[发明专利]一种高导热率太阳能电池背板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能组件技术领域，尤其涉及一种高导热率太阳能电池背板及其生产方法。

背景技术

如业界所知，太阳能电池(习惯称光伏电池，以下同)工作时会受到日光中部分紫外光及大量的红外辐射，其中，一个波长紫外光也只能产生一个空穴电子对，多余的能量转化为热能释放出来，红外辐射对太阳能电池的输出效率没有任何正面帮助，只能转变为热能，同时在光-电转换过程也会产生特有的耦合热效应，如果不能有效散热，将导致电池组件的温度升高。根据晶体硅的半导体特性，温度每升高1℃，其光-电转换效率将降0.4％左右。为了避免太阳照射影响电池模块的温度，进而影响电池模块的发电效率，因而对太阳能电池用背板的散热性能较为严苛。

已有技术中的太阳能电池用背板的结构体系中的基层的材料通常为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，由于PET本身的导热系数较低，因而在很大程度上制约了背板导热性的提高。由上述说明可知，改善背板的散热性既可降低太阳能电池组件的内部温度并且有助于保护太阳能电池组件，又能提高太阳能电池的光-电转换效率。

在公开的中国专利文献中同样可见诸旨在改善太阳能电池用背板的散热效果的技术信息，典型的如CN102544380B推荐有“一种太阳能电池背板及其制备方法及一种太阳能电池”，其是以一金属板为载体，在金属板的单面或双面涂覆有机绝缘层，有机绝缘层含有钛白粉、聚酰亚胺和导热填料，并且钛白粉为偶联剂改性的钛白粉。能使背板的导热系数达到1.2w/m·k。但是存在水汽透过率大并且聚酰亚胺易老化的缺憾，耐黄变及耐老化性能难以满足业界之预期。又如CN104103705A提供有“散热型太阳能背板”，其为七层结构，其中三层为导热粘结层，两层为氟膜，一层为PET，再一层为金属基板。该专利申请方案虽然对粘结层作了改进，即采用了导热粘结层并且采用了金属板，但是受PET低导热系数的限制，同样不足以达到业界期望的散热效果，同时背板结构复杂并且在使用过程中即在服役期限内存在粘结层失效之虞。CN103681915A介绍的“高散热太阳能电池背板”同样存在与前述CN104103705A的欠缺。

发明内容

为克服现有技术中存在的太阳电池片由于背板导热率低，其热量释放能力受到影响的问题，本发明提供了一种高导热率太阳能电池背板及其生产方法。

本发明采用的技术方案为：一种高导热率太阳能电池背板，其创新点在于：包括三层结构，所述三层结构分别为金属基板、导热层和镀膜层，所述金属基板的一侧表里涂覆导热层，金属基板的另一侧表面涂覆镀膜层；所述导热层的涂覆厚度为10-13nm，所述镀膜层厚度为12-20nm。

在一些实施方式中，所述导热层由导热材料熔融成导热液后进行涂覆；所述导热材料包括导热组合物；所述导热组合物包括金属氧化物、聚烯烃弹性体、聚氨酯和苯二甲酸乙二醇酯。

在一些实施方式中，所述金属氧化物、聚烯烃弹性体、聚氨酯和苯二甲酸乙二醇酯的组合比例为1～2:2～3:3～5:4～5。

在一些实施方式中，所述金属氧化物氧化铝、氧化锌或氧化钛；所述聚烯烃弹性体为聚乙烯和聚丙烯弹性体混合物；所述聚乙烯和聚丙烯弹性体混合物混合比例为聚乙烯弹性体：聚丙烯弹性体＝2:3。

在一些实施方式中，所述导热材料还包括导热粒子，所述导热粒子作为导热添加剂添加到导热组合物中，所述导热粒子的添加量为3-5wt％。

在一些实施方式中，所述导热粒子为氮化硅纳米粒子或陶瓷微粉。

在一些实施方式中，所述镀膜层由导热材料、聚氨酯和改性添加剂熔融成镀膜液后进行涂覆；所述改性添加剂的加入量为10-25wt％。

在一些实施方式中，所述导热材料为聚丙烯复合材料，具体是由聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯组成，其质量比为：30-54％：45-70％；所述改性添加剂为包括嵌入非晶态相的过渡金属化合物纳米晶体或者包括具有非晶态相的过渡金属化合物的多层结构化合物。

本发明另一个目的还提供了一种高导热率太阳能电池背板的生产方法，其创新点在于：包括以下步骤：

步骤一：由放卷机进行金属基板供卷；

步骤二：配比导热材料，并将其熔融成导热液；所述导热材料包括金属氧化物、聚烯烃弹性体、聚氨酯和苯二甲酸乙二醇酯；

步骤三：将配比好的导热液通过双辊滚涂机均匀的涂覆于金属基材的一侧表面，形成导热层；

步骤四：将第三步中带涂覆导热层的金属基板输送至烘房中进行烘干固化，烘干温度为40～60℃，烘干时间为2～10分钟；