CN102324440A - 单层结构的太阳能电池背板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池组件制造技术领域,具体涉及一种单层结构的太阳能电池背板及其制造方法。本发明单层结构的太阳能电池背板由下列组分按重量比混合均匀、烘干制得:聚酰胺树脂37~63wt%;聚酯树脂35~55wt%;钛白粉0.5~2wt%;抗氧化剂0.5~2wt%;抗水解剂0.5~2wt%;抗老化剂0.5~2wt%。本发明单层结构的太阳能电池背板具有绝缘性能佳、水蒸汽透过率低、力学性能好、耐候性优良、不脱层、不起泡、不变色,可在太阳能电池上使用25年以上。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池组件制造技术领域,具体涉及一种单层结构的太阳能电池背板及其制造方法,该太阳能电池背板由单层材料构成,其结构简单、工艺简化、制造成本低、绝缘性能佳、水蒸汽透过率低、力学性能好、耐候性优良、不脱层、不起泡、不变色,可在太阳能电池上使用25年以上。
背景技术
背板是一类非常重要的太阳能电池组件材料,其主要起到了绝缘、抗水蒸汽透过、保护电池片及支撑等作用。
目前,太阳能电池组件背板多为双面含氟的复胶型背板和涂覆型背板。但现有的两大类背板存在以下缺陷:复胶型背板由于其内部PET基材两面存在易水解的胶粘剂,导致氟膜(PVF或PVDF等)与PET基材的层间剥离,降低了其使用寿命;而涂覆型背板由于存在涂层和PET之间的附着力问题,从而难以满足太阳能电池组件长期使用的可靠性要求。由于上述两种背板都需要由多种材料组合成多层结构,其结构及制造工艺都较为复杂,且制造成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供了一种单层结构的太阳能电池背板及制备方法。本发明采用的成本较低、单层结构的背板将是今后的发展趋势,尤其是在现有背板大量使用对环境污染较大的氟化工材料的背景下,发展无氟、以单层结构为主、结构及制造工艺简单的背板具有深远意义。
为了达到上述技术目的,本发明采取以下技术方案:单层结构的太阳能电池背板,由下列组分按重量比混合均匀、烘干制得:
聚酰胺树脂37~63wt%;
聚酯树脂35~55wt%;
钛白粉0.5~2wt%;
抗氧化剂0.5~2wt%;
抗水解剂0.5~2wt%;
抗老化剂0.5~2wt%。
本发明单层结构的太阳能电池背板具有绝缘性能佳、水蒸汽透过率低、力学性能好、耐候性优良、不脱层、不起泡、不变色,可在太阳能电池上使用25年以上。
本发明还公开了一种单层结构的太阳能电池背板的制造方法,首先将聚酰胺树脂、聚酯树脂、钛白粉、抗氧化剂、抗水解剂、抗老化剂混合均匀和干燥,再采用螺杆挤出机将上述混合物进行挤出,进入铸片机铸片,后进行双向拉伸制成薄膜。本发明制备过程中避免使用了对环境污染较大的氟化工材料,具有环保的优点。本发明单层结构的太阳能电池背板的制造方法具体步骤如下所述:
一、按重量比例选取下列组分:
将上述各组分在高速搅拌机上混合均匀,高速搅拌机的转速为3000~9000转/分钟,然后在60~90℃条件下烘干;
二、将上述混合物料在螺杆挤出机中反应挤出,冷却后,经切粒机切粒,得到粒料,烘干;
三、将粒料投入铸片机铸片,然后进行双向拉伸,经切边,冷却,表面处理,收卷后即获得太阳能电池背板。
优选的,聚酰胺树脂选自PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010的一种或一种以上的混合物。
优选的,聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的一种或一种以上的混合物。
优选的,钛白粉选自金红石型钛白粉、锐钛矿型钛白粉的一种或两者的混合物。粒径分布于0.1~10μm。
优选的,抗氧化剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类、硫醚类、金属离子钝化剂类、胺类等(主要品种有抗氧化剂BHT、1010、1076、168、DLTP、B-215、2246、3114、246、DSTDP等)的一种或一种以上的混合物。
优选的,抗水解剂选自单碳化二亚胺、聚碳化二亚胺(商品名有Stabaxol-1、Stabaxol-P、Stabaxol-P100、Stabaxol-P200等)的一种或一种以上的混合物。
优选的,抗老化剂选自受阻胺类、苯丙唑类、二苯甲酮类的一种或一种以上的混合物。
优选的,螺杆挤出机采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机,螺杆挤出机各段温度为:250~350℃,转速为90~600转/分钟,物料在螺杆中的停留时间为0.5~10分钟。
优选的,双向拉伸纵向拉伸比为2~5倍,横向拉伸比为2~5倍,生产速度为120~180米/分钟。
优选的,表面处理采用电晕处理或等离子处理。
优选的,太阳能电池背板厚度为150~300μm。
本发明提供的太阳能电池背板结构简单,其制造工艺简单、成本较低、无需氟材料(环保)且性能优良、绝缘性能佳、水蒸汽透过率低、力学性能好、耐候性优良、不脱层、不起泡、不变色,可在太阳能电池上使用25年以上。在本发明背板的制造过程中,避免了使用对环境污染较大的氟化工材料,不会污染环境,具有环保的优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例作详细说明,但本领域普通技术人员应当认识到,本发明并不限制这些实施例。
实施例1:
原料组分的选取:PA6树脂37wt%,PET树脂55wt%,金红石型钛白粉2wt%,抗氧化剂1010为2wt%,抗水解剂Stabaxol-1为2wt%,受阻胺类抗老化剂为2wt%。
将上述各原料在高速搅拌机上混合均匀,高速搅拌机的转速为9000转/分钟,后在62℃条件下烘干。然后将混合物料在单螺杆挤出机中反应挤出,螺杆熔融温度为:280℃,转速为150转/分钟,物料在螺杆中的停留时间为5分钟。挤出的物料冷却后,经切粒机切粒,得到粒料,烘干;将粒料投入铸片机铸片,铸片机铸片后进行双向拉伸,纵向拉伸比3倍,横向拉伸比3倍,生产速度140米/分钟,经切边,冷却,电晕处理,得到厚度为200μm的太阳能电池背板。
其性能为:拉伸强度122MPa(TD),121MPa(MD),与EVA粘结强度62N/cm,局部放电电压1015V,击穿电压51KV/mm,水蒸汽透过率1.2g/m2.d,双85老化试验≥1000h,UV老化试验≥2000h。
实施例2:
原料组分的选取:PA66树脂46wt%,PBT树脂50wt%,锐钛矿型钛白粉1wt%,抗氧化剂1076为1wt%,抗水解剂Stabaxol-P为1wt%,苯丙唑类抗老化剂1wt%。
将上述原料在高速搅拌机上混合均匀,高速搅拌机的转速为7500转/分钟,后在80℃条件下烘干;然后将混合物料在三螺杆挤出机中反应挤出,螺杆熔融温度为:320℃,转速为90转/分钟,物料在螺杆中的停留时间为10分钟。挤出的物料冷却后,经切粒机切粒,得到粒料,烘干;将粒料投入铸片机铸片,铸片机铸片后进行双向拉伸,纵向拉伸比3.1倍,横向拉伸比3.2倍,生产速度145米/分钟,经切边,冷却,等离子处理,得到厚度为250μm的太阳能电池背板材料。
其性能为:拉伸强度125MPa(TD),124MPa(MD),与EVA粘结强度65N/cm,局部放电电压1020V,击穿电压52KV/mm,水蒸汽透过率1.3g/m2.d,双85老化试验≥1000h,UV老化试验≥2000h。
实施例3:
原料组分的选取:PA11树脂43wt%,PEN树脂55wt%,锐钛矿型钛白粉0.5wt%,抗氧化剂168为0.5wt%,抗水解剂Stabaxol-P100为0.5wt%,二苯甲酮类抗老化剂0.5wt%。
将上述原料在高速搅拌机上混合均匀,高速搅拌机的转速为4500转/分钟,后在88℃条件下烘干;然后将混合物料在双螺杆挤出机中反应挤出,螺杆熔融温度为:300℃,转速为300转/分钟,物料在螺杆中的停留时间为2分钟。挤出的物料冷却后,经切粒机切粒,得到粒料,烘干;将粒料投入铸片机铸片,铸片机铸片后进行双向拉伸,纵向拉伸比4.2倍,横向拉伸比4.5倍,生产速度160米/分钟,经切边,冷却,电晕处理,得到厚度为150μm的太阳能电池背板材料。
其性能为:拉伸强度127MPa(TD),126MPa(MD),与EVA粘结强度63N/cm,局部放电电压1023V,击穿电压53KV/mm,水蒸汽透过率1.3g/m2.d,双85老化试验≥1000h,UV老化试验≥2000h。
从上述各实施例的结果可以得知,本发明的太阳能电池背板具有结构简单(只有单层)、工艺简单、综合性能优良等优点,且不使用对环境影响较大的氟化工材料,其具有环保的特性,而且其制造成本较低,可替代现有的结构及工艺都较为复杂、成本较高的背板材料,其有着广阔的应用及发展前景。
Claims (10)
1.单层结构的太阳能电池背板,其特征是由下列组分按重量比混合均匀、烘干制得:
聚酰胺树脂37~63%;
聚酯树脂35~55%;
钛白粉0.5~2%;
抗氧化剂0.5~2%;
抗水解剂0.5~2%;
抗老化剂0.5~2%。
3.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:聚酰胺树脂选自PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010的一种或一种以上的混合物。
4.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的一种或一种以上的混合物。
5.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:钛白粉选自金红石型钛白粉、锐钛矿型钛白粉的一种或两者的混合物;粒径分布于0.1~10μm。
6.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:抗氧化剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类、硫醚类、金属离子钝化剂类、胺类的一种或一种以上的混合物。
7.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:抗水解剂选自单碳化二亚胺、聚碳化二亚胺的一种或一种以上的混合物;或者,抗老化剂选自受阻胺类、苯丙唑类、二苯甲酮类的一种或一种以上的混合物。
8.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:螺杆挤出机采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机,螺杆挤出机各段温度为:250~350℃,转速为90~600转/分钟,物料在螺杆中的停留时间为0.5~10分钟。
9.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:第三步中,双向拉伸:纵向拉伸比为2~5倍,横向拉伸比为2~5倍,生产速度为120~180米/分钟。
10.如权利要求2所述的单层结构的太阳能电池背板的制造方法,其特征是:表面处理采用电晕处理或等离子处理。
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