CN103187467B - 一种自呼吸型太阳电池背板及其加工工艺 - Google Patents

一种自呼吸型太阳电池背板及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：包括依次覆合在一起的含氟涂膜外层、基层和改性聚烯烃或改性聚酯内层。本发明提供的自呼吸型太阳电池背板，可以使得本发明能够更好的阻隔水蒸气，使得其防潮性能好，电气性能和耐候性能好，使得各层材料的阻隔性能比较均一，从而避免在太阳电池组件生产过程中造成的气泡、凸点、鼓泡等问题，使得生产的组件满足使用的需要。

Description

一种自呼吸型太阳电池背板及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种太阳电池背板，尤其涉及一种自呼吸型太阳电池背板。
背景技术
由于能源资源的匮乏以及人们对环保意识的增强，最近几年太阳能电池开始大量使用，随着太阳能电池产业的不断发展，中国目前已经成为世界上产量第一的光伏行业加工基地，其中背板的市场占有率约占全球的三分之一，为此国内目前的背板生产也进入了蓬勃发展期。
太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化等特点。太阳能背板一般为PVDF/PET/EVA的三层结构，其中PVDF为外层保护层，具有良好的抗环境侵蚀能力，中间PET具有良好的绝缘性能，EVA具有良好的粘结性能。太阳能背板是上述三层结构之间一般使用粘胶剂粘合的，但粘胶剂要求必须能够经受1000-3000小时的双85试验，即在85℃，85％湿度下进行高热高湿的老化实验，所以对粘合剂自身的要求很高。目前我国还没有能达到相关要求的粘合剂。
由于太阳电池板通常是一个叠层结构，一般是由几种高分子材料复合制成，但这种技术制成的太阳能电池背板涂层面上有波形，导致涂层间不紧致，器件耐久性不高，在太阳电池组件生产过程中容易造成气泡、凸点、鼓包等问题，造成组件的缺陷或失效，因此需要找到一种新型的、能够自呼吸的太阳能电池背板，从而使能够批量生产合格的电池组件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种新型的、自身能够呼吸的太阳能电池背板。
按照本发明提供的一种自呼吸型太阳电池背板，包括依次覆合在一起的含氟涂膜外层、基层和改性聚烯烃或改性聚酯内层。
按照本发明提供的一种自呼吸型太阳电池背板，还可具有如下附属技术特征：所述基层为一个或多个连续分布的改性PET基层。
所述改性PET基层是在PET表面涂覆纳米SiOx或TiO2粒子阻透涂层形成的，其中所述阻透涂层的厚度为5-50微米。
所述基层的厚度为50微米-350微米。
所述含氟涂膜外层为一个或多个连续分布的氟涂膜层，其中含氟涂抹外层的厚度为15微米-50微米。
所述改性聚烯烃或改性聚酯内层可以为一个或多个连续分布的改性聚烯烃层或改性聚酯层，其中所述改性聚烯烃或改性聚酯内层的厚度为15微米-50微米。
所述改性聚烯烃或改性聚酯内层是在聚烯烃或聚酯中加入纳米SiOx粒子共混改性形成，其中所述纳米SiOx粒子的重量百分比为1～10％。
按照本发明提供的一种自呼吸太阳电池背板的加工工艺，主要包括以下步骤：
(1)对基层PET进行纳米复合改性处理；
(2)在改性后的基层一面进行喷涂或辊涂含氟树脂，烘干固化；
(3)采用化学接枝方法对氟涂膜表面改性；
(4)对聚烯烃或聚酯进行改性处理；
(5)在改性后的基层另一面采用流延工艺流延出改性聚烯烃或改性聚酯。
按照本发明提供的一种自呼吸型太阳电池背板与现有技术相比具有如下优点：本发明的基层为一到多个连续分布的改性PET基层，以及在基层的两面分别涂布含氟树脂以及流延改性聚烯烃或改性聚酯形成改性聚烯烃或改性聚酯内层，使得本发明能够更好的阻隔水蒸气，使得其防潮性能好，电气性能和耐候性能好，使得各层材料的阻隔性能比较均一，从而避免在太阳电池组件生产过程中造成的气泡、凸点、鼓泡等问题，使得生产的组件满足使用的需要。
按照本发明提供的一种自呼吸型太阳电池背板的加工工艺具有如下优点：通过本发明的加工工艺制造出来的电池背板的粘接性更好，膜层密实，提高了阻隔性能，且这种加工工艺可以实现连续化生产，提高了生产效率和产品的质量。
附图说明
图1是本发明一种自呼吸型太阳电池背板的结构示意图。其中，1为含氟涂膜外层，2为基层，3为改性聚烯烃或改性聚酯内层。
图2是一种无氟结构太阳能电池背板的结构示意图。其中，1为PET层，2为PET/PET/PO层，3为PET层。
图3为另一种无氟结构太阳能电池背板的结构示意图。其中，1为PET层，2为PET/PO层。
图4是一种双层氟膜结构太阳能电池背板的结构示意图。其中，1和3相同且选自PVF/PVDF/ECTFE中的一种，2为PET层，4为粘结剂。
图5是一种单层氟膜结构太阳能电池背板的结构示意图。其中，2为PET层，1和3分别选自PVF/EVA、PVF/PO、PVDF/EVA、THV/EVA、PVDF/SIOx-PET/PO组合中的一种，4为粘结剂。
具体实施方式
参见图1，按照本发明提供的一种涂覆型高粘接太阳电池背板，包括依次覆合在一起的含氟涂膜外层1、基层2和改性聚烯烃或改性聚酯内层3。使得本发明的各层材料的阻隔性能均一，并且整体的防潮性能、电气性能和耐候性能更好，同时各层之间的粘附性很好且不易分层，从而避免了生产组件过程中气泡、凸点、鼓泡等问题的出现，使得生产的组件性能较为均一，合格率高。
在本发明给出的上述实施例中，所述基层2为一个或多个连续分布的改性PET基层。所述的改性PET沿同一方向连续分布。由于改性PET为连续且同一方向分布，使得本发明的各个部位性能接近，从而能够很好的降低水汽透过率，其中PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在本发明给出的上述实施例中，所述改性PET基层2是在PET表面涂覆纳米SiOx或TiO2粒子阻透涂层形成的，其中所述阻透涂层的厚度为5-50微米。通过对PET层进行改性处理，能够很好的降低水汽透过率，而且能够增强各层之间的粘合性。
在本发明给出的上述实施例中，所述基层2的厚度为50-350微米，优选的方案为150-200微米，具体数值可以选为100微米、150微米、180微米、200微米、250微米、300微米、350微米。选择上述厚度的基层可以使背板具有较高的强度，同时也利于加工和整体性能的提高。
在本发明给出的上述实施例中，所述含氟涂膜外层1为一个或多个连续分布的氟涂膜层，其中含氟涂抹外层1的厚度为15微米-50微米。优选20-40微米，具体数值可以为20微米、25微米、30微米、35微米、40微米。选择上述厚度的含氟涂膜具有较好的效果，能够满足本发明的需求，具有较高的性价比。本实施例中含氟涂膜与基层2相对的一面为含氟涂膜的内表面，含氟涂膜与基层2相背的一面为含氟涂膜的外表面。所述氟涂膜层沿同一方向连续分布，使得氟涂膜的粘结性好以及性能均一。
在本发明给出的上述实施例中，所述改性聚烯烃或改性聚酯内层3可以为一个或多个连续分布的改性聚烯烃层或改性聚酯层，其中所述改性聚烯烃或改性聚酯内层的厚度为15-50微米，优选20-40微米，具体数值可以为20微米、25微米、30微米、35微米、40微米，选择上述厚度的含氟涂膜具有较好的效果，能够满足本发明的需求。所述改性聚烯烃层或改性聚酯层沿同一方向连续分布，使得内层之间的粘结性增强且使得该层的各个部分的性能均一。
在本发明给出的上述实施例中，所述改性聚烯烃或改性聚酯内层3是在聚烯烃或聚酯中加入纳米SiOx粒子共混改性形成，其中所述纳米SiOx粒子的重量比为1～10％，优选3％，。通过用纳米SiOx对聚烯烃或聚酯进行改性，改善了聚烯烃或改性聚酯的特性，使其更加适合自呼吸型太阳电池背板的应用。
一种加工自呼吸太阳电池背板的加工工艺，主要包括以下步骤：
(1)对基层PET进行纳米复合改性处理；
(2)在改性后的基层一面进行喷涂或辊涂含氟树脂，烘干固化；
(3)采用化学接枝方法对氟涂膜表面改性；
(4)对聚烯烃或聚酯进行改性处理；
(5)在改性后的基层另一面采用流延工艺流延出改性聚烯烃或改性聚酯。
经过上述加工工艺完成背板的加工，这种背板可以作为成品销售，并用于太阳电池板中，与太阳电池板中的其他组件相粘结。
在本发明步骤(2)中，所采用的加热温度可以在50-200摄氏度，优选80-150摄氏度，具体数值可以为50摄氏度、60摄氏度、80摄氏度、100摄氏度、120摄氏度、150摄氏度、180摄氏度、200摄氏度。所述聚烯烃是聚丙烯。
测定了如本发明所述的多种背板的各层性能，数据如下表所示：
表1
特性 单位 含氟涂膜外层1 基层2 改性聚烯烃或改性聚酯内层3
表面张力 mN/cm 75以上 75以上 75以上
对PET的粘结度 N/10mm 50-100 50-100 50-100
水蒸气透过率 g/m2.d 0.1-2 0.1-2 0.1-2
对比实施例：
对比实施例一
测定了如图2和图3所示的无氟结构背板的各层性能，数据如下表所示：
表2
特性 单位 PET层 PO层
表面张力 mN/cm 40 30-40
对PET的粘结度 N/10mm 20-40 20-40
水蒸气透过率 g/m2.d 1.4-2 8-12
对比实施例二
测定了如图4所示的双氟结构背板的各层性能，数据如下表所示：
表3
特性 单位 PET PVF PVDF ECTFE 粘结剂
表面张力 mN/cm 40 40 30-40 30-40 40
水蒸气透过率 g/m2.d 2-5 10-20 5-10 5-10 20-40
对比实施例三
测定了如图5所示的单氟结构背板的各层性能，数据如下表所示(其中使用的粘结剂与图4所示双氟结构背板相同)：
表4
特性 单位 PET PVF PVDF THV EVA
表面张力 mN/cm 40 40 30-40 30-40 40
水蒸气透过率 g/m2.d 2-5 10-20 5-10 5-10 20-40
通过将本发明产品的实施例与对比实施例相比可看出，本发明各层结构的各项数据较为均一且在各项指标上明显优于传统结构的太阳电池背板。

Claims (8)

1.一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：包括依次覆合在一起的含氟涂膜外层、基层和改性聚烯烃或改性聚酯内层，所述改性聚烯烃或改性聚酯内层是在聚烯烃或聚酯中加入纳米SiOx粒子共混改性形成；所述基层为一个或多个连续分布的改性PET基层；所述改性PET基层是在PET表面涂覆纳米SiOx或TiO2粒子阻透涂层形成的。
2.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述改性PET基层中的改性PET沿同一方向连续分布。
3.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述阻透涂层的厚度为5-50微米。
4.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述基层的厚度为50-350微米。
5.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述含氟涂膜外层为一个或多个连续分布的氟涂膜层，其中含氟涂膜外层的厚度为15-50微米。
6.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述改性聚烯烃或改性聚酯内层为一个或多个连续分布的改性聚烯烃层或改性聚酯层，其中所述改性聚烯烃或改性聚酯内层的厚度为15-50微米。
7.如权利要求1所述的一种自呼吸型太阳电池背板，其特征在于：所述改性聚烯烃或改性聚酯内层中的所述纳米SiOx粒子的重量比为1-10％。
8.一种加工自呼吸型太阳电池背板的加工工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：
(1)对基层PET表面涂覆纳米SiOx或TiO2粒子进行纳米复合改性处理；
(2)在改性后的基层一面进行喷涂或辊涂含氟树脂，烘干固化；
(3)采用化学接枝方法对氟涂膜表面改性；
(4)对聚烯烃或聚酯加入纳米SiOx粒子共混进行改性处理；
(5)在改性后的基层另一面采用流延工艺流延出改性聚烯烃或改性聚酯。
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