CN101817245A

CN101817245A - 太阳能电池组件

Info

Publication number: CN101817245A
Application number: CN200910008392A
Authority: CN
Inventors: 尹广军; 赵若斐; 吴秋菊; 亚历山德拉·西蒙斯; 吴宗灏
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: CN101817245B

Abstract

公开了一种叠层膜，它包括：第一层聚氟乙烯膜；叠合在所述第一层聚氟乙烯膜一个主表面上的聚萘二甲酸丙二醇酯中间层；和叠合在所述聚萘二甲酸丙二醇酯中间层相反主表面上的第二层聚氟乙烯膜或者聚乙烯-乙酸乙烯酯薄膜。还公开了用该叠层膜作为背板制得的太阳能电池组件。

Description

太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及一种叠层膜，它具有优良的水汽和氧气阻隔性能，特别适合作为太阳能电池组件的背板。本发明还涉及含有该叠层膜的改性的太阳能电池组件。

背景技术

随着全球气候的变暖，各国政府对节能减排的要求越来越高。因此寻找新能源替代石化燃料成为迫切需要解决的问题。

太阳能是一种干净无污染并且取之不尽的能源。目前太阳能的利用主要通过太阳能电池组件将其转化成电能，随后用于驱动例如电热水炉、电动汽车、卫星部件等。

太阳能电池组件是指从光，尤其是太阳光，直接产生电流的光电元件。现有的太阳能电池组件主要包括背板、太阳能电池电路、封装材料和前板。

太阳能电池组件中封装材料(例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物薄膜)的作用是将前板和背板结合在一起。在约150℃的层压操作中，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物熔体会流入太阳能电池的间隙中，将太阳能电池封装。

太阳能电池组件中前板的作用主要是保护太阳能电池免遭机械和风化的影响。为了充分利用光线，所述前板必须在一定的光谱范围内(例如对于晶体硅电池，这一范围是400-1100nm)具有高的透光率。现有的太阳能电池组件的前板主要由玻璃(通常为3-4mm厚的低铁燧石钢化玻璃)或聚合物材料组成。

太阳能电池组件的背板主要用于保护太阳能电池和封装材料或导电粘合剂免遭潮气和氧化的影响。在组装太阳能电池组件的过程中也利用背板作为防止划痕等的机械保护和起绝缘作用。因此，要求所述背板具有优良的水汽和氧气阻隔性能，这是因为水分和氧气一旦渗入太阳能电池组件的内部，会造成封装材料变色，层间剥离，或线路氧化腐蚀，从而影响其输出功率。

现有的太阳能电池组件背板是一种三层结构的粘合叠层膜，它包括一层中间聚酯层，这种三层结构的粘合叠层膜主要有下列两种情形：

1)TPE叠层膜：含氟聚合物(例如聚氟乙烯)/聚对苯二甲酸乙二醇酯/含有1％-70％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；

2)TPT叠层膜：含氟聚合物(例如聚氟乙烯)/聚对苯二甲酸乙二醇酯/含氟聚合物(例如聚氟乙烯)

在现有的太阳能电池组件背板叠层膜中，含氟聚合物层因为有很好的耐候性，主要起抗紫外线破坏和保护中间聚酯层的作用；作为中间聚酯层的聚对苯二甲酸乙二醇酯层提供介电性能和水汽和氧气阻隔性能；含1％-70％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物层主要在聚对苯二甲酸乙二醇酯和用于封装电池背板的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物层之间提供相容性。

为提高太阳能电池组件背板的水汽阻隔性，日本专利申请JP 2002134771公开了一种太阳能电池用保护背板，它包括固有粘度大于0.6(dl/g)且环状三聚体的含量小于0.5重量％的耐热耐候的聚酯树脂基材层，在该基材层的一个表面上的无机氧化物薄膜层，和在该无机氧化物薄膜层表面上的一层同样的耐热耐候的聚酯树脂基材层。据说该太阳能电池用保护背板具有优越的防湿性且价格低廉，并且具备各种能够长期承受户外使用的功能。

该日本专利申请JP 2002134771公开了可以选择聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯或由其中两种以上形成的共聚物聚酯等的任意一种作为聚酯树脂。该文献进一步公开了根据JIS-C8913试验方法测得的用其保护背板形成的太阳能电池组件的湿气渗透性为0.5。

尽管现有技术制得的太阳能电池的湿气渗透性可达到0.5，但是其仍有进一步的改进余地，以便进一步提高太阳能电池组件的使用寿命。

因此，本领域需要开发一种叠层膜，它具有优良的水汽和氧气阻隔性。本领域还需要开发一种包括所述叠层膜的太阳能电池组件。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种叠层膜，它具有优良的水汽和氧气阻隔性。

本发明的另一个目的是提供一种包括所述叠层膜的太阳能电池组件。

因此，本发明的第一方面提供一种叠层膜，它包括第一层含氟聚合物膜、叠合在所述第一层含氟聚合物膜一个主表面上的中间层，该中间层包括聚萘二甲酸丙二醇酯，和叠合在所述聚对苯二甲酸丙二醇酯中间层相反主表面上的背衬膜。

在本发明的一个例子中，所述背衬膜选自聚氟乙烯膜或者聚乙烯-乙酸乙烯酯薄膜。

本发明的第二方面提供一种叠层膜，它包括三层聚萘二甲酸丙二醇酯膜，其中作为最外层的第一层和第三层中添加有稳定添加剂。

本发明的另一方面提供一种太阳能电池组件，它包括前板、背板和在所述背板和前板之间的太阳能电池电路，所述背板是由本发明所述叠层膜制得的。

具体实施方式

本发明太阳能电池组件包括背板、太阳能电池电路、封装材料和前板。

在本发明中，术语“太阳能电池组件”包括受光照能产生电流的各种电池或电池模块，可根据具体用途的要求对多块所述太阳能电池模块进行组合以获得所需的电功率、电压、电流等。

本发明太阳能电池组件的非限定性例子有例如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、纳米硅太阳能电池、非晶体硅薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池和铜铟稼硒薄膜太阳能电池等。

在本发明中，术语“标准太阳能电池组件”是指目前工业界大规模生产的包含72片电池片的太阳能电池组件。这种电池组件中，电池片一般以6×12的方式排列。如果所用电池是单晶硅电池片，这种电池组件的标准输出功率一般为175瓦左右。

在本发明中，术语太阳能电池组件的“背板”是指在位于太阳能电池非受光一侧的表面上的外层表面板；与之相对应，术语太阳能电池组件的“前板”是指在位于太阳能电池受光一侧的表面上的外层表面板。

前板

本发明采用玻璃或聚合物材料作为太阳能电池组件的前板，但是最好是玻璃，以提供塑料背板所难以提供的组件机械强度。前板的主要作用是让太阳光透过太阳能电池组件的同时保护太阳能电池电路免遭例如划痕等的影响。

前板的厚度无特别的限制，只要能最大限度地透过太阳光并且保护太阳能电池电路免遭例如冰雹的冲击即可。在本发明的一个实例中，所述前板是由塑料材料制成的，其厚度为20-500微米。适合作为本发明太阳能电池组件前板的玻璃或塑料材料可选自具有高透光度的材料。它对350-1150nm波长范围内光线的透射率一般大于88％，较好大于92％，更好大于96％。这种塑料材料的非限定性例子有例如含氟聚合物如聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚三氟氯乙烯等；液晶聚合物；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚甲基丙烯酸甲酯；乙烯-乙烯醇共聚物；聚碳酸酯；聚氨酯等；或者它们中的两种或多种形成的层压物。

为了提高太阳能电池组件的光线入射率，可在前板的第一表面上增加减反射膜或者叫增透膜，增加太阳光线的入射。

适合的增透膜没有特别的限制。如果前板材料是塑料，适合的增透膜材料可以是比前板材料的折射率更低的高透光率材料。在本发明的一个实例中，前板材料用聚偏氟乙烯，增透膜材料用聚全氟乙丙烯共聚物。如果前板材料是塑料，适合的增透膜材料可以是比玻璃的折射率更低的高透光率材料。在本发明的另一个实例中，前板材料用玻璃，增透膜材料用氟化镁和二氧化硅，这层增透膜可以用熔胶-凝胶法，蒸镀，热喷涂或者磁控溅射镀膜的工艺制造，这样制成的玻璃的透光率可以由92％提高到94％-96％以上。

为了提高太阳能电池组件的光线俘获效率，从而提高其整体输出功率，可对前板靠近太阳能电池电路的表面进行表面处理以提高其光反射率，减少光线从太阳能电池组件内部出射的量。

适合的前板表面处理方法无特别的限制，只要能提高前板的光反射率从而防止光子从太阳能电池组件内部逃逸即可。

在本发明的一个实例中，所述前板由玻璃制成，其表面处理包括对前板靠近太阳能电池电路一侧的主表面进行压纹，形成凸起或凹陷的微结构。所述凸起微结构包括连续的或者离散的沟槽、棱锥、棱台、圆锥、圆台、半球或其两种或多种的组合等。

所述凸起微结构的高度一般为500nm-500μm，较好为2-50μm；高宽比一般为4∶1-1∶10，较好为1∶1-1∶4。

如上所述，本发明前板可包括连续的或者离散的微结构。在本发明的一个较好的实例中，所述前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上均匀分布，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

在本发明的一个较好的实例中，所述前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是连续分布的。

在本发明的一个较好的实例中，所述前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是均匀地离散分布的，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

所述凸起微结构可采用任何常规的方法制得。当前板由玻璃制成时，可以对玻璃前板靠近太阳能电池电路的表面(即玻璃的第二表面)进行表面处理以施加表面纹理。适合的玻璃前板表面处理方法无特别的限制，只要能提高背板的光反射率从而防止光子从太阳能电池组件内部逃逸即可。

在本发明的一个实例中，所述玻璃前板的表面处理包括将玻璃前板加热软化，随后用模板对靠近太阳能电池电路一侧的主表面(第二表面)进行压纹，形成凸起微结构。所述凸起微结构包括连续的或者离散的棱锥、棱台、圆锥、圆台、半球、或者规则或不规则的沟槽或上面两种或多种的组合。

在本发明的另一个实例中，可将熔融的玻璃直接浇注在模具中，形成一个主表面(第二表面)带有表面纹理的玻璃板，所述表面纹理包括连续的或者离散的棱锥、棱台、圆锥、圆台、半球、或者规则或不规则的沟槽或上面两种或多种的组合。

在本发明的另一个实例中，使用化学蚀刻方法在玻璃表面上形成所述表面纹理。合适的化学蚀刻玻璃的方法是本领域普通技术人员已知的。

如上所述，本发明玻璃前板可包括连续的或者离散的微结构。在本发明的一个较好的实例中，所述玻璃前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上均匀分布，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

在本发明的一个较好的实例中，所述玻璃前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是连续分布的。

在本发明的一个较好的实例中，所述玻璃前板在靠近太阳能电池电路的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是均匀地离散分布的，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

在本发明的一个实例中，前板第二表面(靠近太阳能电池电路的表面)上的表面纹理是许多规则的槽沟，其剖面呈三角形或者其表面纹理由许多规则的棱锥组成，所述棱锥均匀地分布在整个前板的第二表面上。

在本发明的一个实例中，前板第二表面(靠近太阳能电池电路的表面)上表面纹理是由许多规则的半球组成的，所述半球均匀地分布在整个背板的第二表面上。

在本发明的一个实例中，前板第二表面(靠近太阳能电池电路的表面)上的表面纹理是由许多涂敷的空心透明微球组成的。

太阳能电池电路

适用于本发明的太阳能电池电路无特别的限制，可以是但是不限定于单晶硅、多晶硅、纳米硅、非晶体硅、碲化镉和铜铟稼硒等。

聚合物封装层

本发明太阳能电池组件使用常规的聚合物封装层封装太阳能电池电路并将所述前板和背板粘附在太阳能电池电路上。合适的聚合物封装层材料的例子有例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物的离子聚合物(surlyn)，或者是聚氨酯和有机硅树脂等。聚合物封装层的厚度一般为200-800微米，较好为250-750微米，更好为300-650微米。

在本发明的一个实例中，使用导电粘合剂代替聚合物封装材料。所述导电粘合剂可以是太阳能电池领域中常用的任何导电粘合剂。

背板

本发明采用聚萘二甲酸丙二醇酯作为叠层膜的中间聚酯层用于制造太阳能电池组件的背板。

本领域已知同一类物质通常具有相似的性能，以聚芳族二元羧酸二元醇酯为例，属于聚芳族二元羧酸二元醇酯的化合物常常具有相类似的性能。

例如属于聚芳族二元羧酸二元醇酯的常见的聚2，6-萘二甲酸1，4-丁二醇酯(PBN)、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有相当接近的气体渗透性。以甲烷作为渗透性气体，在相同的测试条件下这三种常见的聚酯材料的甲烷渗透性如下表A所示：

表A聚酯的甲烷渗透性

试样	PBN	PEN	PET
试样	PBN	PEN	PET	甲烷渗透性(cc-mil/100英寸²-天-大气压)	1.9	2.5	3.2

若将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的甲烷渗透性视为1，则聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)相对甲烷的渗透性为0.78，而聚2，6-萘二甲酸1，4-丁二醇酯相对甲烷的渗透性为0.59，三者相当接近。

根据上面的试验结果，显然，若要在现有基础上提高太阳能电池组件的水汽和氧气阻隔性能，聚芳族二元羧酸二元醇酯并非是一种理想的中间聚酯层材料。

但是，虽然聚芳族二元羧酸二元醇酯化合物由于结构相似的缘故而具有一定的共性，但是它们的结构毕竟是相似而非相同，因此它们各自具有个性。

聚萘二甲酸丙二醇酯(例如聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯)是一种聚芳族二元羧酸二元醇酯，它在许多方面与其它聚芳族二元羧酸二元醇酯具有相类似的性能。但是，本发明的发明人惊奇地发现，聚萘二甲酸丙二醇酯相比其它聚芳族二元羧酸二元醇酯具有更优良的水汽阻隔性能和氧气阻隔性能。例如，就水汽阻隔性而言，在相同的条件下测定，如果将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的水汽渗透性视为1，则聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)相对水汽的渗透性为0.5，而聚萘二甲酸丙二醇酯的相对水汽渗透性仅仅为0.15，远低于PEN的相对水汽渗透性。

因此，聚萘二甲酸丙二醇酯这种鲜为人知的个性有助于将其用于某些需要高水汽和氧气阻隔性的用途。如果将聚萘二甲酸丙二醇酯代替现有技术使用的例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸丁二醇酯或聚间苯二甲酸乙二醇酯作为制造太阳能电池组件背板的聚酯树脂，则可极大地提高太阳能电池组件的水汽阻隔性和氧气阻隔性，结果极大地提高了其使用寿命和输出功率的稳定性，得到良好的经济和社会效益。本发明就是在这一发现的基础上形成的。

适合于本发明叠层膜的聚萘二甲酸丙二醇酯膜无特别的限制，它可以是本领域已知的任何聚萘二甲酸丙二醇酯薄膜。在本发明的一个实例中，使用特性粘度为0.43-0.47、玻璃化温度为79-94℃的聚萘二甲酸丙二醇酯。在本发明的另一个实例中，所述聚萘二甲酸丙二醇酯的拉伸强度为60-70MPa、挠性模量为2.5-3.3GPa。适合于本发明的聚萘二甲酸丙二醇酯的比重可以为1300-1400kg/m³，其100％相对湿度下的14天饱和水汽吸收等于或小于0.4％。

适合于本发明方法的聚萘二甲酸丙二醇酯可以由1，3-丙二醇与2，6-萘二甲酸通过熔体缩聚制得，也可以从市场上购得。在本发明的一个实例中，使用自印度Futura聚酯有限公司购买的聚萘二甲酸丙二醇酯。

用于构造本发明太阳能电池组件背板叠层膜的聚萘二甲酸丙二醇酯膜的厚度无特别的限制，可以是本领域已知的任何厚度。在本发明的一个实例中，作为太阳能电池组件背板叠层膜部件的聚萘二甲酸丙二醇酯膜的厚度为15-200微米、较好为18-150微米、最好为20-100微米。

用于构造本发明太阳能电池组件背板叠层膜的中间聚萘二甲酸丙二醇酯层无需是纯的聚萘二甲酸丙二醇酯膜。除纯的聚萘二甲酸丙二醇酯以外，用于构造所述背板叠层膜的中间聚萘二甲酸丙二醇酯层还可以是聚萘二甲酸丙二醇酯与其它聚合物或共聚物的掺混物。

在本发明的一个实例中，本发明太阳能电池组件背板使用叠层膜，它包括含氟聚合物膜/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/背衬层或者聚萘二甲酸丙二醇酯外层膜/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/聚萘二甲酸丙二醇酯外层膜。本发明叠层膜的中间层可由聚萘二甲酸丙二醇酯组成或者由聚萘二甲酸丙二醇酯与其它聚合物的掺混物组成。合适的其它聚合物及其用量无特别的限制，只要它不影响最终叠层膜的水汽渗透性即可。

在本发明的一个较好的实例中，中间层除了聚萘二甲酸丙二醇酯以外，还可任选地含有其它聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯或者它们中的两种或多种的混合物等。在本发明的另一个较好的实例中，按聚萘二甲酸丙二醇酯的重量计，所述其它聚合物的含量为0-60重量％，较好为0-30重量％，更好为0-10重量％。

因此，在本发明中，术语“聚萘二甲酸丙二醇酯中间层”是指含有聚萘二甲酸丙二醇酯聚合物和不影响最终叠层膜水汽渗透性的其它聚合物的掺混物的聚合物膜。

作为本发明太阳能电池组件背板的叠层膜可以包括至少一层含氟聚合物膜和一层聚萘二甲酸丙二醇酯膜。例如在本发明的一个实例中，所述叠层膜包括含氟聚合物层/聚萘二甲酸丙二醇酯层/含有1％-70％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物层。在本发明的另一个实例中，所述叠层膜包括含氟聚合物层/聚萘二甲酸丙二醇酯层/含氟聚合物层。

构成所述叠层膜的含氟聚合物的非限定性例子有，例如聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚三氟氯乙烯以及它们的掺混物等。

较好的是，构成所述含氟聚合物膜的含氟聚合物选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物。最好是聚氟乙烯。

所述含氟聚合物膜也可以是两种或多种不同的含氟聚合物形成的叠层膜。

在本发明的一个实例中，采用聚氟乙烯膜，该聚氟乙烯膜的密度为1.38-1.72cc/cm³、撕裂强度为129-196kJ/m、拉伸模量为44-110MPa。在本发明的另一个实例中，上述聚氟乙烯薄膜的断裂伸长率为115-250％。

合适的含氟聚合物膜(例如聚氟乙烯膜)具有良好的水汽阻隔性能。在本发明的一个实例中，所述含氟聚合物膜的水汽渗透性为24-26g/m²天，介电强度为0.15-0.19kV/μ。

合适的含氟聚合物膜的厚度无特别的限制，只要它能赋予最终叠层膜以足够的强度即可。在本发明的一个实例中，所述含氟聚合物膜的厚度为10-200微米，较好为15-150微米，更好为20-100微米。

适合于作为本发明含氟聚合物膜的聚氟乙烯膜可以从市场上购得。例如它可以

PV系列的商品名从美国杜邦公司购得。

在本发明叠层膜中，在与所述含氟聚合物膜(聚氟乙烯膜)接触的聚萘二甲酸丙二醇酯中间层的相反主表面上还层压有一层膜(在本文中，有时也将该膜称为背衬膜)。该背衬膜本身可以是单层膜，也可以是多层叠合膜。

在本发明的一个实例中，所述背衬膜采用聚氟乙烯膜或者聚乙烯-乙酸乙烯酯薄膜。

在本发明的另一个例子中，所述背衬膜是铝薄膜与聚氟乙烯膜的叠层膜。

在本发明再一个实例中，所述背衬膜包括一层铝箔和一层聚萘二甲酸丙二醇酯膜，所述铝箔、聚萘二甲酸丙二醇酯膜与叠层膜中的聚萘二甲酸丙二醇酯层一起形成两层聚萘二甲酸丙二醇酯膜之间夹一层铝箔的叠层结构。

在本发明再一个实例中，所述背衬膜包括一层聚合物层和一层聚萘二甲酸丙二醇酯膜，所述聚合物层、聚萘二甲酸丙二醇酯膜与叠层膜中的聚萘二甲酸丙二醇酯层一起形成两层聚萘二甲酸丙二醇酯膜之间夹一层聚合物层的叠层结构。形成所述聚合物层的聚合物可以是本领域已知的聚合物，其非限定性例子有例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。

本发明也可使用这样的叠层膜，它包括掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯层/聚萘二甲酸丙二醇酯层/掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯层。

在本发明中，术语“稳定剂”是指能延长聚萘二甲酸丙二醇酯层使用寿命的添加剂，例如，它可以是抗氧化剂、紫外光稳定剂、耐天候老化剂、热稳定剂等。在聚萘二甲酸丙二醇酯层中所述稳定剂的添加量无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规的量。在本发明的一个实例中，按聚萘二甲酸丙二醇酯的重量计，所述稳定剂的总加入量为0.1-20重量％，较好为0.2-13重量％，更好为0.5-5重量％。

将所述稳定剂加入聚萘二甲酸丙二醇酯聚合物中的方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规方法。

在本发明的一个实例中，太阳能电池组件的背板具有掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯层/聚萘二甲酸丙二醇酯层/掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯层的结构，其中最外面两层掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯层的厚度分别为10-200微米、较好为15-150微米、最好为20-100微米。

因此，本发明叠层膜可具有“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/含氟聚合物”、“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/乙烯-乙酸乙烯酯聚合物”、“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/铝/含氟聚合物”、“掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯”结构等。其中，“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/含氟聚合物”和“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/乙烯-乙酸乙烯酯聚合物”和“掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/掺杂稳定剂的聚萘二甲酸丙二醇酯”三种组合是较好的结构。

在所述“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/含氟聚合物”结构中，两种含氟聚合物膜可相同或不同，最好是相同的聚氟乙烯膜。两种聚氟乙烯膜均可以由上面描述的聚氟乙烯制得。在本发明的一个实例中，所述聚氟乙烯均是购自美国杜邦公司的PV系列聚氟乙烯薄膜。

在所述“含氟聚合物/聚萘二甲酸丙二醇酯中间层/乙烯-乙酸乙烯酯聚合物”叠层膜结构中，合适的乙烯-乙酸乙烯酯聚合物无特别的限制，它可以是任何常规的用于封装太阳能电池组件的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。在本发明的一个实例中，所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量为3-6重量％，较好为4-5重量％。

为了满足不同用途的要求，可对本发明叠层膜的至少一个表面进行表面处理。

适合的叠层膜表面处理方法无特别的限制，只要能满足用途要求(例如提高太阳能电池组件背板的光反射率从而防止光子从太阳能电池组件内部逃逸)即可。

在本发明的一个实例中，所述叠层膜的表面处理包括对叠层膜的主表面进行压纹，形成凸起微结构。所述凸起微结构包括连续的或者离散的棱锥、棱台、圆锥、圆台、半球等。

在本发明中术语“凸起微结构的高度”是指一个微结构的底面中心至该微结构的顶点(棱锥或圆锥的情形)、上表面(棱台或圆台的情形)或者最高点(半球的情形)之间的距离。

如上所述，本发明叠层膜可包括连续的或者离散的微结构。在本发明的一个较好的实例中，所述叠层膜的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上均匀分布，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

在本发明的一个较好的实例中，所述叠层膜的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是连续分布的。

在本发明的一个较好的实例中，所述叠层膜的一个主表面上包括离散的凸起微结构，所述凸起微结构在该主表面上形成多个离散的岛，在每个岛上所述凸起微结构是均匀地离散分布的，其密度为1-10⁸个/cm²，较好为10⁴-10⁷个/cm²。

可采用任何常规的方法制得所述凸起微结构。例如，可采用带有所需阴纹理的模板(例如轧花辊)在叠层膜上用压纹的方法压制微结构。在本发明的一个实例中将中空的玻璃微球涂覆在聚合物片的表面上形成凸起的微结构。

本发明叠层膜的制造方法无特别的限制，它可以是任何常规的方法，例如可采用导电粘合剂将各层膜粘合在一起，或者采用热压、挤出复合等方法将其叠合在一起。

本发明叠层膜的总厚度为40-1000微米，较好为80-800微米，更好为150-400微米。

在本发明中，术语“光俘获性能”是指提高光子向太阳能电池组件内入射的量并减少入射的光子从太阳能电池组件内逃逸的量的性能。

在本发明中，术语“具有能提高光俘获性能的表面纹理”是指对塑料或玻璃表面进行表面处理以在塑料或玻璃表面上形成许多表面微结构，所述表面微结构能使入射在该表面上的光线发生反射、散射，从而将其保留在太阳能电池组件的内部。所述表面处理包括例如压纹、微球涂覆、模制等。

本发明太阳能电池组件的制造方法可以是本领域任何常规的制造方法。在本发明的一个实例中，使用中国专利CN02143582.0公开的太阳能电池组件的制造方法，但是用本发明叠层膜代替该文献提到的背板。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例

太阳能电池组件背板水汽和氧气阻隔性的判断标准

由于在同等条件下，太阳能电池组件背板的水汽和氧气阻隔性能直接影响湿热老化前后乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变，黄变指数越小，表明背板的水汽和氧气阻隔性能越好。所以，本发明采用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数来判断太阳能电池组件背板的水汽和氧气阻隔性能。

所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数是如下测定的：

提供作为太阳能电池板背板的叠层膜。采用普通3.2mm的低铁超白钢化玻璃作为前板、上述叠层膜作为背板、厚度为500微米的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为封装层形成太阳能电池组件，太阳能电池电路采用单晶硅电池片，经单焊，串焊，与玻璃前板，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物胶膜，背板叠层膜经真空热压制成标准太阳能电池组件。

上述太阳能电池组件平行制造两组，一组作为对照，不经过老化，直接测黄色指数；另一组经湿热老化，条件是85℃，85％相对湿度下保持1000个小时。之后取出组件，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层各自剥离，再用美国珀金埃尔默公司的Lambda 950紫外/可见/近红外分光光度计(含150mm积分球)分别测量来自两组电池组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄色指数。黄色指数是材料对国际照明委员会(CIE)标准C光源，以氧化镁为基准的黄色值。黄色指数可以用以下公式计算：

YI＝(T₆₀₀-T₄₅₅₎/T₅₅₅

其中，T₆₀₀、T₄₅₅和T₅₅₅分别是材料在600纳米，455纳米和555纳米处的透光率。老化后和老化前的黄色指数的差值即为该乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI。

实施例1

将聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯树脂(购自印度Futura聚酯有限公司)经挤出流延，并双向拉伸(纵向和横向拉伸比各为3倍)制成厚度为250微米的薄膜，将该膜夹在两层厚为37.5微米的聚氟乙烯膜(

PV2001，美国杜邦公司)之间，采用聚氨酯型工业粘合剂(由日本三井公司生产的PP5250/I5200按重量比9∶1混合)，经涂布复合制成叠层膜。

按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为0.1。表明使用该叠层膜做背板的太阳能电池组件具有很好的耐老化性能。

比较例1

如实施例1，但是用同样厚度的TPT背板(厚度分别为37.5/250/37.5微米，购自奥地利Isovolta公司，其中

是美国杜邦公司PV2001)。按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为1.5，表明该组件的耐老化性能低于实施例1的组件。

实施例2

将聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯树脂(购自印度Futura聚酯有限公司)经挤出流延，并双向拉伸(纵向和横向拉伸比各为3倍)制成厚度为50微米的薄膜，将该膜夹在一层厚为37.5微米的聚氟乙烯膜(PV2001，美国杜邦公司)和一层厚度100微米的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(瑞福牌乙烯-乙酸乙烯酯共聚物胶膜，购自温州瑞阳光伏材料有限公司)之间，经涂布复合制成叠层膜。

按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为0.6。

比较例2

前板如实施例1，但是用TPE背板(

/PET/EVA厚度分别为37.5/50/100微米，购自美国Medico公司，其中是美国杜邦公司PV2001)。按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为2.8，表明该组件的耐老化性能低于实施例2的组件。

实施例3

将聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯树脂(购自印度Futura聚酯有限公司)经挤出流延，并双向拉伸(纵向和横向拉伸比各为3倍)制成厚度分别为200微米，150微米和15微米的薄膜，分别用于最外层，中间层和最内层(相对于电池片位置)。将该三层膜采用聚氨酯型工业粘合剂(由日本三井公司生产的PP5250/I5200按重量比9∶1混合)，经涂布复合制成叠层膜。

按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为1.6。

实施例4

同实施例3，只是最终厚度为200微米的最外层和最终的厚度为15微米的最内层薄膜在熔融时共混添加相对于聚合物薄膜重量7％的二氧化钛(R-103，美国杜邦公司

)和相对于聚合物薄膜重量6％的DK2聚合物级纳米蒙脱土(浙江丰虹粘土化工有限公司)。对最内层15微米的薄膜真空镀一层40纳米厚的二氧化硅，以进一步提高薄膜水汽阻隔的特性。对中间层的两个表面分别用真空镀膜法镀一层40纳米厚的氧化铝薄膜。

按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为0.3。

实施例5

同实施例4，只是所使用的聚萘二甲酸丙二醇酯中掺混有聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物。按聚萘二甲酸丙二醇酯的重量计，所使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物的含量为20重量％。

按照前述方法制成组件后，再依上述湿热老化及黄变指数测试方法进行1000小时湿热老化并测量老化前后的黄变指数，该组件乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装层的黄变指数ΔYI为0.5。

由上述结果可见，本发明将聚萘二甲酸丙二醇酯作为制造太阳能电池组件背板的聚酯树脂，可极大地提高太阳能电池组件的水汽和氧气阻隔性能，极大地提高其使用寿命和输出功率的稳定性，得到良好的经济和社会效益。

Claims

1.一种叠层膜，它包括：

第一层含氟聚合物膜；

叠合在所述第一层含氟聚合物膜一个主表面上的聚萘二甲酸丙二醇酯中间层；和

叠合在所述聚萘二甲酸丙二醇酯中间层相反主表面上的背衬层。

2.如权利要求1上述的叠层膜，其特征在于所述背衬层选自聚氟乙烯膜、聚乙烯-乙酸乙烯酯薄膜、铝薄膜与聚氟乙烯膜的叠层膜、铝箔和聚对苯二甲酸丙二醇酯膜的叠层膜或者聚合物层和聚对苯二甲酸丙二醇酯的叠层膜，构成所述聚合物层的聚合物选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯或者聚氟乙烯。

3.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于构成所述第一层含氟聚合物膜的所述含氟聚合物选自聚氟乙烯、聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯或者它们的两种或多种的掺混物。

4.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯中间层包括聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯。

5.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述第一层聚氟乙烯膜的厚度为10-200微米；所述背衬层选自聚氟乙烯膜或者聚乙烯-乙酸乙烯酯薄膜，其厚度为10-200微米。

6.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯中间层的厚度为15-300微米。

7.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为40-1000微米。

8.如权利要求7所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为80-800微米。

9.如权利要求8所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为150-400微米。

10.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的特性粘度为0.43-0.47、玻璃化温度为79-94℃。

11.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的拉伸强度为60-70MPa、挠性模量为2.5-3.3GPa。

12.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的比重为1300-1400kg/m³，其100％相对湿度下的14天饱和水汽吸收等于或小于0.4％。

13.如权利要求1所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯中间层包括聚萘二甲酸丙二醇酯和，按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，0-60重量％的掺混聚合物，所述掺混聚合物选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯或者它们中的两种或多种的混合物。

14.如权利要求13所述的叠层膜，其特征在于按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，所述掺混聚合物的加入量为0-30重量％。

15.如权利要求14所述的叠层膜，其特征在于按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，所述掺混聚合物的加入量为0-10重量％。

16.一种叠层膜，它包括至少三层相互叠合的聚萘二甲酸丙二醇酯膜，其中最外面两层聚萘二甲酸丙二醇酯各自含有稳定剂。

17.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于所述稳定剂选自抗氧剂、紫外光稳定剂、耐天候老化剂或热稳定剂。

18.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯层各自包括聚2，6-萘二甲酸1，3-丙二醇酯。

19.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于最外面两层聚萘二甲酸丙二醇酯膜的厚度各自为10-200微米。

20.如权利要求19所述的叠层膜，其特征在于厚度各自为15-150微米。

21.如权利要求20所述的叠层膜，其特征在于厚度各自为20-100微米。

22.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为40-1000微米。

23.如权利要求22所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为80-800微米。

24.如权利要求23所述的叠层膜，其特征在于其总厚度为150-400微米。

25.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的特性粘度各自为0.43-0.47、玻璃化温度各自为79-94℃。

26.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的拉伸强度各自为60-70MPa、挠性模量各自为2.5-3.3GPa。

27.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于所述聚萘二甲酸丙二醇酯的比重各自为1300-1400kg/m³，其100％相对湿度下的14天饱和水汽吸收各自等于或小于0.4％。

28.如权利要求17所述的叠层膜，其特征在于，按每层聚萘二甲酸丙二醇酯各自的重量计，最外两层聚萘二甲酸丙二醇酯中所述稳定剂的加入量各自为0.1-20重量％。

29.如权利要求28所述的叠层膜，其特征在于，按每层聚萘二甲酸丙二醇酯各自的重量计，最外两层聚萘二甲酸丙二醇酯中所述稳定剂的加入量各自为0.2-13重量％。

30.如权利要求29所述的叠层膜，其特征在于，按每层聚萘二甲酸丙二醇酯各自的重量计，最外两层聚萘二甲酸丙二醇酯中所述稳定剂的加入量各自为0.5-5重量％。

31.如权利要求16所述的叠层膜，其特征在于中间聚萘二甲酸丙二醇酯层包括聚萘二甲酸丙二醇酯和，按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，0-60重量％的掺混聚合物，所述掺混聚合物选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯或者它们中的两种或多种的混合物。

32.如权利要求31所述的叠层膜，其特征在于按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，所述掺混聚合物的加入量为0-30重量％。

33.如权利要求32所述的叠层膜，其特征在于按所述聚萘二甲酸丙二醇酯计，所述掺混聚合物的加入量为0-10重量％。

34.一种太阳能电池组件，它包括背板、前板和在所述背板和前板之间的太阳能电池电路，所述背板是由权利要求1-15中任一项所述的叠层膜制得的。

35.一种太阳能电池组件，它包括背板、前板和在所述背板和前板之间的太阳能电池电路，所述背板是由权利要求16-33中任一项所述的叠层膜制得的。