CN101909768B - 用于光伏组件的背板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于光伏组件的保护性背板。该背板具有固化在基板上的含有含氟聚合物的层，并且该层包含疏水二氧化硅。包含在该层中的疏水二氧化硅的量为2.5％至15.0％重量比，并优选为7.5％至12.5％重量比。此外，该含有含氟聚合物的层还可包含二氧化钛。
Description
发明背景
发明领域
本发明涉及光伏组件。更具体地，本发明涉及保护性背板。
相关技术描述
光伏组件所使用的太阳能是本世纪正被耗尽的化石燃料的最有希望的替代能源之一。然而，光伏组件的生产和安装仍然是昂贵的过程。典型的光伏组件由玻璃或柔韧透明的前部板、太阳能电池、胶囊密封材料、保护性背板、覆盖组件边缘的保护性密封以及覆盖密封的铝制边框组成。如图1所示，将前部板10、背板20以及胶囊密封材料30和30’设计为保护电池阵列40不受天气因素、湿度、机械载荷和冲击的影响。而且，这些部件提供了用于人的安全和漏电的电气隔离。保护性背板20旨在提高光伏组件的使用寿命和效率，从而降低光伏电流的单位功率成本。为了实现高度的光透射，前部板10及胶囊密封材料30和30’必须是透明的，而为了美观的目的，背板必须是高度不透明的，并且出于功能性目的，背板必须具有高反射率。出于很多原因，轻薄的太阳能电池组件是期望的，这些原因包括重量减轻，尤其是用于建筑(建筑物一体化的(PV))和太空应用，以及军事应用(结合在士兵的装备等中)的重量减轻。另外，轻薄组件有助于降低成本。所消耗的材料量的降低还使这种技术更加“绿色”，从而节约了更多的自然资源。
制造轻薄太阳能电池的当前手段是结合轻薄背板。然而，背部覆盖材料还必须具有一定的抗潮湿性以防止湿气和水渗入，湿气和水的渗入能够引起诸如光伏元件、导线和电极的被覆盖的部件生锈并损坏太阳能电池。另外，背板应当提供电气隔离、机械保护、一定的UV稳定性、对胶囊密封材料的粘着性以及连接输出线的能力。
目前使用的保护性背板通常是层压材料。图2提供了典型的层压材料背板20的图示。该层压材料由作为主要部件的最常见为的聚氟乙烯膜22、聚酯(PET)膜24以及乙烯-乙酸乙烯(EVA)共聚物膜26组成。EVA层26与组件中的胶囊密封材料层30粘合并被用作介电层，而且其具有良好的湿气阻隔特性。该EVA层的尺寸是稳定的。白色EVA使功率显著提高。聚酯层24非常坚固，具有优异的介电特性，尺寸稳定，并且还具有良好的湿气阻隔特性。聚氟乙烯层22被用作非常耐候的层。
即便这些膜已满足了所要求的测试中和实际使用过程中的性能标准，但是它们仍然表现出某些局限，如成本高以及膜的获得受限。诸如PVFECTFE和其它含氟聚合物的现有技术的材料的另一缺点是，在环境温度或适度升高的温度下不能对这样的材料进行加工。例如，使用高沸溶剂(通常，对于取向的使用二甲基乙酰铵，对于SP使用碳酸丙烯酯)由分散体通过浇铸方法制成PVF膜。二甲基乙酰铵的沸点是164-166℃，而碳酸丙烯酯的沸点是200℃。必须在160℃以及90％或更高的溶剂含量下进行分散以确保形成合适的膜。由于PVF树脂的热不稳定性，不能接受更高的温度：PVF树脂的熔融和分解温度太接近以至于PVF能够在烘焙过程中分解。因此，在膜中通常存在残留溶剂。DuPont报导在所有的取向PVF膜中会存在0.05wt％至1.0wt％的二甲基乙酰胺(DMAC)残留量。
或者，在350℃-375℃下通过熔融挤出制备ECTFE膜。因此，它们不易与颜料、粘土等混合，而且这种膜还昂贵。
第5,741,370号美国专利提出，能够通过将热塑性烯烃用作背片材料来降低制造和组件安装成本，所述热塑性烯烃包括两种不同的离聚物的组合，例如钠离聚物与锌离聚物的组合，并且该组合被描述为产生协同作用，所述协同作用提高背片材料的水蒸气阻隔特性，使之超过任意单独离聚物组分的阻隔特性。此外，该专利还公开了具有双离聚物背片的离聚物胶囊密封材料的使用。
然而，美国国家可再生能源实验室(NREL)报告，离聚物树脂含有游离和结合的甲基丙烯酸，其需要在熔融加工过程中使用不锈钢工具，从而增加了制造成本。Solarex光伏组件制造技术年度分包合同报告中的PVMaT改进(PVMaT Improvements in the Solarex PhotovoltaicModule Manufacturing Technology Annual Subcontract Report)，1998年5月5日-1999年4月30日，国家可再生能源实验室，2000年1月·NREL/SR-520-27643。
发明概述
本发明提供了用于光伏组件的保护性背板。本发明的背板具有优异的耐候性、耐热性、保色性、层与胶囊密封材料之间的粘附性以及抗划伤性。该背板能够将因湿气渗入而引起的太阳能电池组件性能的退化最小化。这种背板还能够在长时期内实现期望的光电转化效率。另外，所述背板，或称背片，能够被制成美观的形式。
通过采用液体涂料涂覆技术，随后与EVA层压来制备本发明的背板，并且能够根据应用要求对该背板进行修剪。而且，采用所述背片材料的太阳能电池组件的益处包括制造成本的显著降低。
在背片中使用液体涂料制剂克服了现有技术背片的一种或多种缺陷。能够制备比当前可获得的背片更薄的背片。背片材料包括更容易获得的能够在环境温度或适度升高的温度下进行加工的材料。能够将这些液体涂料直接涂覆在层压材料的第二层上，因而不需要粘合剂。此外，能够容易地将它们与诸如颜料、粘土等的添加剂混合。
在一个方面中，描述了用于光伏组件的背板，其具有包含可溶于有机溶剂的可交联无定形含氟聚合物的层。该含氟聚合物可以是三氟氯乙烯(CTFE)与包括具有活性OH功能性的烷基乙烯基醚的一种或多种烷基乙烯基醚的含氟共聚物。该背板能够包含与该含氟共聚物混合的交联剂。
背板还可包括诸如聚酯层的附加层。另举一例，背板还可包括EVA层。其它任选的附加层可包含以下的一种：与EVA共挤出的聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚氨基甲酸酯、液晶高分子、三氟氯乙烯均聚物(aclar)、铝、溅射氧化铝聚酯、溅射氧化硅或氮化硅聚酯、溅射氧化铝聚碳酸酯和溅射氧化硅或氮化硅聚碳酸酯。
能够采用粘合剂或不采用粘合剂，将背板的含氟共聚物层涂覆至聚酯层或其它类型的层。而且，能够将该含氟共聚物层涂覆为一层或多层。在一实施方案中，含氟共聚物层的厚度小于1密耳。在另一方面中，含氟共聚物层的厚度大于1密耳。在另一实施方案中，背板包含二氧化硅。
在本发明的另一方面中，描述了用于光伏组件的背板。该背板具有包含四氟乙烯(TFE)与具有活性OH功能性的烯烃的共聚物的层。该背板还可包含与该含氟共聚物混合的交联剂。在一实施方案中，含氟共聚物层的厚度小于1密耳。在另一实施方案中，含氟共聚物层的厚度大于1密耳。在另一实施方案中，背板还具有离聚物层。
含氟共聚物可以是或可以包括一种或多种含氟单体的三元共聚物。在一实施方案中，三元共聚物包含偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯。
而且，背板还可包括诸如聚酯层的附加层。可采用粘合剂或不采用粘合剂将含氟共聚物层涂覆至聚酯层。可以将所述含氟共聚物层涂覆为一层或透明并着色的多层的组合。能够对聚酯膜进行另外的电晕放电或化学处理以提高粘附性。背板还可包括EVA层。在另一实施方案中，背板包含二氧化硅。其它任选的附加层可包含以下的一种或多种：聚碳酸酯、与EVA共挤出的聚酯、聚烯烃、聚氨基甲酸酯、液晶高分子、三氟氯乙烯均聚物、铝、溅射氧化铝聚酯、溅射氧化硅或氮化硅聚酯、溅射氧化铝聚碳酸酯、和溅射氧化硅或氮化硅聚碳酸酯、溅射氧化铝溅射氧化铝溅射氧化硅或氮化硅Lumiflon、溅射氧化硅或氮化硅
在另一方面中，提供了维修光伏组件的背板的方法。该方法包括将制剂涂覆至背板上需要维修的区域的步骤，所述制剂包含三氟氯乙烯(CTFE)与包括具有活性OH功能性的烷基乙烯基醚的一种或多种烷基乙烯基醚的无定形含氟共聚物。在一实施方案中，在环境温度或适度升高的温度下将该制剂涂覆至背板。在另一实施方案中，该制剂由第一组分和第二组分组成，所述第一组分和第二组分被放置在装配有静态混合器的双腔喷射器中，并通过连接至喷射器的涂覆器进行涂覆。
在一实施方案中，该制剂的第一组分由交联剂和溶剂的混合物组成，而第二组分由溶剂和含氟共聚物的混合物组成。
在本发明的另一方面中，描述了另一个用于光伏组件的背板。该背板具有包含固化在基板上的含氟聚合物的层，并且该含有含氟聚合物的层包含疏水二氧化硅。
在一实施方案中，可以由聚酯树脂制成基板，并且可以用聚二甲基硅氧烷聚合物对疏水二氧化硅进行表面处理。包含在含有含氟聚合物的层中的二氧化硅的量为2.5％至15.0％重量比，并优选为7.5％至12.5％重量比。而且，含有含氟聚合物的层还可包含二氧化钛。
附图简述
为了更好地理解本发明，可以参照附图。
图1为典型光伏组件的部件的展开图。
图2为典型背板的一个实施方案。
图3为显示与基于Tedlar的背板相比，基于Lumiflon的背板的作为对“湿热”的暴露的函数的拉伸强度的图。
图4为显示与基于Tedlar的背板相比，基于Lumiflon的背板的作为对“湿热”的暴露的函数的断裂伸长率的图。
图5显示与基于Tedlar的背板相比，基于Lumiflon的背板的UV稳定性。
图6显示与修补套件(patch kit)一起使用的涂覆器的实例。
图7为显示水蒸汽透过率(WVTR)对加入的疏水二氧化硅的量的图。
图8为显示WVTR对加入的二氧化钛的量的图。
图9为显示当将二氧化钛的量固定在25.3％重量比时，WVTR对加入的二氧化硅的量的图。
发明详述
本发明提供了用于光伏组件的保护性背板。在一实施方案中，通过利用液体涂料涂覆技术来制备背板。在优选实施方案中，在液体涂料涂覆之后与EVA层压。能够根据应用要求对该方法进行调整。
在另一实施方案中，提供了胶囊密封材料。该胶囊密封材料具有优异的耐候性、耐热性、和UV稳定性、对背板材料和太阳能电池组件的其它部件的粘附性、电气隔离性以及不泛黄的优异保色性。通过喷涂涂覆所述胶囊密封材料，由此取消了高温下的真空层压过程并且降低了制造成本。
在另一方面中，提供了使用“修补套件”对撕破的或以其它方式损坏的背片进行快速和容易的维修的方法。所述方法和修补套件允许在不使用极端温度和压力的情况下在破损的背板上涂覆美观且牢固的涂料。而且，这样的“修补套件”允许“原位”进行快速和有效的维修。按照本发明的方法使用修补套件涂覆的涂料满足IEC 60664-1、IEC61730、IEC 1646和ASTM F1249的所有要求。在本发明的该方面的优选实施方案中，通过使用装配有静态混合器的双腔喷射器和涂覆器来涂覆“修补”制剂。
能够在环境温度或适度升高的温度下涂覆本发明所使用的液体涂料制剂。该液体涂料制剂的主要组分是含氟聚合物，优选为可溶于有机溶剂的或水分散性、可交联的无定形含氟聚合物。
可用在本发明中的含氟聚合物的非限制性实例包括三氟氯乙烯(CTFE)的含氟共聚物，例如(Asahi Glass Co.，Ltd.)、Cefral(Central Glass Co.Ltd)和(DIC Corporation)；四氟乙烯(TFE)聚合物，例如(Daikin Industries，LTD)；以及含有氟烷基并包含氟烷基单元的聚合物，例如(E.I.du Pont de Nemoursand Company)和(Daikin Industries，LTD)。
其中，CTFE和TFE由于具有优异的颜料分散性、耐候性、共聚合性和耐化学性而优选。具有可固化官能团的氟烯烃聚合物的实例包括TFE、异丁烯、羟丁基乙烯基醚与另一单体的共聚物以及TFE、VdF、羟丁基乙烯基醚与另一单体的共聚物。其它可共聚单体的非限制性实例为例如羧酸的乙烯酯，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、环己基羧酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；烷基乙烯基醚，例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚和环己基乙烯基醚；和含氟单体，例如三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)、偏二氟乙烯(VdF)和氟化乙烯基醚。
涂料的优选组分包括具有以下结构的含氟共聚物：
以及
能够在液体制剂中使用的含氟聚合物包括但不限于(Asahi Glass)和(Daikin)。其它材料包括FluoroPelTM和FluoroThane TM(Cytonix Corporation)、FluoroLinkTM聚合物改性剂(FluoroLinkTM Polymer Modifiers)(Solvay Solexis)。液体涂料制剂中的另外组分包括交联剂、催化剂、溶剂和任选地，填充剂以及诸如氮化硼(Zyp Coatings)的无机材料。
一种特别优选的含氟聚合物是由Asahi Glass在1982年开发的是三氟氯乙烯(CTFE)与若干特定的烷基乙烯基醚(VE)的无定形含氟共聚物。
烷基乙烯基醚单体与羟基的组合为聚合物提供了显著的特性，如可溶性、与颜料的相容性、交联反应性、对基板的粘附性、硬度和柔韧性。
另一优选的含氟聚合物是树脂(Daikin)，其为四氟乙烯(TFE)与可溶于有机溶剂的烯烃的共聚物。更具体地，是基于溶剂的四氟乙烯与具有活性OH功能性的烯烃的共聚物，并且被用作高性能油漆和涂料中的基础树脂。
在另一实施方案中，含氟聚合物是三元共聚物。该三元共聚物可包含一种或多种不同的含氟单体。例如，三元共聚物包含偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯。DyneonTM THV是一种这样的三元共聚物，并提供了性能优点的组合，如低加工温度、与弹性体和烃基塑料结合的能力、柔韧性和光学透明性。作为透明的膜，能够将DyneonTM THV用作前部板以代替玻璃。颜料的添加提供了能够用作用于光伏组件的背板的膜。
可用在本发明中，用于形成液体涂料制剂的有机溶剂包括但不限于诸如以下的有机溶剂：甲基乙基酮(MEK)、丙酮、甲基异丁基酮(MIBK)、甲苯、二甲苯、甲醇、异丙醇、乙醇、庚烷、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、正丁醇或其混合物。优选的溶剂包括二甲苯、环己酮和甲基乙基酮(MEK)。合适的溶剂为所有的组分都溶于其中的溶剂，并且其沸点低至足以使留存在涂料中的残留溶剂最小化或将其除去。
可用在本发明中，用于形成保护性涂料的任选颜料和填充剂包括但不限于二氧化钛、炭黑、苝系颜料、颜料、染料、云母、聚酰胺粉末、氮化硼、氧化锌、氧化铝、二氧化硅、UV吸收剂、腐蚀抑制剂以及干燥剂。一种优选的颜料是二氧化钛R-105(DuPont)，其为采用SiO2处理的金红石型二氧化钛颜料以提高耐久性。一种优选的疏水改性二氧化硅是Cab-o-Sil TS 720(Cabot Corporation)，其为采用二甲基硅酮处理以用聚二甲基硅氧烷聚合物代替表面羟基的气相二氧化硅。颜料、UV吸收剂和腐蚀抑制剂的作用是赋予不透明性和耐候性。Ultrafine是优选的聚酰胺粉末(Arkema Inc)，并且其能够被包含以用于降低光泽。能够包含炭黑、颜料和染料以改变背板的颜色。能够包含云母以赋予阻燃性。能够包含氮化硼、氮化铝和/或氧化铝以改善热传导性。优选包含Nanoclays(Southern ClayProducts)、3MTM Glass Bubbles以及干燥剂以改善湿气阻隔特性。能够包含二氧化硅和/或氮化硼以改善介电特性。还可包含二氧化硅以降低光泽并赋予阻燃性。
在保护性涂层的形成中优选使用交联剂以获得不溶于有机溶剂的不剥落的膜。优选的交联剂包括但不限于DuPont有机钛酸酯、硅烷、异氰酸酯和三聚氰胺。由于这些膜通常会在户外使用超过30年，因此优选脂肪族异氰酸酯以确保耐候性。
例如，能够通过混合溶液、颜料、交联剂和催化剂制备基于的涂料组合物的液体制剂。使用二月桂酸二丁基锡来加速有机溶剂中的Lumiflon(多羟基化合物)与异氰酸酯之间的交联反应。通过混合优选3至80重量份，且甚至更优选约46重量份的溶液、5至60(更优选约17)重量份的颜料以及20至80(更优选约32)重量份的有机溶剂(MEK和二甲苯或环己酮的混合物)来制备这样的组合物。
背板还可包括附加层。可采用粘合剂或不采用粘合剂将附加层涂覆至含氟共聚物层。任选的附加层可包含例如以下的一种：聚酯、EVA、聚碳酸酯、聚烯烃、聚氨基甲酸酯、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶高分子、三氟氯乙烯均聚物、铝、溅射氧化铝聚酯、溅射氧化硅或氮化硅聚酯、溅射氧化铝聚碳酸酯、以及溅射氧化硅或氮化硅聚碳酸酯、透明含氟聚合物和透明含氟共聚物、诸如聚酯和EVA的聚合物的共挤出层，以及聚丁二烯。
实施例1
实施例1例示了本发明的基于的保护性背板的制备。在本实施例中使用的为LF 200级，以60％的二甲苯溶液(200g)从Asahi Glass获得。在本实施例中使用的颜料是从DuPont获得的R-105(76.2g)。交联剂是从Bayer获得的N3300(21.4g)，其为1，6-己二异氰酸酯三聚体。使用高剪切混合器将颜料与溶液混合，然后添加溶剂和交联剂。
然后涂覆制剂。通过涂布辊将液体制剂从盘形容器转移至膜上，并通过Mayer Rod对液体制剂进行计量以获得期望的涂料重量。将涂料直接涂覆在(DuPont)(5密耳)聚酯膜上。不需要任何粘合剂，并且在该实施例中也没有使用任何粘合剂。以10-120g/m2、优选30-90g/m2以及更优选30-45g/m2的涂料重量涂覆涂料。
干燥涂层由60％-65％重量比的和35％重量比的颜料组成。在该实施例中，通过使用聚酯-氨基甲酸乙酯层压粘合剂，将被基于的制剂覆盖的聚酯膜与EVA(含4％的醋酸乙烯酯)层压。然后将该层压材料与EVA胶囊密封材料和组件真空层压。
表1显示了与用SP制备的背板相比，基于和的保护性背板的特性。
表1
表2显示了与用取向的制备的背板相比，基于的保护性背板的特性。
表2
以上结果说明，厚度为0.5密耳的基于和的涂层显示出比厚度为1密耳的非取向的SP更优的阻隔特性(更低的湿气渗透性和更高的耐电压性)，而非取向的SP的厚度为和层厚度的两倍。此外，基于的背板比基于的背板更具成本效益。
表3显示了与用取向的制备的背板相比，基于的保护性背板的耐候性。将样品置于85℃和85％的相对湿度(“湿热”)的条件下的环境室中2000小时。根据ASTM D 903-98粘合剥离测试、ASTM D 3359交叉切口胶带粘附测试和ASTM D882，通过测量作为对“湿热”的暴露的函数的外层与聚酯间的粘附性、拉伸强度和断裂伸长率，来估计外层的耐候性。在表3中采用以下缩写：TB是撕裂结合(tear bond)；5B＝除去0％的涂层；4B＝除去少于5％的涂层；3B＝除去5-15％的涂层；2B＝除去15-35％的涂层；1B＝除去35％-65％的涂层；以及0B＝除去超过65％的涂层。
表3
如表3所示，薄的基于的背板的耐候性与基于取向的的背板之一相当。
图3和4表明，作为对“湿热”的暴露的函数，基于的背板拉伸强度和断裂伸长率比基于的背板低许多。
为了评价UV稳定性，将样品置于装配氙弧灯的Atlas ci 4000氙灯试验箱(Xenon Weather-Ometer)中4600小时，定期测量L*a*b*。b*-值代表材料的“泛黄”。如图5所示，基于的背板的UV稳定性与基于的背板相当。
实施例2
实施例2例示了本发明的基于的保护性背板的可选择的实施方案的制备。在实施例2中使用的为LF 200级，以60％的二甲苯溶液(150g)从Asahi Glass获得。在本实施例中使用的颜料是从DuPont获得的R-105(57g)。在本实施例中使用的疏水改性的二氧化硅是从Cabot Corporation获得的Cab-o-sil TS-720(10g)。所用的交联剂是从Bayer获得的N3300(16g)。在本实施例中使用的催化剂是从Aldrich获得的二月桂酸二丁基锡(0.15g的0.1％的MEK溶液)。使用高剪切混合器将颜料和二氧化硅与溶液混合，然后加入溶剂、交联剂和催化剂。
然后涂覆制剂。通过涂布辊将液体制剂从盘形容器转移至膜上，并通过Mayer Rod进行计量以获得期望的涂料重量。将涂料直接涂覆在(DuPont)(5密耳)聚酯膜上。不需要任何粘合剂，并且在该实施例中也没有使用任何粘合剂。以10-120g/m2、优选30-90g/m2以及更优选30-45g/m2的涂料重量涂覆涂料。
表4
如表4所示，包括加入二氧化硅的实施例2导致比无二氧化硅的基于的背板增加45V(最高允许电压)，而比基于的背板增加40V。
实施例3
实施例3例示了疏水二氧化硅对本发明的另一实施方案的水蒸汽透过率(WVTR)的影响。
涂料的制备：
制备了液体制剂，其在甲基乙基酮(MEK)中包含LF-200(Asahi Glass Co.，Ltd.，OH值52，N.V.60wt％)、TS-720(Cabot Corporation)、R-105(DuPont)、作为交联剂的N3300(Bayer)和作为催化剂的二月桂酸二丁基锡。当制备该制剂时，分别将Desmodur N3300：二月桂酸二丁基锡的固体含量比调节至100∶17.78∶0.00016，并将CAB-O-SIL TS-720和TiPure R-105用MEK稀释，使得在加入它们之后其固体含量变成表5所示的值。
随后，在进行过剥离处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜上，通过使用辊涂机涂覆制剂，使得使干燥后的涂料重量变成60g/m2。将涂覆的膜在120℃下干燥2分钟，并使涂层在室温下固化一周。然后，将涂层从膜PET上剥离，并按照基于湿度传感器方法(40℃，90％RH)的JIS K7129，使用LYSSY水蒸气渗透性测试仪L80-5000测量了所获得的每个涂层的水蒸汽透过率。
表5
如表中的测试1-7所示，其中没有加入二氧化钛，测试了在涂料中加入的疏水二氧化硅的量对水蒸汽透过率的影响，发现向涂料中加入疏水二氧化硅显著降低了WVTR。从图7所示的图中可以看出结果是明显的。另一方面，如测试8-11所示，没有加入疏水二氧化硅，通过进行相同的步骤测试了向涂料中加入二氧化钛的效果。结果显示在图8中。这说明尽管加入二氧化钛对WVTR的降低有一些影响，但其程度小于加入疏水二氧化硅的程度。根据本发明，加入二氧化钛以避免紫外线到达PET膜并提高背板的耐候性。如测试12-17所示，当加入疏水二氧化硅和二氧化钛两者，其中二氧化钛的量固定在被认为足以避免紫外线的穿透的25.3％重量比时，如图9所示，WVTR进一步降低。如图7-9所示，根据本发明，向涂料中加入的疏水二氧化硅的量优选为2.5％至15.0％重量比，更优选为7.5％至12.5％重量比。
因此，明显与现有技术不同，其中使二氧化硅气相沉积在聚酯树脂基板表面上以降低WVTR，并且向聚酯树脂基板自身赋予水解特性，根据本发明，通过将疏水二氧化硅加入涂料中来降低涂料的WVTR并且通过减少到达基板的蒸汽量来避免基板的水解。此外，通过向涂料中加入二氧化钛，能够避免紫外线到达基板。因此，改善了基板的耐候性并避免了基板的水解。
除了明显降低WTVR并提高最高允许电压外，向液体制剂中加入疏水改性的二氧化硅实现了膜的大规模加工。向液体制剂中加入的二氧化硅使得能够将液体制剂从盘形容器中转移至涂布辊上。
实施例4
实施例4例示了本发明另一实施方案的制备；基于的“修补套件”制剂。
优选由包含两种隔离的组分A和B的制剂来制备基于Lumiflon的修补套件制剂。
组分A由交联剂(Isocyanate Desmodur N3300(2.5g，Bayer))和溶剂(在本实施例中为二甲苯)的混合物组成。
组分B由溶剂、颜料和含氟共聚物的混合物组成。在本实施例中，如下制备组分B。将分散剂(Disperbyk 111(0.25g，BYK-Chemie))与二甲苯、14.1g的LF 200、颜料R101(10g，DuPont)、2002D(4.7g，Arkema Inc)以及着色剂(Microlith Blue、Microlith Yellow、Microlith Brown和Orasol Black)的混合物混合。能够加入不同的着色剂以匹配被撕破的背板的颜色。
在使用中，将组分A和B置于装配静态混合器的双腔喷射器中。通过使用涂布器在背板的受损部分上涂覆制剂。从BrandywineAssociates可以获得一种这样的涂布器并显示在图6中，其中50为混合器，52为涂覆器端部，并且54为涂覆的修补套件制剂。然而，可以使用诸如刷子的任何类型的涂布器来涂覆制剂。
修补套件可与许多种背板相容，例如那些由诸如聚酯/EVA的现有技术材料所制备的背板或者根据本发明制备的背板。对涂覆至基于Tedlar的背板的制剂进行了局部放电测试。该测试的结果汇总在表6中。
表6.局部放电测试的结果
另外，通过交叉切口胶带测试ASTM D 3359-97，该制剂显示出优异的对背板材料的底层的粘附力，即5B。
对于本领域技术人员来说，本公开发明的各种修改、调整和应用是显而易见的，并且本申请旨在包括这样的实施方案。尽管已经在某些优选实施方案的上下文中描述了本发明，但应当通过参照以下权利要求的范围来确定这些实施方案的全部范围。
本文所引用的各种出版物、专利和专利申请的公开内容通过引用整体被并入本文。
Claims (9)
1.用于光伏组件的背板，其包括：
基板；以及
固化在所述基板上的含有含氟聚合物的层，
其中所述含有含氟聚合物的层包含2.5%至15%重量比的疏水二氧化硅。
2.如权利要求1所述的背板，其中所述基板由聚酯树脂制成。
3.如权利要求1所述的背板，其中用聚二甲基硅氧烷聚合物对所述疏水二氧化硅进行表面处理。
4.如权利要求1所述的背板，其中所述含有含氟聚合物的层还包含二氧化钛。
5.如权利要求1所述的背板，其中所述含有含氟聚合物的层包含三氟氯乙烯(CTFE)与一种或多种烷基乙烯基醚的含氟共聚物。
6.如权利要求5所述的背板，其还包含与所述含氟共聚物混合的交联剂。
7.如权利要求6所述的背板，其还包括含有以下的一种或多种的层：聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚氨基甲酸酯、液晶高分子、三氟氯乙烯均聚物、铝、溅射氧化铝聚酯、溅射二氧化硅聚酯、溅射氧化铝聚碳酸酯和溅射二氧化硅聚碳酸酯。
8.如权利要求7所述的背板，其中不用粘合剂，将包含与所述含氟共聚物混合的所述交联剂的所述层涂覆至所述聚酯层。
9.如权利要求8所述的背板，其还包括EVA层。
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