本发明属于光伏电池，具体涉及一种光伏组件用复合背板及其制备方法和光伏组件。
背景技术：
1、钙钛矿电池组件在发电效率和度电成本方面存在潜力，且可做成半透明玻璃组件应用于bipv(光伏建筑一体化)，近年来成为研究开发的热点。但钙钛矿功能层一般沉积在非钢化导电玻璃上，作为组件的前板，使用钢化玻璃或半钢化玻璃作为背板，目前导电玻璃钢化过程难以实现，前板玻璃的强度较低，组件整体抗机械、抗冲击性能不足，强度有限，钙钛矿双玻组件在工作时，前板玻璃开裂现象时有发生，导致钙钛矿层分解变色，发电功能丧失，组件报废。
2、因此，如何防止组件因前板使用非钢化玻璃所带来的易破裂问题，进而提高组件的整体抗机械、抗冲击性能，示亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光伏组件用复合背板及其制备方法和光伏组件。本发明通过在复合背板中引入弹性层和仿生增强层，弹性层受到外力冲击时可有效分散能量，起到缓冲作用，仿生增强层不仅具有优异的抗弯折强度和抗冲击强度，还具有较好的保温性能和透光性，二者协同配合，可防止集成的光伏组件因前板使用非钢化玻璃所带来的易破裂问题，增强抗冲击能力，同时有利于减少能耗。基于该复合背板制备的光伏组件不仅可用于钙钛矿地面光伏组件，也可用于bipv场合。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种光伏组件用复合背板，所述复合背板包括依次层叠的背板玻璃、弹性层和仿生增强层；
4、所述仿生增强层包括交替层叠设置的仿生鳞砖层和粘接层。
5、本发明通过在复合背板中引入弹性层和仿生增强层，弹性层受到外力冲击时可有效分散能量，起到缓冲作用，仿生增强层不仅具有优异的抗弯折强度和抗冲击强度，还具有较好的保温性能和透光性，二者协同配合，可防止集成的光伏组件因前板使用非钢化玻璃所带来的易破裂问题，增强抗冲击能力，同时有利于减少能耗。基于该复合背板制备的光伏组件不仅可用于钙钛矿地面光伏组件，也可用于bipv场合。
6、本发明中，仿生鳞砖层和粘接层交替层叠设置，可以获得优异的抗弯折强度和抗冲击强度，同时具有较好的保温性能和透光性。
7、作为本发明一种优选的技术方案，所述仿生增强层的厚度为1-3mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等。
8、本发明中，若仿生增强层的厚度过薄，则防护效果有限；若仿生增强层的厚度过厚，则成本增加。
9、优选地，所述仿生鳞砖层和所述粘接层的厚度比为1:(0.3-1)，例如可以是1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9或1:1等。
10、优选地，所述仿生鳞砖层由多个多边形结构的刚性材料组成。
11、本发明中，多个多边形结构的刚性材料组成仿生鳞砖层不仅可以抗折弯，还可以抗冲击。
12、优选地，所述多个多边形结构的刚性材料中，相邻刚性材料的间距为0.1-0.2mm，例如可以是0.1mm、0.15mm或0.2mm等。
13、优选地，所述多边形结构的刚性材料的厚度为所述多边形结构的刚性材料的边长的1/10-1/7，例如可以是1/10、1/9、1/8或1/7等。
14、优选地，所述刚性材料为透明刚性材料。
15、优选地，所述多边形结构的刚性材料为外接圆半径为1.5-4mm的内六边形玻璃，例如可以是1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm或4mm等。
16、优选地，所述多个多边形结构的刚性材料中，相邻刚性材料的缝隙间填充有粘结胶。
17、优选地，所述粘结胶包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃弹性体中的任意一种或至少两种的组合。
18、优选地，所述粘接层的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或聚烯烃弹性体中的任意一种或至少两种的组合。
19、作为本发明一种优选的技术方案，所述仿生增强层的层数为至少2层，例如可以是2层、3层、4层、5层、6层或8层等，优选为3-6层。
20、优选地，相邻所述仿生鳞砖层纵向错位设置。
21、本发明中，仿生鳞砖层的纵向错位设置可大大增强仿生鳞砖层的抗剪切能力。
22、优选地，相邻所述仿生鳞砖层中，上层的多边形结构的刚性材料和下层的多边形结构的刚性材料错开的距离为刚性材料边长的0.25-0.5倍，例如可以是0.25倍、0.3倍、0.35倍、0.4倍、0.45倍或0.5倍等。
23、需要说明的是，错开的距离指的是上层仿生鳞砖层中多边形结构的刚性材料的中轴线与下层仿生鳞砖层中相邻的多边形结构的刚性材料的中轴线之间的距离。
24、优选地，所述仿生增强层中，靠近防护层的一侧为粘接层，靠近弹性层的一侧为仿生鳞砖层。
25、作为本发明一种优选的技术方案，所述仿生增强层还包括防护层，所述防护层沿着远离所述背板玻璃的方向设置在仿生增强层的最外层。
26、本发明中，防护层的作用是防止操作过程中仿生鳞砖层被破坏。
27、优选地，所述背板玻璃为钢化玻璃。
28、优选地，所述背板玻璃的厚度小于2mm，例如可以是1mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或1.9mm等。
29、优选地，所述弹性层的材料为弹性胶，所述弹性胶包括丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、聚氨酯胶或双组分硅酮胶中的任意一种或至少两种的组合，优选为双组分硅酮胶。
30、需要说明的是，本发明对双组分硅酮胶的制备不作限定，示例性的，例如双组分硅酮胶是以室温硫化硅橡胶107和甲基硅油201的材料为主剂，以金属氧化物为硫化剂的室温硫化的双组份密封胶，该胶固化后，具有优异的耐候性和抗紫外线的性能，具有耐高低温和耐老化性，具有高粘的接强度，对玻璃和铝合金有良好的粘结性。
31、本发明中，弹性胶与仿生鳞砖层和粘接层中的材料有良好的粘接效果。
32、需要说明的是，本发明对双组分硅酮胶的型号不作限定，示例性的，例如可以是pv6212或elastosil solar 2200等。
33、优选地，所述防护层的材料包括pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
34、优选地，所述弹性层的厚度为1-3mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等。
35、本发明中，若弹性层的厚度过薄，则抗冲击性能不足；若弹性层的厚度过厚，则成本过大。
36、优选地，所述防护层的厚度为0.1-0.2mm，例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm或0.2mm等。
37、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的光伏组件用复合背板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
38、在背板玻璃上依次涂覆弹性层、仿生增强层和防护层。
39、作为本发明一种优选的技术方案，所述仿生增强层和防护层的制备方法包括以下步骤：
40、在衬底上依次铺放防护层和粘接层，然后将仿生鳞砖层粘接在所述粘接层上，层压后得到仿生增强层和防护层。
41、需要说明的是，本发明对衬底不限定，示例性的，例如可以是敷贴了聚四氟乙烯的托板。
42、优选地，所述仿生鳞砖层在粘接之前，先对仿生鳞砖层进行加热处理。
43、本发明中，对仿生鳞砖层进行加热处理的目的是使其预固定在粘接层上。
44、优选地，所述加热处理的温度为90-100℃，例如可以是90℃、95℃或100℃等，时间为30-90s，例如可以是30s、50s、70s或90s等。
45、优选地，所述层压的压力为20-80kpa，例如可以是20kpa、40kpa、60kpa或80kpa等，层压的温度为130-140℃，例如可以是130℃、135℃或140℃等，层压的时间为2-4min，例如可以是2min、3min或4min等。
46、作为本发明一种优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
47、(1)在衬底上铺放一层厚度为0.1-0.2mm的pet层，然后在所述pet层上放置一层粘接层并铺平，随后将于90-100℃下加热30-90s的仿生鳞砖层粘接在所述粘接层上，得到一层仿生增强层；
48、(2)在所述仿生鳞砖层上再铺放一层粘接层和仿生鳞砖层，且使得相邻的仿生鳞砖层纵向错位设置；
49、(3)重复步骤(2)直至得到3-6层仿生增强层，然后置于真空条件下的层压机中，于130-140℃下层压2-4min，取出后进行冷却，待用；
50、(4)在背板玻璃上涂覆厚度为1-3mm的弹性层，然后将步骤(3)得到的复合层放置在所述弹性层上，使得仿生增强层中最外层的仿生鳞砖层和弹性层贴合，得到所述光伏组件用复合背板。
51、第三方面，本发明提供一种光伏组件，所述光伏组件依次包括前板玻璃、钙钛矿电池片、封装胶膜和如第一方面所述的光伏组件用复合背板，所述复合背板中的背板玻璃与所述封装胶膜贴合。
52、作为本发明一种优选的技术方案，所述钙钛矿电池片的长宽比所述前板玻璃的长宽小10-15mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等。
53、优选地，所述封装胶膜的长宽大于等于所述钙钛矿电池片的长宽，且比所述前板玻璃的长宽小10-15mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等。
54、优选地，所述光伏组件还包括边缘密封胶，所述边缘密封胶设置在所述前板玻璃和所述光伏组件用复合背板之间，且所述边缘密封胶的内侧面贴合钙钛矿电池片和封装胶膜。
55、优选地，所述前板玻璃为非钢化玻璃。
56、优选地，所述非钢化玻璃为超白非钢化玻璃。
57、优选地，所述前板玻璃的厚度为2.5-3.2mm，例如可以是2.5mm、2.7mm、2.9mm、3mm或3.2mm等。
58、优选地，所述钙钛矿电池片沿着远离所述前板玻璃的方向依次包括透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿吸收层、第二电荷传输层和金属电极层。
59、优选地，所述钙钛矿电池片沿着远离所述前板玻璃的方向依次包括透明电极层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和金属电极层。
60、需要说明的是，本发明对透明电极层的材质不限定，示例性的，例如可以是ito(氧化铟锡)或fto(氟掺杂氧化锡)等。对空穴传输层的材料不限定，示例性的，例如可以是氧化镍等。所述钙钛矿吸收层的化学组成为abx3，其中，a包括铯离子、铷离子、甲脒离子或甲胺离子等，b包括铅离子或锡离子等，x为卤素离子。对电子传输层的材料不限定，示例性的，例如可以是二氧化锡等。对金属电极层的材料不限定，示例性的，例如可以是金、银或铜等。
61、优选地，所述钙钛矿电池片的厚度为0.8-5μm，例如可以是0.8μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等。
62、优选地，所述封装胶膜的材料包括聚烯烃弹性体(poe)和/或热塑性聚氨酯(tpu)，优选为聚烯烃弹性体。
63、本发明中，封装胶膜的材料优选为成本较低、水汽透过率低于0.5g/m2·day的poe胶膜。
64、优选地，所述封装胶膜的厚度为0.5-1mm，例如可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等。
65、优选地，所述边缘密封胶的厚度比所述封装胶膜的厚度大0-0.1mm，例如可以是0.05mm、0.07mm或0.1mm等。
66、优选地，所述边缘密封胶的宽度为10-15mm，例如可以是10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等。
67、作为本发明一种优选的技术方案，所述光伏组件还包括汇流条和接线盒，所述汇流条敷设在所述钙钛矿电池片的正负电极上，并穿过所述边缘密封胶引出到所述光伏组件的接线盒内，所述接线盒设置在所述光伏组件的一侧。
68、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
69、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
70、(1)本发明通过在复合背板中引入弹性层和仿生增强层，弹性层受到外力冲击时可有效分散能量，起到缓冲作用，仿生增强层不仅具有优异的抗弯折强度和抗冲击强度，还具有优异的保温性能和透光性，二者协同配合，可防止集成的光伏组件因前板使用非钢化玻璃所带来的易破裂问题，增强抗冲击能力，同时在保证透光性的同时可减缓室内温度变化，有利于减少能耗。基于该复合背板制备的光伏组件不仅可用于钙钛矿地面光伏组件，也可用于bipv场合。
71、(2)本发明提供的制备方法简易高效。