一种蓝色高反射太阳能电池背板的制作方法

1.本发明属于太阳能电池背板技术领域，尤其涉及一种蓝色高反射太阳能电池背板及其制备方法。


背景技术：

2.电池片大多为蓝色或深蓝色，现有的白色太阳能电池背板，与电池片色差相差较大，很不美观；现行的屋顶分布式的太阳能组件，大多采用黑色太阳能电池背板以达到客户的美观要求，黑色太阳能电池背板相对于白色背板，组件美观性有很大提升，但是仍然存在与电池片的明显色差，特别是从近处或太阳光照下，色差更加明显。同时现有黑色太阳能电池背板大多采用炭黑、铜铬黑等颜料达到黑色的外观，这些颜料都是太阳光全波段吸收颜料，做成的太阳能电池背板反射率低，工作温度高，影响太阳能组件的发电效率。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种蓝色高反射太阳能电池背板，该蓝色高反射太阳能电池背板可根据客户的电池片颜色进行调整，使得背板颜色与电池片一致，实现太阳能组件的极致美感，无色差；同时本发明提供的太阳能电池背板，对 750～2500nm波段反射率可达30～75％，可显著降低组件的温度，提高了发电效率。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蓝色高反射太阳能电池背板，包括耐候层、基材层和蓝色功能涂料层，所述耐候层和蓝色功能涂料层分别位于基材层两侧；
5.所述蓝色功能涂料层由蓝色功能涂料涂布后烘干获得，此蓝色功能涂料由以下重量份组分组成：
[0006][0007]
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
[0008]
1.上述方案中，所述功能树脂为聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氨基树脂、氟碳树脂中的任意一种或至少两种的混合物；
[0009]
所述助剂为分散剂、润湿分散剂、流平剂、消泡剂和防沉剂中的任意一种或至少两种的混合物；
[0010]
所述溶剂为甲苯、二甲苯、环己烷、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮和甲基异丁酮中的任意一种或至少两种的混合物。
[0011]
2.上述方案中，所述固化剂为异氰酸酯系固化剂、咪唑固化剂、酰肼固化剂、胺类固化剂和二聚氰胺类固化剂中的任意一种或至少两种的混合物；
[0012]
所述蓝色功能颜料为铁蓝、群青、铬钴蓝、钴蓝、酞青蓝、阴丹士林蓝中的任意一种或至少两种的混合物；
[0013]
所述消色颜料为氧化铁黄、铬黄、偶氮黄、异吲哚啉酮黄、喹酞铜黄、苯并咪唑黄、苯并咪唑酮橙、偶氮红、蒽醌红、喹吖啶酮红、苝红、酞青绿、喹吖啶酮紫中的任意一种或至少两种的混合物；
[0014]
所述体质颜料为碳酸钙、蒙脱土、高岭土、硫酸钡、二氧化钛、二氧化硅和氧化铝中的任意一种或至少两种的混合物。
[0015]
3.上述方案中，所述基材层为pet薄膜层，所述pet薄膜层的反射率为 30～95％，其厚度为0.05mm～1mm；
[0016]
所述蓝色功能涂料层的厚度为0.001-0.030mm。
[0017]
4.上述方案中，所述耐候层包括两层结构：耐候薄膜与胶黏层，所述耐候薄膜通过胶黏层贴合在基材层上；
[0018]
所述耐候薄膜为耐候pvdf、pet薄膜中的一种，厚度为0.01mm～0.05mm，所述胶黏层为聚氨酯胶黏剂、丙烯酸树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、聚酯胶黏剂中的一种或两种，其厚度为0.005mm～0.03mm。
[0019]
5.上述方案中，所述耐候层为耐候涂层，所述涂层为氟碳、丙烯酸涂层中的一种或两种的混合物，其厚度为0.005mm～0.025mm。
[0020]
本发明的另一技术方案为：一种蓝色高反射太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
[0021]
1)制备蓝色功能涂料，将蓝色功能涂料涂敷于基材层的表面，得到单面涂覆有深蓝色功能涂料的pet基体；
[0022]
2)在步骤1)得到的涂覆有蓝色功能涂料的基材层的另一面涂覆胶黏剂后再贴合一层耐候性薄膜，或者是直接涂覆一层耐候涂层得到所述蓝色色高反射太阳能电池背板。
[0023]
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
[0024]
1.上述方案中，所述步骤1)中蓝色功能涂料的制备方法如下：按重量份计，将30～50份功能树脂、10～40份蓝色功能颜料、0～10份消色颜料、0～10份体质颜料、1～3份助剂、10～20份溶剂投入到搅拌釜中，先高速搅拌1～4h，再用砂磨机研磨1～4遍，得到分散均匀、细度合格的蓝色功能涂料分散液，在制得的蓝色涂料分散液加入3～10份的固化剂、1～3份助剂、5～10份溶剂，搅拌 30～60min，分散均匀，得到蓝色功能涂料。
[0025]
2.上述方案中，所述步骤1)中先将基材层表面做电晕处理，然后将所述蓝色功能涂料涂敷于基材层上经过处理的一面，经100～150℃干燥1～30min，得到单面涂覆有蓝色功能涂料的pet基体。
[0026]
3.上述方案中，所述步骤1)得到的涂覆有蓝色功能涂料的pet基体的另一面涂覆0.005mm～0.03mm的胶黏剂，经80～100℃干燥1～10min后贴合一层 0.01mm～0.05mm耐候性薄膜，经40～80℃固化1～3天，得到所述蓝色高反射太阳能电池背板。
[0027]
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
[0028]
本发明蓝色高反射太阳能电池背板，其蓝色功能涂料通过调节各组分的种类及配
比，尤其是通过调节深蓝色功能颜料、消色颜料和体质颜料的种类及配比，与其他原料协同作用，使制得的蓝色高反射太阳能电池背板具有良好的反射率及发电效率，对750～2500nm波段反射率可达30～75％，可显著降低组件的温度，提高了发电效率。
[0029]
本发明太阳能电池背板可根据客户的电池片颜色进行调整，使得背板颜色与电池片一致，实现太阳能组件的极致美感，无色差。
具体实施方式
[0030]
在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。
[0031]
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
[0032]
实施例1：一种蓝色高反射太阳能电池背板，包括耐候层、基材层和蓝色功能涂料层，所述耐候层和蓝色功能涂料层分别位于基材层两侧；
[0033]
所述蓝色功能涂料层由蓝色功能涂料涂布后烘干获得，此蓝色功能涂料由以下重量份组分组成：
[0034][0035]
基材层为pet薄膜层，其400-1600nm反射率为95％，厚度为0.25mm，耐候层为聚偏氟乙烯薄膜层，其厚度为0.02mm，胶黏剂为聚酯胶黏剂层，其厚度为0.01mm。
[0036]
上述蓝色高反射太阳能电池背板制备方法包括以下步骤：
[0037]
1)按重量份计，将40份氟碳树脂、10份酞青蓝、5份氧化铁黄、5份喹吖啶酮红、0.5
份二氧化硅、3份润湿分散剂、18份醋酸丁酯投入到搅拌釜中，先高速搅拌2h，再用砂磨机研磨3遍，得到分散均匀、细度合格的蓝色功能涂料分散液，在制得的蓝色涂料分散液加入5份的异氰酸酯固化剂、0.5份消泡剂、 0.5份防沉剂、0.5份流平剂、10份溶剂，搅拌60min，分散均匀，得到蓝色功能涂料；将所述蓝色功能涂料涂敷于经表面电晕处理的pet基体的表面，经 120℃干燥10min，得到单面涂覆有蓝色功能涂料的pet基体；
[0038]
2)在步骤1)得到的涂覆有蓝色功能涂料的pet基体的另一面涂覆0.005mmmm的胶黏剂，经80℃干燥3min后贴合一层0.01mm耐候性薄膜，经 45℃固化2天，得到所述蓝色高反射太阳能电池背板。
[0039]
实施例2：一种蓝色高反射太阳能电池背板，包括耐候层、基材层和蓝色功能涂料层，所述耐候层和蓝色功能涂料层分别位于基材层两侧；
[0040]
所述蓝色功能涂料层由蓝色功能涂料涂布后烘干获得，此蓝色功能涂料由以下重量份组分组成：
[0041][0042]
基体层为pet薄膜层，其400-1600nm反射率为95％，厚度为0.28mm，耐候层为聚对苯二甲酸乙二醇酯层，其厚度为0.05mm，耐候层所用胶黏剂为聚酯胶黏剂层，其厚度为0.01mm。
[0043]
上述蓝色高反射太阳能电池背板制备方法包括以下步骤：
[0044]
1)按重量份计，将30份环氧树脂、30份钴蓝、3份蒽醌红、1份二氧化硅、 3份润湿分散剂、20份醋酸丁酯投入到搅拌釜中，先高速搅拌4h，再用砂磨机研磨2遍，得到分散均匀、细度合格的蓝色功能涂料分散液，在制得的蓝色涂料分散液加入5份的异氰酸酯固化剂、0.5份消泡剂、0.5份防沉剂、0.5份流平剂、7.5份溶剂，搅拌40min，分散均匀，得到蓝色功能涂料；将所述蓝色功能涂料涂敷于经表面电晕处理的pet基体的表面，经150℃干燥10min，得到单面涂覆有蓝色功能涂料的pet基体；
[0045]
2)在步骤1)得到的涂覆有蓝色功能涂料的pet基体的另一面涂覆0.001mm 的胶黏剂，经90℃干燥5min后贴合一层0.02mm耐候性薄膜，经80℃固化3 天，得到所述蓝色高反射太阳能电池背板。
[0046]
实施例3：一种蓝色高反射太阳能电池背板，包括耐候层、基材层和蓝色功能涂料层，所述耐候层和蓝色功能涂料层分别位于基材层两侧；
[0047]
所述蓝色功能涂料层由蓝色功能涂料涂布后烘干获得，此蓝色功能涂料由以下重量份组分组成：
[0048][0049]
基材层为pet薄膜层，其400-1600nm反射率为95％，厚度为0.25mm，耐候层为耐候氟碳树脂涂层，其厚度为0.015mm。
[0050]
上述蓝色高反射太阳能电池背板制备方法包括以下步骤：
[0051]
1)按重量份计，将30份氟碳树脂、25份钴蓝、2份阴士丹林蓝、2份异吲哚啉酮黄、1份蒽醌红、1份二氧化硅、4份润湿分散剂、20份醋酸丁酯投入到搅拌釜中，先高速搅拌3h，再用砂磨机研磨4遍，得到分散均匀、细度合格的蓝色功能涂料分散液，在制得的蓝色涂料分散液加入5份的异氰酸酯固化剂、 0.2份消泡剂、0.2份防沉剂、0.5份流平剂、7.5份溶剂，搅拌45min，分散均匀，得到蓝色功能涂料；将所述蓝色功能涂料涂敷于经表面电晕处理的pet基体的表面，经100℃干燥15min，得到单面涂覆有蓝色功能涂料的pet基体；
[0052]
2)在步骤1)得到的涂覆有蓝色功能涂料的pet基体的另一面涂覆耐候氟碳树脂涂层，固化后得到所述蓝色高反射太阳能电池背板。
[0053]
实施例4：本实施例与实施例1的区别之处在于，所用的pet薄膜反射率为50％，其他原料与实施例1均相同。
[0054]
实施例5：本实施例与实施例1的区别之处在于，所用的pet薄膜反射率为70％，其他原料与实施例1均相同。
[0055]
实施例6：本实施例与实施例1的区别之处在于，所用的pet薄膜反射率为90％，其他原料与实施例2均相同。
[0056]
对比例1
[0057]
本对比例为常规白色太阳能电池背板，具体组成及制备方法如下：一种白色太阳能电池背板，具有三层结构，从外而内依次为耐候层，pet基体层，和白色功能涂料层。
[0058]
白色功能涂料层3由白色功能涂料经涂覆固化制得，所述的白色功能涂料按重量份计，包含以下组分：
[0059][0060]
pet基体层1为pet薄膜层，其400-1600nm反射率为50％，厚度为0.25mm，耐候层1为聚偏氟乙烯薄膜层，其厚度为0.02mm，用于聚偏氟乙烯与pet粘接的胶黏剂为聚氨酯胶黏剂，其厚度为0.008mm。
[0061]
该白色太阳能电池背板制备方法包括以下几个步骤：
[0062]
步骤一：制备白色功能涂料，将功能树脂、白色功能颜料、消色颜料、助剂、溶剂按比例投入到搅拌釜中，高速搅拌，再用砂磨机研磨，得到分散均匀，细度合格的白色功能涂料分散液，备用。
[0063]
步骤二：往步骤一制得的白色涂料分散液加入固化剂，助剂，溶剂，搅拌，分散均匀，得到白色功能涂料成品液，备用。
[0064]
步骤三：将步骤二制得的白色功能涂料成品液涂覆于已进行表面电晕处理的pet基材表面，干燥，制得单面涂覆的pet基材，备用。
[0065]
步骤四：将步骤三中制得的单面涂覆的pet基材另一pet面涂覆胶黏剂，干燥后贴合一层耐候性薄膜，固化，得到该白色太阳能电池背板样品。
[0066]
对比例2
[0067]
本对比例为常规黑色太阳能电池背板，具体组成及制备方法如下：一种黑色太阳能电池背板，具有五层结构，从外而内依次为耐候层，粘结层，pet基体层，粘结层和黑色功薄膜层。
[0068]
黑色功能薄膜层为添加一定比例改性塑料、颜料的聚烯烃薄膜层，包含以下组分：
[0069][0070]
pet基体层为pet薄膜层，其400-1600nm反射率为50％，厚度为0.25mm，耐候层为聚偏氟乙烯薄膜层，其厚度为0.02mm，粘结层为聚氨酯胶黏剂层，其厚度为0.008mm，粘结层为聚氨酯胶黏剂层，其厚度为0.008mm。
[0071]
该黑色太阳能电池背板制备方法包括以下几个步骤：
[0072]
步骤一：将pet基材进行电晕处理并于基材表面涂覆一层胶黏剂，经烘箱干燥后贴合一层耐候性薄膜，备用。
[0073]
步骤二：将步骤一制得的样品于pet另一面进行电晕处理并涂覆一层胶黏剂，再经烘箱干燥后贴合一层黑色功能性薄膜，再经烘箱固化制得该太阳能电池背板。
[0074]
为了验证本发明提供的蓝色高反射率背板的实际效果，特将实施例1-6中制得的蓝色高反射太阳能电池背板样品与对比例1-2制得的太阳能电池背板分别进行性能测试，主要列举了反射率、涂层附着力、背板与电池片色差、背板与 eva剥离强度、湿热老化、uv老化测试，其中表1列举了背板与电池片色差数据，表2列举了反射率、涂层附着力、背板与eva剥离强度、湿热老化、uv 老化测试数据，具体测试方法参照cnca/cts 0014-2013光伏组件封装用背板认证技术规范中相关的测试方法，背板与电池片色差测试方法是我司内部的测试方法，具体为采用现有光伏组件结构(玻璃/eva/电池片/eva/背板)进行层压，然后再分别从玻璃面分别测试电池片部位和背板部位的颜色，再得出背板电池片的色差值，色差测试仪器采用huntlab色差仪：
[0075]
表1
[0076][0077][0078]
表2
[0079][0080]
由表1可以看出，相对于对比例1-2的常规白色太能电池背板，常规黑色太阳能电池背板，本发明的蓝色高反射太能电池背板层压后与电池片的色差
△
l、
△
a、
△
b基本都在0.5以内，基本无色差。
[0081]
由表2可以看出，本发明的蓝色高反射太阳能电池背板具有和普通白色太阳能电池背板、黑色太阳能电池背板相当的性能，并且比普通的黑色太阳能电池背板反射率提高40％左右，能明显提高太阳能组件的发电效率。
[0082]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。