一种高反射太阳能电池背板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能技术领域，特别涉及一种高反射太阳能电池背板。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池是一种通过光生伏打效应，直接利用太阳能并将其转换为电能的装 置，它主要利用波长范围在400~llOOnm的太阳光线进行光电转换，但一般背板反射率较 低，一部分太阳光透过背板造成光线损失，从而降低太阳能电池光电转换效率。有组件厂家 实际数据证明，背板反射率每提升8%，250W组件发电功率能够提高1~2W。因此，提高太阳 能电池背板在波长范围400-1100nm的太阳光反射率，是提高太阳能电池工作效率的重要途 径之一。
[0003]现有技术中，提高太阳能电池背板反射率的方法主要有两种:一是在太阳能电池 背板与电池片接触的一面复合一层反射膜，该方法效果虽然较好，但会造成生产工艺复杂 且成本大幅提高;二是在粘结涂层或者胶黏剂层中添加普通无机填料来提高背板反射率， 该填料能够提高背板可见光区域的反射率，但只是通过粒子表面的反射来实现，漫反射效 果较差，尤其是在800~llOOnm波段的反射率提升更小，同时也会造成粘结涂层附着力或者 胶黏剂层的层间粘结力下降。
[0004]公开号为CN103579391A的中国专利公开了一种具有漫反射功能的太阳能电池 背板，该技术方案是在背板与电池片接触的一面再复合一层添加了质量分数为3%_10%的 二氧化钛的漫反射树脂膜来提高反射率，其局限性在于，单纯的添加普通二氧化钛反射效 率较低，除非依靠高填充量实现高反射率，但同时又会造成反射膜其它方面性能下降，而且 成本较高，生产工艺更加复杂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提过一种高反射太阳能电池背板，它能够增强背板的漫反射性 能，并具有较高的反射率。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]-种高反射太阳能电池背板，包括自上而下依次设置的耐候层、第一粘合层、基 层、第二粘合层和粘接层，所述第一粘合层和第二粘合层是厚度为5μπι~20μπι的具有高反射 率的胶黏剂层，由聚氨酯胶黏剂或丙烯酸酯胶黏剂与分子筛混合而成。
[0008] 所述分子筛由孔径为0.5nm~2nm的微孔分子筛和5nm~50nm的有序介孔分子筛组 合而成，分子筛粒径分布为〇.lMi~0.8μηι，且微孔分子筛和有序介孔分子筛的质量比值为 0 · 2~0 · 5〇
[0009]上述高反射太阳能电池背板，所述分子筛为二氧化钛、二氧化硅、沸石、氧化铝分 子筛中的一种或几种。
[0010]上述高反射太阳能电池背板，所述分子筛的质量占该胶黏剂层质量的5%~30%。 [0011]上述高反射太阳能电池背板，所述第一粘合层中粒径分布为0.Ιμπι~0.4μηι的分子 筛占分子筛总质量的5%~20%，粒径分布为0.4μπι以上至0.8μπι及以下的分子筛占分子筛 总质量的80%~95%。
[0012]上述高反射太阳能电池背板，所述第二粘合层中所含的粒径分布为ο.?μπι~0.4μπι的分子筛占分子筛总质量的80 %~95 %，粒径分布为0 · 4μηι以上至0 · 8μηι及以下的分子筛占 分子筛总质量的5%~20%。
[0013]上述高反射太阳能电池背板，所述耐候层是厚度为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]上述高反射太阳能电池背板，所述基层是厚度为150μηι~350μηι的聚对苯二甲酸乙 二醇酯(PET)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(ΡΒΤ)树脂、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂。 [0015]上述高反射太阳能电池背板，所述粘接层是厚度50μηι~100μπι的聚乙稀薄膜。
[0016]有益效果
[0017]与现有技术相比，本发明通过在粘合层中加入微孔分子筛、有序介孔分子筛、并通 过选用分子筛的孔径和粒径、调整微孔分子筛和介孔分子筛的比例，提高了背板在400~ llOOnm波长范围的太阳光反射率，增强了背板的漫反射性能，反射率达到86%以上。
[0018]另一方面，由于分子筛具有纳米尺寸的孔径、较大的比表面积，而且表面极性很 高，可以增加胶黏剂的内聚力以及胶黏剂与基材间的作用力，从而提高了层间粘结力，另外 由于分子筛具有较高的熔点，耐热性能较好，从而也提高了胶黏剂的耐热性能，使胶黏剂在 层压过程中所受的热应力大大降低，延缓了胶黏剂在加速湿热老化过程中的破坏进程；同 时保证背板的其他性能满足太阳能电池的使用要求。
【具体实施方式】
[0019]本发明包括自上而下依次设置的耐候层、第一粘合层、基层、第二粘合层和粘接 层，所述第一粘合层和第二粘合层是厚度为5μπι~20μπι的具有高反射率的胶黏剂层，由聚氨 酯胶黏剂或丙烯酸酯胶黏剂与分子筛混合而成。
[0020] 本发明中的分子筛粒径分布为0 ·Ιμπι~0 · 8μηι，优选为0 · 2μηι~0 · 55μηι，粒径小于 0.1Μ1时，容易发生光线绕射，达不到反射效果;粒径大于0.8μπι，一方面反射能力下降，另一 方面较大粒径的颗粒会降低胶黏剂的粘接强度。
[0021 ] 本发明中的分子筛由孔径为0.3nm~2nm的微孔分子筛和2nm~50nm的有序介孔分 子筛组合而成。微孔分子筛的存在会提高胶黏剂的粘接强度，而有序介孔分子筛具有高度 孔道有序性、孔径分布单一且连续可调，均匀分散到胶黏剂中能够构建"介质-空气-介质-空气"折射率连续变化的空间，当相对折射率由小变大时，散射光强度增大，即光线更多地 向入射方向散射，达到较好的漫反射效果，从而实现更高的反射率。另外，微孔分子筛和有 序介孔分子筛的质量比值为〇. 2~0.5:1，质量比值低于0.2时，微孔分子筛含量较少，胶黏 剂粘接强度没有提高；质量比值高于〇. 5时，有序介孔分子筛含量较少，达不到较强的漫反 射效果。
[0022]本发明中分子筛有较强的漫反射性能、层间粘接性能和耐热性能，能够提高背板 在400~llOOnrn波长范围的太阳光反射率，从而增加单位面积太阳光的利用率，提高太阳能 电池的光电转换效率。本发明中分子筛为二氧化钛、二氧化硅、沸石、氧化铝分子筛中的一 种或几种，可采用公知的方法进行制备。
[0023]本发明分子筛的质量占该胶黏剂层质量的5%~30%，低于5%时，分子筛在胶黏 剂中分散较少，达不到较高的漫反射效果;分子筛在一定添加量范围内能够提升胶黏剂的 粘接强度，但含量过高，如高于30%时，会降低胶黏剂层的粘接强度，导致背板在长期老化 中分层失效。
[0024]本发明中，第一粘合层中粒径分布为0.Ιμπι~0.4μηι的分子筛占分子筛总质量的 5%~20%，粒径分布为0.4以111以上至0.8以1]1及以下的分子筛占分子筛总质量的80%~95%; 第二粘合层中粒径分布为〇.lwn~0.4μηι的分子筛占分子筛总质量的80%~95%，粒径分布 为0.4μπι以上至0.8μπι及以下的分子筛占分子筛总质量的5%~20%。通过在不同的粘合层 组合配置不同粒径组合的分子筛，得到较好的反射效果。首先由靠近电池片的第二粘合层 反射大部分可见光，再由第一粘合层反射大部分近红外光，反射回来的近红外光能直接绕 开第二粘合层粒径较小的分子筛颗粒而直接反射回电池片，得到再利用。
[0025]本发明中，耐候层是厚度为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，优选聚氟乙烯薄膜，厚度优选25~30μπι。
[0026] 本发明中，基层为绝缘耐候聚酯层，可以采用公知的市售产品，如聚对苯二甲酸乙 二醇酯（PET)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(ΡΒΤ)树脂、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN)树脂 等。从热稳定性、电绝缘性、成本等综合评价，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂，树脂 颜色为白色或者半透明。
[0027] 本发明中，第一粘合层、第二粘合层中所用胶黏剂采用公知的市售产品，如聚氨酯 胶黏剂或丙烯酸酯胶黏剂。
[0028] 下面结合实施例对本发明做优选的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0029] 实施例1
[0030] 取聚氨酯胶黏剂l〇〇g，平均孔径为〇.5nm的二氧化钛微孔分子筛1.7g，其中粒径分 布为0 ·Ιμπι~0 · 4μηι的颗粒质量为0 · 34g，粒径分布为0 ·4μηι~0 · 8μηι的颗粒质量为1 · 36g;平 均孔径为5nm的二氧化钛有序介孔分子筛3.4g，其中粒径分布为0.Ιμπι~0.4μηι的颗粒质量 为0.68g，粒径分布为0.4μπι~0.8μπι的颗粒质量为2.72g，混合均匀后进行高剪切分散，得到 第一粘合层胶液。
[0031]取聚氨酯胶黏剂l〇〇g，平均孔径为〇.5nm的二氧化钛微孔分子筛1.7g，其中粒径分 布为0 ·Ιμπι~0 · 4μηι的颗粒质量为1 · 36g，粒径分布为0 ·4μηι~0 · 8μηι的颗粒质量0 · 34g;平均 孔径为5nm的二氧化钛有序介孔分子筛3.4g，其中粒径分布为0.Ιμπι~0.4μηι的颗粒质量为 2.72g，粒径分布为0.4μπι~0.8μπι的颗粒质量为0.68g，混合均匀后进行高剪切分散，得到第 二粘合层胶液。
[0032]在厚度为150μπι的PET-侧涂布第一粘合层胶液，复合35μπι的PVF薄膜，另一侧涂布 第二粘合层胶液，复合?ΟΟμπι的聚乙烯薄膜，经熟化后得到高反射太阳能电池背板，测其性 能。
[0033] 实施例2
[0034]取聚氨酯胶黏剂100g，平均孔径为0.8nm的二氧化铝微孔分子筛2.5g，其中粒径分 布为0 ·ΙμL?~0 · 4μπι的颗粒质量为0 · 38g，粒径分布为0 · 4μπι~0 · 8μπι的颗粒质量为2 · 12g;平 均孔径为15nm的二氧化钛有序介孔分子筛7.5g，其中粒径分布为0.Ιμπι~0.4μηι的颗粒质量