[发明专利]一种用于光伏组件背板的红外散热涂料及散热光伏组件背板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热涂料，尤其是涉及一种用于光伏组件之背板散热的红外散热涂料及其制备工艺，属于光伏发电技术领域。

背景技术

光伏发电是一种新能源，通过光伏效应可以将太阳能转变成为电能，一般而言，陆基光伏发电依据不同的发电材料，其转换效率在10-30％，意味着余下的太阳能将转变成热能等其他形式损失掉，因此不断提高光伏组件的转换效率是光伏产业努力的方向。

光伏发电自广泛应用以来，全球已经有上百个GW的使用规模，从独立户用发电系统，集中式村庄供电系统，混合或互补发电系统，到并网发电系统等，正在迈向较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下，其发电性能受自然环境条件的影响较大，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系统性能的重要因素之一。太阳能光伏发电核心单元为太阳能电池，目前投入大规模商业化应用的主要是硅系太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

晶硅太阳能电池组件的结构通常由玻璃、电池片串和背板组成，通过EVA胶膜封装而成。太阳能电池背板是用在太阳能电池组件上的一种保护性材料，是保护电池片串在各种气候环境下25年乃至更长时间都能正常工作。

温度对硅太阳能电池的影响，主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流、峰值功率等参数随温度的变化而变化。单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低，电压温度系数为-(2.0～2.2)mv/℃，即温度每升高1℃，单体太阳能电池开路电压降低2.0～2.2mv；太阳能电池短路电流随温度升高而升高；太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率)，即温度每升高1℃，太阳能电池的峰值功率损失率约为0.35～0.45％，例如：工作在20℃的硅太阳能电池，其输出功率要比工作在70℃的高17.5-22.5％。单块太阳能电池组件通常由60片或者72片单体太阳能电池串联组成。根据在宁夏地区实地测量的结果，夏天时太阳能电池组件背表面温度高达到70℃，而此时的太阳能电池工作结温可以达到100℃(额定参数标定均在25℃条件下)。

硅太阳能电池工作在温度较高情况下，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充分发挥最大性能。现有的组件将玻璃、EVA、电池片、EVA，背板依次叠层，然后层压。并没有特定的散热装置，现有的硅太阳能电池组件没有特定的散热装置，在户外使用环境中吸收的大量热量难以迅速散失而积累，造成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充分发挥最大性能。

目前主要的背板材料改性处理方法是在背板表面涂覆一层金属微粉组成的导热层(如锌粉，铝粉等)，该导热层耐候性很差，容易被气候环境中的酸雨水雾腐蚀，而且成本偏高，因此急需一种低成本的散热材料解决方案。

另外由于背板材料为高分子树脂，其颜色多为浅白色，尽管大家努力保持背板材料绝缘性能的同时，努力提高其导热能力，但是由于有机树脂本身的限制，背板的传导散热及辐射散热能力依旧较差，无法在强烈太阳能辐射下有效地散热，从而降低了组件的发电性能。

发明内容

本发明所要解决的现有的降低太阳能电池背板温度的金属导热层的耐侯性差、成本高的技术问题，而提供一种用于光伏组件背板的红外散热涂料及散热光伏组件背板的制备方法，这是一种低成本方案，降低光伏组件背板的温度，从而提高光伏组件的输出功率，降低组件的发电成本。

本发明一种用于光伏组件背板散热的红外散热涂料由以下重量百分比的原料制成：碳材料5％～80％，粘结剂10％～50％，溶剂10％～45％，所述各组分配比之和为100％；所述碳材料为炭黑，或者碳材料为炭黑与碳支撑材料混合而成，碳支撑材料为石墨粉、石墨烯和碳纳米管中的一种或其中几种的组合；

利用上述的用于光伏组件背板散热的红外散热涂料制备散热光伏组件背板的方法按以下步骤进行：

一、对已经封装好的光伏组件，或者组件半成品，吹扫清洁背板表面需要散热的区域；

二、按碳材料为5％～80％、粘结剂为10％～50％、溶剂为10％～45％，所述各组分配比之和为100％，称取碳材料、粘结剂和溶剂，混合，搅拌均匀，得到浆料；其中所述碳材料为炭黑，或者碳材料为炭黑与碳支撑材料混合而成，碳支撑材料为石墨粉、石墨烯和碳纳米管中的一种或其中几种的组合；