CN102569452A - 太阳能电池组件聚合物背板及其制造方法 - Google Patents

太阳能电池组件聚合物背板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池组件聚合物背板，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，基膜层包括以下至少一种成分：聚酰胺聚合物、聚丙烯及丙烯类聚合物、聚乙烯及乙烯类聚合物、聚偏二氯乙烯，苯乙烯类聚合物、ABS系树脂、液晶聚合物，丙烯酸系聚合物、聚苯醚、聚碳酸酯、以及聚碳酸酯与聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯的聚合物合金。此外，本发明还提供了该背板的制造方法。本发明采用以上一种或多种聚合物的混合物制成薄膜结构，来取代以往的PET层，可获得优异的加工成型性能、材料机械性能、阻隔性能和耐老化性能；通过熔融共挤或挤出复合工艺制备背板叠层膜，膜之间的粘合强度明显提高，简化了生产工艺。

Description

太阳能电池组件聚合物背板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件聚合物背板，具体涉及一种太阳能电池组件聚合物背板的聚合物中间层和粘合层，及其制备方法。
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，有一些工艺好存在环境污染问题。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。
太阳能电池发电技术主要包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，晶体硅太阳能电池有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
Figure BDA0000028880160000021
Akema公司的聚偏氟乙烯PVDF薄膜，商品牌号
Figure BDA0000028880160000022
(2)双向拉伸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.
常用的中间层PET有以下缺点：
(1)熔体强度差，加工过程中易流淌；
(2)结晶速度低，抗冲击能力差；
(3)高周波热合比较困难，给封装带来很大困难；
(4)阻隔性差，容易造成气体的渗透；
(5)运输过程中很容易受到划伤和裂伤；
(6)耐热性差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种具有新型中间层的太阳能电池组件聚合物背板，该太阳能电池组件背板中的中间层具有更好的加工成型性能、材料机械性能、阻隔性能和耐老化性能。
一种太阳能电池组件聚合物背板，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，所述基膜层包括以下至少一种成分：聚酰胺聚合物、聚丙烯及丙烯类聚合物、聚乙烯及乙烯类聚合物、聚偏二氯乙烯，苯乙烯类聚合物、ABS系树脂、液晶聚合物，丙烯酸系聚合物、聚苯醚、聚碳酸酯、以及聚碳酸酯与聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯的聚合物合金。
根据本发明所述的太阳能电池组件聚合物背板，较好的是，所述尼龙是一种主链上含有酰胺键的聚合物。
尼龙是一种主链上含有酰胺键的聚合物-CONH-，机械性能优良，表面活性高，容易粘合，和很好耐老化性能。尼龙由以下几种方法合成：二元胺与二元酸缩聚，氨基酸的缩聚，内酰胺的开环聚合，二元胺与二酰氯缩聚，二异氰酸酯与二羧酸反应。本发明所用的尼龙包括任何一种以上提到的合成方法制备的上含有酰胺键的聚合物。所述尼龙包括以下成分：聚己二酸己二胺(尼龙66)、聚己内酰胺(尼龙6)、聚辛酰胺(尼龙8)、聚9-氨基壬酸(尼龙9)、聚十一酰胺(尼龙11)、聚十二酰胺(尼龙12)、聚己二酰丁二胺(尼龙46)、聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)、聚癸二酸乙二胺(尼龙610)、聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612)、聚己二酰混合亚苯基二酰胺(尼龙MXD-6)，非结晶尼龙
Figure BDA0000028880160000031
PA等。
根据本发明所述的太阳能电池组件聚合物背板，较好的是：所述聚丙烯是指丙烯聚合而成的聚合物；聚丙烯类聚合物：聚丙烯类聚合物可以是马来酸酐接枝改性、与其他聚合物共混、弹性体增韧、玻璃纤维或无机填料填充改性后的混合物。
根据本发明所述的太阳能电池组件聚合物背板，较好的是，所述聚乙烯及乙烯类聚合物包括：高密度聚乙烯HDPE，中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，超高分子量聚乙烯，茂金属线性低密度聚乙烯、交联聚乙烯、硅烷交联聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-顺丁稀二酸酐共聚物、乙烯-醇酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸(甲、乙、丙、丁)酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸三元共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸离子聚合物，马来酸酐接枝聚乙烯。
根据本发明所述的太阳能电池组件聚合物背板，较好的是，所述聚苯乙烯指苯乙烯聚合而成的聚合物，也包括各种类型的共聚和改性的聚苯乙烯。例如：耐冲击性聚苯乙烯HIPS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SBS，氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS，苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA等。
所述丙烯酸系聚合物包括丙烯酸、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。在一个优选的实施方案中，所述丙烯酸系聚合物是甲基丙烯酸甲酯PMMA。
所述ABS系树脂包括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。例如：ABS/PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，ABS/PC聚碳酸酯，ABS/PVC聚氯乙烯，ABS/PA聚酰胺，ABS/PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯，ABS/PET聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
聚偏二氯乙烯是偏二氯乙烯的聚合物。
液晶聚合物是聚酯液晶聚合物LCP。
聚苯醚PPO，是聚(2，6-二甲基-对亚苯基醚)，或称亚苯基醚。
聚碳酸酯(双酚A)PC，是2，2‘-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯。
聚碳酸酯与聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯的聚合物合金，主要是聚碳酸酯分别与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的共混物合金。
在一个优选的实施方案中，所述PET层还可包括各种无机填料。来提高材料机械性能，导热性能和阻燃性能等。上述的无机填料包括但不限于：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。
对于以上所提到的两种或两种以上的聚合物共混或无机填料填充混合物，可以添加相容剂和偶联剂。
进一步地，对于两种或两种以上的聚合物共混体系，添加的相容剂包括但不限于：聚乙烯及其乙烯类共聚物；所述乙烯类的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；乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的离子聚合物。聚丙烯及其各种类型共聚物，马来酸酐接枝聚丙烯，乙烯-丙烯共聚物。
聚合物薄膜表面可带有金属、金属氧化物和/或非金属氧化物镀层。聚合物薄膜的上下表面，可以经过各种适用的活化处理，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。
聚合物基层薄膜，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。在本发明所述聚合物基膜的厚度在50-500微米范围，一般在150-250微米较好。
本发明还提供了一种制造上述太阳能电池组件背板的方法，所述太阳能电池组件背板中的一层或多层采用熔融挤出工艺挤出。
本发明的背板是一种叠层膜结构：
第二和第三粘合层，至少一层选自以下至少一种聚合物的薄层：聚乙烯及、乙烯类的共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯和丙烯酸树脂。粘合层是通过聚合物熔融挤出的工艺在制备背板叠层膜的工艺过程中制成。
上述聚乙烯材料PE包括但不限于以下各种类型：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，硅烷接枝聚乙烯等等。
乙烯类的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。
改性的聚丙烯，主要是指马来酸酐接枝改性聚丙烯。
热塑性聚氨酯TPU及其与其他聚合物的混合物。TPU一般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、聚醚型等。聚酯例如，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，聚醚例如聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇。二异氰酸酯一般用二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯MDI，甲苯二异氰酸酯TDI等。扩链剂一般是1，4-丁二醇，1，6-丁二醇，2-甲基-1，3-丙二醇等。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，以及以下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。
丙烯酸树脂是丙烯酸系聚合物的统称，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，主要是甲基丙烯酸甲酯PMMA。各种类型的硅烷偶联剂可以添加到聚乙烯、乙烯类的共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯或丙烯酸树脂中提高粘合性能；还可以添加用于激活聚合物基膜薄膜表面的活性成分：包括酸和碱，例如氢氧化钠或其它碱土金属氢氧化物和硼酸、磷酸、柠檬酸等；钠铵盐和萘钠盐；硅的四卤化物；硼烷；以及其他一些包含氨基、羧基、磺酸基等功能基团的化学成分。
第四层，氟塑料薄膜
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。
铝箔层
为了增加水分阻隔，本发明在各层之间可以加铝箔。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。
第五层
聚烯烃POE、聚氨酯TPU或氟塑料FP(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，也与第二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。
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。
采用FP(4)/Tie(2)/Nylon12(1)/Tie(3)/FP(5)和FP(4)/Tie(2)/Nylon12(1)/Tie(3)/POE(5)两个典型的多层膜结构来说明如何制备多层膜的工艺。在粘合层采用塑料粒子材料、可以通过熔融挤出工艺制造的前提下，有以下五种不同的方式来制备多层膜：(i)以上五层材料，从塑料粒子开始，通过三台或三台以上挤出机熔融共挤出，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Nylon12(1)薄膜，其余四层氟塑料薄膜和粘合层分两步工艺，在Nylon12(1)薄膜的两侧，通过双层共挤出复合工艺与Nylon12(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，Nylon12(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)挤出涂敷在氟塑料薄膜一侧或Nylon12(1)薄膜的两侧，通过挤出复合工艺，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，Nylon12(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Nylon12(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。
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，基层薄膜可以与粘合层直接熔融共挤与氟塑料薄膜熔融复合，或者聚合物基膜与粘合层以及氟塑料层多层直接熔融共挤一步制成叠层膜背板，由于氟塑料薄膜和粘合层以及聚合物基膜在熔体状态下充分接触和粘合，从而氟塑料层与聚合物基膜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15N/cm左右。
本发明采用以上一种聚合物或多种聚合物的混合物来制成薄膜结构，来取代以往太阳能电池组件背板的PET层，可以用一层薄膜也可以用多层薄膜来取代PET层。采用了本发明的薄膜作为第一层的基膜后，可获得优异的加工成型性能、材料机械性能、阻隔性能和耐老化性能，使得太阳能电池组件背板的寿命大大提高；另外，通过熔融共挤或挤出复合工艺制备背板叠层膜，使叠层膜之间的粘合强度明显提高，而且简化了生产工艺，使制造成本显著降低。
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，第一层为基膜层，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
实施例中的试验方法：
1).太阳能电池组件背板中尼龙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85C/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
Figure BDA0000028880160000081
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，分两步将聚氨酯粘合剂涂敷到PET薄膜两侧上，分别与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58N/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
采用普通的挤出级的聚偏氟乙烯PVDF塑料粒子，添加15％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。采用乙烯-丙烯酸丁酯EBA为第一粘合层，添加二氧化钛5％、硅烷偶联剂1％、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EBA混合物。采用普通的尼龙12为基层材料。
将PVDF、尼龙12和EBA混合物通过多层的挤出机熔融共挤，挤出温度为270℃，由此得到PVDF/EBA/Nylon12/EBA四层叠层膜，四层厚度分别为20/20/200/80微米。
由此制的太阳能电池组件背板PVDF/EBA/Nylon12/EBA，总厚度320微米。
测试该背板中PVDF与尼龙12层之间的剥离强度，结果为11N/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65N/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。采用乙烯-丙烯酸丁酯EBA为和聚甲基丙烯酸甲酯为粘合层，采用尼龙12，Nylon12为基层材料。
将PVDF、PMMA、EBA和Nylon12四台挤出机熔融共挤，挤出温度270℃，由此得到PVDF/PMMA/EBA/Nylon12/EBA/PMMA/EBA/PVDF七层叠层膜，七层厚度分别为20/20/20/200/20/20/20微米。由此制的太阳能电池组件背板PVDF/PMMA/EBA/Nylon12/EBA/PMMA/EBA/PVDF，总厚度320微米。
测试该背板中PVDF与尼龙12层之间的剥离强度，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65N/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0.2。
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360℃左右的温度挤出流延薄膜，厚度20微米。采用热塑性聚氨酯TPU混合物为粘合层，TPU中添加硅烷偶联剂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，经双螺杆挤出机挤出混配造粒，得到TPU混合物。
将尼龙12与聚丙烯PP50％熔融共混，并添加5％马来酸酐接枝聚丙烯MAH-PP为相容剂，通过双螺杆挤出机混配造粒得到尼龙共混物。
将尼龙12共混物和TPU混合物经过多层挤出机熔融共挤出三层薄膜TPU/Nylon12/TPU到FEP薄膜上，经辊压使TPU与FEP复合，制得FEP/TPU/Nylon12/TPU叠层膜背板，四层厚度分别是20/20/200/80微米。
由此制的太阳能电池组件背板FEP/TPU/Nylon6/TPU，总厚度320微米。
测试该背板中FEP与尼龙12之间的剥离强度，结果为9N/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56N/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0.5。
实施例4
采用普通的挤出级的聚三氟氟乙烯PCTFE塑料粒子，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PCTFE混合物塑料粒子。采用乙烯-丙烯酸丁酯EBA为第一粘合层，添加二氧化钛5％、硅烷偶联剂1％、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EBA混合物。采用普通的尼龙12为基层材料。
将尼龙12和EBA混合物通过多层的挤出机熔融共挤，挤出温度为270℃，由此得到Nylon12/EBA双层叠层膜，两层厚度分别为200/80微米。
然后将PCTFE塑料粒子和EBA混合物经双层挤出机熔融共挤出到制好的Nylon6/EBA双层膜上，挤出温度270℃，经辊压复合在一起，得到四层叠层面PCTFE/EBA/Nylon6/EBA，厚度分别为20/20/200/80微米。
由此制的太阳能电池组件背板PCTFE/EBA/Nylon12/EBA，总厚度320微米。
测试该背板中PCTFE与尼龙12层之间的剥离强度，结果为13N/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65N/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5
基膜层材料采用30-60重量份的聚己内酰胺和30-60重量份的聚丙烯，并添加占总重量10％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物作为相容剂。
其余层的材料和制备工艺同实施例1，仍可达到较好的剥离强度。基膜层的厚度为250微米。
实施例6
基膜层材料采用5-10重量份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，10-20重量份聚乙烯物，65-80重量份的聚苯醚PPO，添加占总重量5％的马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂。
其余层的材料和制备工艺同实施例1，仍可达到较好的剥离强度。基膜层的厚度为220微米。
实施例7
基膜层材料采用15-35重量份的丙烯腈-乙烯共聚物，10-50重量份的甲基丙烯酸甲酯PMMA，40-60重量份的低密度聚乙烯LDPE，30-50重量份的聚苯醚，添加占总重量6％的丙烯酸作为相容剂。
其余层的材料和制备工艺同实施例1，仍可达到较好的剥离强度。基膜层的厚度为100微米。
实施例8
基膜层材料采用40-60重量份的聚碳酸酯，30-50重量份聚对苯二甲酸丙二醇酯，添加占总重量10％甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物作为相容剂。
其余层的材料和制备工艺同实施例1，仍可达到较好的剥离强度。基膜层的厚度为200微米。
由上述的比较例和实施例可以看出，采用尼龙或其共混物混合物为基层，与氟塑料粒子和粘合层塑料粒子可以通过多层挤出机熔融共挤出，制成叠层膜背板，或者尼龙或其共混物混合物与粘合层通过多层挤出机熔融共挤出，再与氟塑料薄膜复合，制成叠层膜背板，有效的实现的氟塑料薄膜和尼龙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。在尼龙薄膜另一表面上挤出涂敷的TPU或聚烯烃共聚物，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 (18)

1.一种太阳能电池组件聚合物背板，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，其特征在于：所述基膜层包括以下至少一种成分：聚酰胺聚合物、聚丙烯及丙烯类聚合物、聚乙烯及乙烯类聚合物、聚偏二氯乙烯，苯乙烯类聚合物、ABS系树脂、液晶聚合物，丙烯酸系聚合物、聚苯醚、聚碳酸酯、以及聚碳酸酯与聚苯二甲酸C2-6烷二醇酯的聚合物合金。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述聚酰胺聚合物是一种主链上含有酰胺键的聚合物。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述聚酰胺聚合物包括以下成分：聚己二酸己二胺、聚己内酰胺、聚辛酰胺、聚9-氨基壬酸、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己二酰丁二胺、聚癸二酸癸二胺、聚癸二酸乙二胺、聚十二烷二酰乙二胺、聚己二酰混合亚苯基二酰胺，非结晶尼龙
Figure FDA0000028880150000011
PA。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述聚丙烯是指丙烯聚合而成的聚合物；所述丙烯类聚合物是与马来酸酐接枝改性、与其他聚合物共混、弹性体增韧、玻璃纤维或无机填料填充改性后的混合物。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述聚乙烯及乙烯类聚合物包括：高密度聚乙烯HDPE，中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，超高分子量聚乙烯，茂金属线性低密度聚乙烯、交联聚乙烯、硅烷交联聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-顺丁稀二酸酐共聚物、乙烯-醇酸乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸三元共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸离子聚合物，马来酸酐接枝聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述苯乙烯类聚合物包括苯乙烯聚合而成的聚合物，以及各种类型的共聚和改性的聚苯乙烯。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述丙烯酸系聚合物包括丙烯酸、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。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述丙烯酸系聚合物是甲基丙烯酸甲酯PMMA。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述ABS系树脂包括选自以下至少两种单体的共聚物：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸C1-4烷酯、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。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述基膜层还包括各种无机填料。
11.根据权利要求1或10所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：当所述基膜层包括两种或两种以上成分时，还包括相容剂和/或偶联剂。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述相容剂包括：聚乙烯及其乙烯类共聚物；所述乙烯类的共聚物是乙烯与至少一种以下单体的共聚物：醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯；乙烯-丙烯酸共聚物的离子聚合物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物的离子聚合物；聚丙烯及其各种类型共聚物，马来酸酐接枝聚丙烯，乙烯-丙烯共聚物。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述基膜层的厚度在50-500微米。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述基膜层的厚度在150-250微米。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：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。
16.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述第四薄膜层为氟塑料薄膜。
17.根据权利要求1所述的太阳能电池组件聚合物背板，其特征在于：所述第五薄膜层选自氟塑料薄膜、聚烯烃或热塑性聚氨酯中的一种。
18.权利要求1所述太阳能电池组件聚合物背板的制造方法，其特征在于，所述太阳能电池组件聚合物背板中的一层或多层采用熔融挤出工艺挤出。
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