CN116875179A - 双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光伏背板涂料技术领域，具体涉及一种双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法，包括A组分涂料、B组分涂料；其中所述A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸5～10份；耐候羟基聚酯10～30份；羟基丙烯酸10～30份；分散剂0.5～2份；流平剂0.5～2份；PMA溶剂10～20份；硅烷偶联剂0.5～2份；附着力促进剂0.5～2份；抗水解剂2～5份；钴铜激活ZnS20～40份；无机稀土10～20份；色膏5～25份；所述B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.5～99.9份；催化剂0.01～0.5份；将稀土荧光材料应用于背板涂料中，在光线转弱或无光情况下将储存的能量以特定波长释放出来，以实现发电效率最大化的效果。

Description

双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法
技术领域
本发明属于光伏背板涂料技术领域，具体涉及一种双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法。
背景技术
一直以来太阳能光伏板的发电量都是行业关注的重点，而在封装胶膜中利用稀土元素转光以将紫外光转化为可见光从而提升发电量的做法被越来越多企业关注。
现有的技术中往往将荧光粉应用于胶膜中作为转光胶膜进而提升阳光的透射率，但转光胶膜并不具备储光能力，而还有的技术方案中，直接将荧光粉设置在胶膜和背板的夹层中，但这一方案一方面无法量产固定长期使用，另一方面这部分夹层中的荧光粉即便储能发光也需通过前挡玻璃反射回电池片，利用率极低。
因此，亟需一种基于荧光粉进一步提升发电量的光伏组件改进方法。
发明内容
本发明提供了一种双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法，以解决现有光伏组件中稀土转光材料发电量不足的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双组分储光背板涂料，包括A组分涂料、B组分涂料；其中所述A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸5～10份；耐候羟基聚酯10～30份；羟基丙烯酸10～30份；分散剂0.5～2份；流平剂0.5～2份；PMA溶剂10～20份；硅烷偶联剂0.5～2份；附着力促进剂0.5～2份；抗水解剂2～5份；钴铜激活ZnS20～40份；无机稀土10～20份；色膏5～25份；所述B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.5～99.9份；催化剂0.01～0.5份。
又一方面，本发明还提供了一种储光光伏组件的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
第三方面，本发明还提供了一种由如前所述制备方法得到的储光光伏组件，其特征在于，包括：依次层叠的储光背板、EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃；其中所述储光光伏组件热压一体成型。
本发明的有益效果是，本发明的双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法将稀土荧光材料应用于背板涂料中，A组分中的羟基官能团与B组分中的异氰酸酯官能团反应形成具有良好耐磨性的氨基甲酯键，使小分子扩链成为高分子整体成膜，并将荧光粉包覆于涂料树脂内，在白天光线照射下吸收多余的光的能量并将其存储，在光线转弱或无光情况下将储存的能量以特定波长释放出来，在前背板照射在后前板的排列阵型可以实现发电效率最大化的效果，因树脂交联成膜的背板涂料具有良好的耐候性，可在提升发电效率的同时替代后挡玻璃实现组件的减重轻量化。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的储光光伏组件的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种双组分储光背板涂料，包括A组分涂料、B组分涂料；其中所述A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸5～10份；耐候羟基聚酯10～30份；羟基丙烯酸10～30份；分散剂0.5～2份；流平剂0.5～2份；PMA溶剂10～20份；硅烷偶联剂0.5～2份；附着力促进剂0.5～2份；抗水解剂2～5份；钴铜激活ZnS20～40份；无机稀土10～20份；色膏5～25份；所述B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.5～99.9份；催化剂0.01～0.5份。
在本实施例中，具体的，A组分中的羟基官能团与B组分中的异氰酸酯官能团反应形成具有良好耐磨性的氨基甲酯键，使小分子扩链成为高分子整体成膜，并因具有优异耐候性而实现对后挡玻璃的替代，为减重轻量化提供了可行性。
在本实施例中，具体的，涂料中的树脂在溶剂挥发后在背板上交联成膜，并将荧光粉实现均匀包覆，使其在干燥后均匀的附着在背板上，通过在前背板照射在后前板的排列阵型，可在光线较弱或无光的情况下将储存在荧光粉内的光释放并进行光学转化。
在本实施例中，具体的，所述分散剂包括聚氨酯超分子类分散剂、聚磷酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸盐、聚氧乙烯烷基酚基醚、山梨糖醇烷基化物中的任意一种或多种的组合。
在本实施例中，具体的，所述流平剂包括有机硅类流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂中的至少一种；其中所述有机硅类流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的任意一种或多种的组合。
在本实施例中，具体的，所述抗水解剂包括单体型碳化二亚胺、聚合型碳化二亚胺、异氰酸酯类化合物、噁唑啉类化合物、环氧化合物中的任意一种或多种的组合。
在本实施例中，具体的，所述无机稀土包括AL2O3、SrO、Eu2O3、Dy2O3、B2O3、SiO2中的任意一种或多种的组合。
在本实施例中，具体的，所述异氰酸酯固化剂包括脂肪族异氰酸酯和脂环族异氰酸酯中的至少一种。
在本实施例中，具体的，所述催化剂包括锌铋复合催干剂。
又一方面，如图1所示，本发明还提供了一种储光光伏组件的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10：1～3:3～5稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
第三方面，本发明还提供了一种由如前所述制备方法得到的储光光伏组件，其特征在于，包括：依次层叠的储光背板、EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃；其中所述储光光伏组件热压一体成型。
在本实施例中，具体的，所述储光光伏组件的720h发光量不低于816kwh。
实施例1
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸20份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例2
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；红色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例3
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；橙色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例4
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；黄色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例5
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；绿色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例6
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；蓝色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
实施例7
制备双组分储光背板涂料：
A组分涂料中各组分的质量份数为：有机硅改性丙烯酸15份；耐候羟基聚酯10份；羟基丙烯酸10份；BYK-111分散剂1份；BYK-333流平剂1份；PMA溶剂20份；KH-560硅烷偶联剂1份；BYK-4510附着力促进剂1份；P200抗水解剂1份；钴铜激活ZnS20份；无机稀土20份；紫色膏5份。
B组分涂料中各组分的质量份数为：异氰酸酯固化剂99.9份；T12催化剂0.01份。
制备储光光伏组件：
步骤S1，将如前所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10:1:3稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
将实施例1-7所制得的储光光伏组件在夜间出现荧光效应并保持在限定波长范围内10h后，调整电池板倾斜角度，使每个波长对应颜色做前后16块方阵叠加(保证前一块背板能发光找到后一块电池片的前玻璃)，对比测试性能如下表1所示：
表1
颜色 波长 测试720h发电量
标注常规背板 390nm～770nm 816kwh
红色 620nm～770nm 838.7kwh
橙色 590nm～620nm 845.7kwh
黄色 570nm～590nm 849.8kwh
绿色 490nm～570nm 837.1kwh
蓝色 450nm～490nm 832.6kwh
紫色 390nm～450nm 855.3kwh
由实施例1-7测试结果可知，紫色光源对电池片热能影响少提高光电转化效率，且能转化部分紫外光源能叠加最大化提高太阳能发电量，即做成紫色光源的储光背板能够使太阳能能效最大化。
综上所述，本发明的双组分储光背板涂料、储光光伏组件及其制备方法将稀土荧光材料应用于背板涂料中，A组分中的羟基官能团与B组分中的异氰酸酯官能团反应形成具有良好耐磨性的氨基甲酯键，使小分子扩链成为高分子整体成膜，并将荧光粉包覆于涂料树脂内，在白天光线照射下吸收多余的光的能量并将其存储，在光线转弱或无光情况下将储存的能量以特定波长释放出来，在前背板照射在后前板的排列阵型可以实现发电效率最大化的效果，因树脂交联成膜的背板涂料具有良好的耐候性，可在提升发电效率的同时替代后挡玻璃实现组件的减重轻量化。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种双组分储光背板涂料，其特征在于，
包括A组分涂料、B组分涂料；其中
所述A组分涂料中各组分的质量份数为：
所述B组分涂料中各组分的质量份数为：
异氰酸酯固化剂 99.5～99.9份；
催化剂 0.01～0.5份。
2.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述分散剂包括聚氨酯超分子类分散剂、聚磷酸盐、烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸盐、聚氧乙烯烷基酚基醚、山梨糖醇烷基化物中的任意一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述流平剂包括有机硅类流平剂和磷酸酯改性丙烯酸流平剂中的至少一种；其中
所述有机硅类流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的任意一种或多种的组合。
4.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述抗水解剂包括单体型碳化二亚胺、聚合型碳化二亚胺、异氰酸酯类化合物、噁唑啉类化合物、环氧化合物中的任意一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述无机稀土包括AL2O3、SrO、Eu2O3、Dy2O3、B2O3、SiO2中的任意一种或多种的组合。
6.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述异氰酸酯固化剂包括脂肪族异氰酸酯和脂环族异氰酸酯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的双组分储光背板涂料，其特征在于，
所述催化剂包括锌铋复合催干剂。
8.一种储光光伏组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将如权利要求1所述的A组分涂料、B组分涂料与丁酯按10：1～3:3～5稀释，并调整施工粘度为T4杯80～130s，得到预制备涂料；
步骤S2，将预制备涂料用三辊机在PET背板上正反面涂布20±3μm膜厚并在130℃环境下烘烤2min得到储光背板；
步骤S3，将储光背板上依次层叠EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃，热压一体得到储光光伏组件。
9.一种由如权利要求8所述制备方法得到的储光光伏组件，其特征在于，包括：
依次层叠的储光背板、EVA热熔胶、单晶硅电池片、EVA热熔胶、透明前挡玻璃；其中
所述储光光伏组件热压一体成型。
10.如权利要求9所述的储光光伏组件，其特征在于，
所述储光光伏组件的720h发光量不低于816kwh。
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