CN102569451B

CN102569451B - 含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板及其制造方法

Info

Publication number: CN102569451B
Application number: CN201010512660.XA
Authority: CN
Inventors: 刘学习
Original assignee: Suzhou Sunshine New Materials Technology Co Ltd
Current assignee: Yingrun Shangshan Solar Energy Technology Suzhou Co ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: CN102569451A

Abstract

本发明提供了一种含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板，它包括基膜层、基膜层两侧的粘合层，粘合层另两侧的第四薄膜层和第五薄膜层，所述粘合层选自以下成分中的一种或多种：聚乙烯、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯、丙烯酸树脂和ABS系树脂。本发明还提供了该背板的制造方法。本发明完全避免了使用溶剂型粘合剂，解决了传统背板制备过程中溶剂挥发和排放对环境的污染，同时，提高了粘合强度、抗老化性能、阻隔性能和长期服役能力。同时由于采用以上非溶剂型的粘合层，使得在制造太阳能电池组件背板时，可以使用熔融挤出工艺，大大降低了生产成本。

Description

含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板及其制造方法

技术领域

本发明涉及本发明是一种太阳能电池组件聚合物背板及其制造方法，具体涉及该太阳能电池组件背板的粘合层，及用熔融挤出工艺制造该背板的方法。

背景技术

人类目前的主要能源来自化石能源，包括石油、煤和天然气，但在未来一百年左右的时间，化石能源会消耗殆尽，而且在使用化石能源的过程中，会排放大量的二氧化碳，改变大气层的气体组成，造成地球气候的恶化。无环境污染的绿色可再生能源是解决人类能源挑战和低碳排放的唯一途径。太阳能发电是最重要的绿色可再生能源之一。目前，世界各国都把发展太阳能发电做为国家能源策略，大力鼓励和推动太阳能发电的发展。在近几年，世界各国的太阳能行业都快速发展，主要是得益于政府的支持和大家对绿色可再生能源的渴求。

但是，太阳能电池发电目前还存在很大的挑战，主要是太阳能电池的发电成本还高于传统化石发电的成本，另外，在太阳能电池和组件的生产制造过程中，有一些工艺还存在环境污染问题。太阳能电池发电的发展挑战是如何通过技术创新改进现在太阳能电池和组件制造工艺和相关材料的设计和制备，避免对环境的污染，并持续降低太阳能发电的成本。

太阳能电池主要包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，晶体硅太阳能电池又包括单晶硅和多晶硅两种，薄膜太阳能电池包括：非晶硅、微晶硅、铜銦鎵硒、碲化镉、染料敏化和有机等类型。无论是何种太阳能电池，都需要制备成太阳能电池组件，对半导体的电池进行有效的保护和封装，才能长期有效的发电。以晶体硅太阳能电池组件为例，一般采用3mm左右的低铁超白玻璃做为组件的前板，以乙烯-醋酸乙烯酯EVA的胶膜为封装材料，分别置于电池片的上下两边，以聚合物的多层叠层膜为背板，在140-150℃条件下，通过真空层压工艺制成组件，EVA胶膜把电池片与前板玻璃和背板粘合在一起。另外常用的太阳能电池组件封装材料是聚乙烯醇缩丁醛PVB，和硅烷接枝的聚乙烯材料，或其他的材料。

太阳光从前板玻璃射入，穿过EVA胶膜到达太阳能电池片，转化成电能。所以玻璃的透过率是非常重要的，保证足够的光线入射到电池片。背板的功能主要是保护EVA胶膜和电池片，确保机械的完整性、耐水解性、耐紫外光、绝缘性，以及降低水分的穿透。背板一般都采用多层不同聚合物的薄膜复合而成，这样不同的聚合物薄膜层可以起到以上提到的不同保护功能和耐老化性能。

背板与EVA胶膜的粘合强度、背板中不同聚合物层间的粘合强度，以及所采用的聚合物薄膜的耐老化性能是决定和影响背板功能以及太阳能电池组件性能的关键技术指标。

太阳能电池背板一般包含以下几层：

(1)氟塑料薄膜(FP)，例如DuPont公司的聚氟乙烯PVF薄膜，商品牌号Akema公司的聚偏氟乙烯PVDF薄膜，商品牌号

(2)对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

(3)EVA或聚烯烃类层(PO)

(4)以上两层或三层之间的粘合剂层(Tie)，例如聚氨酯类胶粘剂。

背板结构可以是FP/Tie/PET/Tie/EVA，FP/Tie/PET/Tie/PO，或FP/Tie/PET/Tie/FP.无论是采用何种氟塑料和其他层材料，全部都采用粘合剂复合技术将多层薄膜复合在一起，制成背板。使用的粘合剂可以是聚氨酯类，丙烯酸(酯)类和环氧树脂类。使用此类粘合剂有很大的缺点：

(1)使用大量的溶剂溶解粘合剂，在加工过程中溶剂挥发会对环境产生污染，对溶剂的回收也增加成本。

(2)粘合剂层的厚度一般较薄，低于或在10微米左右，粘合强度和耐候性差。

(3)需要单独的工艺将溶剂型粘合剂涂覆到氟塑料薄膜或PET薄膜上，干燥除去溶剂，增加制造成本。

3M公司在专利US20060280992A1公开了一种太阳能电池组件背板叠层膜，结构为THV/Tie/PET/EVA，THV是四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯乙烯的三元共聚物，一种氟塑料薄膜。其中使用的粘合层Tie并没有具体指明为何种材料和何种工艺，但指出对EVA层通过熔融挤出工艺施加到PET层上。这在一定程度上减少了溶剂型粘合剂的使用，并部分改善了制备工艺。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种无挥发性、粘性强、生产工艺简单的用于太阳能电池组件背板上的聚合物粘合层，同时，提供了利用该粘合层生产太阳能电池组件背板的方法。

本发明的技术方案是，一种含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板，包括基膜层、基膜层两侧的粘合层，粘合层另两侧的第四薄膜层和第五薄膜层，所述粘合层选自以下成分中的一种或多种：聚乙烯及乙烯类共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯、丙烯酸树脂和ABS系树脂。

以上成分都是固体的塑料粒子，对于混合比例无限制，可以选择其中一类成分中的一种，或者是同一类成分中的一种以上以任意比例混合；也可以是不同种类的多种成分以任意比例混合。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述聚乙烯包括以下成分：低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，中密度聚乙烯MDPE，高密度聚乙烯HDPE，C2-C8烯烃接枝聚乙烯或与乙烯的共聚物，马来酸酐接枝聚乙烯，硅烷接枝聚乙烯；所述乙烯类共聚物是乙烯与至少一种以下单体的共聚物：醋酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸C1-4烷酯、(甲基)丙烯酸、马来酸酐、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。

在一个优选的实施方案中，所述粘合层的材料全部为聚乙烯及乙烯类共聚物；其中，所述聚乙烯重量比例为5-100％，所述乙烯类共聚物的重量比例为5-95％。

优选的是，所述聚乙烯的重量比例为60-90％，其余为乙烯类共聚物，也可添加添加剂。

更有选的是，所述聚乙烯的重量比例为70-80％，其余为乙烯类共聚物，也可添加添加剂。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述改性聚丙烯是指马来酸酐接枝改性聚丙烯。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述热塑性聚氨酯TPU是由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及小分于二醇扩链剂反应而成，可以分为聚酯型、聚醚型。聚酯型包括聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇等己二酸系酯二醇，聚醚型包括聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇。

热塑性聚氨酯TPU可以与多种聚合物共混，例如以上提到的聚乙烯和乙烯共聚物，聚丙烯和改性聚丙烯。当粘合层采用热塑性聚氨酯材料时，还可以与以下成分的一种或多种聚合物共混：ABS(聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)、PVC(聚氯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PMA(聚丙烯酸酯)、PMMA(聚甲基丙酸酯)、聚酯树脂、SBS(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CPE(氯化聚乙烯)等。

所述二异氰酸酯选自二苯基甲烷-4，4’二异氰酸酯MDI，甲苯二异氰酸酯TDI的一种；所述扩链剂选自1，4-丁二醇，1，6-丁二醇，2-甲基-1，3-丙二醇的一种。

所述丙烯酸树脂包括丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯的均聚物、共聚物和以丙烯酸系树脂为主的共混物。即丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯的均聚物、共聚物。其中优选甲基丙烯酸甲酯PMMA。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述ABS系树脂选自以下至少两种单体的共聚物：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸C1-4烷酯、氯乙烯、乙烯、丙烯、马来酸酐、和马来酰亚胺；还包括ABS系树脂与其他聚合物的共混物。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述粘合层还包括以下成分中的一种或多种：硅烷偶联剂、用于激活聚合物基膜薄膜表面的活性成分。硅烷偶联剂加入后可进一步提高粘合性能。

所述用于激活聚合物基膜薄膜表面的活性成分包括酸，碱，钠铵盐，萘钠盐，硅的四卤化物，硼烷，以及包含氨基、羧基、磺酸基等功能基团的化合物。酸和碱可以是硼酸、磷酸、柠檬酸、氢氧化钠或其它碱土金属氢氧化物等。

根据本发明所述的太阳能电池组件背板，较好的是，所述粘合层的厚度为10-200微米。

在一个优选的实施方案中，所述粘合层的厚度为20-100微米。

本发明的太阳能电池组件背板是一种叠层膜，具体结构为(见图1)：

(1)第一层，基膜(1)：可以是本领域已知的任何聚酯膜层，如聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯、聚萘二甲酸C2-6烷二醇酯、及其多元共聚物和混合物。较好的是双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜。

本发明太阳能电池组件背板中的基膜是单层或多层的聚酯薄膜，聚酯薄膜表面可带有金属、金属氧化物和/或非金属氧化物镀层。聚酯薄膜的上下表面，可以经过各种合适方式的活化处理，例如：底涂，电晕处理，火焰处理，等离子处理，硅烷偶联剂处理，表面接枝，酸碱侵蚀活化等，但不限于这些处理方式。

所述聚酯薄膜可以是本领域已知的任何聚酯膜层，较好为双向拉伸薄膜，其中一些实例：聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸丙二醇酯、聚邻苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酸己二醇酯等。其中较好为聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸C2-6烷二醇酯，例如聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等；以及以上提到的二元酸和二元醇的多元共聚物和共混物。

在本发明所述聚酯基膜的厚度在50-500微米范围，一般在150-250微米较好。

(2)第二粘合层Tie(2)，在基膜的第一个表面的粘合层。

(3)第三粘合层Tie(3)，在基膜第二个表面的粘合层。第二粘合层Tie(2)和第三粘合层Tie(3)的材料组成见上述。Tie(2)和Tie(3)各类组分的技术原理是极性与氟聚合物和PET层相近，同时其官能团可以产生化学和物理的键合，从而实现有效粘合。

(4)第四层，氟塑料FP(4)，通过在基膜第一表面的第二粘合层与基膜粘合在一起。包括所用含有氟原子的氟塑料，可以是以下单体的聚合物或多元共聚物，及其共混物：四氟乙烯，乙烯，六氟丙烯，丙烯，偏二氟乙烯，氟乙烯，二氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯、全氟烷氧基乙烯基醚等。例如，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物FEP，偏二氟乙烯PVDF，四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的共聚物THV，乙烯和四氟乙烯的共聚物ETFE，乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的共聚物ECTFE，等等。其中氟塑料可以与其他塑料或橡胶材料共混改性，例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯和聚丙烯等。

氟塑料薄膜，可以是通过挤出流延、挤出吹塑、压延、双向拉伸等薄膜加工工艺制备的薄膜，也可以是在制备背板的过程中与其他层材料一起共挤出的方法制备的。

所述氟塑料薄膜的厚度在10-200微米范围，一般为15-50微米较好。

(5)第五层：聚烯烃POE、聚氨酯TPU或氟塑料FP(5)(与第四层相同)，在基膜另一个表面的第三粘合层与基层粘合在一起。聚烯烃POE：聚乙烯及、乙烯类的共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯等，与第二粘合层中所述的此类材料相同。聚氨酯TPU，也与粘合层中所述的此类材料相同。氟塑料则与第四层材料的选择一样。

若为聚烯烃或热塑性聚氨酯，则第五层材料既可以是单独一层材料，也可以与第三粘合层为一层材料。

第五层材料的加工方式与第二粘合层或第四层氟塑料薄膜相同。

第五层的厚度在10-200微米范围，一般20-100微米较好。

在EVA胶膜将电池片与前板玻璃和背板粘合在一起，一般常用的是将背板中的第五层材料与EVA胶膜直接接触，当然，也可以将背板翻转过来，用第四层的氟塑料层与EVA胶膜直接接触。

(6)在多层复合薄膜之间可以加入铝箔，铝箔用于水分阻隔，本发明涉及到的铝箔无特别的限制，可以是本领域常规的铝箔，厚度在5-50微米范围，一般为10-20微米较好。铝箔是通过挤出复合的工艺由粘合层与背板中的其他层粘和在一起。

以上所述各层除铝箔层以外，都可以添加各种无机和有机填料和助剂，包括但不限于：二氧化钛，二氧化硅，氧化锌、云母，硅灰石、滑石粉、硫化锌、碳酸钙、硫酸钡，碳化钨，碳化硅，氮化硼，蒙脱土、粘土、玻璃纤维、玻璃微珠、硫化钼、氧化镁、三氧化二铝、全氟多面体硅氧烷等。另外，还有光稳定剂，热稳定剂，抗氧剂、增塑剂，偶联剂、爽滑剂，阻燃剂、抗水解剂，光反射和散射填料，颜料等。

本发明还提供了上述太阳能电池组件背板的制造方法，所述粘合层采用熔融挤出工艺制备。即，当其余需要制备的层的材料也为塑料粒子时，可以采用熔融共挤的工艺，多台挤出机共挤然后复合成一层；当其余层已经制备好，有片材存在时，也可以将上述粘合层材料熔融挤出后与其他层复合在一起。

在粘合层采用熔融挤出工艺的前提下，可以根据其他层的具体情况，采用熔融共挤出复合的工艺。即，粘合层可与其它层通过多层挤出机熔融共挤出后复合。制备以上多层膜的工艺，以FP(4)Tie(2)/PET(1)/Tie(3)/POE(5)这一典型的多层膜结构为例来说明：(i)以上五层材料，当所有层都为塑料粒子材料时，从塑料粒子开始，通过三台或三台以上挤出机五层熔融共挤出，制得叠层膜背板；(ii)氟塑料薄膜FP(4)和FP(5)单独制备或市场上购得，其余三层由塑料粒子通过多层挤出机熔融共挤出复合的工艺，与氟塑料薄膜复合，制成多层薄膜结构的背板；(iii)单独制备或市场上购得双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯PET(1)薄膜，其余四层氟塑料薄膜和粘合层分两步工艺，在PET(1)薄膜的两侧，通过两步双层共挤出复合工艺与PET(1)薄膜的复合在一起，制成多层薄膜结构的背板；(iiii)氟塑料薄膜FP(4)和FP(5)单独制备或市场上购得，双向拉伸PET(1)薄膜单独制备或市场上购得，分两步工艺，将粘合层Tie(1)和Tie(2)分别挤出涂敷在氟塑料薄膜一侧或PET(1)薄膜的两侧，并分别通过挤出复合工艺，氟塑料薄膜和PET(1)薄膜复合在一起，制成多层薄膜结构的背板；对于第五层是POE或TPU的背板，POE或TPU是通过熔融挤出的工艺加工，与第三粘合层Tie(3)共挤出，或分开挤出都可以。(iiiii)第一步，PET(1)薄膜、粘合层Tie(3)和第五层POE(5)通过多层挤出机共挤出为三层结构的叠层膜，第二步，通过粘合层Tie(2)挤出复合与氟塑料薄膜FP(4)粘合在一起，或氟塑料薄膜FP(4)与粘合层Tie(2)共挤出与PET(1)/Tie(3)/POE(5)复合在一起。或者类似以上五种工艺的共挤出或挤出复合的方法制备聚合物叠层膜背板。

由于本发明采用了新的成分作为粘合层的材料，使得太阳能电池组件背板中粘合层的制备可采用熔融挤出工艺，与以往的涂覆工艺相比，操作上更简便，成本更低廉。此熔融挤出工艺采用常规的熔融挤出工艺操作即可，对具体的工艺参数无特别限定。

在多层复合薄膜之间可以加入铝箔，铝箔用于水分阻隔，在铝箔的两侧需要采用与第二或第三粘合层相同的材料，通过挤出复合的工艺，与其他层粘和在一起。厚度在5-50微米范围，一般为10-20微米较好。

本发明的叠层膜是通过熔融共挤或熔融挤出复合的工艺制备，氟塑料可以与聚乙烯混合物直接熔融共挤到PET薄膜上，由于氟塑料薄膜和聚乙烯混合物层在熔体状态下充分接触和粘合，聚乙烯混合物中的其他极性较强的组分在熔体状态下也能起到活化氟塑料薄膜接触面的作用，从而氟塑料层与PET层形成很强的层间结合强度。经T-型剥离测试，结合强度可高达12N/cm左右。

本发明的第三粘合层，当采用聚烯烃混合物时，由于与太阳能电池组件中的EVA封装材料在分子结构上的相似性，可以形成非常强的粘合强度，经T-型剥离测试，结合强度可高达60N/cm左右.当第三粘合层采用热塑性聚氨酯时，也可以形成与EVA封装材料的有效结合，由于聚氨酯的本身的强极性和分子链上的羟基和酯基都能提供与EVA强的结合点。

背板中不同聚合物层间的粘合强度，以及所采用的聚合物薄膜的耐老化性能是决定和影响背板功能以及太阳能电池组件性能的关键技术指标。因此，粘合层所采用材料对于太阳能电池组件的整体性能影响至关重要。以往在筛选粘合层的材料时，主要从液体材料来选择，在考虑粘性、抗老化等性能的同时，对于其挥发性却无可奈何。同时，由于材料性质的局限性，粘合层往往很薄，低于或在10微米左右，使得以往粘合层的粘性强度、寿命都有一定的限制，并且制造工艺也囿于材料所限，不得不采取涂敷、再干燥等复杂的方法。本发明另辟蹊径，所使用的粘合层材料采用各种塑料粒子聚合物，因而可以采用较为简便的熔融挤出工艺来制造，并且可以很方便地调整所需的粘合层厚度，以及其它层的厚度。

此外，本发明完全避免了使用溶剂型粘合剂，解决了传统背板制备过程中溶剂挥发和排放对环境的污染，同时，提高了粘合强度、抗老化性能、阻隔性能和长期服役能力。另外，由于采用以上非溶剂型的粘合剂，使得在制造太阳能电池组件背板时，可以使用熔融挤出工艺，通过粘合层单独挤出与其他层复合，或是氟塑料层、基膜PET(1)等和粘合层材料的熔融共挤或挤出复合，使叠层膜之间的粘合强度明显提高，改进后的背板性能大大高于以往的背板。通过对材料和工艺的改进，背板在性能提高的同时，成本得以降低。可实现连续生产，提高生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的太阳能电池组件背板各层的组合示意图。

图中，1.第一层，2.第二层，3.第三层，4.第四层，5.第五层。其中，第二层和第三层为本发明的粘合层，第一层为聚酯层，第四层为氟薄膜，第五层可为氟薄膜或聚氨酯层。

具体实施方式

以下实施例和比较例中用到的试验方法如下：

1.太阳能电池组件背板中PET基膜与氟塑料薄膜之间的剥离强度

将叠层膜切成2cm宽，10cm长的样条，接合层与基层分别固定在拉伸测试机的上下夹具中，进行剥离测试，速度为10cm/min。

2.太阳能电池组件背板与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装材料之间的剥离强度

将背板叠层膜与EVA，和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145℃，在真空条件下层压10分钟。将制备的样品手工剥离开，切割样品为2cm宽度，10cm长度，然后将玻璃、EVA和背板分别固定在拉力测试机的上下夹具上，在10cm/分的拉伸速度下测试剥离强度。

3.背板的湿热老化测试

将背板叠层膜与EVA，和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145℃，在真空条件下层压10分钟。将制成的玻璃/EVA/背板样品至于一台湿热环境箱，根据IEC61215标准在85 C/85％相对湿度下测试1000个小时。取出样品后，用分光光度计测样品的黄变指数ΔYI.

4.背板的紫外光老化测试

将背板叠层膜与EVA，和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145℃，在真空条件下层压10分钟。将制成的玻璃/EVA/背板样品至于一台QUV紫外老化箱，根据IEC 61215标准测试1000个小时。取出样品后，用分光光度计测样品的黄变指数ΔYI.

比较例1

采用Akema公司的PVDF薄膜，厚度30微米；普通的对苯二甲酸乙二醇酯PET双向拉伸的薄膜，厚度200微米，普通的线性低密度聚乙烯LLDPE薄膜；聚氨酯溶剂型粘合剂，乙酸乙酯为溶剂。通过粘合剂复合工艺，将聚氨酯粘合剂涂敷到PET薄膜上，在先后与PVDF薄膜和LLDPE薄膜复合，制成PVDF/Tie/PET/Tie/LLDPE叠层膜背板，其中粘合剂的厚度在10微米左右。

测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为4N/cm。

该背板与EVA和玻璃通过真空层压工艺制成样品，测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为18N/cm。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果ΔYI为0.9。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果ΔYI为1.6。

实施例1

采用Akema公司的PVDF薄膜，厚度20微米；采用线性低密度聚乙烯LLDPE塑料粒子、硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA30％、光稳定剂、抗老化剂0.5％在混合均匀熔融挤出造粒，得到LLDPE混合物。普通的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA添加0.5％光稳定剂和抗老化剂，和5％二氧化钛，混合均匀熔融挤出造粒。基膜层采用普通的双向拉伸的对苯二甲酸乙二醇PET薄膜，厚度200微米。

将混配的LLDPE和PMMA通过双层的挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/PMMA/LLDPE/PET四层叠层膜，四层厚度分别为20/20/20/200微米。

然后再PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的LLDPE混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜另一侧上，温度为280℃，厚度80微米。

由此制的太阳能电池组件背板PVDF/PMMA/LLDPE/PET/LLDPE，总厚度340微米。

测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为15N/cm。

将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145℃/10分钟条件下复合，制的样品.

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为60N/cm。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果ΔYI为0.2。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果ΔYI为0.5。

实施例2

采用普通的挤出级的聚偏氟乙烯PVDF塑料粒子，添加5％聚甲基丙烯酸酸甲酯PMMA和5％的经过表面处理的二氧化钛TiO₂，经双螺杆挤出机在200℃左右的温度挤出混合造粒，制得PVDF混合物塑料粒子。采用线性低密度聚乙烯LLDPE塑料粒子与硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA30％、和光稳定剂、抗老化剂0.5％在普通混合器机械混合均匀，得到LLDPE混合物。

将PVDF混合物和LDPE混合物通过双层的挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/PE/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/20/200微米。

然后再PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的LDPE混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜上，温度为280℃，厚度80微米。

由此制的太阳能电池组件背板PVDF/PE/PET/PE，总厚度320微米。

测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为12N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为62N/cm。

实施例3

采用普通的挤出级的四氟乙烯和六氟乙烯的共聚物FEP塑料粒子，添加5％的经过表面处理的二氧化钛TiO₂，经双螺杆挤出机在320℃左右的温度挤出混合造粒，制得FEP混合物塑料粒子。采用低密度聚乙烯LDPE塑料粒子与硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA30％、和光稳定剂、抗老化剂0.5％在普通混合器机械混合均匀，得到LDPE混合物。

将FEP混合物和LDPE混合物通过双层的挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上，挤出温度为300℃，由此得到FEP/PE/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/20/200微米。

由此制的太阳能电池组件背板FEP/PE/PET/PE，总厚度320微米。

测试该背板中FEP与PET之间的剥离强度，结果为8N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为60N/cm。

实施例4

采用普通的挤出级的乙烯、和四氟乙烯共聚物ETFE塑料粒子，添加5％的经过表面处理的二氧化钛TiO₂，经双螺杆挤出机在300℃左右的温度挤出混合造粒，制得ETFE混合物塑料粒子。采用线性低密度聚乙烯LLDPE塑料粒子与硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA80％、和光稳定剂、抗老化剂0.5％在普通混合器机械混合均匀，得到LLDPE混合物。

将ETFE混合物和LLDPE混合物通过双层的挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上，挤出温度为300℃，由此得到ETFE/PE/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/20/200微米。

然后再PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的LLDPE混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜上，温度为280℃，厚度80微米。

由此制的太阳能电池组件背板ETFE/PE/PET//PE，总厚度320微米。

测试该背板中ETFE与PET之间的剥离强度，结果为10N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为60N/cm。

实施例5

采用普通的挤出级的乙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯共聚物ECTFE塑料粒子，添加5％的经过表面处理的二氧化钛TiO₂，经双螺杆挤出机在300℃左右的温度挤出混合造粒，制得ECTFE混合物塑料粒子。采用线性低密度聚乙烯LLDPE塑料粒子与硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA30％、和光稳定剂、抗老化剂0.5％在普通混合器机械混合均匀，得到LLDPE混合物。

将ECTFE混合物和LLDPE混合物通过双层的挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上，挤出温度为300℃，由此得到ECTFE/PE/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/20/200微米。

然后再PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的LLDPE混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％与热塑性聚氨酯TPU通过双层挤出机熔融共挤到PET薄膜上，温度为280℃，LLDPE厚度为20微米，TPU层厚度60微米。

由此制的太阳能电池组件背板ECTFE/PE/PET/PE/TPU，总厚度320微米。

测试该背板中ECTFE与PET之间的剥离强度，结果为10N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为50N/cm。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果ΔYI为0.3。

用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果ΔYI为0.6。

实施例6

采用Akema公司的PVDF薄膜，厚度20微米；采用热塑性聚氨酯塑料粒子与ABS20％和光稳定剂、抗老化剂0.5％在混合均匀熔融挤出造粒，得到聚氨酯混合物。采用普通的双向拉伸的对苯二甲酸乙二醇PET薄膜，厚度200微米。

将混配的聚氨酯混合物通过挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/TPU/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/40/200微米。

采用75％的马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子与硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯-醋酸乙烯酯，在混合均匀熔融挤出造粒，得到混合物。然后在PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜上，温度为280℃，厚度80微米。

由此制的太阳能电池组件背板PVDF/TPU//PET/LLDPE，总厚度340微米。

测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为14N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为60N/cm。

实施例7

采用Akema公司的PVDF薄膜，厚度20微米；采用改性PP塑料粒子与硅烷偶联剂1％、乙烯-丙烯酸丁酯EBA30％、和光稳定剂、抗老化剂0.5％在混合均匀熔融挤出造粒，得到改性PP混合物。采用普通的双向拉伸的对苯二甲酸乙二醇PET薄膜，厚度200微米。

将改性PP混合物通过挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/PP/PET三层叠层膜，四层厚度分别为20/20/200微米。

由此制的太阳能电池组件背板PVDF/PP/PET/LLDPE，总厚度320微米。

测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为12N/cm。

测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为60N/cm。

实施例8

采用Akema公司的PVDF薄膜，厚度20微米；采用85％中密度聚乙烯MDPE、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯-甲基丙烯酸共聚物，在混合均匀熔融挤出造粒，得到MDPE混合物。采用普通的双向拉伸的对苯二甲酸乙二醇PET薄膜，厚度200微米。

将混配的MDPE混合物通过挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/MDPE/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/80/200微米。

采用28％的丙烯和乙烯共聚物塑料粒子与硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，在混合均匀熔融挤出造粒，得到混合物。然后在PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜上，温度为280℃，厚度80微米。

由此制的太阳能电池组件背板，总厚度380微米。

其他同实施例1。

实施例9

第二粘合层材料采用55％-70％的马来酸酐接枝改性聚丙烯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚乙烯。第三粘合层材料采用15％-80％的马来酸酐接枝聚丙烯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为热塑性聚氨酯。

其余层的材料和制备工艺同实施例1。第二粘合层的厚度为120微米，第三粘合层的厚度为60微米。

实施例10

第二粘合层材料采用60％-90％的聚甲基丙烯酸甲酯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯和马来酸酐的共聚物。第三粘合层材料采用10％-40％的丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚己二酸丁二醇酯二醇、甲苯二异氰酸酯TDI和扩链剂1，4-丁二醇反应而成的热塑性聚氨酯。

其余层的材料和制备工艺同实施例1。第二粘合层的厚度为95微米，第三粘合层的厚度为85微米。

实施例11

第二粘合层材料采用50％-60％的甲基丙烯酸的均聚物，20-30％的乙烯-甲基丙烯酸共聚物硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚丙烯。第三粘合层材料采用10％-40％的丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物，20％-50％的丙烯腈-丁二烯共聚物，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚氧化丙烯二醇、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯MDI和扩链剂2-甲基-1，3-丙二醇反应而成的热塑性聚氨酯。

其余层的材料和制备工艺同实施例1。第二粘合层的厚度为80微米，第三粘合层的厚度为110微米。

由上述的比较例和实施例可以看出，采用极性聚合物为粘合层，与氟塑料粒子可以通过双层挤出机熔融挤出氟塑料薄膜层和聚酯薄膜的表面上，有效的实现的氟塑料薄膜和聚酯薄膜之间较高的粘合强度，完全避免了使用溶剂型粘合剂，解决了有机溶剂的挥发和排放带来的环境污染问题。在聚酯薄膜另一表面上挤出涂敷的聚乙烯混合物层或者热塑性聚氨酯层，在太阳能电池组件中能提供与EVA封装材料有效的粘合。由此方法制备的叠层膜背板材料，具有很好的耐老化性能。

Claims

1.含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述的太阳能电池组件背板采用下列方法制备而成：

采用PVDF薄膜，厚度20微米；采用热塑性聚氨酯塑料粒子与ABS20％和光稳定剂、抗老化剂0.5％，在混合均匀熔融挤出造粒，得到聚氨酯混合物；采用普通的双向拉伸的对苯二甲酸乙二醇PET薄膜，厚度200微米；

将混配的聚氨酯混合物通过挤出机熔融共挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/TPU/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/40/200微米；

采用75％的马来酸酐接枝聚乙烯塑料粒子与硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯-醋酸乙烯酯，在混合均匀熔融挤出造粒，得到混合物；然后在PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将上述的混合物并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜上，温度为280℃，厚度80微米；由此制的太阳能电池组件背板PVDF/TPU/PET/LLDPE，总厚度340微米。

2.含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述的太阳能电池组件背板采用下列方法制备而成：

采用55％-70％的马来酸酐接枝改性聚丙烯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚乙烯，在混合均匀后熔融挤出造粒，得第二粘合层材料；采用15％-80％的马来酸酐接枝聚丙烯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为热塑性聚氨酯，在混合均匀熔融挤出造粒，得第三粘合层材料；

将所述第二粘合层材料挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/第二粘结层/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/120/200微米；

然后在PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将所述的第三粘合层材料并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜另一侧上，温度为280℃，厚度60微米。

3.含非溶剂型粘合层的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述的太阳能电池组件背板采用下列方法制备而成：

采用60％-90％的聚甲基丙烯酸甲酯，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为乙烯和马来酸酐的共聚物，混合均匀熔融挤出造粒，得第二粘合层材料；采用10％-40％的丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸乙酯共聚物，硅烷偶联剂1％、光稳定剂、抗老化剂0.5％，其余为聚己二酸丁二醇酯二醇、甲苯二异氰酸酯TDI和扩链剂1，4-丁二醇反应而成的热塑性聚氨酯，混合均匀熔融挤出造粒，得第三粘合层材料；

将所述第二粘合层材料挤到双向拉伸的PET薄膜上和PVDF薄膜中间，挤出温度为280℃，由此得到PVDF/第二粘结层/PET三层叠层膜，三层厚度分别为20/95/200微米；

然后在PET薄膜的另一侧表面上，通过挤出涂敷工艺将所述的第三粘合层材料并添加经表面处理的二氧化钛5％挤出到PET薄膜另一侧上，温度为280℃，厚度85微米。