5暈米。進(jìn)一步地，在上述光伏電池背板中，所述防腐耐候?qū)拥暮穸葹?0-30微米。本實(shí)用新型還提供一種光伏電池，其包括依次層壓的透明蓋板、密封膠層、光伏電池片、密封膠層及上述的光伏電池背板。本實(shí)用新型光伏電池背板及使用該背板的光伏電池組件通過設(shè)置陶瓷復(fù)合材料層、隔水的金屬基板層、氟樹脂材料表面防腐耐候?qū)拥亩鄬訌?fù)合結(jié)構(gòu)，提高了光伏電池背板的散熱性、隔水性和強(qiáng)度并降低了成本。

圖I為本實(shí)用新型光伏電池背板實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型光伏電池背板實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型光伏電池背板實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型光伏電池背板實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖1，圖I為本實(shí)用新型光伏電池背板一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型光伏電池背板I包括兩相對(duì)設(shè)置的防腐耐候?qū)?0，所述兩防腐耐候?qū)?0之間夾設(shè)有金屬基板層20及陶瓷復(fù)合材料層30。所述防腐耐候?qū)?0為氟樹脂材料制成，所述氟樹脂材料為包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基醚共聚物及聚對(duì)苯二甲酸二乙酯中的至少一種。故所述防腐耐候?qū)优c光伏的密封膠層具有良好的結(jié)合力，同時(shí)又能隔絕紫外線與背板基材的接觸，起到防腐耐候的作用。所述金屬基板層20為優(yōu)選米用金屬材質(zhì),也可選用聚合物材料,所述金屬材料優(yōu)選但不限于鋁或鋁合金、銅或銅合金、不銹鋼，所述聚合物材料優(yōu)選但不限于聚對(duì)苯二甲酸二乙酯(PET)及聚乙烯-乙烯乙酸酯(EVA)，所述金屬基板層具有機(jī)械強(qiáng)度高、水汽透過率低、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。所述陶瓷復(fù)合材料層30由陶瓷復(fù)合材料制成，所述陶瓷復(fù)合材料包括氮化鋁、氮化硼、氧化鋁、碳化硅、氧化鎂及二氧化鈦中至少一種；所述陶瓷復(fù)合材料還包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺、EVA、改性聚乙烯、改性聚丙烯以及相應(yīng)的助劑。由于氮化鋁、氮化硼、氧化鋁、碳化硅、氧化鎂、二氧化鈦具有良好的絕緣性和導(dǎo)熱性，故由陶瓷復(fù)合材料制成的陶瓷復(fù)合材料層可以增強(qiáng)電池片組合與金屬基板之間的絕緣性能，同時(shí)保證了背板具有良好的散熱性能。[0031]本實(shí)用新型采用的陶瓷復(fù)合材料層，與防腐耐候?qū)印⒔饘倩鍖泳哂辛己玫慕Y(jié)合力；所采用的陶瓷材料具有優(yōu)異的絕緣性能，同時(shí)其高熱導(dǎo)率給電池組件提供了良好的散熱性能，可以調(diào)高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率；金屬基板層大大提高了背板的機(jī)械性能，具有強(qiáng)度高、抗沖擊性好的特點(diǎn)；金屬材質(zhì)的金屬基板層可以做到可靠絕水，保證光伏電池的使用壽命；氟樹脂材料的防腐耐候?qū)泳哂谐瑥?qiáng)的抗紫外能力和耐候能力。本實(shí)施例中，所述金屬基板層20的厚度優(yōu)選為0. 05 0. 5毫米，所述陶瓷復(fù)合材料層30的厚度優(yōu)選為0. 05 0. 5毫米。以下結(jié)合具 體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明，但本實(shí)用新型并不限于所述實(shí)施例。實(shí)施例I本實(shí)施例中光伏電池背板中金屬基板層20為鋁板，以此作為基底其厚度為100-150微米；所述陶瓷復(fù)合材料層30為由陶瓷復(fù)合材料制成，其厚度為200-250微米；所述防腐耐候?qū)?0為氟碳漆，具有防腐、抗紫外、高反射表層，其厚度為10-30微米。本實(shí)施例中光伏電池背板具有可靠的絕緣性、高散熱性能、低透水率及低成本的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述光伏電池背板中靠近陶瓷復(fù)合材料層30的防腐耐候?qū)?0之上還設(shè)有茂金屬PE膠層40，用于粘合固定背板。本實(shí)施例中，所述金屬基板層20為鋁板，以此作為基底，其厚度為100-150微米；所述陶瓷復(fù)合材料層30為環(huán)氧-氧化鋁復(fù)合層(減薄)，其厚度為100-150微米；所述防腐耐候?qū)?0為氟碳漆，具有防腐、抗紫外、高反射表層，其厚度為10-30微米；所述茂金屬PE膠層40的厚度為200-300微米。本實(shí)施例中光伏電池背板具有可靠的絕緣性、高散熱性能、低透水率、背板與背膠一體化及低成本的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述光伏電池背板中靠近金屬基板層20的防腐耐候?qū)?0之上還設(shè)有相變材料層50，由于相變材料在由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的相變過程時(shí)，將吸收或釋放大量的潛熱，故能夠提高背板的散熱性能。本實(shí)施例中，所述金屬基板層20為鋁板，以此作為基底，其厚度為100-150微米；所述陶瓷復(fù)合材料層30為環(huán)氧-氧化鋁復(fù)合層(減薄)，其厚度為100-150微米；所述防腐耐候?qū)?0為氟碳漆，具有防腐、抗紫外、高反射表層，其厚度為10-30微米；所述相變材料層50為石蠟-石墨復(fù)合材料制成，其厚度為1-5毫米。本實(shí)施例中光伏電池背板具有可靠的絕緣性、較高散熱性能、低透水率、及低成本的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于所述光伏電池背板中靠近金屬基板層20的防腐耐候?qū)?0之上還固設(shè)有散熱翅片60，進(jìn)一步提高背板的散熱性能。本實(shí)施例中，所述金屬基板層20為鋁板，以此作為基底，其厚度為100-150微米；所述陶瓷復(fù)合材料層30為環(huán)氧-氧化鋁復(fù)合層(減薄)，其厚度為100-150微米；所述防腐耐候?qū)?0為氟碳漆，具有防腐、抗紫外、高反射表層，其厚度為10-30微米；所述散熱翅片60為金屬材料制成，其通過貼附或焊接背板的靠近金屬基板層20的防腐耐候?qū)?0之上。本實(shí)施例中光伏電池背板具有可靠的絕緣性、超高散熱性能、低透水率、及低成本的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)比例I以現(xiàn)有市售的TPT背板。PVF膜(聚氟乙烯，商品名Tedlar，由杜邦公司所產(chǎn))外層保護(hù)層25微米；中間層薄為聚脂(PET) 300微米。對(duì)比例2實(shí)施例I中加設(shè)有散熱翅片的光伏電池背板。(I)基本性能測(cè)試對(duì)比結(jié)果
項(xiàng)gI位實(shí)施例I對(duì)比例了r^pi7)
^層間剝離強(qiáng)度N/cm26.5 —__
屯池標(biāo)簽一 N/cm__2 __33__
與接觸材料間剝離強(qiáng)度硅膠—N/cm8.5 一7.6—
EVA N/cm 85.4 51.2尺十損火(0. 5h, 150°C )__^0.1%__07%_ - ==1^=Z
濕熱麵能一一^"——^- -I-——
不分s不分記
耐酸液浸泡性能----^77,'-
不起洶不起泡
耐堿液沒泡性能----
__不起泡__個(gè)起泡___
水蒸氣透過M___g/ m2-24h__s￡0.02% 一 — — 1.05%___|
.可調(diào)，分彡650 彡850I
J J__VDC__->1100 ZJM_____1022 一I
~一 kv__^18____^18___
熱導(dǎo)率W/mk__5 1.0___(M____
—成本Ylm2 _^65__ff-價(jià) 90-95_(2)在環(huán)境溫度35°C，正午同工況下，一小時(shí)，實(shí)施例1-4與對(duì)比例I及對(duì)比例2的散熱性能比較結(jié)果
對(duì)比例I 實(shí)施例I [實(shí)施例2 實(shí)施例3實(shí)施例4 對(duì)比例]
Al:片表面溫度 79-82°C 75-78°C 76-78°C 65 °C52-53°C 68-80°C
平均光屯轉(zhuǎn)化 15.2% 15.5%15.4% 16.2%16.9%15.6%
效率__________
效率提高％ 0%2.0%1.3% 6.6%11. 2%2.6%從結(jié)果可知，實(shí)施例4具有超好的散熱性能，且本實(shí)用新型提供的背板均具有低成本、散熱快、絕水好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)的特點(diǎn)，可以顯著提高整個(gè)電池的光電轉(zhuǎn)化效率。另，本實(shí)用新型還提供一種光伏電池，其包括依次層壓的透明蓋板、密封膠層、光伏電池片、密封膠層及上述的光伏電池背板。所述透明蓋板為布紋玻璃、所述密封膠層為EVA膠層。本實(shí)用新型光伏電池背板及使用該背板的光伏電池組件通過設(shè)置陶瓷復(fù)合材料層、隔水的金屬基板層、氟樹脂材料表面防腐耐候?qū)拥亩鄬訌?fù)合結(jié)構(gòu)，提高了光伏電池背板的散熱性、隔水性和強(qiáng)度，并降低了成本。這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例， 以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求1.一種光伏電池背板，其特征在于，包括兩相對(duì)設(shè)置的防腐耐候?qū)樱鰞煞栏秃驅(qū)又g夾設(shè)有金屬基板層及陶瓷復(fù)合材料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏電池背板，其特征在于，所述光伏電池背板中靠近陶瓷復(fù)合材料層的防腐耐候?qū)又线€設(shè)有用于粘合固定背板的茂金屬PE膠層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏電池背板，其特征在于，所述茂金屬PE膠層的厚度為.200-300 微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏電池背板，其特征在于，所述光伏電池背板中靠近金屬基板層的防腐耐候?qū)又线€設(shè)有相變材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏電池背板，其特征在于，所述相變材料層的厚度為1-5毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏電池背板，其特征在于，所述光伏電池背板中靠近金屬基板層的防腐耐候?qū)又线€固設(shè)有散熱翅片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏電池背板，其特征在于，所述金屬基板層的厚度優(yōu)選為.0. 05 0. 5毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏電池背板，其特征在于，所述陶瓷復(fù)合材料層的厚度優(yōu)選為0. 05 0. 5毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光伏電池背板，其特征在于，所述防腐耐候?qū)拥暮穸葹?0-30微米。
10.一種光伏電池，其特征在于，其包括依次層壓的透明蓋板、密封膠層、光伏電池片、密封膠層及如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的光伏電池背板。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光伏電池背板及使用該背板的光伏電池，所述光伏電池背板包括兩相對(duì)設(shè)置的防腐耐候?qū)樱鰞煞栏秃驅(qū)又g夾設(shè)有金屬基板層及陶瓷復(fù)合材料層。本實(shí)用新型光伏電池背板及使用該背板的光伏電池組件通過設(shè)置陶瓷復(fù)合材料層、隔水金屬基板層、氟樹脂材料表面防腐耐候?qū)拥亩鄬訌?fù)合結(jié)構(gòu)，提高了光伏電池背板的散熱性、隔水性和強(qiáng)度并降低了成本。
文檔編號(hào)B32B15/082GK202473968SQ20112053580
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者余蘇南 申請(qǐng)人:中創(chuàng)新能源科技有限公司