一種高反射太陽能電池背板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能技術領域，特別涉及一種高反射太陽能電池背板。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池是一種通過光生伏打效應，直接利用太陽能并將其轉換為電能的裝 置，它主要利用波長范圍在400~llOOnm的太陽光線進行光電轉換，但一般背板反射率較 低，一部分太陽光透過背板造成光線損失，從而降低太陽能電池光電轉換效率。有組件廠家 實際數(shù)據(jù)證明，背板反射率每提升8%，250W組件發(fā)電功率能夠提高1~2W。因此，提高太陽 能電池背板在波長范圍400-1100nm的太陽光反射率，是提高太陽能電池工作效率的重要途 徑之一。
[0003]現(xiàn)有技術中，提高太陽能電池背板反射率的方法主要有兩種:一是在太陽能電池 背板與電池片接觸的一面復合一層反射膜，該方法效果雖然較好，但會造成生產(chǎn)工藝復雜 且成本大幅提高;二是在粘結涂層或者膠黏劑層中添加普通無機填料來提高背板反射率， 該填料能夠提高背板可見光區(qū)域的反射率，但只是通過粒子表面的反射來實現(xiàn)，漫反射效 果較差，尤其是在800~llOOnm波段的反射率提升更小，同時也會造成粘結涂層附著力或者 膠黏劑層的層間粘結力下降。
[0004]公開號為CN103579391A的中國專利公開了一種具有漫反射功能的太陽能電池 背板，該技術方案是在背板與電池片接觸的一面再復合一層添加了質量分數(shù)為3%_10%的 二氧化鈦的漫反射樹脂膜來提高反射率，其局限性在于，單純的添加普通二氧化鈦反射效 率較低，除非依靠高填充量實現(xiàn)高反射率，但同時又會造成反射膜其它方面性能下降，而且 成本較高，生產(chǎn)工藝更加復雜。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提過一種高反射太陽能電池背板，它能夠增強背板的漫反射性 能，并具有較高的反射率。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0007]-種高反射太陽能電池背板，包括自上而下依次設置的耐候層、第一粘合層、基 層、第二粘合層和粘接層，所述第一粘合層和第二粘合層是厚度為5μπι~20μπι的具有高反射 率的膠黏劑層，由聚氨酯膠黏劑或丙烯酸酯膠黏劑與分子篩混合而成。
[0008] 所述分子篩由孔徑為0.5nm~2nm的微孔分子篩和5nm~50nm的有序介孔分子篩組 合而成，分子篩粒徑分布為〇.lMi~0.8μηι，且微孔分子篩和有序介孔分子篩的質量比值為 0 · 2~0 · 5〇
[0009]上述高反射太陽能電池背板，所述分子篩為二氧化鈦、二氧化硅、沸石、氧化鋁分 子篩中的一種或幾種。
[0010]上述高反射太陽能電池背板，所述分子篩的質量占該膠黏劑層質量的5%~30%。 [0011]上述高反射太陽能電池背板，所述第一粘合層中粒徑分布為0.Ιμπι~0.4μηι的分子 篩占分子篩總質量的5%~20%，粒徑分布為0.4μπι以上至0.8μπι及以下的分子篩占分子篩 總質量的80%~95%。
[0012]上述高反射太陽能電池背板，所述第二粘合層中所含的粒徑分布為ο.?μπι~0.4μπι的分子篩占分子篩總質量的80 %~95 %，粒徑分布為0 · 4μηι以上至0 · 8μηι及以下的分子篩占 分子篩總質量的5%~20%。
[0013]上述高反射太陽能電池背板，所述耐候層是厚度為20μηι~35μηι的聚偏氟乙稀薄 膜、聚氟乙烯薄膜或乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜。
[0014]上述高反射太陽能電池背板，所述基層是厚度為150μηι~350μηι的聚對苯二甲酸乙 二醇酯(PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯(ΡΒΤ)樹脂、聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)樹脂。 [0015]上述高反射太陽能電池背板，所述粘接層是厚度50μηι~100μπι的聚乙稀薄膜。
[0016]有益效果
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過在粘合層中加入微孔分子篩、有序介孔分子篩、并通 過選用分子篩的孔徑和粒徑、調整微孔分子篩和介孔分子篩的比例，提高了背板在400~ llOOnm波長范圍的太陽光反射率，增強了背板的漫反射性能，反射率達到86%以上。
[0018]另一方面，由于分子篩具有納米尺寸的孔徑、較大的比表面積，而且表面極性很 高，可以增加膠黏劑的內聚力以及膠黏劑與基材間的作用力，從而提高了層間粘結力，另外 由于分子篩具有較高的熔點，耐熱性能較好，從而也提高了膠黏劑的耐熱性能，使膠黏劑在 層壓過程中所受的熱應力大大降低，延緩了膠黏劑在加速濕熱老化過程中的破壞進程；同 時保證背板的其他性能滿足太陽能電池的使用要求。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明包括自上而下依次設置的耐候層、第一粘合層、基層、第二粘合層和粘接 層，所述第一粘合層和第二粘合層是厚度為5μπι~20μπι的具有高反射率的膠黏劑層，由聚氨 酯膠黏劑或丙烯酸酯膠黏劑與分子篩混合而成。
[0020] 本發(fā)明中的分子篩粒徑分布為0 ·Ιμπι~0 · 8μηι，優(yōu)選為0 · 2μηι~0 · 55μηι，粒徑小于 0.1Μ1時，容易發(fā)生光線繞射，達不到反射效果;粒徑大于0.8μπι，一方面反射能力下降，另一 方面較大粒徑的顆粒會降低膠黏劑的粘接強度。
[0021 ] 本發(fā)明中的分子篩由孔徑為0.3nm~2nm的微孔分子篩和2nm~50nm的有序介孔分 子篩組合而成。微孔分子篩的存在會提高膠黏劑的粘接強度，而有序介孔分子篩具有高度 孔道有序性、孔徑分布單一且連續(xù)可調，均勻分散到膠黏劑中能夠構建"介質-空氣-介質-空氣"折射率連續(xù)變化的空間，當相對折射率由小變大時，散射光強度增大，即光線更多地 向入射方向散射，達到較好的漫反射效果，從而實現(xiàn)更高的反射率。另外，微孔分子篩和有 序介孔分子篩的質量比值為〇. 2~0.5:1，質量比值低于0.2時，微孔分子篩含量較少，膠黏 劑粘接強度沒有提高；質量比值高于〇. 5時，有序介孔分子篩含量較少，達不到較強的漫反 射效果。
[0022]本發(fā)明中分子篩有較強的漫反射性能、層間粘接性能和耐熱性能，能夠提高背板 在400~llOOnrn波長范圍的太陽光反射率，從而增加單位面積太陽光的利用率，提高太陽能 電池的光電轉換效率。本發(fā)明中分子篩為二氧化鈦、二氧化硅、沸石、氧化鋁分子篩中的一 種或幾種，可采用公知的方法進行制備。
[0023]本發(fā)明分子篩的質量占該膠黏劑層質量的5%~30%，低于5%時，分子篩在膠黏 劑中分散較少，達不到較高的漫反射效果;分子篩在一定添加量范圍內能夠提升膠黏劑的 粘接強度，但含量過高，如高于30%時，會降低膠黏劑層的粘接強度，導致背板在長期老化 中分層失效。
[0024]本發(fā)明中，第一粘合層中粒徑分布為0.Ιμπι~0.4μηι的分子篩占分子篩總質量的 5%~20%，粒徑分布為0.4以111以上至0.8以1]1及以下的分子篩占分子篩總質量的80%~95%; 第二粘合層中粒徑分布為〇.lwn~0.4μηι的分子篩占分子篩總質量的80%~95%，粒徑分布 為0.4μπι以上至0.8μπι及以下的分子篩占分子篩總質量的5%~20%。通過在不同的粘合層 組合配置不同粒徑組合的分子篩，得到較好的反射效果。首先由靠近電池片的第二粘合層 反射大部分可見光，再由第一粘合層反射大部分近紅外光，反射回來的近紅外光能直接繞 開第二粘合層粒徑較小的分子篩顆粒而直接反射回電池片，得到再利用。
[0025]本發(fā)明中，耐候層是厚度為20μπι~35μπι的聚偏氟乙烯薄膜、聚氟乙烯薄膜或乙烯_ 四氟乙烯共聚物薄膜，優(yōu)選聚氟乙烯薄膜，厚度優(yōu)選25~30μπι。
[0026] 本發(fā)明中，基層為絕緣耐候聚酯層，可以采用公知的市售產(chǎn)品，如聚對苯二甲酸乙 二醇酯（PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯(ΡΒΤ)樹脂、聚對萘二甲酸乙二醇酯（PEN)樹脂 等。從熱穩(wěn)定性、電絕緣性、成本等綜合評價，優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂，樹脂 顏色為白色或者半透明。
[0027] 本發(fā)明中，第一粘合層、第二粘合層中所用膠黏劑采用公知的市售產(chǎn)品，如聚氨酯 膠黏劑或丙烯酸酯膠黏劑。
[0028] 下面結合實施例對本發(fā)明做優(yōu)選的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0029] 實施例1
[0030] 取聚氨酯膠黏劑l〇〇g，平均孔徑為〇.5nm的二氧化鈦微孔分子篩1.7g，其中粒徑分 布為0 ·Ιμπι~0 · 4μηι的顆粒質量為0 · 34g，粒徑分布為0 ·4μηι~0 · 8μηι的顆粒質量為1 · 36g;平 均孔徑為5nm的二氧化鈦有序介孔分子篩3.4g，其中粒徑分布為0.Ιμπι~0.4μηι的顆粒質量 為0.68g，粒徑分布為0.4μπι~0.8μπι的顆粒質量為2.72g，混合均勻后進行高剪切分散，得到 第一粘合層膠液。
[0031]取聚氨酯膠黏劑l〇〇g，平均孔徑為〇.5nm的二氧化鈦微孔分子篩1.7g，其中粒徑分 布為0 ·Ιμπι~0 · 4μηι的顆粒質量為1 · 36g，粒徑分布為0 ·4μηι~0 · 8μηι的顆粒質量0 · 34g;平均 孔徑為5nm的二氧化鈦有序介孔分子篩3.4g，其中粒徑分布為0.Ιμπι~0.4μηι的顆粒質量為 2.72g，粒徑分布為0.4μπι~0.8μπι的顆粒質量為0.68g，混合均勻后進行高剪切分散，得到第 二粘合層膠液。
[0032]在厚度為150μπι的PET-側涂布第一粘合層膠液，復合35μπι的PVF薄膜，另一側涂布 第二粘合層膠液，復合?ΟΟμπι的聚乙烯薄膜，經(jīng)熟化后得到高反射太陽能電池背板，測其性 能。
[0033] 實施例2
[0034]取聚氨酯膠黏劑100g，平均孔徑為0.8nm的二氧化鋁微孔分子篩2.5g，其中粒徑分 布為0 ·ΙμL?~0 · 4μπι的顆粒質量為0 · 38g，粒徑分布為0 · 4μπι~0 · 8μπι的顆粒質量為2 · 12g;平 均孔徑為15nm的二氧化鈦有序介孔分子篩7.5g，其中粒徑分布為0.Ιμπι~0.4μηι的顆粒質量