CN102862344A - 太阳能电池背板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池背板，包括阻气层、耐加工层和若干外覆层，且至少有一层外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述复合膜可以是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，也可以是聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜，阻气层能够有效阻隔水气，耐加工层适于贴合加工或提供缓冲效果，聚酰亚胺树脂具有耐候性质，可保护阻气层，铁氟龙则可进一步阻绝水气和抗紫外线，因此本发明的太阳能电池背板具有优异防水气效果及耐加工性。

Description

太阳能电池背板
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，主要涉及一种具有由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜的太阳能电池背板结构。
背景技术
随着人类文明的发展，全球面临严重的能源危机及环境污染等问题。其中，以能将太阳能直接转变成电能的光伏太阳能电池作为解决全世界能源危机及降低环境污染的重要方法之一。太阳能电池构成的模块通常设置于户外，为了避免户外环境的水气、高温等因素损及太阳能电池模块，例如水气穿透腐蚀线路等，因此，特别是要求太阳能电池背板具有耐候性且水蒸气穿透率小。
传统太阳能电池背板结构，主要是在聚乙烯对苯二甲酸酯层的上、下表面贴合杜邦公司贩售的含氟聚合物膜(Tedlar)。在第201041150号台湾专利中，揭露了一种改良的太阳能电池背板结构，如图4所示，所述太阳能电池背板结构包括导体防水层44、分别形成于所述导体防水层44上下表面的第二绝缘层46和第一绝缘层42、形成于所述第二绝缘层46上的耐候层48、以及形成于所述第一绝缘层42上的底胶层40，所述台湾专利由材质为聚乙烯对苯二甲酸酯的第二绝缘层46和耐候层48解决针孔贯穿及电弧贯穿的问题。然而，以聚乙烯对苯二甲酸酯作为耐候层48在耐候性、抗UV性及防水气方面效果仍不足。
因此，仍需要一种具有优异防水气效果的太阳能电池背板结构。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板具有优异防水气效果以及耐加工性。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种太阳能电池背板，包括阻气层、耐加工层和若干外覆层，且至少有一层外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述阻气层具有相对的上、下表面，所述耐加工层位于所述阻气层上方，所述外覆层位于所述阻气层下方。其中，所述由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜可以是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面；所述由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜也可以是聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜。
本发明的进一步技术方案是：
所述阻气层为金属层。阻气层的厚度为20至50微米。
所述耐加工层是由聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜相互贴合成的复合膜、聚乙烯对苯二甲酸酯和乙烯醋酸乙烯酯树脂的共挤出膜、聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜中的一种。耐加工层的厚度为25至300微米。
所述太阳能电池背板可以是下述结构：具有阻气层、耐加工层、由聚酰亚胺与铁氟龙制成的第一外覆层、第一接着剂层和第二接着剂层，所述第一接着剂层粘附于所述阻气层上表面，所述耐加工层粘附于所述第一接着剂层上，所述第二接着剂层粘附于所述阻气层下表面，所述第一外覆层粘附于所述第二接着剂层上。还可以具有第三接着剂层和由聚酰亚胺与铁氟龙制成的第二外覆层，所述第三接着剂层粘附于所述第一外覆层上，所述第二外覆层粘附于所述第三接着剂层上。其中，所述第二外覆层的厚度为25至65微米，所述第一外覆层的厚度为25至300微米。第二外覆层由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面，所述聚酰亚胺膜和铁氟龙膜的厚度皆为12至30微米。
所述太阳能电池背板也可以是下述结构：具有阻气层、耐加工层、第二外覆层、第一接着剂层、第二接着剂层、第三接着剂层和由聚乙烯对苯二甲酸酯制成的第一外覆层，所述第二外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述第一接着剂层粘附于所述阻气层上表面，所述耐加工层粘附于所述第一接着剂层上，所述第二接着剂层粘附于所述阻气层下表面，所述第一外覆层粘附于所述第二接着剂层上，所述第三接着剂层粘附于所述第一外覆层上，所述第二外覆层粘附于所述第三接着剂层上。其中，所述第二外覆层的厚度为25至65微米，所述第一外覆层的厚度为25至300微米。所述第二外覆层由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面，聚酰亚胺膜和铁氟龙膜的厚度皆为12至30微米。
当所述耐加工层为聚乙烯对苯二甲酸酯膜时，所述太阳能电池背板还可以具有第四接着剂层和乙烯醋酸乙烯酯树脂层，所述耐加工层上粘附有第四接着剂层，所述第四接着剂层上粘附有乙烯醋酸乙烯酯树脂层。
本发明的有益效果是：本发明利用材质为金属的阻气层，将其设置于太阳能电池背板的核心，以有效阻隔水气，并在阻气层一面上粘附耐加工层，耐加工层位于内侧并贴附于太阳能电池或太阳能电池模块上，以适于贴合加工或提供缓冲效果，在阻气层的另一面上粘附若干层外覆层，外覆层则视需要提供热应力平衡及耐候性能，并且至少一个外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，可以是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，也可以是聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜，聚酰亚胺树脂具有耐候性质，可保护阻气层，铁氟龙则可进一步阻绝水气和抗紫外线，因此本发明的太阳能电池背板具有优异防水气效果及耐加工性。
附图说明
图1A和图1B为本发明实施例1的太阳能电池背板结构示意图，其中，图1B为说明第一外覆层为聚酰亚胺膜与铁氟龙膜相贴合构成；
图2A和图2B为本发明实施例2的太阳能电池背板结构示意图，其中，图2B为说明第二外覆层为聚酰亚胺膜与铁氟龙膜相贴合构成；
图3为本发明实施例3的太阳能电池背板结构示意图；
图4为第201041150号台湾专利的太阳能电池背板结构；
附图标记说明
10    阻气层
10a   阻气层上表面
10b   阻气层下表面
11a   第一接着剂层
11b   第二接着剂层
11c   第四接着剂层
11d   第三接着剂层
12    耐加工层
13    第一外覆层
13’  第二外覆层
13a   聚酰亚胺膜
13b   铁氟龙膜
14    乙烯醋酸乙烯酯树脂层
40    底胶层
42    第一绝缘层
44    导体防水层
46    第二绝缘层
48    耐候层。
具体实施方式
实施例1：一种太阳能电池背板，如图1A所示，具有金属材质的阻气层10、第一接着剂层11a、第二接着剂层11b、耐加工层12和由聚酰亚胺与铁氟龙制成的第一外覆层13，所述阻气层具有相对的上、下表面10a、10b，所述第一接着剂层11a粘附于所述阻气层10上表面，所述耐加工层12粘附于所述第一接着剂层11a上，所述第二接着剂层11b粘附于所述阻气层下表面10b，所述第一外覆层13粘附于所述第二接着剂层11b上。
本实施例的太阳能电池背板制备过程如下：主要是准备一材质例如为铝板且厚度为20至50微米的阻气层10，在其上、下表面10a、10b通过材质如环氧树脂或聚氨酯的第一接着剂层11a和第二接着剂层11b粘合厚度各自为25至300微米的耐加工层12和第一外覆层13，即可。
其中，本发明的任一接着剂层(例如第一接着剂层、第二接着剂层以及后述的接着剂层)厚度各自为10至50微米，并可为黑色或白色，例如含有碳黑、二氧化钛或颜料等添加剂。
本实施例中，所述耐加工层12为由聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜相互贴合成的复合膜、聚乙烯对苯二甲酸酯和乙烯醋酸乙烯酯树脂的共挤出膜、聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜中的一种。聚乙烯对苯二甲酸酯具有优良的挺性，特别适合于贴合；乙烯醋酸乙烯酯树脂则可提供提供缓冲效果。比较优选的是，所述耐加工层12为聚乙烯对苯二甲酸酯与乙烯醋酸乙烯酯树脂的复合膜，例如聚乙烯对苯二甲酸酯和乙烯醋酸乙烯酯树脂的共挤出膜或者中间无粘胶的聚乙烯对苯二甲酸酯膜与乙烯醋酸乙烯酯树脂膜叠构。
本实施例所要强调的是，所述第一外覆层13是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，可以是聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜；也可以是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，如图1B所示，且所述铁氟龙膜13b位于聚酰亚胺膜13a下表面，铁氟龙膜和聚酰亚胺膜的厚度各自为12至30微米。当所述第一外覆层13为聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜时，可由聚酰亚胺提升第二接着剂层11b与第一外覆层13之间的粘着力。
本发明所述铁氟龙是指含氟的聚合物，例如：聚氟乙烯(Polyvinyl fluoride，PVF)、聚偏氟乙烯(Polyvinylidenefluoride，PVDF)、聚三氟氯乙烯(Polychlorotrifluorethylene，PCTFE)、聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene，PTFE)或四氟乙烯与乙烯的共聚物(ETFE)，并以聚四氟乙烯和四氟乙烯与乙烯的共聚物为佳。
实施例2：如图2A所示，为本实施例的太阳能电池背板，本实施例的太阳能电池背板与实施例1的太阳能电池背板大致相同不同点在于本实施例的太阳能电池背板还包括第三接着剂层11d和由聚酰亚胺与铁氟龙制成的第二外覆层13’。所述第三接着剂层11d粘附于所述第一外覆层13上，所述第二外覆层13’粘附于所述第三接着剂层11d上。第二外覆层的厚度为25至65微米。第二外覆层13’为由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，聚酰亚胺树脂具有耐候性质，可保护阻气层，而铁氟龙则可进一步阻绝水气和抗紫外线。
如图2B所示，所述第二外覆层13’由聚酰亚胺膜13a与铁氟龙膜13b贴合所构成时，所述聚酰亚胺膜13a夹置于所述第三接着剂层11d与铁氟龙膜13b之间，其中，所述聚酰亚胺膜13a与铁氟龙膜13b的厚度各自为12至30微米。
实施例3：如图3所示，为本实施例的太阳能电池背板，本实施例的太阳能电池背板与实施例2的太阳能电池背板大致相同，不同点在于本实施例的所述耐加工层12为聚乙烯对苯二甲酸酯膜，以提升加工性能及热应力平衡，且本实施例的太阳能电池背板还包括第四接着剂层11c和乙烯醋酸乙烯酯树脂(EVA)层14，所述第四接着剂层11c粘附于耐加工层12上，所述乙烯醋酸乙烯酯树脂层14粘附于所述第四接着剂层11c上。
实施例4：本实施例的太阳能电池背板与实施例2的太阳能电池背板大致相同，不同点在于，在本实施例中，第一外覆层由聚乙烯对苯二甲酸酯制成，第二外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜。
测试例：依据ASTM F-1249，进行水气穿透率测试，并将结果纪录于表1。
聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)：采用新光合成纤维股份有限公司聚酯薄膜，G281
环氧树脂：采用亚洲电材制备的环氧树脂，AEM-V1
铝板：采用日本轻金属株式会社，8079-0
聚酰亚胺(PI)：SKC Kolon，FEP
聚四氟乙烯(PTFE)：Dupont Kapton，FN PI film
表1：
Figure BDA0000074201290000091
传统太阳能电池背板的水气穿透率一般大约在1.8g/m2-天以上本发明的太阳能电池背板结构可大幅地降低水气穿透率至0.008g/m2-天，具有优异的防水气效果。

Claims (19)

1.一种太阳能电池背板，其特征在于，包括阻气层、耐加工层和若干外覆层，且至少有一层外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述阻气层具有相对的上、下表面，所述耐加工层位于所述阻气层上方，所述外覆层位于所述阻气层下方。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜为聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述阻气层为金属层。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐加工层是由聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜相互贴合成的复合膜、聚乙烯对苯二甲酸酯和乙烯醋酸乙烯酯树脂的共挤出膜、聚乙烯对苯二甲酸酯膜和乙烯醋酸乙烯酯树脂膜中的一种。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述阻气层的厚度为20至50微米。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐加工层的厚度为25至300微米。
8.根据权利要求2或3所述的太阳能电池背板，其特征在于，设有第一接着剂层、第二接着剂层和第一外覆层，所述第一外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述第一接着剂层粘附于所述阻气层上表面，所述耐加工层粘附于所述第一接着剂层上，所述第二接着剂层粘附于所述阻气层下表面，所述第二接着剂层上粘附有第一外覆层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池背板，其特征在于，设有第三接着剂层和由聚酰亚胺与铁氟龙制成的第二外覆层，所述第三接着剂层粘附于所述第一外覆层上，所述第二外覆层粘附于所述第三接着剂层上。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第二外覆层的厚度为25至65微米。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第二外覆层由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述聚酰亚胺膜和铁氟龙膜的厚度皆为12至30微米。
13.根据权利要求9所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第一外覆层的厚度为25至300微米。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，设有第一接着剂层、第二接着剂层、第三接着剂层、第二外覆层和由聚乙烯对苯二甲酸酯制成的第一外覆层，所述第二外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述第一接着剂层粘附于所述阻气层上表面，所述耐加工层粘附于所述第一接着剂层上，所述第二接着剂层粘附于所述阻气层下表面，所述第一外覆层粘附于所述第二接着剂层上，所述第三接着剂层粘附于所述第二外覆层上，所述第二外覆层粘附于所述第三接着剂层上。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第二外覆层的厚度为25至65微米。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第一外覆层的厚度为25至300微米。
17.根据权利要求14所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第二外覆层由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，且所述铁氟龙膜位于聚酰亚胺膜下表面。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述聚酰亚胺膜和铁氟龙膜的厚度皆为12至30微米。
19.根据权利要求9或14所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐加工层为聚乙烯对苯二甲酸酯膜，所述耐加工层上粘附有第四接着剂层，所述第四接着剂层上粘附有乙烯醋酸乙烯酯树脂层。
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