[go: up one dir, main page]

CN104508836B - 使用红外反射颜料的光伏模块用背板 - Google Patents

使用红外反射颜料的光伏模块用背板 Download PDF

Info

Publication number
CN104508836B
CN104508836B CN201380031719.5A CN201380031719A CN104508836B CN 104508836 B CN104508836 B CN 104508836B CN 201380031719 A CN201380031719 A CN 201380031719A CN 104508836 B CN104508836 B CN 104508836B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
light
nanometers
microns
reflectance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380031719.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104508836A (zh
Inventor
A.V.克卡
N.黄
J.D.普拉特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of CN104508836A publication Critical patent/CN104508836A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104508836B publication Critical patent/CN104508836B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H10F19/85—Protective back sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/48—Back surface reflectors [BSR]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

光伏模块用的多层背板，其包含第一层和第二层，其中所述第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比且对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于35%的反射比；且所述第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比。包含所述多层背板的光伏模块、制造该光伏模块的方法，以及通过使该光伏模块暴露于日光而将日光转化成电力的方法。

Description

使用红外反射颜料的光伏模块用背板
对相关申请的交叉引用
本申请依据35 U.S.C. § 119(e)要求2012年4月19日提交的美国临时专利申请61/635,615号的优先权，其公开内容全文经此引用并入本文。
技术领域
本发明涉及光伏模块，更具体地涉及保护性背板。
背景技术
光伏电池广泛用于将日光转化成电力并通常与光伏模块中的其它光伏电池互连。通常将各个光伏模块封装以保护模块部件（包括光伏电池）免受环境侵袭。光伏模块常规上室外安装在屋顶上或安装在开阔空间中，在此它们最大限度地暴露于日光。当日光强度提高时，来自光伏模块的电输出也提高。但是，光伏模块将日光转化成电力的效率通常仅为大约20%。其余大约80%的日光被该模块反射回去或吸收。吸收的能量导致该模块的运行温度提高。过热降低了光伏模块将日光转化成电力的效率。大多数光伏模块的最佳运行温度为大约47℃。许多光伏模块的运行温度每提高1摄氏度就损失大约0.5%的效率。诸多因素可能导致运行温度提高，如白天期间更高的环境空气温度、来自地表和可能放射出由日照产生的热的其它附近表面的辐射热和由长时间日照造成的太阳能模块本身的提高的温度。
在光伏模块整合在建筑结构中，而出于美观原因它们通常具有深色（例如黑色）背板的情况下，通常会加剧这一问题。通常，光伏模块具有为模块内的光伏电池提供电绝缘并保护光伏电池免受湿气侵入和其它环境因素侵袭的背板。尽管光伏模块中的一般为矩形的光伏电池非常靠近放置，但在它们之间通常存在小的间隙使得下方的背板暴露于日光。在被包含72个电池的典型单晶硅光伏模块覆盖的总面积的10-15%面积中，背板被暴露在直射日光下。在光伏模块整合在建筑结构中的情况下，它们的背板通常为深色，例如黑色，以使光伏模块与现有的建筑色彩融为一体。通常通过用颜料炭黑或氧化铁涂布背板或通过在背板制造过程中将这些颜料与背板的构成材料混合而产生背板的深色乃至黑色外观。炭黑吸收基本上所有的人类可见的光。此外，炭黑还吸收红外光，它是比通常人类可见的光波长更长，即波长为大约750纳米的可见红光边界至大约300微米，的电磁辐射。红外光的这种吸收提高了背板的温度并最终提高了整个光伏模块的运行温度。不同于黑色颜料如炭黑，看起来完全白色的颜料例如反射大部分人类可见的光，并因此不吸收任何人类可见的光，且它们还反射大部分的红外光。因此，尽管光伏模块中的深色乃至黑色背板出于美观原因是合意的，但这样的背板趋向于提高光伏模块的运行温度。这降低了光伏模块将日光转化成电力的效率。
仍然需要优化建筑物整合的光伏模块的运行温度的改进的方法。本发明致力于解决这一需求。
发明内容
本发明提供了光伏模块用的多层背板，其包含第一层和第二层，其中第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比且对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于35%的反射比；第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比；且所述第一层和所述第二层彼此相邻。
在本发明的一些实施方式中，第一层包含红外反射颜料。在本发明的一些优选实施方式中，该红外反射颜料是无机颜料。在本发明更优选的实施方式中，该无机颜料是混合金属氧化物。在本发明的一些实施方式中，该红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约20重量%的浓度存在。在本发明的一些优选实施方式中，该红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约14重量%的浓度存在。
在本发明的一些实施方式中，第一层和第二层各自包含聚合物。在本发明的一些优选实施方式中，第一层和第二层各自包含乙烯乙酸乙烯酯。
在本发明的一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于20%的反射比。在本发明的一些优选实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于10%的反射比。在本发明的一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于50%的反射比。在本发明的一些优选实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于60%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于80%的反射比。在本发明的一些优选实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于90%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面（side）对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于70%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，第一层具有大约20微米至大约125微米的厚度，且第二层具有大约50微米至大约150微米的厚度。
本发明还提供了包含如上文所定义的多层背板的光伏模块。在本发明的一些实施方式中，该光伏模块进一步包含透明顶层。在本发明的一些优选实施方式中，该光伏模块进一步包含位于透明顶层和多层背板之间的封装剂包埋的光伏电池。在本发明的一些更优选的实施方式中，该封装剂包含乙烯乙酸乙烯酯。
本发明还提供了制造光伏模块的方法，其包括使包含红外反射颜料的层与包含白色颜料的层接触从而产生层合件，以及在如上文所定义的光伏模块的组装件中使用所述层合件的步骤。
本发明还提供了将日光转化成电力的方法，其包括使如上文所定义的光伏模块暴露于日光的步骤。
附图说明
图1显示了具有含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块的温度特性（temperatureprofile）（左图）和具有含炭黑而非红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块的温度特性（右图）。右侧模块的较深颜色表明其具有更高温度。
图2显示了具有含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块的温度（以摄氏度计）与具有不含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块的温度之间的差异。将该温度差对温度测量当日白天的时间作图。
图3显示了具有含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块所产生的电压对具有不含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块所产生的电压的比率。将该比率对电压测量当日白天的时间作图。
图4显示了(1) 不含IR颜料的常规黑色背板（负对照）、(2) 含IR颜料的黑色背板、(3) 含有IR颜料和白色背衬层的黑色背板，和(4) 白色背板（正对照）对250纳米至2500纳米范围内的光的反射比。将该反射比（以入射光的百分比计）对入射光的波长作图。
具体实施方式
反射红外光的深色乃至黑色背板的使用使得采用这些背板的光伏模块的运行温度降低。现在意外地发现，如下文进一步解释地那样，通过额外使用反射可见光和红外光并附连到背板上的背衬层，可以增强这些背板的红外光反射。
本发明提供了光伏模块用的多层背板，其包含第一层和第二层；其中所述第一层和所述第二层彼此相邻。本发明还提供了包含上述多层背板的光伏模块。本发明还提供了具有透明顶层、所述多层背板和至少一个位于透明顶层和多层背板之间的封装剂包埋（embeded）的光伏电池的光伏模块，其中所述第一层位于所述至少一个光伏电池和所述第二层之间。这样的多层背板和光伏模块的制造是本领域技术人员公知的。下面进一步提供了这些物件的制造和商业来源（availability）的非限制性实例，特别是在实施例中。关于光伏电池、光伏模块和背板（包括它们的制造）的附加背景信息可见于例如AugustinMcEvoy等人编著的Practical Handbook of Photovoltaics – Fundamentals andApplications, Academic Press, 第1版, 2011；以及G.N. Tiwari和Swapnil Dubey,Fundamentals of Photovoltaic Modules and their Applications, RSC Publishing,2010。
光伏模块（也称作光伏板或太阳能板）是通常多于一个光伏电池的组装件。光伏电池（也称作太阳能电池）利用来自太阳的光能（光子）基于光伏效应产生电力。光伏电池通常互相电连接并与系统的其余部分电连接。通常将光伏电池封装以保护它们免受机械损伤和湿气（moisture）侵袭。大多数光伏模块是刚性的，但可获得基于薄膜光伏电池的半柔性光伏模块。通常，光伏模块含有透明顶层、背板和至少一个位于透明顶层和背板之间的封装剂包埋的光伏电池。光伏模块的承载部分（load carrying part）可以是所述顶层或背板。大多数光伏模块使用基于晶片（wafer-based）的结晶硅光伏电池或基于碲化镉或硅的薄膜光伏电池。光伏电池可商购自许多来源。出售光伏电池的公司的非限制性实例有Suntech、First Solar、Sharp Solar、Yingli、Trina Solar、Canadian Solar、Hanwha Solarone、Sunpower、Renewable Energy Corporation和Solarworld。
如下文进一步解释地，背板的各层可包括反射特定波长的光的颜料。人眼可见的光（在本文中也称作可见光）是波长为大约380纳米（nm）至大约750纳米的电磁辐射。通常，电磁辐射根据其波长分成无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光、X-射线和γ射线。红外(IR)光是波长比可见光更长的电磁辐射。常规上，红外光被认为具有大约750纳米至大约300微米（也称作µm或microns）的波长。
当可见光或红外光射向物体时，该光可以被该物体反射、穿过该物体（即被该物体透射）或被该物体吸收。人眼感知的物体颜色部分取决于射向该物体的光的波长和被该物体反射到人眼中的光的波长。当物体被例如日光（其包括可见光以及红外光）照射并就所述可见光而言仅反射大约700纳米至大约635纳米范围内的光时，该物体呈红色。当物体被日光照射并就所述可见光而言仅反射大约635纳米至大约590纳米范围内的光时，该物体呈橙色。当物体被日光照射并就所述可见光而言仅反射大约590纳米至大约560纳米范围内的光时，该物体呈黄色。当物体被日光照射并就所述可见光而言仅反射大约560纳米至大约490纳米范围内的光时，该物体呈绿色。当物体被日光照射并就所述可见光而言仅反射大约490纳米至大约450纳米范围内的光时，该物体呈蓝色。当物体被日光照射并就所述可见光而言仅反射大约450纳米至大约400纳米范围内的光时，该物体呈紫色。当物体被日光照射并反射至少所有可见光时，该物体呈全白色。当物体被日光照射并由于可见光全部被该物体吸收或透射而完全不反射可见光时，该物体呈全黑色。
本发明提供了光伏模块用的多层背板，其包含第一层和第二层，其中第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比且对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于35%的反射比；且第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比。
如本文所用的例如对一具有在例如大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比的层并不意味着所有具有在所述范围内的给定波长的光都被反射超过25%。相反，其意味着至少一种具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的某一波长的光被反射超过25%。因此，上述表述涵盖了例如波长大约1200纳米的光被反射超过25%而波长大约1500纳米的光未被反射超过25%的情况。本文中的除不同反射比程度和不同波长之外使用相同用语的陈述具有相同的含义，即并非所列波长范围内的所有光都必然以所指定的程度反射。相对地，例如对所有波长为例如大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比的层是指所列范围内的每一波长的光都被反射超过50%。本文中的除不同反射比程度和不同波长之外使用相同用语的陈述具有相同的含义，即所列波长范围内的所有光都必然以所指定的程度反射。可以通过用反射特定波长的光的特定颜料涂布物体来制造反射特定波长的光的物体，例如背板和背板内的层。可选择地，可以在该物体的制造过程中将此类颜料与该物体的构成材料混合。这样的涂布和混合是本领域中公知的并因此在本文中不进一步描述。
本发明提出，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于35%的反射比。在本发明的一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于40%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于30%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于20%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于10%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于5%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于35%的反射比。在本发明的一个更优选的实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于20%的反射比。在本发明的一个更进一步优选的实施方式中，第一层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有小于10%的反射比。
本发明提出，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比。在本发明的一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于30%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于40%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于90%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大约25%至大约35%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大约35%至大约45%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大约45%至大约55%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大约55%至大约65%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大约65%至大约75%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第一层对一具有在大约1000纳米至大约2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于30%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于40%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于90%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约25%至大约35%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约35%至大约45%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约45%至大约55%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约55%至大约65%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约65%至大约75%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大约75%至大约85%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第一层对一具有在大约1250纳米至大约1550纳米范围内的任一波长的光具有大于50%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于25%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于30%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于40%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约25%至大约35%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约35%至大约45%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约45%至大约55%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约55%至大约65%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约65%至大约75%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第一层对波长为大约1250纳米至大约1550纳米的所有光具有大约75%至大约85%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第一层对波长为大约1250纳米至大约1550纳米的所有光具有大于60%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于90%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约25%至大约35%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约35%至大约45%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约45%至大约55%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约55%至大约65%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约65%至大约75%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约75%至大约85%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大约85%至大约95%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为大约1250纳米至大约1550纳米的光具有大于70%的反射比。
本发明提出，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比。在本发明的一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于40%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约25%至大约35%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约35%至大约45%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约45%至大约55%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约55%至大约65%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约65%至大约75%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约75%至大约85%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大约85%至大约95%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约2000纳米的光具有大于50%的反射比。
在本发明的一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于50%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于90%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大约50%至大约60%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大约60%至大约70%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大约70%至大约80%的反射比。在本发明的另一些实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大约80%至大约90%的反射比。在本发明的一个优选实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于80%的反射比。在本发明的一个更优选的实施方式中，第二层对所有波长为大约380纳米至大约750纳米的光具有大于90%的反射比。
可以例如通过ASTM E424方法A使用Varian Cary 5E UV-Vis-NiR分光光度计和积分球测量物体（例如光伏电池中的背板）的反射比。这种方法是本申请中所用的方法。其在下列实施例中进一步详细描述。
颜料是选择性吸收和反射不同波长的光由此产生颜色的化学品。例如，红漆是红色的，因为其含有仅反射光谱的红色分量（即波长在大约700纳米至大约635纳米范围内的电磁辐射）的颜料。
在本发明的一些实施方式中，第一层是黑色的。当物体含有不反射任何可见光而是使可见光被吸收或透射的颜料时，产生黑色。这样的黑色颜料的非限制性实例是炭黑、铁黑和钛黑，所有这些都可商购自本领域技术人员已知的众多来源。
在本发明的一些实施方式中，第一层包括红外反射(IR)颜料。红外反射颜料是反射红外光（它是在大约770纳米至大约300微米范围内的电磁辐射）的颜料。红外反射颜料不是必然反射具有所述范围内的给定波长的所有红外光，并且不是必然同等地反射所述范围内的所有波长。例如，一种红外反射颜料可以仅反射50%的在大约1300纳米至大约1400纳米范围内的红外光。相对地，另一红外反射颜料可以仅反射30%的在大约1200纳米至大约1300纳米范围内的红外光和40%的在大约1600纳米至大约1700纳米范围内的红外光。
在本发明的一个优选实施方式中，该红外反射颜料是无机的。在本发明的一个更优选的实施方式中，该无机颜料是混合金属氧化物。混合金属氧化物形式的红外反射无机颜料由例如The Shepherd Color Company, OH, USA以商标Arctic®出售。混合金属氧化物形式的这种红外反射颜料的一个非限制性实例是该公司以产品名Black 40P925出售的黑色颜料。这种产品衍生自铬绿-黑赤铁矿。
在本发明的一些实施方式中，第二层是白色的。当物体含有反射所有可见光的颜料时，产生白色。这样的白色颜料的非限制性实例是二氧化钛（也称作氧化钛(IV)、钛白或TiO2）、锑白、硫酸钡、碳酸钙和氧化锌，所有这些都可商购自本领域技术人员已知的众多来源。
在本发明的一些实施方式中，第一或第二层或这两者是灰色的。灰色有许多色调（tints）和色度（shades）。物体在被例如日光照射并仅反射少量（例如10%）在可见光谱内的所有光的情况下，它可能看起来具有灰色。在该物体反射可见光谱内的所有光的20%的情况下，可能呈现较浅色度的灰色。在该物体反射可见光谱内的所有光的30%的情况下，可能呈现更浅色度的灰色，诸如此类。通过将例如不反射任何可见光的颜料与反射所有可见光的颜料混合，可以产生不同色度的灰色。
为了制造具有本发明的光反射比特征的层，可以特定浓度使用特定颜料。例如，为了提高所述层的可见光反射比，可以使用白色颜料（例如二氧化钛）涂布该层。可选择地，可以在该层的制造过程中将白色颜料与该层的构成材料混合。为了降低该层的可见光反射比，可以使用黑色颜料（例如炭黑）涂布该层。可选择地，可以在该层的制造过程中将黑色颜料与该层的构成材料混合。为了提高该层的红外光反射比，可以使用红外反射颜料（例如The Shepherd Color Company以商标Arctic®出售的混合金属氧化物（例如Black40P925））涂布该层。可选择地，可以在该层的制造过程中将红外反射颜料与该层的构成材料混合。下列实施例描述了用于制造根据本发明的背板和背板内各层的实施方式的颜料的具体类型和用量。实施例还提供了使用指定用量和类型的颜料所产生的背板反射比。因此，使用实施例作为指引和起点，本领域技术人员会知道，通过改变各层中的颜料量，可以制造具有不同反射比性质的背板。
在本发明的一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约2重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约2重量%至大约3重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约3重量%至大约3.8重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约3.8重量%至大约4.2重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约4.2重量%至大约4.7重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约4.7重量%至大约5.3重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约5.3重量%至大约6重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约6重量%至大约6.5重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约6.5重量%至大约7重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约7重量%至大约7.5重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约7.5重量%至大约8重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约8重量%至大约8.5重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约8.5重量%至大约9重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约9重量%至大约10重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约10重量%至大约15重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约15重量%至大约20重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约7.25重量%至大约8.25重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约6.25重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约8重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约9重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约4重量%至大约9重量%的浓度存在。在另一些实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约20重量%的浓度存在。在本发明的一个优选实施方式中，红外反射颜料以第一层总重量的大约1重量%至大约14重量%的浓度存在。
在本发明的一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约1重量%至大约5重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约5重量%至大约10重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约10重量%至大约13重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约13重量%至大约17重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约17重量%至大约20重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约20重量%至大约30重量%的浓度存在。在本发明的另一些实施方式中，白色颜料以第二层总重量的大约14重量%至大约16重量%的浓度存在。
在本发明背板的各层中的颜料浓度取决于在所述各层的制造过程中添加到它们中的颜料的相对量。这意味着例如通过将5克颜料添加到95克制造该层用的聚合物混合物（包括任何添加剂）中，制成颜料量为该层总重量的大约5重量%的背板层。也可以通过本领域技术人员已知的各种分析方法测定本发明背板各层中的颜料量。因此，在本文中没有进一步阐述这些方法。也可由商业检测实验室，例如CAS-MI Laboratories, MI, USA，进行这样的分析方法。
在本发明的一些实施方式中，第一层具有大约0.5微米至大约1微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约1微米至大约3微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约3微米至大约5微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约5微米至大约10微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约10微米至大约25微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约25微米至大约50微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约50微米至大约75微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约75微米至大约100微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约100微米至大约125微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约125微米至大约150微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约150微米至大约250微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约250微米至大约500微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约500微米至大约1毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约1毫米至大约10毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约10毫米至大约100毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约50微米至大约125微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约75微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第一层具有大约100微米的厚度。在本发明的一个优选实施方式中，第一层具有大约20微米至大约125微米的厚度。
第二层可具有如上阐述的第一层可具有的各种厚度中的任意厚度。在本发明的一个优选实施方式中，第二层具有大约50微米至大约150微米的厚度。
在本发明的一些实施方式中，该多层背板在第二层背向第一层的侧面上具有第三层。这种第三层可具有大约2微米至大约5微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约5微米至大约10微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约10微米至大约20微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约20微米至大约30微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约30微米至大约40微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约40微米至大约60微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约60微米至大约80微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约80微米至大约150微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约150微米至大约300微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约300微米至大约500微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约500微米至大约700微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约700微米至大约1毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约1毫米至大约1.5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约1.5毫米至大约2毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约2毫米至大约2.5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约2.5毫米至大约5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约5毫米至大约7.5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约7.5毫米至大约10毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约10毫米至大约100毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，第三层具有大约15微米至大约1.5毫米的厚度。在本发明的优选实施方式中，第三层具有大约25微米的厚度。
在本发明的一些实施方式中，在第二和第三层之间安置有基本上由聚酯构成的层。这一层为该多层背板提供了介质电阻（dielectric resistance）。可用的聚酯的非限制性实例是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。本发明的这种聚酯层可具有各种厚度。在本发明的一些实施方式中，该聚酯层具有大约20微米至大约50微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约50微米至大约80微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约80微米至大约100微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约100微米至大约120微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约120微米至大约130微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约130微米至大约150微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约150微米至大约180微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约180微米至大约200微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约200微米至大约300微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该聚酯层具有大约300微米至大约500微米的厚度。在本发明的优选实施方式中，该聚酯层具有大约125微米的厚度。
本发明多层背板的第一、第二和第三层可以由保护该光伏电池和其它模块部件免受湿气、紫外线暴露、极端温度等侵袭的任何耐候性材料制成。这样的耐候性材料的非限制性实例有含氟聚合物，包括但不限于聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯-丙烯(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)和聚氯三氟乙烷（PCTFE；可商购自例如Honeywell）。作为含氟聚合物的替代或补充还可以使用其它耐候性材料，包括有机硅聚酯、含氯材料如聚氯乙烯(PVC)、塑料溶胶、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、丙烯酸树脂和聚酰亚胺（可商购自例如DuPont）。该多层背板的第一、第二和第三层可以由不同材料制成。参见例如美国专利7,829,783；8,062,744和7,985,919号。在本发明的优选实施方式中，第一层包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。在本发明的优选实施方式中，第二层包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。在本发明更优选的实施方式中，第一和第二层基本上由线性低密度聚乙烯(LLDPE)与1-5重量%的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)的混合物构成。在本发明的另一些实施方式中，第三层基本上由乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)构成。
在本发明的一些实施方式中，第一层包括多个子层（sub-layer）。在本发明的另一些实施方式中，第一层包括三个子层，其中第一子层基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成，其中第二子层基本上由LLDPE构成，且其中第三子层基本上由LLDPE与1-5重量%EVA的混合物构成。在这些实施方式中，基本上由LLDPE构成的子层位于所述基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成的两个子层之间。
在本发明的一些实施方式中，所述子层具有相同的红外反射颜料浓度。在本发明的另一些实施方式中，所述多个子层具有不同的红外反射颜料浓度。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约4重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约5重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约6重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约7重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约8重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约9重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约10重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约4重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约5重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约6重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约7重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约8重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约9重量%的该红外反射颜料。在本发明的另一些实施方式中，所述子层之一包含以含有红外反射颜料的该子层的总重量计浓度为大约10重量%的该红外反射颜料。
在本发明的一些实施方式中，所述子层具有相同的厚度。在本发明的另一些实施方式中，所述子层具有不同的厚度。在本发明的另一些实施方式中，所述子层各自具有大约0.8密尔（大约20微米）至大约2.2密尔（大约56微米）的厚度。在本发明的另一些实施方式中，基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成的子层具有大约1密尔（大约25微米）的厚度，且基本上由LLDPE构成的子层具有大约2密尔（大约50微米）的厚度。在本发明的另一些实施方式中，基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成的子层具有大约15微米至大约60微米的厚度且基本上由LLDPE构成的子层具有大约30微米至大约70微米的厚度。
本发明的多层背板可具有各种厚度。在本发明的一些实施方式中，该多层背板具有大约1微米至大约10微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约10微米至大约30微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约30微米至大约50微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约50微米至大约80微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约80微米至大约100微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约100微米至大约150微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约150微米至大约200微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约200微米至大约250微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约250微米至大约300微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约300微米至大约350微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约350微米至大约400微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约400微米至大约500微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约500微米至大约750微米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约750微米至大约1毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约1毫米至大约2.5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约2.5毫米至大约5毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约5毫米至大约10毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约10毫米至大约50毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约50毫米至大约100毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约100毫米至大约200毫米的厚度。在本发明的另一些实施方式中，该多层背板具有大约100微米至大约1.7毫米的厚度。
本发明的背板和各层的厚度可通过本领域公知众多手段中的任何手段测定。
可通过将所需聚合物、共聚物以及（共-）聚合物的混合物和任何添加剂与所需量的本文中公开的颜料混合来制造本发明的各层。然后通过塑料制造加工领域中公知的各种挤出法或其它方法之一来加工这些混合物。所述多层背板的各层和各子层可通过本领域公知的任何手段粘合在一起。这样的方法的非限制性实例是共挤和层合。参见例如美国专利7,829,783；8,062,744和7,985,919号；还参见美国专利公开2011/0043901号。
本发明提出，第一层和第二层彼此相邻。在本发明的一些实施方式中，第一层和第二层彼此接触，在它们之间未安置另外的材料。在本发明的另一些实施方式中，在第一层和第二层之间存在透明层。
本发明提供包含透明顶层、多层背板和至少一个位于透明顶层和多层背板之间的封装剂包埋的光伏电池的光伏模块。本发明的透明顶层可以由本领域技术人员已知的任何合适的材料制成。其可以由塑料或玻璃构成。合适的塑料的非限制性实例包括聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)和/或其它低雾度、光学透明的抗湿气渗透的阻隔塑料膜，优选具有在紫外（UV）光谱中的长期不透明性（long-term opacity）、光捕捉（light-trapping）表面几何构造和大约20微米至500微米的厚度。
本文所用的术语封装剂是指本领域技术人员已知适合将光伏电池包埋在光伏模块中的任何材料。此类材料的非限制性实例包括高度透明的电绝缘树脂，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，或抗湿气渗透的环氧树脂，如用聚胺（polyamine）、聚酰胺、酰氨基胺或脂环族胺固化的双酚A，包括这些树脂的所有改性形式和其它常见的太阳能模块封装剂。参见例如美国专利7,829,783和7,985,919号。
本发明还提供了光伏模块用的多层背板，其包括含红外反射(IR)颜料的层和相邻的背衬层。在本发明的一些实施方式中，这种背衬层是白色的。与无相邻白色背衬层的类似背板相比，本发明的多层背板反射更多的红外光。此外，与含有无相邻白色背衬层的所述类似背板的光伏模块相比，含有本发明的所述多层背板的光伏模块具有更低的运行温度。本发明的光伏模块可包含本文中公开的本发明多层背板的任何实施方式。
光伏电池、光伏模块和背板的制造一般来说是本领域技术人员公知的。参见例如Augustin McEvoy等人编著的Practical Handbook of Photovoltaics – Fundamentalsand Applications, Academic Press, 第1版, 2011；以及G.N. Tiwari和Swapnil Dubey,Fundamentals of Photovoltaic Modules and their Applications, RSC Publishing,2010。
下列实施例进一步例示了本发明，但不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
实施例
实施例1 – 制造光伏模块和背板
使用相同部件（例如光伏电池、玻璃制透明顶层、EVA封装剂、框架等）构建了多个原尺寸（大约1米×1.6米）的光伏模块。模块之间的唯一区别是所用的背板。构建了下列模块：(i) 具有不含任何红外反射(IR)颜料的常规黑色背板的模块（负对照），(ii) 具有含红外反射(IR)颜料的黑色背板的模块，(iii) 具有含红外反射(IR)颜料和白色背衬层的黑色背板的模块，和(iv) 具有白色背板的模块（正对照）。总共构建了八个模块，每种两个。
如下制造含红外反射(IR)颜料的黑色背板。使用聚氨酯粘合剂（其为大约10微米厚）将大约25微米厚的含有颜料TiO2的乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)树脂的白色层层合到大约125微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层上。然后使用相同粘合剂将这种双层结构的由所述PET层构成的侧面层合到大约100微米厚的包含大约6.25重量%（以该层的总重量计）的由The Shepherd Color Company以产品名Black 40P925出售的红外反射(IR)黑色颜料的、基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成的层上。如下制造含有红外反射(IR)颜料和白色背衬层的黑色背板。使用相同的粘合剂将上述双层结构层合到大约150微米厚的基本上由LLDPE与1-5重量% EVA的混合物构成的层上。这种150微米厚的层由通过吹塑共挤出同时制造的第一和第二层（即背衬层）构成，因此不使用任何粘合剂。背向ECTFE/PET双层结构的第一层为大约40微米厚并包含大约8重量%（以该第一层的总重量计）的由The ShepherdColor Company以产品名Black 40P925出售的红外反射(IR)黑色颜料。面向ECTFE/PET双层结构的第二层为大约110微米厚并包含大约15重量%（以该第二层的总重量计）的白色颜料TiO2。如含有红外反射(IR)颜料但不含白色背衬层的黑色背板那样制造不含任何红外反射(IR)颜料的常规黑色背板（负对照）和白色背板（正对照），只是分别使用颜料炭黑（1%）和TiO2（15%）。在将聚合物挤出成层之前将所使用的所有颜料添加到所述聚合物中并与其混合。
实施例2 – 测试光伏模块和背板
将模块室外安装在支架上并暴露于自然天气。在白天中的各个时间点测量模块的温度。在整个测试期间还记录环境温度。将热电偶连接到模块的玻璃顶层的表面，并且也埋入各模块的中心，在光伏电池的正后方。温度测量结果（见图1）表明具有含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块的运行温度低于具有不含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块。还随时间推移测量这种温度差（见图2）。受试光伏模块响应日光产生的电压的测量结果表明具有含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块所产生的电压高于具有不含红外反射(IR)颜料的背板的光伏模块（见图3）。
(1) 不含红外反射(IR)颜料的常规黑色背板（负对照）、(2) 含红外反射(IR)颜料的黑色背板、(3) 含有红外反射(IR)颜料和白色背衬层的黑色背板，和(4) 白色背板（正对照）的反射比测量结果表明，含有红外反射(IR)颜料和白色背衬层的黑色背板比含有红外反射(IR)颜料但不含白色背衬层的黑色背板反射更多的红外光（见图4）。如下文进一步描述地那样，通过ASTM E424方法A使用Varian Cary 5E UV-Vis-NiR分光光度计和积分球以入射光的百分比测定反射比。使用110毫米直径的积分球，使用BaSO4白色瓷砖获得基线测量结果。一旦建立了基线，则抵靠（against）积分球端口平直地安装4英寸×4英寸的背板样品，确保该样品覆盖整个端口区域，使得没有光能漏过。安装背板样品使得通常朝向光伏电池的侧面朝向入射光束。然后在各样品上在250至2500纳米的光谱范围内获取反射比测量结果。

Claims (17)

1.光伏模块用的多层背板，其包含：第一层和第二层，其中所述第一层包含红外反射颜料并对一具有在1000纳米至2100纳米范围内的任一波长的光具有大于25%的反射比且对所有波长为380纳米至750纳米的光具有小于35%的反射比；所述第二层对所有波长为380纳米至2000纳米的光具有大于50%的反射比；且所述第一层和所述第二层彼此相邻。
2.权利要求1的多层背板，其中所述红外反射颜料是无机颜料。
3.权利要求2的多层背板，其中所述第一层对所有波长为380纳米至750纳米的光具有小于20%的反射比且所述第二层对所有波长为380纳米至750纳米的光具有大于80%的反射比。
4.权利要求3的多层背板，其中所述无机颜料是混合金属氧化物。
5.权利要求1的多层背板，其中所述红外反射颜料以所述第一层总重量的1重量%至20重量%的浓度存在。
6.权利要求5的多层背板，其中所述第一层具有20微米至125微米的厚度，且所述第二层具有50微米至150微米的厚度。
7.权利要求1的多层背板，其中所述第一层和所述第二层各自包含聚合物。
8.权利要求7的多层背板，其中所述第一层对一具有在1250纳米至1550纳米范围内的任一波长的光具有大于50%的反射比且对所有波长为380纳米至750纳米的光具有小于10%的反射比；其中所述第二层对所有波长为380纳米至750纳米的光具有大于90%的反射比；其中所述红外反射颜料以所述第一层总重量的1重量%至14重量%的浓度存在；且其中所述第一层具有20微米至125微米的厚度，且所述第二层具有50微米至150微米的厚度。
9.权利要求8的多层背板，其中所述第一层对所有波长为1250纳米至1550纳米的光具有大于60%的反射比；且其中所述第一层和所述第二层各自包含乙烯乙酸乙烯酯聚合物。
10.权利要求1的多层背板，其中所述多层背板由所述第一层构成的侧面对所有波长为1250纳米至1550纳米的光具有大于70%的反射比。
11.一种光伏模块，包含权利要求1的多层背板。
12.权利要求11的光伏模块，进一步包含透明顶层。
13.权利要求12的光伏模块，进一步包含位于所述透明顶层和所述多层背板之间的封装剂包埋的光伏电池。
14.权利要求13的光伏模块，其中所述封装剂包含乙烯乙酸乙烯酯。
15.一种光伏模块，包含权利要求9所述的多层背板，并进一步包含透明顶层和位于所述透明顶层和所述多层背板之间的封装剂包埋的光伏电池。
16.制造根据权利要求11所述的光伏模块的方法，包括如下步骤：使包含红外反射颜料的层与包含白色颜料的层接触从而产生层合件，以及在光伏模块的组装件中使用所述层合件。
17.将日光转化成电力的方法，包括使权利要求13的光伏模块暴露于日光的步骤。
CN201380031719.5A 2012-04-19 2013-03-28 使用红外反射颜料的光伏模块用背板 Active CN104508836B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261635615P 2012-04-19 2012-04-19
US61/635615 2012-04-19
US13/782,928 US10295712B2 (en) 2012-04-19 2013-03-01 Backsheets for photovoltaic modules using infrared reflective pigments
US13/782928 2013-03-01
PCT/US2013/034287 WO2013158351A1 (en) 2012-04-19 2013-03-28 Backsheets for photovoltaic modules using infrared reflective pigments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104508836A CN104508836A (zh) 2015-04-08
CN104508836B true CN104508836B (zh) 2018-02-23

Family

ID=49378991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380031719.5A Active CN104508836B (zh) 2012-04-19 2013-03-28 使用红外反射颜料的光伏模块用背板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10295712B2 (zh)
EP (1) EP2839512B1 (zh)
JP (2) JP2015519735A (zh)
KR (1) KR20150003741A (zh)
CN (1) CN104508836B (zh)
IN (1) IN2014DN08106A (zh)
WO (1) WO2013158351A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013182398A1 (de) * 2012-06-05 2013-12-12 Saint-Gobain Glass France Dachscheibe mit einem integrierten photovoltaik-modul
JP2014154674A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム
CN103715287A (zh) * 2014-01-08 2014-04-09 苏州尚善新材料科技有限公司 耐湿热的太阳能电池背板及其制造方法
WO2016033446A1 (en) 2014-08-29 2016-03-03 Blue Planet, Ltd. Carbonate pigments, and methods for making and using the same
EP3075799A1 (en) 2015-04-02 2016-10-05 Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. Ir-reflective material
US10937915B2 (en) 2016-10-28 2021-03-02 Tesla, Inc. Obscuring, color matching, and camouflaging solar panels
CN106634649A (zh) * 2016-11-01 2017-05-10 常州斯威克光伏新材料有限公司 一种红外屏蔽型eva光伏胶膜的制备方法
KR101851758B1 (ko) 2017-01-13 2018-06-04 에스케이씨 주식회사 태양전지용 이면보호 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈
KR102083603B1 (ko) 2018-05-18 2020-04-23 에스케이씨에코솔루션즈(주) 태양전지용 백시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈
WO2020011709A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-16 Dsm Ip Assets B.V. Nir-reflective multi-layer material sheet
JP2020072160A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用の裏面保護シート
CN111421935B (zh) * 2020-05-07 2022-03-22 上海紫江彩印包装有限公司 一种红外反射聚烯烃薄膜及其制备方法和应用
CN112242454B (zh) * 2020-10-14 2024-05-28 晶科能源(海宁)有限公司 封装材料和光伏组件
JP7637541B2 (ja) * 2021-03-19 2025-02-28 株式会社カネカ 太陽電池アレイ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102066107A (zh) * 2008-05-19 2011-05-18 大科能树脂有限公司 层合体

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10038381A1 (de) 2000-08-07 2002-02-28 Gerd Hugo Flächige Anordnung mit dunkler Oberfläche und geringer solarer Absorption
JP2006270025A (ja) 2005-02-22 2006-10-05 Toray Ind Inc 太陽電池用熱可塑性樹脂シートおよび太陽電池
JP2006273985A (ja) 2005-03-29 2006-10-12 Shinto Paint Co Ltd 赤外線反射塗料組成物及び当該組成物で処理した道路面構造及び建築物屋上構造
JP2007103813A (ja) 2005-10-07 2007-04-19 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用バックシート
JP5140919B2 (ja) 2005-11-01 2013-02-13 東レ株式会社 太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール
JP2007177136A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Asahi Kasei Chemicals Corp 太陽電池用裏面保護シート
US7553540B2 (en) 2005-12-30 2009-06-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer coated films useful for photovoltaic modules
WO2007088930A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Mitsubishi Plastics, Inc. 遮熱シート
US7985919B1 (en) 2006-08-18 2011-07-26 Nanosolar, Inc. Thermal management for photovoltaic devices
JP2008205080A (ja) 2007-02-19 2008-09-04 Ariyasu Kurimoto 太陽電池
TWI404635B (zh) 2007-10-25 2013-08-11 Techno Polymer Co Ltd Multilayer body
JP5178452B2 (ja) 2007-10-25 2013-04-10 テクノポリマー株式会社 赤外線反射性積層体
CA2705095A1 (en) 2007-11-06 2009-05-14 Certainteed Corporation Photovoltaic roofing elements and roofs using them
WO2009062106A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Ming-Liang Shiao Photovoltaic roofing elements and roofs using them
US20100043871A1 (en) 2008-04-14 2010-02-25 Bp Corporation North America Inc. Thermal Conducting Materials for Solar Panel Components
JP2010109349A (ja) 2008-10-03 2010-05-13 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用裏面保護フィルム及びそれを備える太陽電池モジュール
US20100092759A1 (en) 2008-10-13 2010-04-15 Hua Fan Fluoropolymer/particulate filled protective sheet
EP2350708B1 (en) 2008-10-28 2020-04-15 Optodot Corporation Crystalline infrared reflective films
JP2010153806A (ja) 2008-11-21 2010-07-08 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用裏面保護フィルム及びそれを備える太陽電池モジュール
US20110203643A1 (en) * 2008-12-16 2011-08-25 Techno Polymer Co., Ltd. Solar cell backsheet and solar cell module provided with same
JP2010199551A (ja) 2008-12-16 2010-09-09 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用バックシート及びそれを備える太陽電池モジュール
JP2010199552A (ja) 2008-12-16 2010-09-09 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用バックシート及びそれを備える太陽電池モジュール
JP2010177386A (ja) 2009-01-28 2010-08-12 Techno Polymer Co Ltd 太陽電池用バックシート
US20110284071A1 (en) * 2009-01-30 2011-11-24 Techno- Polymer Co., Ltd. Multilayer body
JP5385640B2 (ja) 2009-03-10 2014-01-08 テクノポリマー株式会社 積層シート及びそれを備える太陽電池モジュール
JPWO2010109947A1 (ja) * 2009-03-27 2012-09-27 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 防湿フィルム、その製造方法、それを用いた太陽電池モジュール用バックシート及び太陽電池モジュール
US7829783B2 (en) 2009-05-12 2010-11-09 Miasole Isolated metallic flexible back sheet for solar module encapsulation
CN102687278A (zh) 2009-12-23 2012-09-19 马迪可公司 用于光伏应用的高性能背板及其制备方法
JP2011151094A (ja) 2010-01-20 2011-08-04 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 太陽電池モジュール
GB2477930A (en) 2010-02-17 2011-08-24 Tioxide Europe Ltd Solar reflective system
JP2011238817A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Toyo Aluminium Kk 太陽電池用裏面保護シートとそれを備えた太陽電池モジュール
JP5755940B2 (ja) 2010-05-26 2015-07-29 紀伊産業株式会社 模様付ブロー成形品の製法およびそれによって得られる模様付ブロー成形品
JP5668344B2 (ja) 2010-07-09 2015-02-12 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール用裏面保護シート
US8187705B2 (en) 2010-07-15 2012-05-29 Silberline Manufacturing Company, Inc. Manganese vanadium tantalum oxide and pigments having a black metallic effect coated with the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102066107A (zh) * 2008-05-19 2011-05-18 大科能树脂有限公司 层合体

Also Published As

Publication number Publication date
CN104508836A (zh) 2015-04-08
US10295712B2 (en) 2019-05-21
EP2839512A4 (en) 2015-12-23
JP2018110241A (ja) 2018-07-12
KR20150003741A (ko) 2015-01-09
IN2014DN08106A (zh) 2015-05-01
JP2015519735A (ja) 2015-07-09
EP2839512A1 (en) 2015-02-25
WO2013158351A1 (en) 2013-10-24
EP2839512B1 (en) 2020-11-18
US20130276876A1 (en) 2013-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104508836B (zh) 使用红外反射颜料的光伏模块用背板
CN112020776B (zh) 光伏模块及其制造方法
CN101911306B (zh) 用于光伏组件的光致发光背板
US8580377B2 (en) Laminated polyester film and solar panel made thereof
CN110094887A (zh) 太阳能装置
CN112385050B (zh) 近红外反射性多层材料片材
JP5245695B2 (ja) 太陽電池バックシート
US20110114148A1 (en) Bright white protective laminates
JP2017153195A (ja) 融雪機能付太陽電池モジュール
WO2013146516A1 (ja) ポリマーシート、太陽電池用裏面保護シートおよび太陽電池モジュール
CN108780821A (zh) 太阳能电池组件用片以及太阳能电池组件
JP2018026376A (ja) 太陽電池モジュール用シート、および太陽電池モジュール
KR20140015373A (ko) 광기전 백시트 라미네이트, 광기전 백시트 라미네이트를 포함하는 광기전 모듈, 및 광기전 백시트 라미네이트의 제조방법
JP2016096324A (ja) 太陽電池裏面保護シートおよびそれを用いた太陽電池モジュール
HK1148868A (zh) 用於光伏組件的光致發光背板

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant