本發(fā)明涉及背板及其制造方法、利用背板的太陽能電池模塊及其制造方法。
背景技術(shù):
最近,由于化石燃料的枯竭以及二氧化碳導(dǎo)致的全球變暖等,對于清潔替代能源的需求興起,因此,在風(fēng)力、生物氣、氫及燃料電池、原子能、太陽熱、地?zé)岬榷喾N領(lǐng)域進(jìn)行著替代能源的開發(fā)。利用太陽能的太陽能電池也是替代能源之一。
一般,太陽能電池模塊基本上由如下部分構(gòu)成:由玻璃等形成的基板、太陽能電池單元(cell)、封裝物、背板等。
此時,僅通過單個太陽能電池單元無法得到充足的發(fā)電功率,因此以串聯(lián)或并聯(lián)形式將多個太陽能電池單元配置在基板上,并相互電連接,從而形成太陽能電池模塊。此外,背板(backsheet)在太陽能電池模塊的后表面與用于固定太陽能電池單元的封裝物融合,發(fā)揮從來自外部環(huán)境的物理沖擊或水分以及污染物質(zhì)中保護(hù)太陽能電池模塊的作用。
一般,入射至太陽能電池模塊的太陽光在位于太陽能電池單元之間的背板上反射,再全反射到基板側(cè),從而傳至太陽能電池單元,因此,背板要求具有較高的反射率,以提高規(guī)定大小的太陽能電池模塊的發(fā)電容量。
因此,為了提高用于太陽能電池模塊的背板的反射率,現(xiàn)有的背板主要采用乳白色的材料,通過調(diào)節(jié)二氧化鈦等的含量,或在表面形成光擴散層或光反射層來提高反射率。
然而,在提高背板內(nèi)二氧化鈦含量方面存在物理性質(zhì)上的局限性,而當(dāng)形成光擴散層或光反射層時,則會發(fā)生降低背板的耐久性或提高制造成本的問題。
日本公開特許公報特開2006-319250中說明了一種太陽能電池用背板,其具備:光擴散層,在一表面上設(shè)有微細(xì)的凸出部或者凹陷部;金屬蒸鍍層,具有反射性以及氣體阻隔性。然而,為了形成具有微細(xì)凸出部或凹陷部的光擴散層,要求較高的制造成本以及高深的技術(shù)。
當(dāng)設(shè)置在日照量大的代表地區(qū)即沙漠地區(qū)時,這種太陽能電池模塊能夠大量發(fā)電。
但是由于嚴(yán)酷的環(huán)境,如紫外線照射量大,白天的最高氣溫遠(yuǎn)高于其它地區(qū)并且晝夜溫差大的氣候條件和還可能導(dǎo)致太陽能電池模塊的物理損傷的沙暴,會縮短太陽能電池模塊的壽命,用于維護(hù)管理太陽能電池模塊的修理及替換所需的費用也偏高,因此費用相對于太陽能電池模塊發(fā)電效率的比值較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的在于,提高太陽能電池模塊的耐久性以及耐候性,并且提高發(fā)電效率。
本發(fā)明的另一目的在于,在沙漠地區(qū)等嚴(yán)酷環(huán)境下也提高太陽能電池模塊的發(fā)電效率,并且提高太陽能電池模塊的設(shè)置及管理的便利性。
解決技術(shù)問題的方案
本發(fā)明的一特征涉及的太陽能電池模塊用背板包括反射膜,該反射膜包括:基膜層,具有電絕緣性;樹脂涂布層,形成在所述基膜層的至少一表面的一部分或全部,包含聚酯組分以及/或者聚氨酯組分;以及蒸鍍反射層,位于所述樹脂涂布層上,該蒸鍍反射層是含有金屬的蒸鍍層,其光密度(opticaldensity,od)為2至3.5。
優(yōu)選地,所述太陽能電池模塊用背板進(jìn)一步包括紫外線屏蔽層,該紫外線屏蔽層位于所述反射膜的一個表面或兩個表面的一部分或全部,且對于380nm波長的光的透過率在5%以下。
優(yōu)選地,所述樹脂涂布層是以1:1至5的重量比含有聚酯組分和聚氨酯組分的水分散聚氨酯樹脂層。
優(yōu)選地,所述聚氨酯組分包括二羧酸化合物、二元醇化合物以及二異氰酸酯化合物,所述二元醇化合物混合使用選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,2-環(huán)己烷二甲醇、1,3-環(huán)己烷二甲醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、對二甲苯二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚醚二元醇、聚乙二醇以及聚丁二醇中的至少兩種。
所述太陽能電池模塊用背板可以進(jìn)一步包括:保護(hù)膜,位于形成在所述反射膜的一表面的紫外線屏蔽層上;第一粘接層,與所述反射膜的另一表面相接。
所述太陽能電池模塊用背板的導(dǎo)熱率可以是0.2至0.3w/mk(70℃)。
所述太陽能電池模塊用背板在可見光區(qū)域(400-780nm)下的反射率可以是75%至80%,在近紅外區(qū)域(780-2500nm)下的反射率可以是60%至65%。
所述樹脂涂布層可以在85℃/85%rh,1000hr條件下具有3n/cm以上的層間粘接力。
本發(fā)明的另一特征涉及的太陽能電池模塊用背板的制造方法包括以下步驟:樹脂涂布層形成步驟,在電絕緣的基膜層的一表面涂布樹脂組合物,從而形成樹脂涂布層;以及蒸鍍反射層形成步驟,在所述樹脂涂布層上蒸鍍含有金屬的反射層,以使光密度達(dá)到2至3.5,從而形成蒸鍍反射層,其中,所述樹脂組合物包含聚酯組分以及/或者聚氨酯組分。
優(yōu)選地,所述制造方法在所述蒸鍍步驟之后進(jìn)一步包括紫外線屏蔽層形成步驟,所述紫外線屏蔽層形成步驟中,使用包含紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑形成對于380nm波長的光的透過率在5%以下的層。
優(yōu)選地,所述樹脂組合物是以1:1至5的重量比含有聚酯組分和聚氨酯組分的水分散聚氨酯樹脂組合物。
本發(fā)明的又一特征涉及的太陽能電池模塊包括:太陽光模塊部,其包括電絕緣性封裝物和位于所述封裝物內(nèi)的單位電池;以及背板,位于所述太陽光模塊部的后表面,用于保護(hù)所述太陽光模塊部,其中,所述背板包括:反射膜,其包括蒸鍍反射層,該蒸鍍反射層是含有金屬的蒸鍍層,光密度為2至3.5;以及紫外線屏蔽層,位于所述反射膜的下方,且對于380nm波長的光的透過率在5%以下,所述反射膜反射穿過所述太陽光模塊部的光,以使穿過所述太陽光模塊部的光再次入射至所述太陽光模塊部,并且反射從所述背板的背面進(jìn)入的光或輻射熱。
優(yōu)選地,所述反射膜包括:基膜層;所述蒸鍍反射層,位于所述基膜層的下部;以及樹脂涂布層,位于所述基膜層與所述蒸鍍反射層之間,用于粘接所述蒸鍍反射層和所述基膜層,所述樹脂涂布層在85℃/85%rh,1000hr條件下具有3n/cm以上的層間粘接力。
所述背板可以進(jìn)一步包括:保護(hù)膜,其位于所述紫外線屏蔽層的下方,所述保護(hù)膜可以包含選自氟樹脂、耐水解聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯及它們的組合中的任意一種。
所述背板可以進(jìn)一步包括位于所述反射膜上的第二粘接層,優(yōu)選所述第二粘接層具有紫外線屏蔽功能,對于380nm波長的光的透過率在5%以下。
所述背板的導(dǎo)熱率可以是0.2至0.3w/mk(70℃)
優(yōu)選地,所述背板在可見光區(qū)域(400-780nm)下的反射率為75%至80%,在近紅外區(qū)域(780-2500nm)下的反射率為60%至65%。
本發(fā)明的另一特征涉及的太陽能電池模塊的制造方法包括以下步驟:準(zhǔn)備步驟,依次層疊背板、第二封裝物片材、單位電池以及第一封裝物片材,從而制造太陽能電池模塊制造用疊層體;以及熱壓縮步驟,對所述太陽能電池模塊制造用疊層體進(jìn)行加壓及加熱,從而使所述第一封裝物片材和所述第二封裝物片材形成封裝物,其中,所述背板通過如下方法制成:反射膜制造步驟,其包括:樹脂涂布層形成過程,在基膜層的一表面涂布樹脂組合物,從而形成樹脂涂布層;以及蒸鍍反射層形成過程,通過氣相蒸鍍方法在所述樹脂涂布層上形成含有金屬的層,從而形成光密度為2至3.5的蒸鍍反射層;以及紫外線屏蔽層形成步驟,在所述反射膜的一個表面或兩個表面上進(jìn)一步形成紫外線屏蔽層,所述紫外線屏蔽層含有紫外線穩(wěn)定劑且對于380nm波長的光的透過率在5%以下。
優(yōu)選地,所述樹脂涂布層形成過程中,涂布以1:1至5的重量比含有聚酯組分和聚氨酯組分的水分散聚氨酯樹脂組合物,所述樹脂涂布層在85℃/85%rh,1000hr條件下具有3n/cm以上的層間粘接力。
所述紫外線穩(wěn)定劑可以是選自二苯甲酮類紫外線穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線穩(wěn)定劑、水楊酸鹽類紫外線穩(wěn)定劑以及它們的組合中的任意一種。
有益效果
根據(jù)這些特征,提高諸如耐久性及耐候性等的太陽能電池模塊的特性,并且提高太陽能電池模塊的發(fā)電效率。
此外,能夠提供一種在提高太陽能電池模塊的發(fā)電效率的同時,提高設(shè)置及管理的便利性的太陽能電池模塊及其制造方法。即便在沙漠地區(qū)的嚴(yán)酷環(huán)境下,也能夠進(jìn)行高效率的太陽光發(fā)電。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一實施例涉及的太陽能電池模塊的概略截面圖。
圖2是本發(fā)明的另一實施例涉及的太陽能電池模塊的概略截面圖。
圖3至圖8分別是應(yīng)用于圖1及圖2的太陽能電池模塊的背板的截面圖。
具體實施方式
在整篇說明書中,“~上”、“~上方”等術(shù)語表示區(qū)別于一層的另一層以接觸或未接觸的狀態(tài)位于該層的上方,并包括一層與另一層之間存在其它層的情形。
在整篇說明書中,馬庫什(markush)形式的表達(dá)中所包含的術(shù)語“它們的組合”表示,選自由馬庫什形式的表達(dá)所記載的構(gòu)成要素形成的群中的一個以上的混合或者組合,表示包括選自由所述構(gòu)成要素形成的群中的一個以上。
在整篇說明書中,記載“a以及/或者b”表示“a,b,或者,a以及b”。
在整篇說明書中,“做~的步驟”或者“~的步驟”并不表示“為了~的步驟”。
在整篇說明書中,諸如“第一”、“第二”或者“a”、“b”等的術(shù)語用來區(qū)分相同的術(shù)語,不能對這些賦予區(qū)分以外的含義而限定權(quán)利要求范圍。
下面,將參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,以使本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠容易地實施。然而本發(fā)明可以實現(xiàn)為各種不同的方式,而非限定于在此描述的實施例。在整篇說明書中,對于相似的部分標(biāo)注了相同的附圖標(biāo)記。
下面,將參照圖1至圖8詳細(xì)描述背板及其制造方法、利用背板的太陽能電池模塊及其制造方法。
首先,參照圖1,對本發(fā)明的一實施例涉及的太陽能電池模塊進(jìn)行說明。
如圖1所示,本例的太陽能電池模塊900包括太陽光模塊部800、位于太陽光模塊部800下方的背板500。
太陽光模塊部800是發(fā)揮太陽能電池核心功能的部分,當(dāng)通過光入射面820入射光時,其利用發(fā)電區(qū)域波長的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
這種太陽光模塊部800包括:封裝物810,填充所述太陽光模塊部800內(nèi)部的一部分或全部;至少一個太陽能電池單元(以下將太陽能電池單元稱作“單位電池”)820,被封裝物810包圍。
太陽光模塊部800的外表面包括:光入射面,其為發(fā)電區(qū)域波長的光入射的面;后表面840,其為在光入射面830的相反側(cè)彼此相向的面。
光入射面830和后表面840可以與封裝物810形成為一體,或者采用構(gòu)成獨立層的材料來形成,但為了太陽能電池模塊900的薄膜化以及輕量化,優(yōu)選形成為一體。
封裝物810可以采用作為電絕緣性封裝物(sealingmaterial)使用最多的eva(ethylenevinylacetate),但是能夠發(fā)揮電絕緣性封裝物作用的材料都可以用作本例的封裝物,因此本例的封裝物的材料并不限定于eva。
此外,可以在組裝太陽光模塊部800或者包含太陽光模塊部800的太陽能電池模塊900的過程中,通過按照第一封裝物、單位電池820、第二封裝物的順序?qū)盈B后進(jìn)行加壓等組裝過程制造封裝物810,前面說明的封裝物810是指在這種組裝過程中由第一封裝物和第二封裝物形成的整體封裝物。
設(shè)置單位電池820時,出于提高發(fā)電效率的目的,常在一個封裝物810內(nèi)相互電連接多個單位電池820,作為電連接這些單位電池820的方法,例如,可以采用互連條(interconnectorribbon)或者匯流條(busbarribbon)等,但并非限定于此。
關(guān)于位于一個封裝物810內(nèi)的單位電池820的配置方式,通常將多個單位電池820配置成規(guī)定的矩陣,并且根據(jù)需要,還可以混合配置特性不同的多個單位電池820。
太陽光模塊部800可以包括:多個第一單位電池,與光入射面830相向并且彼此并排配置;第二單位電池,其與光入射面830之間的距離不同于第一單位電池與光入射面830之間的距離。
此外,根據(jù)需要,可以在一個封裝物810內(nèi)含有兩個以上的單位電池組,所述單位電池組配置有在規(guī)定的高度形成矩陣的單位電池820,在這種情況下,兩個以上的單位電池組可以處于不同的高度。
太陽光模塊部800可以進(jìn)一步包括接線盒(junctionbox)(未圖示),所述接線盒與彼此電連接的多個單位電池820中的至少一個直接或間接電連接。
此外,對于與接線盒連接的條(ribbon)等電連接部件,可以進(jìn)行耐污處理,如在其表面形成耐污涂層膜(未圖示)。由于吸附微塵或塵土等異物等原因,接線盒自身的溫度有可能上升,從而有可能接線盒發(fā)生火災(zāi)而損壞太陽能電池模塊900本身,當(dāng)進(jìn)行這種耐污處理時,能夠減少那種損壞的發(fā)生。
除了本例涉及的太陽能電池模塊900之外,如圖2所示,另一例涉及的太陽能電池模塊900a進(jìn)一步具備位于太陽光模塊部800上方的透光層600。本例涉及的太陽能電池模塊900a的其余結(jié)構(gòu)800、500與圖1所示的太陽能電池模塊900相同。
本例涉及的透光層600位于太陽光模塊部800的光入射面830上側(cè)或者與光入射面830相接,其作用在于,保護(hù)太陽光模塊部800并且有助于光穿過光入射面830后更加容易地傳至單位電池820。此時,光是指太陽光等發(fā)電區(qū)域波長的光所包含的照射到太陽能電池模塊900a上的光。
例如,透光層900可以采用諸如由玻璃或合成樹脂等形成的片(sheet)或者板。
此外,透光層600優(yōu)選由強化玻璃形成,以預(yù)防太陽能電池模塊900a因外力而損壞,并且優(yōu)選采用具有耐熱特性的,以便在劇烈的溫度變化下也能夠具備優(yōu)秀的耐久性。
透光層600的表面可以進(jìn)行耐污處理,或者進(jìn)一步具備涂層膜(未圖示),在這種情況下減小有可能因塵土或沙子等而發(fā)生的污染物質(zhì)對表面的附著程度。
由此,有助于提高太陽能電池模塊900a的發(fā)電效率,或者提高維護(hù)管理的便利性。
此外,根據(jù)基于太陽能電池模塊900a的設(shè)置環(huán)境等的需要,可以在透光層600自身的前表面以及/或者后表面進(jìn)一步設(shè)置具有紫外線屏蔽功能的保護(hù)層(未圖示)。
如此,在透光層600的至少一表面上設(shè)置具有紫外線屏蔽功能的保護(hù)層時,能夠減小封裝物810的黃變現(xiàn)象,并且有助于減小黃變現(xiàn)象所導(dǎo)致的太陽能電池模塊900a的發(fā)電效率降低或者老化加速的現(xiàn)象。
本例涉及的太陽能電池模塊900、900a所采用的背板500位于太陽能電池模塊900、900a的后表面840側(cè),其保護(hù)太陽光模塊部800。
這種背板500具有:正面510,與太陽光模塊部800的后表面840相鄰或相接;背面520,在正面510的相反側(cè)與正面510相向。
背板500的作用在于,阻隔灰塵、沖擊以及濕氣等,從外部環(huán)境中保護(hù)太陽光模塊部800,從而有助于進(jìn)行長時間穩(wěn)定的太陽光發(fā)電,其具備薄膜形式的多個層接合的復(fù)合體結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)所需的各種功能。
下面,將參照圖3至圖8對太陽能電池模塊900、900a所采用的各種例的背板500~500e進(jìn)行說明。
在圖3至圖8中,對于由相同的結(jié)構(gòu)形成而發(fā)揮相同功能的構(gòu)成要素,標(biāo)注了相同的附圖標(biāo)記,并省略對其的詳細(xì)說明。
圖1及圖2中示出的太陽能電池模塊900、900a,作為一例,示出了采用背板500,但是并不限定于此,太陽能電池模塊900、900a當(dāng)然可以采用其它例涉及的背板500a~500e之一。
首先,參照圖3,背板500具備:基膜層110,具有電絕緣性;樹脂涂布層120,形成在基膜層110的至少一表面(例如,基膜層110的下方)的一部分或全部,含有聚酯組分以及/或者聚氨酯組分;以及蒸鍍反射層130,位于樹脂涂布層120的下方,該蒸鍍反射層130是含有金屬的蒸鍍層,其光密度為2至3.5。這些層110、120、130形成反射膜。
在本例中,反射膜100的基膜層110比蒸鍍反射層130更接近與正面510相鄰的一側(cè),但是可以與此相反,基膜層110比蒸鍍反射層130更接近與背面520相鄰的一側(cè)。
基膜層110不僅能夠發(fā)揮蒸鍍工序中的基材作用,還能夠同時發(fā)揮可調(diào)節(jié)折射路徑的調(diào)節(jié)層作用。
基膜層110優(yōu)選采用電絕緣的透明薄膜,具體而言,可以采用選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯硫醚(pps)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚氟乙烯(pvf)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)以及它們的組合中的任意一種作為所述基膜層110。
這種基膜層110不宜采用玻璃板,與在基膜層等背板500的內(nèi)部采用玻璃板的情形相比,當(dāng)像本發(fā)明這樣采用塑料薄膜形式的基膜層110時,不僅能夠提高設(shè)置太陽能電池模塊900、900a時的操作便利性,也能夠提高太陽能電池模塊900、900a的維護(hù)及管理過程中的操作便利性。
基膜層110是用作蒸鍍反射層130的基材的層,在其一表面上直接蒸鍍蒸鍍反射層130或者以在中間隔著樹脂涂布層120的狀態(tài)進(jìn)行蒸鍍。因此,可以采用的所述基膜層110在蒸鍍工序進(jìn)行過程中變形或變性程度小,當(dāng)用在太陽能電池模塊上時,即便在反復(fù)的溫度變化等情況下熱收縮現(xiàn)象仍然小,因而尺寸穩(wěn)定性優(yōu)秀,并且具有規(guī)定水平以上的耐久性。
這種基膜層110優(yōu)選采用雙軸拉伸的聚酯薄膜,在這種情況下能夠具有穩(wěn)定的尺寸穩(wěn)定特性。
所述基膜層110采用的聚酯薄膜中,主要重復(fù)單位可以含有60重量%以上的對苯二甲酸乙二醇酯。聚酯薄膜可以是對極限粘度為0.4至0.9dl/g的樹脂組合物進(jìn)行雙軸拉伸制造而成的。當(dāng)采用這種聚酯薄膜作為基膜時,具有優(yōu)秀的電絕緣性,同時機械強度優(yōu)秀,在形成蒸鍍反射層時基膜的變形也小,當(dāng)用在太陽能電池模塊900、900a上時,在反復(fù)的溫度及濕度變化下能夠具有優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性。
如圖3所示,樹脂涂布層120形成在基膜層110上,用于提高此后通過蒸鍍方法形成的含有金屬的蒸鍍反射層130與基膜層110之間的粘接力,使得粘接牢固,并且有助于提高薄膜的穩(wěn)定性和耐久性。
形成這種樹脂涂布層120方式可以是,將含有聚酯組分(更具體地說是水分散性聚酯組分)以及/或者聚氨酯組分的樹脂組合物涂布到基膜層110上之后進(jìn)行干燥。
比起水分散性丙烯酸樹脂等其它樹脂類,樹脂涂布層120優(yōu)選采用水分散性聚酯樹脂或者聚氨酯樹脂。
此外,當(dāng)樹脂涂布層120采用同時含有聚酯樹脂和聚氨酯樹脂的聚氨酯樹脂(共聚樹脂涂布層)時,能夠得到優(yōu)秀的層間粘接力和基材粘接力,因此能夠?qū)﹄y以保持粘接力的金屬表面與高分子片表面之間賦予優(yōu)秀的層間粘接力和基材粘接力。
樹脂涂布層120可以是以1:1至5的重量比含有聚酯組分和聚氨酯組分的聚氨酯樹脂涂布層(共聚樹脂涂布層),可以是包含重量比為1:2至4的聚酯組分和聚氨酯組分的聚氨酯樹脂涂布層(共聚樹脂涂布層)。當(dāng)同時采用這種重量比范圍內(nèi)的所述聚酯組分和聚氨酯組分時,即便在高溫潮濕的環(huán)境下,也能夠優(yōu)秀地維持與蒸鍍反射層的粘接力。
樹脂涂布層120可以包含通過使二羧酸組分、二元醇(glycol)組分、二異氰酸酯組分以及以化學(xué)式1表示的組分(聚酯組分)共聚而制造的水分散性聚氨酯樹脂(共聚樹脂涂布層)。
【化學(xué)式1】
在化學(xué)式1中,r表示碳原子數(shù)為1至30的脂肪族烴,n及m表示彼此獨立的1至5之間的整數(shù)。
所包含的二異氰酸酯組分的特征在于,是以下述的化學(xué)式2表示的化合物。
【化學(xué)式2】
在化學(xué)式2中,r1、r2、r3表示彼此獨立的碳原子數(shù)為1至30的脂肪族烴基。
樹脂涂布層120可以是將0.01至0.5g/m3的水分散性聚氨酯樹脂涂布到基膜層110表面之后進(jìn)行干燥而成的(共聚樹脂涂布層),所述水分散性聚氨酯樹脂是由二羧酸組分、二元醇組分、二異氰酸酯組分以及以化學(xué)式1表示的組分(聚酯組分)共聚而制成的。
具體而言,樹脂涂布層120采用的聚氨酯組分包括二羧酸化合物、乙二醇化合物以及二異氰酸酯化合物。
可以采用的二羧酸化合物有諸如對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,5-二甲基對苯二甲酸(2,5-dimethylterephthalicacid)、二甲基間苯二甲酸等的芳香族二羧酸、諸如1,3-環(huán)戊烷二羧酸、1,2-環(huán)己烷二羧酸、1,3-環(huán)己烷二羧酸、1,4-環(huán)己烷二羧酸等的脂環(huán)族二羧酸和諸如己二酸、癸二酸以及它們的組合的脂肪族二羧酸,當(dāng)采用芳香族二羧酸時更有利于提高粘接力。
有用的二元醇化合物是碳原子數(shù)為2至8的脂肪族二元醇以及碳原子數(shù)為6至12的脂環(huán)族二元醇,例如,可以采用乙二醇(ethyleneglycol)、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,2-環(huán)己烷二甲醇、1,3-環(huán)己烷二甲醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、對二甲苯二醇、二乙二醇、三乙二醇或它們的組合,也可以采用聚醚二元醇、聚乙二醇、聚丁二醇或它們的組合。
可以采用的二異氰酸酯化合物有2,4-六亞甲基二異氰酸酯、2,6-六亞甲基二異氰酸酯、以化學(xué)式2表示的5-異氰酸基-1-異氰酸根合甲基-1,3,3-三甲基環(huán)己烷(5-isocyanato-1-(isocyanatomethyl)-1,3,3-trimethylcyclohexane)以及它們的衍生物,優(yōu)選采用5-異氰酸基-1-異氰酸根合甲基-1,3,3-三甲基環(huán)己烷及其衍生物。
優(yōu)選地,混合使用兩種以上二元醇化合物,當(dāng)混合使用它們時,可得到在嚴(yán)酷環(huán)境下也能夠穩(wěn)定地維持粘接力的樹脂組合物。
具體而言,樹脂涂布層120可以采用二對苯二甲酸作為二羧酸化合物,采用乙二醇以及二乙二醇作為二元醇化合物,采用5-異氰酸基-1-異氰酸根合甲基-1,3,3-三甲基環(huán)己烷作為二異氰酸酯化合物。
樹脂涂布層120可以是,將0.01至0.5g/m2的、含有前面說明的水分散性聚酯組分和聚氨酯組分的樹脂組合物涂布到基膜層110表面之后進(jìn)行干燥而成的。
樹脂涂布層120在85℃/85%rh的高溫高濕工作條件下工作1000hr之后可以仍具有1.5n/cm以上的層間粘接力,可以具有2.0n/cm以上的層間粘接力,可以具有3.0n/cm以上的層間粘接力,最優(yōu)選地,可以具有4.0n/cm以上的層間粘接力,此時,最大層間粘接力可以是5.0n/cm。
這種樹脂涂布層120位于基膜層110與蒸鍍反射層130之間時,使基膜層110和蒸鍍反射層130牢固且穩(wěn)定地結(jié)合,從而有助于在嚴(yán)酷的使用環(huán)境下也能夠優(yōu)秀地維持強度、伸長率、剛性率等機械物理性質(zhì)。
此外,樹脂涂布層120在85℃/85%rh的高溫高濕工作條件下工作1000hr之后也可以具有1.5n/cm以上的層間粘接力,可以具有2.0n/cm以上的層間粘接力,可以具有3.0n/cm以上的層間粘接力,最優(yōu)選地,可以具有4.0n/cm以上的層間粘接力。
這種樹脂涂布層120不但能夠發(fā)揮粘接層的作用,還能夠在蒸鍍鋁時發(fā)揮底漆(primer)的作用。
蒸鍍反射層130是含有金屬的蒸鍍層,其含有能夠發(fā)揮反射層功能的金屬。
這種蒸鍍反射層130采用蒸鍍成具有2以上,更具體來說2至3.5的光密度的含金屬蒸鍍層。
當(dāng)光密度小于2時,無法具有充分的反射性能,有可能制造出蒸鍍反射層130的反射率性能不足的背板500,而當(dāng)光密度超過3.5時,雖然反射率增加或水蒸氣透過率提升效果甚微,卻使用過多的金屬組分,無經(jīng)濟性,并且不必要地增加背板500的重量或厚度。
優(yōu)選地,蒸鍍反射層130的光密度可以是2至3,此時能夠使包含背板500而模塊化的太陽能電池模塊900、900a在光的發(fā)電區(qū)域具有優(yōu)秀的反射率,從而能夠有效地引導(dǎo)太陽能電池模塊900、900a的性能提升。
這種蒸鍍反射層130發(fā)揮的作用在于,通過反射照射到蒸鍍反射層130上的光的方法,使雖然入射到太陽能電池模塊900、900a中但未能入射至單位電池820而是穿過太陽光模塊部800的光的一部分再次入射至太陽光模塊部800中,重復(fù)這種過程,延長進(jìn)入太陽能電池模塊900、900a中的光的總路徑,從而提高傳至單位電池820的單位時間內(nèi)的光量。
此外,蒸鍍反射層130還可以發(fā)揮反射從背板的背面520進(jìn)入的光或輻射熱,從而減小太陽光模塊部800的溫度上升的作用。
蒸鍍反射層130的一表面與另一表面可以具有透過波長和反射波長彼此不同的特性。
具體而言,在蒸鍍反射層130的一表面和另一表面中,使穿過太陽光模塊部800的光再次入射至太陽光模塊部800的一表面采用對于發(fā)電區(qū)域波長的光的反射率高而對于紫外區(qū)光的透過率優(yōu)秀的,這樣有利于提高發(fā)電效率以及延長模塊壽命。
此外,反射從背面520進(jìn)入的光或輻射熱的蒸鍍反射層130的另一表面采用對于發(fā)電區(qū)域波長的光的透過率優(yōu)秀而對于強紫外區(qū)或輻射熱的相應(yīng)波長的光的反射率優(yōu)秀的,這樣有利于提高太陽能電池模塊900、900a的發(fā)電效率以及延長模塊壽命。
如圖所示,蒸鍍反射層130可以形成在基膜層110的一個表面或兩個表面上,僅形成在一個表面上時有利于節(jié)約成本以及使工序單純化。只是,優(yōu)選地,當(dāng)蒸鍍反射層130形成在基膜層110的一個表面或兩個表面上時,也在蒸鍍反射層130與基膜層110之間形成樹脂涂布層。
蒸鍍反射層130所含有的金屬可以是選自鉛、鎳、銀、銅、金、銦、錫、不銹鋼、鉻、鈦、鋁以及它們的組合中的至少一種,具體而言,可以采用鋁金屬的蒸鍍層。
此外,蒸鍍反射層130可以采用含有鉑、鋁、鎳、鈦或它們的氧化物的蒸鍍層。
此時,可以通過如下氣相蒸鍍方法形成蒸鍍反射層130:在高真空下,例如在約10-3torr或約10-5torr下,將金屬以熔點以上的溫度加熱到金屬蒸汽壓大于約10-2torr的程度;或者使金屬匯合到離子沖擊流中,以質(zhì)量轉(zhuǎn)移濺射(sputtering)方式形成蒸鍍層。
關(guān)于以這種方式形成的蒸鍍反射層130,由于金屬蒸汽或者金屬原子蒸發(fā)或濺射,對基膜層110上的樹脂涂布層120表面進(jìn)行沖撞、蒸鍍,從而能夠形成薄膜狀的蒸鍍反射層130。
將蒸鍍反射層130與現(xiàn)有技術(shù)作比較,能夠得到厚度更薄且更加均勻、致密的薄膜狀的反射層,用在大面積時也能夠形成一定的優(yōu)秀品質(zhì)的反射層。
優(yōu)選地,作為蒸鍍反射層130可以采用鋁氣相蒸鍍層,在這種情況下,能夠?qū)Ρ嘲?00賦予優(yōu)秀的反射特性的同時賦予優(yōu)秀的水蒸氣阻隔性。
背板500可以不包括箔狀的金屬層。雖然現(xiàn)有的箔狀的金屬層也在具有規(guī)定程度以上的厚度時能夠?qū)Ρ嘲遒x予反射特性,但是與本發(fā)明的蒸鍍反射層130相比,厚度較大,水蒸氣阻隔性有所欠缺,因此需要通過其它層進(jìn)行彌補或者增加箔的厚度。
本發(fā)明的蒸鍍反射層130即便在具有約1000nm以下的薄厚度時也能夠?qū)Ρ嘲?00賦予本發(fā)明想要的充分的反射特性和水蒸氣阻隔特性,這種效果成為對形成得輕薄的背板500賦予充分的反射特性等優(yōu)秀特性的重要原因之一,從而能夠提高太陽能電池模塊900、900a的發(fā)電效率。
蒸鍍反射層130可以通過連續(xù)的單次蒸鍍過程形成,也可以隔著時間差進(jìn)行多次蒸鍍過程而形成。當(dāng)通過多次蒸鍍過程形成蒸鍍反射層130時,可以在蒸鍍層形成過程之間進(jìn)一步進(jìn)行形成額外的粘接層以及/或者紫外線屏蔽層的過程,這種情況下能夠進(jìn)一步提高背板500的耐久性或耐候性。
優(yōu)選地,蒸鍍反射層130采用對于通過光入射面830入射的光中與發(fā)電區(qū)域波長相應(yīng)的光的反射效果優(yōu)秀的,特別是,可以采用蒸鍍反射層130的兩個表面中接近太陽光模塊部800后表面840的一表面對于發(fā)電區(qū)域波長的光的反射率高的。
此外,蒸鍍反射層130的兩個表面中接近背板500背面520的一表面可以采用對于從背板500的背面520方向入射的輻射熱的反射率高的,具備這種對于輻射熱的反射效率高的表面的蒸鍍反射層130可以優(yōu)選采用對于較長波長即紅外波長的反射效率優(yōu)秀的。
像這樣兩個表面具有不同特性的蒸鍍反射層可以通過如下方法形成:采用存在凹凸的基膜層,或者改變蒸鍍反射層的表面細(xì)微結(jié)構(gòu),或者進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)入射到蒸鍍反射層的至少一表面或蒸鍍反射層內(nèi)部的光的折射路徑的調(diào)節(jié)層(未圖示)。
如圖4所示,另一例涉及的背板500a進(jìn)一步包括位于蒸鍍反射層130下方的紫外線屏蔽層210。
作為這種紫外線屏蔽層210,可以采用對于380nm波長的光的透過率在5%以下的紫外線屏蔽層。
紫外線屏蔽層210可以是含有紫外線穩(wěn)定劑的高分子樹脂層,可以是包含紫外線穩(wěn)定劑并同時具備粘接功能的紫外線屏蔽功能性粘接層。
紫外線屏蔽層210可以與反射膜100的形成有蒸鍍反射層130的一表面相向地形成,根據(jù)需要,可以進(jìn)一步形成在所述反射膜100的另一表面上。
如上所述,這種紫外線屏蔽層210可以是對于380nm波長的光的透過率在5%以下的紫外線屏蔽層,具體而言,可以是對于380nm波長的光的透過率在3%以下的,或者是對于380nm波長的光的透過率在1.5%以下的。背板500a采用這種具有低透過率的紫外線屏蔽層210時,產(chǎn)生防止紫外線導(dǎo)致的耐久性降低以及防止黃變現(xiàn)象的效果。
作為所述紫外線穩(wěn)定劑,可以采用二苯甲酮類紫外線穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線穩(wěn)定劑、水楊酸鹽類紫外線穩(wěn)定劑或它們的組合。
所述二苯甲酮類紫外線穩(wěn)定劑可以包括2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮或它們的組合,所述苯并三唑類紫外線穩(wěn)定劑可以包括2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑或其衍生物,所述水楊酸鹽類紫外線穩(wěn)定劑可以包括水楊酸苯酯、水楊酸對叔丁基苯酯或它們的組合。
在圖5所示的例中,背板500b還具備位于紫外線屏蔽層210下方的保護(hù)膜200。
保護(hù)膜200是發(fā)揮從外部環(huán)境中進(jìn)行保護(hù)的作用的層,可以與背面520形成為一體或者形成獨立于背面520的層,可以采用包含氟樹脂、耐水解聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯以及它們的組合中的任意一種的薄膜。
例如,所述保護(hù)膜200可以采用選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯硫醚(pps)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚氟乙烯(pvf)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、乙烯-醋酸乙烯酯(eva)以及它們的組合中的任意一種,優(yōu)選地,可以采用選自聚氟乙烯(pvf)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)以及它們的組合中的任意一種,這種情況下能夠具有耐久性和耐候性強的優(yōu)點。
根據(jù)需要,保護(hù)膜200可以采用透明的薄膜或者有色且不透明的薄膜。此時,采用的顏色優(yōu)選為白色或黑色,白色或黑色的薄膜可以通過對薄膜本身使用染料或色素,或者額外形成有色層來制造。
此外,如圖6所示,根據(jù)另一例,提供一種背板500c,其在圖4所示的背板500a的基礎(chǔ)上具備之前描述的保護(hù)膜200和第一粘接層300。
如圖6所示,第一粘接層300位于反射膜100上方,與太陽光模塊部800的封裝物810相接,保護(hù)膜200位于反射膜100的下方,從外部環(huán)境中保護(hù)反射膜100。
第一粘接層300可以采用選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯硫醚(pps)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚氟乙烯(pvf)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、乙烯-醋酸乙烯酯(eva)以及它們的組合中的任意一種,優(yōu)選地,可以采用選自聚氟乙烯(pvf)、聚乙烯(pe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ectfe)以及它們的組合中的任意一種。
此外,圖7所示的例中示出了在反射膜100與保護(hù)膜200之間具備之前描述的紫外線屏蔽層210的背板500d,在這種情況下,通過紫外線屏蔽層210能夠得到紫外線屏蔽效果,同時有助于反射膜100與保護(hù)膜200之間的粘貼。
圖8所示的背板500e在反射膜100與第一粘接層300之間具備第二粘接層220。
此時,該第二粘接層220發(fā)揮的作用在于,使反射膜100與第一粘接層300之間的粘貼牢固,并且可以選擇性地具有紫外線屏蔽效果。
即,第二粘接層220可以是含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑層,可以采用的紫外線穩(wěn)定劑有二苯甲酮類紫外線穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線穩(wěn)定劑、水楊酸鹽類紫外線穩(wěn)定劑或它們的組合。
二苯甲酮類紫外線穩(wěn)定劑可以包括2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮或它們的組合,所述苯并三唑類紫外線穩(wěn)定劑可以包括2-(2-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑或其衍生物,所述水楊酸鹽類紫外線穩(wěn)定劑可以包括水楊酸苯酯、水楊酸對叔丁基苯酯或它們的組合。
選擇性地具有紫外線屏蔽效果的第二粘接層220可以具有對于380nm波長的光的透過率為5%以下的紫外線屏蔽功能。具體來說,可以是含有紫外線穩(wěn)定劑或者光轉(zhuǎn)換劑的粘接劑層。對于紫外線穩(wěn)定劑的說明與上面的說明重復(fù),因此省略其記載。
根據(jù)模塊的形狀,保護(hù)膜200和第一粘接層300可以采用透明的薄膜或者有色不透明的薄膜。
此時,采用的顏色優(yōu)選為白色或黑色,白色或黑色的薄膜可以通過對薄膜本身使用染料或色素,或者在保護(hù)膜200或第一粘接層300上額外形成有色層來制造。
設(shè)置在太陽能電池模塊900、900a上時,有色而不透明的薄膜可以位于背板的最外側(cè)表面上。
本發(fā)明的背板500-500e可以是包含各種高分子樹脂和含金屬蒸鍍層的薄膜疊層體,可以是包括高分子片以及/或者粘接層的、由高分子樹脂和含金屬蒸鍍層形成的薄膜疊層體。
本發(fā)明的背板500-500e的導(dǎo)熱率可以是0.2至0.3w/mk(70℃)。與當(dāng)前采用的一般的太陽能電池用背板相比,這是優(yōu)秀的特性,意味著相比于一般的太陽能電池用背板具有更加優(yōu)秀的散熱效果,當(dāng)采用具有這種導(dǎo)熱率的背板500-500e時,特別是在高溫環(huán)境或者氣溫變化大的環(huán)境下也能夠具有優(yōu)秀的太陽能電池模塊保護(hù)效果。
本發(fā)明的背板500-500e包含反射膜100而具有優(yōu)秀的反射率,在可見光區(qū)域(400-780nm)下的反射率可以是75%至80%,在近紅外區(qū)域(780-2500nm)下的反射率可以是60%至65%。將這種本發(fā)明的太陽能電池用背板500-500e用在太陽能電池模塊上時,能夠使從太陽能電池模塊的正面進(jìn)入的光再次反射,并增加照射到太陽能電池單元上的太陽光的量,從而在相同的時間和面積下能夠提高太陽能電池的發(fā)電效率。
這種背板500-500e增加照射到太陽能電池單位電池上的太陽光的量,從而在相同的時間和面積下能夠提高太陽能電池的發(fā)電效率。此外,發(fā)揮反射從太陽能電池模塊的背面?zhèn)鬟f上來的輻射熱的作用,從而能夠抑制或緩解太陽能電池模塊因來自地面的輻射熱而升溫。
本發(fā)明的背板500-500e的透濕度(38℃,90%相對濕度條件)可以是0.75g/m2day以下,可以是0.65g/m2day以下,可以是0.58至0.63g/m2day。這種背板500-500e通過包括蒸鍍反射層130、樹脂涂布層120等的結(jié)構(gòu),在高溫高濕環(huán)境下也能夠具有優(yōu)秀的水蒸氣阻隔性,在嚴(yán)酷環(huán)境下也能夠具有優(yōu)秀的耐久性。
因此,當(dāng)將本發(fā)明的背板500-500e用在太陽能模塊上時,能夠延緩高溫嚴(yán)酷環(huán)境下長時間使用時發(fā)生的耐久性的降低,還能夠減緩太陽能電池模塊的升溫。
本發(fā)明的反射膜100的總厚度可以是300um以下,優(yōu)選制造成210um以下。
本發(fā)明的背板500-500e的厚度可以是500um以下,可以是400um以下,利用比較輕薄的背板,在保持或提高現(xiàn)有的背板功能的同時能夠提高安裝操作性。
本發(fā)明的背板500-500e即便厚度較薄,也具有高反射特性,同時具有優(yōu)秀的耐久性,因此能夠降低高溫和沙暴等嚴(yán)酷條件下發(fā)生后表面開裂的頻率。此外,采用本發(fā)明的背板500-500e的好處在于,無需在太陽能電池模塊的后表面設(shè)置額外的支撐板或保護(hù)板也能夠得到充分的模塊保護(hù)效果。
本發(fā)明的太陽能電池模塊900、900a可以進(jìn)一步包括包圍所述太陽光模塊部800和所述背板500-500e側(cè)面的框架(未圖示)??蚣馨l(fā)揮固定太陽光模塊部800和背板500-500e的作用,可以由鋁等材料制造。
在與背板500-500e以及/或者太陽光模塊部800相接的框架的內(nèi)表面可以設(shè)有金屬箔等具有反射功能的層,在這種情況下,入射至背板以及/或者太陽光模塊部的側(cè)面的光也被反射并再次入射至背板或者太陽光模塊部,因此能夠進(jìn)一步提高太陽能電池模塊900、900a的效率。
本發(fā)明的另一實施例涉及的太陽能電池模塊的制造方法包括:準(zhǔn)備步驟,依次層疊背板、第二封裝物片材、單位電池以及第一封裝物片材,從而制造太陽能電池模塊制造用疊層體;以及熱壓縮步驟,對所述太陽能電池模塊制造用疊層體進(jìn)行加壓及加熱,從而使所述第一封裝物片材和所述第二封裝物片材形成封裝物。
制造所述背板的方法可以包括反射膜制造步驟,其包括:基膜層110準(zhǔn)備過程;樹脂涂布層形成過程,在基膜層110的一表面涂布樹脂組合物,從而形成樹脂涂布層120;以及蒸鍍反射層形成過程,通過氣相蒸鍍方法在樹脂涂布層120上形成含有金屬的層,從而形成光密度為2以上的蒸鍍反射層130,可以進(jìn)一步包括紫外線屏蔽層形成步驟,在反射膜100的一個表面或兩個表面上形成因含有紫外線穩(wěn)定劑而對于380nm波長的光的透過率在5%以下的紫外線屏蔽層。
樹脂涂布層形成過程可以包括涂布含有重量比為1:1至5的聚酯組分和聚氨酯組分的水分散聚氨酯樹脂組合物的過程。
樹脂涂布層120可以在85℃/85%rh,1000hr條件下具有3n/cm以上的層間粘接力。
如上所述,蒸鍍反射層形成過程可以通過如下方法執(zhí)行:在高真空下,例如在約10-3torr或約10-5torr下,將金屬以熔點以上的溫度加熱到金屬蒸汽壓大于約10-2torr的程度;或者使金屬匯合到離子沖擊流中,以質(zhì)量轉(zhuǎn)移濺射方式形成蒸鍍層。
以這種方式形成的蒸鍍反射層130由于金屬蒸汽或者金屬原子蒸發(fā)或濺射,對基膜層上的樹脂涂布層表面進(jìn)行碰撞、沉積,從而能夠形成為薄膜狀。
優(yōu)選地,如此制造的具備基膜層110、樹脂涂布層120以及蒸鍍反射層130的反射膜100在保持太陽能電池模塊的保護(hù)效果以及太陽熱發(fā)電效率提高效果的同時容易替換,并且在高溫的沙漠環(huán)境下使用時也具有充分的耐久性,為了太陽能電池用背板的輕量化,太陽能電池用背板優(yōu)選采用具有充分的耐久性和反射率,同時又輕薄的反射膜。
在紫外線屏蔽層形成步驟中,可以將含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑形成為對于380nm波長的光的透過率在5%以下的層,或者形成為對于380nm波長的光的透過率在3%以下的層,或者形成為對于380nm波長的光的透過率在1.5%以下的層。
當(dāng)背板采用這種具有低透過率的紫外線屏蔽層210時,有利于防止紫外線導(dǎo)致的耐久性降低以及黃變現(xiàn)象。
關(guān)于此時采用的紫外線穩(wěn)定劑的種類等的內(nèi)容如上所述。
此外,背板的制造方法可以進(jìn)一步包括如下步驟:將保護(hù)膜200與反射膜100層合,從而進(jìn)一步包括位于紫外線屏蔽層210下方或反射膜100下方的保護(hù)膜200;將第一粘接層300層合在反射膜100的另一表面上,所述反射膜100的另一表面是與紫外線屏蔽層210相接的反射膜100的一表面相反的位置。關(guān)于此時采用的用于保護(hù)膜的薄膜和用于第一粘接層300的薄膜的種類等的內(nèi)容如上所述。
本例涉及的背板的制造方法可以包括第二粘接層形成步驟,在第一粘接層300與反射膜100之間形成第二粘接層220。此時,根據(jù)需要,可以在第二粘接層220上采用紫外線屏蔽層210,并且可以進(jìn)一步包括之前描述的紫外線穩(wěn)定劑。在這種情況下,可以進(jìn)一步包括位于第二粘接層220正上方的第一粘接層300的形成步驟。
這種本例的背板在具備優(yōu)秀的反射特性的同時,與采用玻璃的現(xiàn)有的背板相比具有優(yōu)秀的反射特性以及水蒸氣阻隔性,同時具有優(yōu)秀的耐候性和耐久性。
本例涉及的背板在長期暴露于強紫外線和高溫的環(huán)境、因劇烈的溫度變化而發(fā)生開裂的可能性大的環(huán)境、外部濕氣的產(chǎn)生可能性大的環(huán)境、沙粒和風(fēng)導(dǎo)致的損傷可能性大的環(huán)境下也具有優(yōu)秀的耐久性和耐候性以及機械強度和穩(wěn)定性,因此在高溫沙漠等嚴(yán)酷環(huán)境下,作為太陽能電池模塊的背板的利用率高,并且有助于提高太陽光發(fā)電的效率。
當(dāng)前采用玻璃作為反射層的基材,使得在發(fā)生斷裂時損傷度高,并且背板本身的重量也相當(dāng)重,為了彌補這種現(xiàn)有的缺點,本例的背板利用未采用玻璃基材的塑料薄膜制造而成,因此制造、搬運以及設(shè)置背板時的操作更加容易,并且通過輕量化來減小施加于太陽能電池模塊本身的荷重。
<實施例1>
1)用于形成樹脂涂布層的水分散性聚氨酯樹脂的制造
采用二甲基對苯二甲酸、二甲基間苯二甲酸作為二羧酸化合物,采用乙二醇以及二乙二醇作為乙二醇化合物,采用5-異氰酸基-1-異氰酸根合甲基-1,3,3-三甲基環(huán)己烷作為二異氰酸酯化合物,向其中添加[化學(xué)式1]的聚酯組分,通過常規(guī)聚合方法進(jìn)行共聚,從而制造聚酯組分對聚氨酯組分的重量比約為25:75的水分散性聚氨酯樹脂。將如此得到的聚氨酯樹脂1重量%(以固體含量為基準(zhǔn))以及表面活性劑0.05重量%分散于水中,從而制造了水分散液。
2)聚酯薄膜的制造
通過常規(guī)方法由對苯二甲酸二甲酯和乙二醇經(jīng)過酯交換反應(yīng)和縮聚反應(yīng)得到聚酯樹脂,對此樹脂進(jìn)行熔融擠壓后,在70至100℃下沿著一個方向拉伸3至4倍,從而制造了聚酯薄膜。
3)反射膜(具有蒸鍍反射層的聚酯薄膜)的制造
在上面的2)中制造的聚酯薄膜的至少一表面上涂布上面的1)中制造的水分散液,以使干燥前的涂布層厚度為4至6μm以后,再次在220℃至240℃下沿著另一個方向拉伸3至4倍,同時對所涂布的涂布液進(jìn)行干燥,從而制造了具有經(jīng)雙軸拉伸的水分散樹脂涂布層的透明聚酯薄膜。
在具有所述水分散樹脂涂布層的透明聚酯薄膜的涂布層上蒸鍍鋁,從而制造了具有光密度為2的、蒸鍍有鋁金屬的蒸鍍反射層的聚酯薄膜。
4)背板的制造
在3)中制造的具有蒸鍍反射層的聚酯薄膜的蒸鍍反射層上,涂布含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑,形成對于380nm的紫外線的透過率為1%的紫外線屏蔽層,在100℃下進(jìn)行干燥之后,層合透明聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride,pvdf)薄膜,從而形成保護(hù)膜。在具有蒸鍍反射層的聚酯薄膜的蒸鍍反射層的相反面,通過相同的方法層合透明聚乙烯薄膜,使其能夠與封裝物一同熔融擠壓,由此形成第二粘接層,從而制造了實施例1的太陽能電池用背板。
<實施例2>
除了采用蒸鍍反射層的光密度為3的、具有蒸鍍了鋁金屬的蒸鍍反射層的聚酯薄膜之外,制造方法與上面的實施例1相同,從而制造了實施例2的太陽能電池模塊用背板。
<實施例3>
除了采用蒸鍍反射層的光密度為3.5的、具有蒸鍍了鋁金屬的蒸鍍反射層的聚酯薄膜之外,制造方法與上面的實施例1相同,從而制造了實施例3的太陽能電池用背板。
<實施例4>
除了采用不包含聚酯組分的水分散性聚氨酯類樹脂以替代實施例1的聚氨酯樹脂之外,與實施例1相同,從而制造了實施例4的太陽能電池模塊用背板。
<實施例5>
除了使用日本合成社的wr-961作為水溶性聚酯樹脂以替代實施例1的聚氨酯樹脂之外,與實施例1相同,從而制造了實施例5的太陽能電池模塊用背板。
<實施例6>
除了采用含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑以使其對于380nm的紫外線的透過率為3%之外,與實施例1相同,從而制造了實施例6的太陽能電池模塊用背板。
<實施例7>
除了采用含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑以使其對于380nm的紫外線的透過率為5%之外,與實施例1相同,從而制造了實施例7的太陽能電池模塊用背板。
<實施例8>
除了采用一般粘接劑以替代含有紫外線穩(wěn)定劑的粘接劑之外,與實施例1相同,從而制造了實施例8的太陽能電池模塊用背板。
<比較例1>
除了采用蒸鍍反射層的光密度為1.5的、具有蒸鍍了鋁金屬的蒸鍍反射層的聚酯薄膜之外,制造方法與上面的實施例1相同,從而制造了比較例1的太陽能電池模塊用背板。
<比較例2>
除了未將實施例1的1)中所制造的水分散液涂布到聚酯薄膜上之外,通過與實施例1相同的過程制造了比較例1的太陽能電池模塊用背板。
<比較例3>
除了使用羅門哈斯公司的ac-503作為聚丙烯類樹脂,以替代實施例1的聚氨酯樹脂之外,與實施例1相同,從而制造了比較例3的太陽能電池模塊用背板。
<試驗例1:反射率以及透濕度的評價>
對于在實施例1至3以及比較例1中按照不同光密度制造的背板,分別測定背板或者太陽能電池模塊的反射率和背板的透濕度,示于表1中。
物理性質(zhì)測定試驗法
1)反射率:使用分光光度計v670(jasco公司),在反射模式下,按照不同分光區(qū)域,測定400-2500nm波長的光源范圍內(nèi)的平均反射率。
2)迷你模塊:玻璃/封裝物(ethylenevinylacetate,eva)兩張/背板結(jié)構(gòu)—150℃,進(jìn)行真空層合,從而制作樣品。
【表1】
參照所述表1,采用光密度值分別為2、3以及3.5的實施例1、2以及3中表現(xiàn)出優(yōu)秀的反射率,而光密度值為1.5的比較例1中不管是單獨的背板還是迷你模塊都表現(xiàn)出反射率降低,由此可確認(rèn),當(dāng)采用實施例的反射膜時能夠具有優(yōu)秀的反射率。此外,在透濕度方面,與實施例1至3相比,比較例1中表現(xiàn)出明顯低的透濕度,對于濕氣也脆弱。
<試驗例2:基材粘接力以及層間粘接力的評價>
對于在實施例1、實施例4、實施例5、比較例2以及比較例3中制造的背板,進(jìn)行iec-61215或iec61730要求的耐環(huán)境評價(dampheattest,85℃/85%rh/1000hr條件)后分別測定了金屬蒸鍍層的基材粘接力以及層間粘接力,以確認(rèn)耐久性,并整理在下面的表2中。
物理性質(zhì)測定試驗法
1)基材粘接力:根據(jù)astmd3359(crosscuttapeadhesiontest)進(jìn)行測定。
—通過格子100ea中剝離后剩余的格子進(jìn)行基材粘接力評價
2)層間粘接力:jisk-6854(testingmethodsforpeelstrengthofadhesive)
—180peeltest,剝離速度:300mm/min
【表2】
參照所述表2,采用同時包含聚酯組分和聚氨酯組分的水分散性聚氨酯樹脂的實施例1中表現(xiàn)出最為優(yōu)秀的粘接力,不含聚酯組分只含聚氨酯組分的實施例4中也是表現(xiàn)出相當(dāng)優(yōu)秀的基材粘接力和層間粘接力。不含聚氨酯組分的水分散性聚酯樹脂在基材粘接力或?qū)娱g粘接力方面的表現(xiàn)為一定水平以上,但是與實施例1和實施例4相比,被評價為具有較弱的粘接力。
未涂布涂布液而是直接在聚酯薄膜上蒸鍍鋁層的比較例2中,基材粘接力明顯很低,層間粘接力也甚微。相反,采用水分散性丙烯酸樹脂時雖然表現(xiàn)出一定程度的層間粘接力,但是在基材粘接力方面表現(xiàn)出較差的結(jié)果。
<試驗例3:耐紫外線性能評價>
在iec-61215或者iec61730要求的耐紫外線評價(15kwh/m2@uva280~385nm,60℃)條件下,根據(jù)紫外線粘接劑的采用與否,對實施例1以及實施例6至8的背板測定了顏色變化,并整理在下面的表3中。
物理性質(zhì)測定試驗法
1)透過率:使用紫外-可見光測定器(ultrascantmpro,hunterlab公司),測定380nm光源下的透過率。
2)黃變:使用色差計(ultrascantmpro,hunterlab公司),在e313[d65/10]模式下測定yi數(shù)值的變化量。
【表3】
參照所述表3,可確認(rèn),當(dāng)涂布紫外線屏蔽粘接劑而形成紫外線屏蔽層時,380nm波長的光透過的比率相對低,然而采用一般粘接劑時透過的光的量相當(dāng)多。此外可確認(rèn),實施例1和實施例6中幾乎未出現(xiàn)黃變或其程度微乎其微,然而在實施例7或?qū)嵤├?中發(fā)生了一些黃變現(xiàn)象。
綜合來看,可確認(rèn),當(dāng)采用本發(fā)明的例中所采用的樹脂涂布層并形成蒸鍍反射層時,在高溫高濕環(huán)境下也能夠表現(xiàn)出穩(wěn)定的粘接性質(zhì),并且光密度為2至3時,在可見光區(qū)域具有75%-80%左右的高反射率,在紅外區(qū)具有60%-65%左右的高反射率,在太陽能電池單元的發(fā)電區(qū)域具有70%左右的高反射率。
該結(jié)果被評價為,能夠?qū)μ柲茈姵啬K的發(fā)電性能的改善給予相當(dāng)大的幫助。此外可確認(rèn),使用具有紫外線屏蔽功能的粘接劑,380nm下的透過率在3%以下的范圍內(nèi)時,具有穩(wěn)定的耐紫外線性能。
因此可確認(rèn),根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的金屬蒸鍍聚酯薄膜以及組成范圍制造的太陽能電池模塊用背板在高溫高濕環(huán)境下的耐久性和耐紫外線性能優(yōu)秀,并且具有反射率優(yōu)秀的物理性質(zhì),從而能夠改善太陽能電池發(fā)電功率。
此外,根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的制造方法制造的太陽能電池模塊或者前面描述的本發(fā)明的太陽能電池模塊,通過本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu),即采用提高耐熱性、耐濕性、耐紫外線性能、尺寸穩(wěn)定性、強度、伸長率、操作性、耐化學(xué)品性、反射率等物理性質(zhì)的背板等,提高了太陽能電池模塊整體的耐久性、效率性、設(shè)置和維護(hù)管理上的便利性。
特別是,本發(fā)明可提供一種太陽能電池模塊,其在高溫環(huán)境下,溫度變化大、暴露于強紫外線中、且由沙塵等異物引起的污染可能性大的沙漠等嚴(yán)酷條件下,也由于優(yōu)秀的耐久性而具有長壽命,同時能夠?qū)崿F(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)秀的太陽光發(fā)電。
以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述,但是本發(fā)明的權(quán)利要求范圍并不限定于此,本領(lǐng)域技術(shù)人員利用權(quán)利要求書中所定義的本發(fā)明的基本概念進(jìn)行的各種變形以及改良方式也屬于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。