CN103770416A - 用于太阳能电池模块的背板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电池模块的背板结构，包括含氟聚合物膜、包括热塑性弹性层的内覆膜以及形成于该含氟聚合物膜与内覆膜之间的第一接着剂层，本发明的用于太阳能电池模块的背板结构可由简单制程制造，具有良好的机械物性，同时不会产生醋酸气体而造成太阳能电池模块电气腐蚀的问题。

Description

用于太阳能电池模块的背板结构
技术领域
本发明关于一种用于太阳能电池模块的背板结构。
背景技术
随着人类文明发展，全球面临严重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之光电太阳能电池，为解决全世界能源危机及降低环境污染的重要方法之一。
传统太阳能电池背板结构，主要是于聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）层上、下表面贴合含氟系聚合物膜（例如：杜邦商品名Tedlar薄膜）。但因背板模块价格成本考虑，近来的太阳能电池背板为了减少一面含氟系聚合物膜的用量，改用乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物（ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA）膜来代替含氟系聚合物膜。例如，第M396491号台湾专利中，是揭露一种太阳能板模块之背板结构，包含材质为聚碳酸酯-聚酯合金（PC-Polyester Alloy）之第一电绝缘层，以及材质系为乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物（EVA）之密封材料层。然而，使用以EVA材料为主所构成的背板结构会产生醋酸气体造成不良的电气腐蚀。
因此，仍有解决以EVA材料为主所构成之太阳能电池背板造成的问题之必要。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种用于太阳能电池模块的背板结构，该用于太阳能电池模块的背板结构可由简单制程制造，具有良好的机械物性，同时不会产生醋酸气体而造成太阳能电池模块电气腐蚀的问题。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于太阳能电池模块的背板结构，包括含氟聚合物膜、内覆膜和第一接着剂层，所述第一接着剂层形成于所述含氟聚合物膜与所述内覆膜之间，其中，所述内覆膜包括有热塑性弹性层。
本发明为了解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：
本发明用于太阳能电池模块的背板结构的一种结构是：还包括聚乙烯对苯二甲酸酯层及第二接着剂层，其中，所述聚乙烯对苯二甲酸酯层是形成于所述第一接着剂层与所述第二接着剂层之间，且所述热塑性弹性层是形成于所述第二接着剂层上。
本发明用于太阳能电池模块的背板结构的另一种结构是：其中，所述内覆膜还包括黏结层及聚乙烯对苯二甲酸酯层，且所述黏结层位于所述聚乙烯对苯二甲酸酯层和所述热塑性弹性层之间，所述内覆膜的聚乙烯对苯二甲酸酯层通过所述第一接着剂层黏合于所述含氟聚合物膜上。较佳地，所述黏结层是不饱和羧酸接枝聚烯烃树脂层或乙烯-乙烯醇共聚物树脂层。
于上述两种结构中，较佳地，所述内覆膜的厚度为185至370微米。
本发明用于太阳能电池模块的背板结构的又一种结构是：其中，所述内覆膜还包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物层，且所述背板结构还包括共挤出膜，所述共挤出膜具有黏结层及聚乙烯对苯二甲酸酯层，所述共挤出膜位于所述第一接着剂层与所述内覆膜之间，其中，所述共挤出膜的黏结层粘合所述内覆膜的热塑性弹性层。较佳地，所述内覆膜的厚度为40至80微米。较佳地，所述共挤出膜的厚度为160至280微米。
较佳地，所述含氟聚合物膜是聚氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜或四氟乙烯与乙烯共聚物膜。
较佳地，所述热塑性弹性层的厚度为30至100微米。
本发明的有益效果是：本发明的用于太阳能电池模块的背板结构包括含氟聚合物膜、内覆膜和第一接着剂层，第一接着剂层形成于所述含氟聚合物膜与所述内覆膜之间，内覆膜包括有热塑性弹性层，本发明使用热塑性弹性材料取代传统背板中的EVA或减少EVA用量，除了考虑该热塑性弹性材料具有良好的机械物性外，本发明经由简单制程所制得的背板结构与太阳能电池有良好的接着强度，此外，由于本发明是使用包括热塑性弹性层的内覆膜制成用于太阳能电池模块的背板结构，故在高温高湿度的环境下，改善传统背板中的EVA材料容易产生水解反应而释出醋酸气体致使电气腐蚀的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例1的用于太阳能电池模块的背板结构示意图；
图2为本发明实施例2的用于太阳能电池模块的背板结构示意图；
图3为本发明实施例3的用于太阳能电池模块的背板结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可由其他不同的方式予以实施，即在不悖离本发明所揭示的范畴下，能进行不同的修饰与改变。
须知，本说明书的附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域普通技术人员了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”及“第二”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明的实施范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当应当视为本发明可实施的范畴。
实施例1：本实施例提供一种用于太阳能电池模块的背板结构，包括：含氟聚合物膜11；内覆膜13，是包括热塑性弹性层131；以及第一接着剂层12，是形成于该含氟聚合物膜11与内覆膜13之间。
如图1所示，于本实施例中，该内覆膜13包括聚乙烯对苯二甲酸酯层133、第二接着剂层132及热塑性弹性层131。据此，本实施例的用于太阳能电池模块的背板结构包括含氟聚合物膜11；形成于该含氟聚合物膜11上的内覆膜13，是依次包括热塑性弹性层131、第二接着剂层132和聚乙烯对苯二甲酸酯层133；以及黏合该含氟聚合物膜11与内覆膜13的第一接着剂层12，其中，该聚乙烯对苯二甲酸酯层133是夹置于该第一接着剂层12与第二接着剂层132之间，且该热塑性弹性层131是形成于该第二接着剂层132上。
在该用于太阳能电池模块的背板结构的制作上，主要是准备厚度为150至250微米的聚乙烯对苯二甲酸酯层133，在其一表面通过材质如环氧树脂的第二接着剂层132使厚度为30至100微米的热塑性弹性层131黏合于该聚乙烯对苯二甲酸酯层133上，形成厚度为 185至370微米的内覆膜13。接着，于该内覆膜13的该聚乙烯对苯二甲酸酯层133的另一表面上使用第一接着剂层12黏合厚度为20至38微米的含氟聚合物膜11，即可得到如图1所示的本发明的用于太阳能电池模块的背板结构。
实施例2：如图2是显示本发明的用于太阳能电池模块的背板结构的另一具体实例。于本实施例中，本发明的用于太阳能电池模块的背板结构，包括：含氟聚合物膜21；形成于该含氟聚合物膜21上的内覆膜23，是依次包括热塑性弹性层231、黏结层232及聚乙烯对苯二甲酸酯层233；以及形成于该含氟聚合物膜21与内覆膜23之间的第一接着剂层22。
在本实施例中，是通过共挤出(extrusion)方式形成依次包括热塑性弹性层231、黏结层232及聚乙烯对苯二甲酸酯层233的内覆膜23。其中，热塑性弹性层231的厚度为30~100um，黏结层232的厚度为10~30um，聚乙烯对苯二甲酸酯层233的厚度为150~250um，在制作上，是通过第一接着剂层22使厚度为185至370微米的内覆膜23的聚乙烯对苯二甲酸酯层233与厚度为20至38微米的含氟聚合物膜21黏合，即可得到如图2所示的本发明的用于太阳能电池模块的背板结构。
实施例3：如图3是显示本发明的用于太阳能电池模块的背板结构的又一具体实例。于本实施例中，本发明的用于太阳能电池模块的背板结构，包括：含氟聚合物膜31；形成于该含氟聚合物膜31上的内覆膜33，是包括热塑性弹性层331与乙烯醋酸乙烯酯共聚物层334；形成于该含氟聚合物膜31与内覆膜33之间的第一接着剂层32；以及形成于该第一接着剂层32与内覆膜33之间的共挤出膜34，是包括黏结层332及聚乙烯对苯二甲酸酯层333，其中，该黏结层332是用于热压合固定该聚乙烯对苯二甲酸酯层333与热塑性弹性层331。
其中，较佳结构是，该内覆膜33及共挤出膜34皆是以共挤出贴合制程所形成，且所形成厚度为40至80微米的该内覆膜33及厚度为160至280微米的共挤出膜34可通过该共挤出膜34的黏结层332与该内覆膜33的热塑性弹性层331界面黏合。接着，再通过第一接着剂层32使该共挤出膜34的聚乙烯对苯二甲酸酯层333界面黏合厚度为20至38微米的含氟聚合物膜31，即可得到如图3所示的本发明的用于太阳能电池模块的背板结构。
前述的含氟聚合物膜是指含氟的聚合物，例如，但不限于聚氟乙烯（Polyvinyl fluoride，PVF）、聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，PVDF）或四氟乙烯与乙烯之共聚物（ETFE）。
前述的黏结层可增加热塑性弹性层与聚乙烯对苯二甲酸酯层界面的接着性，且该黏结层通常为不饱和羧酸接枝聚烯烃树脂或具有高阻气的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）树脂所构成。
在具体应用中，本发明的用于太阳能电池模块的背板结构是使该背板结构的热塑性弹性层131界面（实施例1）、或该背板结构的共挤出膜的热塑性弹性层231界面（实施例2）、或减少厚度的乙烯醋酸乙烯酯共聚物层334（实施例3）与太阳能电池互相压合、硬化及组装等程序而完成封装。
相较于传统使用以EVA薄膜作为封装材料的背板结构，本发明是使用热塑性弹性材料取代或减少该EVA薄膜，具有良好机械特性，且于具体应用于太阳能电池模块封装时，避免醋酸气体所造成的电气腐蚀问题。
测试例： 使用如实施例1至实施例3（图1至图3所示）的内覆膜制备本发明的用于太阳能电池模块的背板结构，发现确实具有较佳的加工性，为此本发明测试该等内覆膜的机械特性，其中，是根据ASTM D882测试断裂强度、拉力强度及伸长率。并以同样方法测试EVA膜，其结果记录于下表1。
此外，使用QUV紫外加速老化设备（ASTM G154），将EVA film放置加速箱内，使EVA film加速老化发生分解产生了醋酸气体脱逸，利用重量法观察加速前后的重量变化，可作为EVA film所产生醋酸气体的释放量。
表1
Figure BDA0000229978281
注：MD表示纵向；
CD表示横向；
TPE表示热塑性弹性层(购自盛铼实业公司/TPE-003)；
AD表示第二接着剂层（自制胶，代号AEM-V1）；
PET表示聚乙烯对苯二甲酸酯层（购自南亚塑料公司，光学等级）；
Tie表示黏结层（购自长春人造树脂公司/EV-3201V）；
EVA表示乙烯醋酸乙烯酯共聚合物层（购自台聚公司，醋酸乙烯含量<10%）。
根据表1的测试结果可知，相较于比较例1的EVA膜，使用本发明的内覆膜确实具有较佳的加工性，并减少产生醋酸气体，可避免醋酸气体造成不良电气腐蚀的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本领域普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求所列。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：包括含氟聚合物膜、内覆膜和第一接着剂层，所述第一接着剂层形成于所述含氟聚合物膜与所述内覆膜之间，其中，所述内覆膜包括有热塑性弹性层。
2.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：还包括聚乙烯对苯二甲酸酯层及第二接着剂层，其中，所述聚乙烯对苯二甲酸酯层是形成于所述第一接着剂层与所述第二接着剂层之间，且所述热塑性弹性层是形成于所述第二接着剂层上。
3.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述内覆膜还包括黏结层及聚乙烯对苯二甲酸酯层，且所述黏结层位于所述聚乙烯对苯二甲酸酯层和所述热塑性弹性层之间，所述内覆膜的聚乙烯对苯二甲酸酯层通过所述第一接着剂层黏合于所述含氟聚合物膜上。
4.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述内覆膜还包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物层，且所述背板结构还包括共挤出膜，所述共挤出膜具有黏结层及聚乙烯对苯二甲酸酯层，所述共挤出膜位于所述第一接着剂层与所述内覆膜之间，其中，所述共挤出膜的黏结层粘合所述内覆膜的热塑性弹性层。
5.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述含氟聚合物膜是聚氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜或四氟乙烯与乙烯共聚物膜。
6.如权利要求1所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述热塑性弹性层的厚度为30至100微米。
7.如权利要求2或3所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述内覆膜的厚度为185至370微米。
8.如权利要求4所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述内覆膜的厚度为40至80微米。
9.如权利要求4所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述共挤出膜的厚度为160至280微米。
10.如权利要求3所述的用于太阳能电池模块的背板结构，其特征在于：其中，所述黏结层是不饱和羧酸接枝聚烯烃树脂层或乙烯-乙烯醇共聚物树脂层。
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