技术领域
[0001] 本
发明涉及太阳能
光伏发电技术领域，尤其涉及一种
太阳能电池组件及其制备方法。
背景技术
[0002] 请参图1所示，太阳能电池组件一般包括
自上而下依次层叠设置的前板10`、前层封装胶膜20`、电池串层30`、后层封装胶膜40`以及
背板50`，通过
层压机将层叠设置的各个部分层压至一体。其中，背板50`作为十分重要的组成部分，对太阳能电池组件的效率具有一定的影响。
[0003] 为追求太阳能电池组件的高功率，双玻太阳能电池组件的使用量日益增多，透明背板的使用量逐步上升。但透明背板的耐紫外线性能一直有待提高。
[0004] 有鉴于此，有必要设计一种太阳能电池组件及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种耐紫外线性能良好的太阳能电池组件及其制备方法。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明提供了太阳能电池组件，包括自上而下依次层叠设置的透光板、前层封装胶膜、电池串层、后层封装胶膜以及背板，所述电池串层具有若干相互连接的电池片，相邻的所述电池片之间具有间隙；所述背板包括
基板、设置于所述基板上且与所述间隙相对应设置的白色涂层以及位于所述白色涂层之间的透明区，所述电池片位于所述透明区正上方；所述白色涂层的溶液包含聚四氟乙烯
树脂、
纳米级氧化物及
有机酸酯类；所述聚四氟乙烯树脂的
质量百分含量为50％-70％，所述纳米级氧化物的质量百分含量为5％-10％，所述有机酸酯类的质量百分含量为1％-5％。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述纳米级氧化物为纳米
二氧化硅、纳米三氧化
铝、纳米氧化锌、纳米氧化
钛中的任意一种或一种以上的混合物。
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述有机酸酯类为异氰酸酯、
氨基树脂、改性
丙烯酸中的任意一种或一种以上的组合物。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述异氰酸酯为二异氰酸酯，所述氨基树脂为芳香族聚氨酯，所述改性丙烯酸为环氧丙烯酸。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，所述纳米级氧化物的质量百分含量为8％-10％。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述白色涂层的厚度介于5μm-50μm之间。
[0012] 为实现上述发明目的，本发明还提供了一种太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤；
[0013] S1，制备白色涂层的溶液备用，所述白色涂层的溶液包含聚四氟乙烯树脂、纳米级氧化物、有机酸酯类以及乙酸乙酯；所述聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为50％-70％，所述纳米级氧化物的质量百分含量为5％-10％，所述有机酸酯类的质量百分含量为1％-5％，所述乙酸乙酯的质量百分含量为15％-44％；
[0014] S2，根据所述电池片的片间距和串间距确定所述背板的白色涂层的待
喷涂区，所述待喷涂区与相邻的所述电池片的间隙相对应，在所述待喷涂区上喷涂所述白色涂层的溶液，进行烘干；
[0015] S3，将所述透光板、所述前层封装胶膜、所述电池串层、所述后层封装胶膜及所述背板进行
叠加、层压及冷却，得到太阳能电池组件。
[0016] 作为本发明的进一步改进，步骤S1包括如下步骤：
[0017] S11，将聚四氟乙烯树脂加入至
研磨机中，研磨至聚四氟乙烯树脂颗粒粒径至300μm以下备用；
[0018] S12，将研磨好的聚四氟乙烯树脂颗粒加入容器中，再加入纳米级氧化物和乙酸乙酯混合均匀，进行超声处理；
[0019] S13，加入有机酸酯类
固化剂，混合均匀。
[0020] 作为本发明的进一步改进，所述纳米级氧化物为纳米
二氧化硅、纳米三氧化铝、纳米氧化锌、纳米氧化钛中的任意一种或一种以上的混合物。
[0021] 作为本发明的进一步改进，所述聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，所述纳米级氧化物的质量百分含量为8％-10％。
[0022] 本发明的有益效果包括：
[0023] 本发明的太阳能电池组件的制备方法，通过采用极耐受紫外光照射、耐候性好的聚四氟乙烯树脂为主体树脂，采用纳米氧化物为添加剂，制得抗紫外线性能良好的白色涂层溶液，在背板上与相邻的电池片之间的间隙相对应的区域涂覆白色涂层；该白色涂层中具有较高比例的主体树脂和纳米氧化物，保证了白色涂层整体的耐候性、抗紫外性能及反射性。如此设置，一方面，该白色涂层可以阻隔透过透光板入射的紫外光，从而减少背板对应于电池片的间隙区域的黄变以及开裂的
风险；重复利用被反射的光，提高对光线的利用率，从而提高了太阳能电池组件的功率；另一方面，太阳能电池组件通过白色涂层向外暴露，可以有效改善背板层压后太阳能电池组件雾化发白的现象。
附图说明
[0024] 图1为现有的太阳能电池组件的结构示意图。
[0025] 图2为本发明太阳能电池组件的结构示意图。
[0026] 图3为本发明太阳能电池组件的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0027] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体
实施例对本发明进行详细描述。
[0028] 请参阅图2至图3所示，本发明的太阳能电池组件100包括自上而下依次层叠设置的透光板10、前层封装胶膜20、电池串层30、后层封装胶膜40、背板50以及边框(未图示)。电池串层30包括若干成排放置的电池串层(未标号)，电池串层包括若干相互连接的电池片31，相邻的电池片31之间具有间隙32。
[0029] 背板50包括基板51、设置于基板51上且与间隙32相对应设置的白色涂层52以及位于白色涂层52之间的透明区53。透明区53与电池片31的形状一一对应，电池片31对应的位于透明区53的正上方。
[0030] 白色涂层52中包含50％-70％的主体树脂、5％-10％的添加剂以及1％-5％的固化剂。其中，主体树脂优选为聚四氟乙烯树脂，其本体氟含量高达76％，且C-F键能高达485kJ/mol，极耐受紫外光照射，耐候性好。聚四氟乙烯树脂的质量百分含量可以为50％、55％、60％、65％或70％。
[0031] 添加剂的主要作用是吸收和反射可见光和紫外光，在本发明中，使用的添加剂为纳米氧化物，相较于使用微米级的添加剂，涂层制备时的分散性好，涂层整体均匀性好，其可以为纳米二氧化硅、纳米三氧化铝、纳米氧化锌、纳米氧化钛中的任意一种或者为前述材料中一种以上材料的混合物。较高比例的主体树脂和添加剂，保证了白色涂层52整体的耐候性及反射性。纳米氧化物的质量百分含量可以为5％、6％、7％、7.5％、8％、9％或10％。
[0032] 优选地，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，纳米级氧化物的质量百分含量为8％-10％。
[0033] 固化剂和
溶剂是为了让主体树脂等粒子分散均匀，更有利于均匀喷涂在基板51上。在本发明中，采用有机酸酯类作为固化剂，可以为异氰酸酯、氨基树脂、改性丙烯酸中的任意一种或者为前述材料中一种以上材料的组合物。优选地，异氰酸酯可以为二异氰酸酯，氨基树脂可以为芳香族聚氨酯，改性丙烯酸可以为环氧丙烯酸。有机酸酯类的质量百分含量可以为1％、2％、3％、4％或5％。
[0034] 该太阳能电池组件100的制备方法，包括以下步骤；
[0035] S1，制备白色涂层的溶液备用，白色涂层的溶液包含聚四氟乙烯树脂、纳米级氧化物、有机酸酯类以及乙酸乙酯；聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为50％-70％，纳米级氧化物的质量百分含量为5％-10％，有机酸酯类的质量百分含量为1％-5％，乙酸乙酯的质量百分含量为15％-44％；
[0036] S2，根据电池片31的片间距和串间距确定背板50的白色涂层的待喷涂区，待喷涂区与相邻的电池片31的间隙32相对应，在待喷涂区上喷涂白色涂层的溶液，进行烘干；
[0037] S3，将透光板10、前层封装胶膜20、电池串层30、后层封装胶膜40及背板50进行叠加、层压及冷却，得到太阳能电池组件100。
[0038] 具体来讲，步骤S1包括如下步骤：
[0039] S11，将聚四氟乙烯树脂加入至研磨机中，研磨至聚四氟乙烯树脂颗粒粒径至300μm以下备用；
[0040] S12，将预设量的研磨好的聚四氟乙烯树脂颗粒加入容器中，再加入预设量的纳米级氧化物和乙酸乙酯混合均匀，进行超声处理；
[0041] S13，加入预设量的有机酸酯类固化剂，混合均匀即可。
[0042] 实施例1
[0043] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为50％，纳米二氧化硅的质量百分含量为5％，二异氰酸酯的质量百分含量为1％，乙酸乙酯的质量百分含量为44％。
[0044] 实施例2
[0045] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为55％，纳米二氧化硅的质量百分含量为7.5％，二异氰酸酯的质量百分含量为1％，乙酸乙酯的质量百分含量为36.5％。
[0046] 实施例3
[0047] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为60％，纳米二氧化硅的质量百分含量为7.5％，二异氰酸酯的质量百分含量为1％，乙酸乙酯的质量百分含量为31.5％。
[0048] 实施例4
[0049] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为65％，纳米二氧化硅的质量百分含量为7.5％，二异氰酸酯的质量百分含量为3％，乙酸乙酯的质量百分含量为24.5％。
[0050] 实施例5
[0051] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，纳米二氧化硅的质量百分含量为8％，二异氰酸酯的质量百分含量为1％，乙酸乙酯的质量百分含量为21％。
[0052] 实施例6
[0053] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，纳米二氧化硅的质量百分含量为8％，二异氰酸酯的质量百分含量为3％，乙酸乙酯的质量百分含量为19％。
[0054] 实施例7
[0055] 在本实施例中，白色涂层的溶液包括聚四氟乙烯树脂、纳米二氧化硅、二异氰酸酯和乙酸乙酯；其中，聚四氟乙烯树脂的质量百分含量为70％，纳米二氧化硅的质量百分含量为10％，二异氰酸酯的质量百分含量为5％，乙酸乙酯的质量百分含量为15％。
[0056] 实施例8-14
[0057] 与实施例1-7的不同之处仅在于，将纳米二氧化硅替换为纳米三氧化铝。
[0058] 实施例15-21
[0059] 与实施例1-7的不同之处仅在于，将纳米二氧化硅替换为纳米氧化锌。
[0060] 实施例21-28
[0061] 与实施例1-7的不同之处仅在于，将纳米二氧化硅替换为纳米氧化钛。
[0062] 实施例29-35
[0063] 与实施例1-7的不同之处仅在于，将二异氰酸酯替换为芳香族聚氨酯类。
[0064] 实施例36-42
[0065] 与实施例1-7的不同之处仅在于，将二异氰酸酯替换为环氧丙烯酸。
[0066] 采用喷
镀设备将制备好的白色涂层52的制备溶液喷涂至背板50上与间隙32相对应的区域，然后背板50经过烘箱烘干，在该过程中，溶剂乙酸乙酯全部挥发。即，背板50上的白色涂层52中没有乙酸乙酯残留成分。
[0067] 优选地，白色涂层52的厚度介于5μm-50μm之间。因为，如果白色涂层52太薄，会给喷涂工艺带来很大难度；且如果白色涂层52太薄的话，白色效果也不会太好；如果白色涂层52太厚，一方面会增加成本，另一方面厚度均匀性会很难控制；并且会使得白色涂层52所在的区域与透明区53之间具有明显的高低差，在电池片31铺设时可能造成更多的裂片。
[0068] 将实施例1至实施例7制得的白色涂层52应用到常规300W的太阳能电池组件，其背板50为全透明背板，得到的效果如表1所示。
[0069] 表1太阳能电池组件的功率优化情况
[0070]
[0071] 请参阅图2至图3并结合表1所示，七个实施例中，白色涂层52的制备溶液中各组分比例不同，实施例1至实施例7的太阳能电池组件100的背板50的反光率分别为80％，86％，86％，88％，88％，88％及92％，具有优异的反光性能和耐紫外线性能，相较于传统透明背板
9％-11％的反光率，其反光性能显著增强。
[0072] 图3中，箭头指示光线在间隙32区域的反射方向，入射至白色涂层52的紫外光被阻隔，从而减少背板50对应于电池片之间间隙32区域的黄变以及开裂的风险，提高了背板50的耐候性。
[0073] 另外，入射光经白色涂层52反射至透光板10后再入射至电池片31，从而实现了光线的重复利用，实施例1至实施例7的太阳能电池组件100的功率分别为301.344w，301.4448w，301.4448w，301.4784w，301.4784w，301.4784w及301.5456w，提高了对光线的利用率，相较于常规的太阳能电池组件的功率为300W，提高了太阳能电池组件100的功率。
[0074] 基板51为透明板材。在间隙32对应的区域，其通过白色涂层52向外暴露，即，从外观上看，用户会直观地看到白色涂层52，可以有效改善背板50层压后太阳能电池组件100雾化发白的现象，提高了太阳能电池组件100的整体美观度与一致性。
[0075] 电池片31为双面受光电池片。
[0076] 综上所述，本发明的白色涂层溶液的制备方法，通过采用极耐受紫外光照射、耐候性好的聚四氟乙烯树脂为主体树脂，采用纳米氧化物为添加剂，制得抗紫外线性能良好的白色涂层溶液；较高比例的主体树脂和添加剂，保证了白色涂层52整体的耐候性及反射性；本发明的太阳能电池组件100通过在基板51上与相邻的电池片31之间的间隙32相对应的区域涂覆白色涂层52，该白色涂层52具有良好的抗紫外性能和较高的反光率。如此设置，一方面可以阻隔透过透光板10入射的紫外光，从而减少背板50对应于电池片的间隙32区域的黄变以及开裂的风险；重复利用被反射的光，提高对光线的利用率，从而提高了太阳能电池组件100的功率；另一方面，其通过白色涂层52向外暴露，可以有效改善背板50层压后太阳能电池组件100雾化发白的现象。
[0077] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
