一种高效散热太阳能电池复合背板及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种高效散热太阳能电池复合背板及其制备方法。

背景技术：

太阳能电池组件主要由钢化玻璃透明板、乙烯-醋酸乙烯共聚物、电池片、背板、接线盒和边框组成。由于背板对电池片起支撑保护作用，且背板直接与外界环境接触，背板的性能直接决定了相应太阳能电池组件的光电转换效率和使用寿命。背板通常是一种多层复合材料，一般具有三层结构，外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层具有良好的绝缘性能，内层和太阳能电池组件的胶层具有良好的粘接性能。现有的背面保护层存在散热性差、机械强度低等问题。如何提高背板的散热性和机械强度引起了人们的广泛关注。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高效散热太阳能电池复合背板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提出的一种高效散热太阳能电池复合背板的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，并在每个所述柱状凸起周围均形成一第一环形凸起，每个所述柱状凸起与每个所述第一环形凸起之间具有一第一间隙，在第二金属基板和第三金属基板的一面形成多个第二环形凸起，在第二金属基板和第三金属基板的另一面形成多个凹槽，其中每个第二环形凸起能够嵌入所述第一间隙中；

2)在第一含氟树脂层的一面以及第二含氟树脂层的一面分别涂刷粘结剂，在第一聚酯树脂层以及第二聚酯树脂层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；

3)在所述第二金属基板的下表面铺设所述第一含氟树脂层，在所述第二金属基板的上表面铺设第一聚酯树脂层，接着在所述第一聚酯树脂层上铺设所述第一金属基板，接着在所述第一金属基板的上表面铺设第二聚酯树脂层，接着在所述第二聚酯树脂层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设所述第二含氟树脂层；

4)进行热压合处理，所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一嵌入所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙中，以得到所述高效散热太阳能电池复合背板。

优选为，所述步骤1中，多个所述柱状凸起呈矩阵排列，多个所述凹槽呈矩阵排列。

优选为，所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为30-60秒。

优选为，所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识，所述第一含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第二金属基板的下表面，所述第二含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙分别与所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一对应。

优选为，所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：具体工艺为：以6-9℃/min升温至70-90℃，同时以压力增加速率为每分钟增加2-3Kg/cm²的条件将压力增至20-30Kg/cm²，保持20-40分钟，接着以4-5℃/min升温至100-120℃，以压力增加速率为每分钟增加3-5Kg/cm²的条件将压力增至50-60Kg/cm²，保持40-60分钟，接着以4-5℃/min降温至70-90℃，以压力降低速率为3-5Kg/cm²的条件将压力降至20-30Kg/cm²，保持5-10分钟，接着以压力降低速率为2-3Kg/cm²的条件将压力降为0，保持温度为70-90℃，固化50-70小时,最后冷却至室温。

优选为，所述步骤4)中，所述第一含氟树脂层的一部分嵌入所述第二金属基板的多个凹槽中，所述第二含氟树脂层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个凹槽中。

优选为，所述第一含氟树脂层、所述第一聚酯树脂层、所述第二聚酯树脂层以及所述第二含氟树脂层中均含有导热颗粒。

优选为，所述第一含氟树脂层和所述第二含氟树脂层中的含氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种的混合物，所述第一聚酯树脂层和所述第二聚酯树脂层中的聚酯树脂为PET、PEN、PBT中的一种或多种的混合物。

本发明还提供了一种高效散热太阳能电池复合背板，所述高效散热太阳能电池复合背板为采用上述方法制备形成的。

本发明的太阳能电池复合背板中，第一金属基板的表面具有相互配合柱状凸起和第一环形凸起，每个柱状凸起与每个第一环形凸起之间具有一第一间隙，第二金属基板和第三金属基板的一面具有第二环形凸起，第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一嵌入所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙中，有效增加第一金属基板与第二、第三金属基板的接触面积，进而使得该太阳能电池复合背板具有优异的散热性能。第二金属基板和第三金属基板的另一面形成多个凹槽，第一、第二含氟树脂层的一部分嵌入第二、第三金属基板的多个凹槽中，有效提高含氟树脂层与金属基板的粘结性能。含氟树脂层中含有导热颗粒，进一步使得该光伏背板具有优异散热性能和耐候性能。此外，本发明的制备方法与现有技术相比还具有如下有益效果：通过优化热压合处理工艺，压力和温度均先逐渐增加，并进行阶段性热压处理，然后再逐渐降低压力和温度，使得在整个热压合过程中方便各金属基板之间的精确定位，进而方便第二、第三金属基板表面的多个第二环形凸起分别一一嵌入第一金属基板表面的多个第一间隙中，本发明的制备方法简单，易于工业生产。

附图说明

图1为本发明的高效散热太阳能电池复合背板的结构示意图。

图2为本发明的高效散热太阳能电池复合背板的沿A-A’截面示意图。

图3为本发明的第二金属基板和第三金属基板中具有凹槽一面的示意图。

具体实施方式

一种高效散热太阳能电池复合背板的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，并在每个所述柱状凸起周围均形成一第一环形凸起，每个所述柱状凸起与每个所述第一环形凸起之间具有一第一间隙，在第二金属基板和第三金属基板的一面形成多个第二环形凸起，在第二金属基板和第三金属基板的另一面形成多个凹槽，其中每个第二环形凸起能够嵌入所述第一间隙中；

2)在第一含氟树脂层的一面以及第二含氟树脂层的一面分别涂刷粘结剂，在第一聚酯树脂层以及第二聚酯树脂层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；

3)在所述第二金属基板的下表面铺设所述第一含氟树脂层，在所述第二金属基板的上表面铺设第一聚酯树脂层，接着在所述第一聚酯树脂层上铺设所述第一金属基板，接着在所述第一金属基板的上表面铺设第二聚酯树脂层，接着在所述第二聚酯树脂层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设所述第二含氟树脂层；

4)进行热压合处理，所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一嵌入所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙中，以得到所述高效散热太阳能电池复合背板。

其中，所述步骤1中，多个所述柱状凸起呈矩阵排列，多个所述凹槽呈矩阵排列，所述第一、第二、第三金属基板的材质优选为铝或铜。所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为30-60秒。所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识，所述第一含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第二金属基板的下表面，所述第二含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙分别与所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一对应。所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：具体工艺为：以6-9℃/min升温至70-90℃，同时以压力增加速率为每分钟增加2-3Kg/cm²的条件将压力增至20-30Kg/cm²，保持20-40分钟，接着以4-5℃/min升温至100-120℃，以压力增加速率为每分钟增加3-5Kg/cm²的条件将压力增至50-60Kg/cm²，保持40-60分钟，接着以4-5℃/min降温至70-90℃，以压力降低速率为3-5Kg/cm²的条件将压力降至20-30Kg/cm²，保持5-10分钟，接着以压力降低速率为2-3Kg/cm²的条件将压力降为0，保持温度为70-90℃，固化50-70小时,最后冷却至室温。所述步骤4)中，所述第一含氟树脂层的一部分嵌入所述第二金属基板的多个凹槽中，所述第二含氟树脂层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个凹槽中。所述第一含氟树脂层、所述第一聚酯树脂层、所述第二聚酯树脂层以及所述第二含氟树脂层中均含有导热颗粒。所述第一含氟树脂层和所述第二含氟树脂层中的含氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种的混合物，所述第一聚酯树脂层和所述第二聚酯树脂层中的聚酯树脂为PET、PEN、PBT中的一种或多种的混合物。

本发明还提供了一种高效散热太阳能电池复合背板，所述高效散热太阳能电池复合背板为采用上述方法制备形成的。如图1-3所示，所述高效散热太阳能电池复合背板包括依次层叠的第一含氟树脂层4、第二金属基板2、第一聚酯树脂层5、第一金属基板1、第二聚酯树脂层6、第三金属基板3以及第二含氟树脂层7，其中，在所述第一金属基板1的上表面和下表面分别具有多个柱状凸起8，并在每个所述柱状凸起8周围均具有一第一环形凸起9，每个所述柱状凸起8与每个所述第一环形凸起9之间具有一第一间隙，在所述第二金属基板2和所述第三金属基板3的一面形成多个第二环形凸起10，在所述第二金属基板2和所述第三金属基板3的另一面形成多个凹槽11，所述第二、第三金属基板2和3表面的多个所述第二环形凸起10分别一一嵌入所述第一金属基板1表面的多个所述第一间隙中。

实施例1：

一种高效散热太阳能电池复合背板的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，并在每个所述柱状凸起周围均形成一第一环形凸起，每个所述柱状凸起与每个所述第一环形凸起之间具有一第一间隙，在第二金属基板和第三金属基板的一面形成多个第二环形凸起，在第二金属基板和第三金属基板的另一面形成多个凹槽，其中每个第二环形凸起能够嵌入所述第一间隙中，所述步骤1中，多个所述柱状凸起呈矩阵排列，多个所述凹槽呈矩阵排列，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铝；

2)在第一含氟树脂层的一面以及第二含氟树脂层的一面分别涂刷粘结剂，在第一聚酯树脂层以及第二聚酯树脂层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为90℃以及时间为50秒，所述第一含氟树脂层、所述第一聚酯树脂层、所述第二聚酯树脂层以及所述第二含氟树脂层中均含有导热颗粒。所述第一含氟树脂层和所述第二含氟树脂层中的含氟树脂为聚四氟乙烯，所述第一聚酯树脂层和所述第二聚酯树脂层中的聚酯树脂为PET；

3)在所述第二金属基板的下表面铺设所述第一含氟树脂层，在所述第二金属基板的上表面铺设第一聚酯树脂层，接着在所述第一聚酯树脂层上铺设所述第一金属基板，接着在所述第一金属基板的上表面铺设第二聚酯树脂层，接着在所述第二聚酯树脂层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设所述第二含氟树脂层，所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识，所述第一含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第二金属基板的下表面，所述第二含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙分别与所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一对应；

4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：具体工艺为：以7℃/min升温至70℃，同时以压力增加速率为每分钟增加2Kg/cm²的条件将压力增至20Kg/cm²，保持30分钟，接着以5℃/min升温至110℃，以压力增加速率为每分钟增加5Kg/cm²的条件将压力增至60Kg/cm²，保持50分钟，接着以5℃/min降温至70℃，以压力降低速率为5Kg/cm²的条件将压力降至20Kg/cm²，保持8分钟，接着以压力降低速率为2Kg/cm²的条件将压力降为0，保持温度为70℃，固化60小时,最后冷却至室温，所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一嵌入所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙中，所述第一含氟树脂层的一部分嵌入所述第二金属基板的多个凹槽中，所述第二含氟树脂层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个凹槽中，以得到所述高效散热太阳能电池复合背板。

将上述方法制备的高效散热太阳能电池复合背板进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为156N/cm，水汽透过率为0.07g/m²*d。

实施例2：

一种高效散热太阳能电池复合背板的制备方法，包括以下步骤：

1)在第一金属基板的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，并在每个所述柱状凸起周围均形成一第一环形凸起，每个所述柱状凸起与每个所述第一环形凸起之间具有一第一间隙，在第二金属基板和第三金属基板的一面形成多个第二环形凸起，在第二金属基板和第三金属基板的另一面形成多个凹槽，其中每个第二环形凸起能够嵌入所述第一间隙中，所述步骤1中，多个所述柱状凸起呈矩阵排列，多个所述凹槽呈矩阵排列，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铜；

2)在第一含氟树脂层的一面以及第二含氟树脂层的一面分别涂刷粘结剂，在第一聚酯树脂层以及第二聚酯树脂层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述步骤2)中的所述干燥处理的温度为100℃以及时间为30秒，所述第一含氟树脂层、所述第一聚酯树脂层、所述第二聚酯树脂层以及所述第二含氟树脂层中均含有导热颗粒。所述第一含氟树脂层和所述第二含氟树脂层中的含氟树脂为聚氟乙烯，所述第一聚酯树脂层和所述第二聚酯树脂层中的聚酯树脂为PET和PBT的混合物；

3)在所述第二金属基板的下表面铺设所述第一含氟树脂层，在所述第二金属基板的上表面铺设第一聚酯树脂层，接着在所述第一聚酯树脂层上铺设所述第一金属基板，接着在所述第一金属基板的上表面铺设第二聚酯树脂层，接着在所述第二聚酯树脂层上铺设所述第三金属基板，接着在所述第三金属基板的上表面铺设所述第二含氟树脂层，所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识，所述第一含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第二金属基板的下表面，所述第二含氟树脂层中涂刷有粘结剂的一面朝向第三金属基板的上表面，所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙分别与所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一对应；

4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：具体工艺为：以8℃/min升温至80℃，同时以压力增加速率为每分钟增加3Kg/cm²的条件将压力增至30Kg/cm²，保持25分钟，接着以4℃/min升温至100℃，以压力增加速率为每分钟增加4Kg/cm²的条件将压力增至50Kg/cm²，保持60分钟，接着以4℃/min降温至80℃，以压力降低速率为4Kg/cm²的条件将压力降至30Kg/cm²，保持5分钟，接着以压力降低速率为3Kg/cm²的条件将压力降为0，保持温度为80℃，固化50小时,最后冷却至室温，所述第二、第三金属基板表面的多个所述第二环形凸起分别一一嵌入所述第一金属基板表面的多个所述第一间隙中，所述第一含氟树脂层的一部分嵌入所述第二金属基板的多个凹槽中，所述第二含氟树脂层的一部分嵌入所述第三金属基板的多个凹槽中，以得到所述高效散热太阳能电池复合背板。

将上述方法制备的高效散热太阳能电池复合背板进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为149N/cm，水汽透过率为0.10g/m²*d。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。