CN102779880A - 一种聚酯叠层太阳能电池背膜 - Google Patents

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张艳
田勇
李华锋
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Abstract

一种聚酯叠层太阳能电池背膜，它由耐候层、第一粘合层、电气绝缘层、第二粘合层和粘结层构成且各层复合为一体，其第一粘合层涂布在电气绝缘层的一个表面，耐侯层复合在第一粘合层的外表面，第二粘合层涂布在电气绝缘层的另一表面，粘结层复合在第二粘合层的外表面。本发明背膜成本低、层间粘结强度高、电气绝缘性能好，能够保证太阳能电池组件25年的使用寿命。

Description

一种聚酯叠层太阳能电池背膜
技术领域
本发明涉及新能源领域，特别涉及一种聚酯叠层太阳能电池背膜。
背景技术
作为传统电能生产方法的绿色替代方案，光伏电池组件被用来利用太阳能产生电能。光伏电池组件是由各种半导体元件系统组装而成，因而必须加以保护以减少环境作用如湿气、氧气和紫外线的影响和破坏。光伏电池组件通常采用的是在硅片两侧层压贴附玻璃或塑料薄膜保护层的结构，因此，具有优良的电气绝缘性、层间粘结强度、耐侯性、抗紫外性和阻湿性能的背膜在光伏电池组件中发挥着重要的保护作用。
通常，背膜由具有耐候性的含氟聚合物材料复合或是涂布到聚酯（PET）基材上而形成，但是，由于含氟聚合物本身存在（1）生产工艺复杂、生产过程污染环境；（2）生产成本高；（3）较强的化学惰性、且润湿性较差等缺点，造成现有的背膜产品存在如下缺陷：（1）产品成本高；（2）使用过程中容易发生脱落或分层现象，影响光伏电池组件的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的问题是：针对现有技术存在的不足之处，提供一种聚酯叠层太阳能电池背膜。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种聚酯叠层太阳能电池背膜，它由耐候层、第一粘合层、电气绝缘层、第二粘合层和粘结层构成且各层复合为一体，其第一粘合层涂布在电气绝缘层的一个表面，耐侯层复合在第一粘合层的外表面，第二粘合层涂布在电气绝缘层的另一表面，粘结层复合在第二粘合层的外表面。
上述背膜，所述的耐侯层是厚度0.025mm~0.125mm的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。
上述背膜，所述电气绝缘层为厚度0.10mm ~0.25mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4一环己烷二甲醇酯（PETG）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）或聚碳酸酯（PC）。
上述背膜，所述的粘结层为厚度0.05mm ~0.12mm的聚乙烯膜或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膜。
上述背膜，所述的第一粘合层、第二粘合层厚度为0.001mm ~0.02mm的为双组份聚氨酯粘合剂层、丙烯酸酯粘合剂层、聚醋酸乙烯酯粘合剂层或环氧树脂粘合剂层。
上述背膜，所述的第一粘合层与第二粘合层的厚度相同或者不同。
上述背膜，所述复合时的复合温度50~100℃，复合车速为15~80m/min。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.以廉价的无氟的耐侯PET取代高价的含氟聚合物作为耐候层，背膜的成本低。
2. 本发明中的各层所使用的材料均为无氟聚酯，克服了含氟聚合物化学惰性强、润湿性较差的问题，并且通过第一粘合层、第二粘合层的作用，使各层之间的粘结强度明显提高，避免了长期使用过程中脱落和分层的问题，有效延长了组件的使用寿命。
3.本发明中的电气绝缘层本身具有很好的电气绝缘性能，同时，耐候PET作为含氟聚合物的替代层，在具有良好的耐候性能同时，还具有良好的电气绝缘性，电气绝缘层和耐侯层通过第一粘合层、第二粘合层组合在一起，两层协调作用，能更进一步提高本发明背膜的电气绝缘性。
具体实施方式
本发明的各实施例中所用原料均为公开的市售品。
本发明中的耐侯层用耐侯聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜取代了传统的含氟聚合物层，一方面降低了产品的成本，另一方面增强了产品的层间粘结力，再一方面提高了产品的电气绝缘性能，本发明中的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯是经过添加剂改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，这些添加剂可以为抗氧剂、抗UV稳定剂、抗水解剂、光稳定剂等，适合本发明的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯可以是东方绝缘材料有限公司、东洋纺株式会社、日本东丽工业株式会社、日本帝人杜邦公司、韩国SKC有限公司等公司生产的0.025mm~0.125mm的耐候PET.。
电气绝缘层为厚度0.10mm ~0.25mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4一环己烷二甲醇酯（PETG）、聚碳酸酯（PC）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。
粘结层为厚度0.05mm ~0.12mm的聚乙烯膜或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膜。
第一粘合层、第二粘合层为厚度为0.001mm ~0.02mm的为双组份聚氨酯粘合剂层、丙烯酸酯粘合剂层、聚醋酸乙烯酯粘合剂层或环氧树脂粘合剂层，第一粘合层与第二粘合层的厚度可以相同也可以不同。
本发明提供的背膜可以采用下述方面制备：
方法一：在电气绝缘层的一个表面涂布第一粘合层，复合耐候层，然后在电气绝缘层的另一面涂布第二粘合层，复合粘结层。
方法二：电气绝缘层的一个表面涂布第二粘合层，复合粘合层，然后在电气绝缘层的另一面涂布第一粘合层，复合耐候层。
复合时，复合温度50~100℃，复合车速为15~80m/min。如果复合车速低于15m/min，则降低了生产效率；如果复合车速高于80m/min，则复合过程会容易产生气泡或褶皱等表观问题，影响背膜产品的质量。复合时如果复合温度小于50℃，则层间粘结力会减小，而粘合层又不能承受高于100℃的复合温度，所以选择复合温度为50-100℃，能够达到最优的复合效果。
适合本发明的涂布方式可以是凹版涂布、网纹辊涂布等公知的精密涂布方式。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不限于此。
实施例1：
在0.125mm的PEN表面凹版涂布厚度为0.001mm的聚醋酸乙烯酯粘合剂，干燥后复合日本东丽工业株式会社生产的厚度为0.075mm的黑色耐候PET，复合时的复合车速40m/min，复合温度65℃，收卷后在0.125mm的PEN的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.012mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合厚度为0.12mm的聚乙烯粘结层，复合时的复合车速40m/min，复合温度65℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。
实施例2：
在0.1mm的PET表面凹版涂布厚度为0.02mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合东方绝缘材料有限公司生产的厚度为0.1mm的白色耐候PET，复合时的复合车速25m/min，复合温度60℃，收卷后在0.1mm的PET的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.02mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合厚度为0.06mm的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粘结层，复合时的复合车速25m/min，复合温度60℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。
实施例3：
在0.175mm的PETG表面凹版涂布厚度为0.02mm的丙烯酸酯粘合剂，干燥后复合日本帝人杜邦公司生产的厚度为0.075mm的黑色耐候PET，复合时的复合车速45m/min，复合温度70℃，收卷后在0.175mm的PETG的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.015mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合厚度为0.08mm的聚乙烯粘结层，复合时的复合车速45m/min，复合温度70℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。
实施例4：
在0.25mm的PET表面凹版涂布厚度为0.015mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合日本东洋纺绩株式会社生产的厚度为0.05mm的白色耐候PET，复合时的复合车速80m/min，复合温度100℃，收卷后在0.25mm的PET的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.015mm的环氧树脂粘合剂，干燥后复合厚度为0.05mm的聚乙烯粘结层，复合时的复合车速80m/min，复合温度100℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。
实施例5
在0.19mm的PET表面凹版涂布厚度为0.02mm的丙烯酸酯粘合剂，干燥后复合日本东洋纺绩株式会社生产的厚度为0.05mm的黑色耐候PET，复合时的复合车速60m/min，复合温度80℃，收卷后在0.19mm的PET的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.01mm的聚醋酸乙烯酯粘合剂，干燥后复合厚度为0.05mm的聚乙烯粘结层，复合时的复合车速60m/min，复合温度80℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。
实施例6
在0.125mm的PC表面凹版涂布厚度为0.01mm的环氧树脂粘合剂，干燥后复合韩国SKC有限公司生产的厚度为0.025mm的白色耐候PC，复合时的复合车速15m/min，复合温度50℃，收卷后在0.125mm的PET的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.01mm的环氧树脂粘合剂，干燥后复合厚度为0.1mm的聚乙烯粘结层，复合时的复合车速15m/min，复合温度50℃，收卷，得到聚酯叠层太阳能电池背膜。     对比例
在0.25mm的PET表面凹版涂布厚度为0.05mm的双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合杜邦公司生产的厚度为0.025mm的白色乙烯-四氟乙烯共聚物，复合时的复合车速40m/min，复合温度80℃，收卷后在0.25mm的PET的另一面通过凹版涂布方法涂布厚度为0.05mm双组份聚氨酯粘合剂，干燥后复合日本旭硝子公司生产的厚度为0.1mm的聚氟乙烯膜，复合时的复合车速40m/min，复合温度80℃，收卷，得到太阳能电池背膜。
表1  实施例性能测试数据表
Figure 382916DEST_PATH_IMAGE002
注：测试方法：
1、黄变指数测试：
经标准紫外照射，辐照量15KWh，按GB/T 7975（纸及纸板颜色测定法 漫射/垂直法）用WS-SD白度计测试老化前后样品耐候层的色调，计算黄变指数。
2、剥离强度测试：
按GB/T 8808（软质复合塑料材料剥离试验方法）中方法A的规定用万能拉力试验机分别测定粘接层与EVA、PET与粘接层、PET与耐候层的剥离强度。
3、水汽透过率测试：
按ASTM  F-1249 利用调制红外线传感器的水蒸气透过塑料薄膜和薄板的穿透率的标准试验方法测试样品的水汽透过率。
4、击穿电压测试：
按ASTMD-149的测试方法测试样品的击穿电压。
5、局部放电测试：
按IEC60664-1的测试方法测试样品的局部放电性能。

Claims (7)

1.一种聚酯叠层太阳能电池背膜，其特征在于，它由耐候层、第一粘合层、电气绝缘层、第二粘合层和粘结层构成且各层复合为一体，其第一粘合层涂布在电气绝缘层的一个表面，耐侯层复合在第一粘合层的外表面，第二粘合层涂布在电气绝缘层的另一表面，粘结层复合在第二粘合层的外表面。
2.根据权利要求1所述的背膜，其特征在于，所述的耐侯层是厚度0.025mm~0.125mm的耐候聚对苯二甲酸乙二醇酯。
3.根据权利要求2所述的背膜，其特征在于，所述电气绝缘层为厚度0.10mm ~0.25mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4一环己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。
4.根据权利要求3所述的背膜，其特征在于，所述的粘结层为厚度0.05mm ~0.12mm的聚乙烯膜或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膜。
5.根据权利要求4所述的背膜，其特征在于，所述的第一粘合层、第二粘合层厚度为0.001mm ~0.02mm的为双组份聚氨酯粘合剂层、丙烯酸酯粘合剂层、聚醋酸乙烯酯粘合剂层或环氧树脂粘合剂层。
6.根据权利要求5所述的背膜，其特征在于，所述的第一粘合层与第二粘合层的厚度相同或者不同。
7.根据权利要求6所述的背膜，其特征在于，所述复合时的复合温度50~100℃，复合车速为15~80m/min。
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