CN103311341A - 新型太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池背板技术领域，尤其是一种新型太阳能电池背板及其制备方法，太阳能电池背板由含氟聚合物层，聚丙烯酸酯类聚合物层，双向拉伸聚酯薄膜，通过多层共挤涂覆技术制备而成。本发明工艺简单，生产周期短，易于连续工业化生产，有效地避免了采用有机溶剂型粘合剂对操作人员和环境的污染，改进了多层共挤技术制备的太阳能背板的机械性能较差的缺陷，采用耐水解耐老化性能优异的聚丙烯酸酯类聚合物层，具有很好的耐候性能、水汽阻隔性能、机械性能以及层间剥离强度，能有效的保证太阳能组件的长期工作。

Description

新型太阳能电池背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板技术领域，尤其是一种新型结构太阳能电池背板及其制备方法。
背景技术
目前，随着全球经济的高速发展以及气候变暖的背景下，各国对节能减排以及开发新能源替代石化燃料的要求愈加紧迫。
太阳能是一种新型绿色无污染能源，且取之不尽用之不竭。目前，太阳能的应用主要是利用太阳发电组件将太阳能转换成电能加以利用，太阳能发电组件主要由前板、封装材料、晶硅电池片、背板组成。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，因此必须具有可靠的电气绝缘性、良好的力学性能、水气阻隔性能以及耐候性能。
目前通用的太阳能背板一般具有三层结构即（TPT/TPE），外层保护层为含氟聚合物层具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为双向拉伸聚脂薄膜层具有良好的绝缘性能以及力学性能，内层为含氟聚合物层或聚乙烯和醋酸乙烯酯共聚物与封装材料EVA具有良好的粘接性。各层之间均是通过溶剂型双组份聚氨酯粘合剂粘接而成，这种干式复合结构的最大缺点是生产过程中需要使用大量有机溶剂，这些有机溶剂或多或少都会对操作工人以及环境造成一定的污染，另外这种复合结构在长期使用过程中聚氨酯胶层会出现降解，导致层间分离和脱落，进而使太阳能电池组件失去保护而逐渐报废。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种新型结构太阳能电池背板及其制备方法。
本发明公布的一种新型结构太阳能电池背板中间基材为双向拉伸聚酯薄膜（BOPET），两侧由外向内分别为：含氟聚合物层、聚丙烯酸酯类聚合物层。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的含氟聚合物层为含氟单体的均聚物、含氟单体的共聚物、含氟单体和非含氟单体的共聚物、或含氟均聚物和含氟或非含氟聚合物的共混物。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的含氟聚合物层两侧的厚度相等或不相等，厚度为：5～100μm。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的聚丙烯酸酯类聚合物层。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的聚丙烯酸酯类聚合物层的厚度为：5～100μm。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的双向拉伸聚酯薄膜所用的聚酯薄膜。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述的双向拉伸聚酯层的厚度为：50～500μm。
本发明进一步包括新型结构太阳能电池背板的制备方法：采用多层共挤涂覆方式将含氟聚合物层，聚丙烯酸酯类聚合物层，均匀挤出涂覆到双向拉伸聚酯薄膜上，在双向拉伸聚酯薄膜两侧形成多层结构背板，冷却后即形成一体结构。  
本发明的有益效果是，工艺简单，生产周期短，易于连续工业化生产，有效地避免了采用有机溶剂型粘合剂对操作人员和环境的污染，改进了多层共挤技术制备的太阳能背板的机械性能较差的缺陷，具有很好的耐候性能、水汽阻隔性能、机械性能以及层间剥离强度，能有效的保证太阳能组件的长期工作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图中，1、含氟聚合物层，2、聚丙烯酸酯类聚合物层，3、双向拉伸聚酯薄膜层。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被理解，下面根据具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1是本发明的结构示意图，一种新型太阳能电池背板，中间基材为双向拉伸聚酯薄膜层3，两侧由外到内依次为聚丙烯酸酯类聚合物层2、含氟聚合物层1。本发明太阳能电池背板制备方法是采用双面多层共挤涂覆技术，将含氟聚合物层1，聚丙烯酸酯类聚合物层2，均匀挤出在双向拉伸聚酯薄膜3两侧，冷却后形成多层结构背板。本发明工艺简单，生产过程不使用含有大量有机溶剂的聚氨酯胶层，不需要高温长时间熟化，节能环保，生产效率高；另外本发明在高温熔融条件下通过多层共挤涂覆技术将两层聚合物层涂覆在双向拉伸聚酯薄膜表面，冷却后成一体结构，且两层聚合物层均不含有可水解的结构，不会发生水解脱层现象，提高了该新型结构太阳能电池背板的耐候性。
含氟聚合物层1包括目前已知的任何含氟单体的聚合物，可以为含氟单体的均聚物、多种含氟单体的共聚物、一种或多种含氟单体和非氟单体的共聚物另外也包括含氟聚合物的共混物、含氟或非氟聚合物的共混物。
两侧的含氟聚合物层1厚度可以相等或不相等，厚度为：5～100μm。
聚丙烯酸酯类聚合物层2所用聚合物为烷基丙烯酸酯类聚合物，可以为一种烷基丙烯酸酯的均聚物或多种烷基丙烯酸酯的共聚物或共混物，厚度为：5～100μm。
双向拉伸聚酯薄膜3所用的聚酯为二元酸和二元醇的缩聚物，双向拉伸聚酯薄膜的厚度为：50～500μm。
本发明与现有技术相比，提供了一种性能优异、生产工艺简单环保，易于连续工业化生产的新型结构太阳能电池背板。
下面结合具体实施例进一步说明本发明。
实施例1：
先将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）树脂和二氧化钛（TiO2）置于烘箱中100℃下放置12h以除去水分，然后把PMMA树脂、聚偏氟乙烯（PVDF）树脂按照PVDF/PMMA质量比为70/30的基础上，添加5%质量的TiO2，一起用高混机混合均匀后加入至双螺杆挤出机造粒，加工温度为：160℃，180℃，200℃，220℃，230℃，225℃，220℃，机头温度200℃，水冷切粒得到PVDF、 PMMA和TiO2的混合粒料。
将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）树脂和二氧化钛（TiO2）置于烘箱中100℃下放置12h以除去水分，然后把PMMA树脂、聚甲基丙烯酸正丁酯（PBMA）树脂按照PMMA/PBMA质量比为60/40的基础上，添加5%质量的TiO2，一起用高混机混合均匀后加入至双螺杆挤出机造粒，加工温度为：160℃，180℃，200℃，220℃，230℃，225℃，220℃，机头温度200℃，水冷切粒得到PMMA、PBMA和TiO2的混合粒料。
将制成的PVDF、 PMMA和TiO2的混合粒料和PMMA、PBMA和TiO2的混合粒料分别加入至两台单螺杆挤出机，通过双面多层共挤技术均匀的挤出涂覆于基材PET的两面，加工温度：单螺杆180℃，200℃，220℃，225℃，225℃，225℃，模头温度：240℃，235℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃。经过流延辊冷却定型，烘箱退火，切边收卷即可，获得的新型太阳能电池背板，力学性能良好，紫外光照45KWh不黄变，双85老化2000h无黄变脱层气泡现象，可以满足户外长时间使用的要求。
本发明与现有技术相比，提供了一种性能优异、生产工艺简单环保，易于连续工业化生产的新型结构太阳能电池背板。
综上所述，仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型太阳能电池背板，其特征是，中间基材为双向拉伸聚酯薄膜（3），两侧由内而外依次为聚丙烯酸酯类聚合物层（2）、含氟聚合物层（1）。
2.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述的含氟聚合物层（1）为含氟单体的均聚物、含氟单体的共聚物、含氟单体和非含氟单体的共聚物、或含氟均聚物和含氟或非含氟聚合物的共混物。
3.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述两侧的含氟聚合物层（1）厚度相等或不相等，厚度为：5～100μm。
4.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述的聚丙烯酸酯类聚合物层（2）为烷基丙烯酸酯类聚合物，为一种烷基丙烯酸酯的均聚物或多种烷基丙烯酸酯的共聚物或共混物。
5.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述的聚丙烯酸酯类聚合物层（2）的厚度为：5～100μm。
6.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述的双向拉伸聚酯薄膜（3）所用的聚酯为二元酸和二元醇的缩聚物。
7.根据权利要求1所述的新型太阳能电池背板，其特征是，所述的双向拉伸聚酯薄膜（3）的厚度为：50～500μm。
8.一种根据权利要求1-7所述的新型太阳能电池背板的制备方法，其特征是，采用双面多层共挤方式将含氟聚合物层（1），聚丙烯酸酯类聚合物层（2），挤出涂覆于双向拉伸聚酯薄膜（3）上，在双向拉伸聚酯薄膜（3）两侧形成多层结构背板，冷却后即形成一体结构。
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