太阳能电池背板及其制备方法

474 编辑：中冶有色技术网来源：苏州中来光伏新材股份有限公司

2023-12-06 15:18:31

权利要求书： 1.一种太阳能电池背板，其特征在于，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含吸附填料；

所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种；

所述吸附填料通过物理作用和/或化学作用对目标分子进行吸附，其中，物理作用通过对比表面积、孔径大小和分布的调节实现对目标分子的吸附，化学吸附通过在材料中引入化学基团对目标分子进行吸附；所述目标分子包括大气中水分子、氮氧化物、二氧化硫；

所述第一涂层由功能性氟树脂为主体树脂的氟碳涂料固化形成；

所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为12-50wt％。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为20-60wt％。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述中间基层为PET或EA。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层中还包括氮化碳，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-8wt％。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述第一涂层的厚度为12微米-100微米；所述中间基层厚度为0.2毫米-25毫米。

7.一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取钛白粉10-25份、吸附填料20-50份、氟树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入研磨机混合均匀并研磨2-5小时，制成色浆；

S2、取助剂与稀释剂10-15份、氟树脂质量份10-37份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料；

S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层接触空气的一面，并进行固化处理；

所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种；

所述吸附填料通过物理作用和/或化学作用对目标分子进行吸附，其中，物理作用通过对比表面积、孔径大小和分布的调节实现对目标分子的吸附，化学吸附通过在材料中引入化学基团对目标分子进行吸附；所述目标分子包括大气中水分子、氮氧化物、二氧化硫。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，在步骤S1中还加入有1-4份的氮化碳。

说明书：一种太阳能电池背板及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种基于涂覆技术的环保太阳能电池背板及其制备方法。背景技术[0002] 由于化石能源的不断使用导致当今环境污染日益严重，空气中氮氧化物、二氧化硫等有毒气体剧增，温室效应逐步恶化，太阳能作为一种清洁可再生能源得到了人们的日益关注，其中利用太阳能发电作为一种洁净的可再生新能源走上了能源舞台。为追求太阳能电池组件发电的投资回报，普遍要求太阳能电池组件有25年的使用寿命。太阳能电池板通常是一个层叠结构，主要包含玻璃表层、密封层、太阳电池片、密封层和太阳电池背板，其中太阳电池片被两层密封层密封包裹。太阳能电池背板位于整个太阳能电池组件的最外部，不仅起到了提高太阳能电池板的整体机械强度，而且能够与大气紧密接触。然而，当今使用的太阳能电池背板仅考虑到其对太阳能电池板的支撑作用而忽视了背板与大气接触面的使用，造成了背板部分功能的浪费。因此开发一种具有环境保护功能的背板是十分必要的。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种能够高效吸附大气中氮氧化物、二氧化硫等有毒气体的基于涂覆技术的环保太阳能电池背板及其制备方法。[0004] 本发明提供的一种太阳能电池背板，采用的主要技术方案为：[0005] 一种太阳能电池背板，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含吸附填料；[0006] 所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种。[0007] 其中，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为12-50wt％。[0008] 其中，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为20-60wt％。[0009] 其中，所述中间基层为PET或EA。[0010] 其中，所述第一涂层由功能性氟树脂为主体树脂的氟碳涂料固化形成。[0011] 其中，所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。[0012] 其中，所述第一涂层中还包括，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-8wt％。

[0013] 其中，所述第一涂层的厚度为12微米-100微米；所述中间基层厚度为0.2毫米-25毫米。[0014] 使用本发明的太阳能电池背板，在涂层中使用钛白粉和吸附填料作为填料，涂层厚度为12微米-100微米，涂层为热固化的微米级氟树脂涂层，与现使用的普通太阳能电池背板相比，该背板具有吸附大气中水分及其有害气体氮氧化物、二氧化硫等的功能，使得太阳能电池背板不仅起到了提高太阳能电池板的整体机械强度，而且具有环保净化空气的功能。[0015] 本发明提供的一种太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：[0016] S1、取钛白粉10-25份、吸附填料20-50份、氟树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入研磨机混合均匀并研磨2-5小时，制成色浆；

[0017] S2、取助剂与稀释剂10-15份、氟树脂质量份10-37份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料。[0018] S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层接触空气的一面，并进行固化处理；[0019] 所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种。[0020] 其中，在步骤S1中还加入有1-4份的氮化碳。[0021] 使用本发明的太阳能电池背板的制作方法，不改变现有涂覆工艺、成品率高、成本低廉。附图说明[0022] 图1为本申请的太阳电池背板结构示意图。具体实施方式[0023] 下面将结合实施例对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。[0024] 如图1所示，按照本发明提供的一种太阳能电池背板，包括中间基层，中间基层内外表面涂覆有涂层，其中，中间基层与电池片接触的一面涂覆有第一涂层，中间基层接触空气的一面涂覆有第二涂层，其中，第一涂层中包含吸附填料；[0025] 所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种。优选地，吸附填料选用分子筛，其中，分子筛的物理性质比表面积、孔径大小和分布可以根据所吸附的目标分子进行可控调节；分子筛的化学性质基团也可以根据所要吸附的目标分子进行设计和调节。分子筛对目标分子的吸附可以是物理吸附或化学吸附，也可以是它们的组合。其中的分子筛具有特定的微孔结构和功能基团，可以对目标分子，如氮氧化物和二氧化硫等进行选择性的功能吸附。其中，特殊结构和功能分别可以指的是使用四乙烯五胺(TEPA)浸渍Y型沸石分子筛或者浸渍了聚乙烯亚胺的FSBA-15和SBA-15。“化学性质基团”可以是：羟基、氨基等。

[0026] 其中，所述吸附填料占第一涂层原料总量的重量百分比为12-50wt％。[0027] 其中，所述第一涂层中还包括钛白粉，所述钛白粉和所述吸附填料共占第一涂层原料总量的重量百分比为20-60wt％。[0028] 使用本实施例的太阳能电池背板，在涂层中使用钛白粉和吸附填料作为填料，与现使用的普通太阳能电池背板相比，该背板具有吸附大气中水分及其有害气体氮氧化物、二氧化硫等的功能，使得太阳能电池背板不仅起到了提高太阳能电池板的整体机械强度，而且具有环保净化空气的功能。[0029] 其中，第一涂层厚度为12微米-100微米。[0030] 其中，所述涂料中还包括有固化剂，其中固化剂为可与反应性氟进行交联固化的反应物。[0031] 其中，涂料可以为单组份或双组份的。固化机理可以是缩聚或加成反应。[0032] 其中，所述中间基层为PET或EA。优选地，中间基层为PET，PET厚度为0.2毫米-25毫米。[0033] 其中，所述第一涂层由功能性氟树脂为主体树脂的氟碳涂料固化形成。[0034] 其中，所述功能性氟树脂为反应性氟树脂和非反应性氟树脂的混合物，所述反应性氟树脂为可聚合含氟单体与含羟基或氨基可反应性单体共聚的产物，所述非反应性氟树脂为可聚合含氟单体的均聚物或其与非反应性功能单体的共聚物。[0035] 其中，所述第一涂层中还包括，所述氮化碳占第一涂层原料总量的重量百分比为2-8wt％。

[0036] 本实施例提供的一种太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：[0037] S1、取钛白粉10-25份、吸附填料20-50份、氟树脂32-50份，分散剂1-3份和稀释剂0-20份，放入研磨机混合均匀并研磨2-5小时，制成色浆；

[0038] S2、取助剂与稀释剂10-15份、氟树脂质量份10-37份、固化剂5-15份和色浆30-50份混合配制成涂料。[0039] S3、将步骤S2中所制备的涂料涂覆于中间基层接触空气的一面，并进行固化处理。[0040] 所述吸附填料包括分子筛、高岭土、锆粉、纳米二氧化硅、石墨烯和金属-有机框架材料中的一种或几种。[0041] 其中，在步骤S1中还加入有1-4份的氮化碳。[0042] 使用本实施例的太阳能电池背板的制作方法，不改变现有涂覆工艺、成品率高、成本低廉。[0043] 具体实施例[0044] 实施例1[0045] 1、色浆制备：取20份钛白粉、30份的分子筛、35份氟树脂、2份分散剂、13份稀释剂，使用球磨机进行研磨操作，研磨10-30遍，使用刮板细度剂测试研磨细度为13微米，将色浆置于室温下待用。[0046] 2、涂料制备：取35份氟树脂、40份步骤1中已制备好的色浆、15份固化剂、10份助剂及稀释剂，经分散机高速分散，将分散均匀的涂料置于室温下待用。[0047] 3、将步骤2中搅拌均匀的涂料使用涂覆技术涂覆于PET接触空气的一面，并对涂覆好的太阳能电池背板进行烘干处理。[0048] 4、将步骤3中所制备的太阳能电池背板置于含有氮氧化物、二氧化硫等气体的密闭容器中，并测定氮氧化物、二氧化硫等气体初始浓度42.1mg/m3，经过24h后再次测定氮氧化物、二氧化硫等气体的浓度35.4mg/m3。[0049] 实施例2[0050] 1、色浆制备：取10份钛白粉、40份分子筛、35份氟树脂、2份分散剂、13份稀释剂，使用球磨机进行研磨操作，研磨10-30遍，使用刮板细度剂测试研磨细度为13微米，将色浆置于室温下待用。[0051] 2、涂料制备：取30份氟树脂、50份步骤1中已制备好的色浆、10份固化剂、10份助剂及稀释剂，经分散机高速分散，将分散均匀的涂料置于室温下待用。[0052] 3、将步骤2中搅拌均匀的涂料使用涂覆技术涂覆于PET接触空气的一面，并对涂覆好的太阳能电池背板进行烘干处理。[0053] 4、将步骤3中所制备的太阳能电池背板置于含有氮氧化物、二氧化硫等气体的密闭容器中，并测定氮氧化物、二氧化硫等气体初始浓度39.8mg/m3，经过24h后再次测定氮氧化物、二氧化硫等气体的浓度20.5mg/m3。[0054] 以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。