CN104201224B - 一种太阳能电池组件用透明背板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能电池组件用透明背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候涂层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成；耐候涂层厚度为30μm‑50μm，由含氟树脂、固化剂、改性树脂、固化剂促进剂、填料、助剂、溶剂组成，粘合层厚度为5μm‑10μm，由基体树脂、固化剂、改性树脂、固化剂促进剂、填料、助剂、溶剂组成，这种透明背板既可以保证透明背板具有较高透光率，又能根据需求调节雾度的大小，能满足光伏建筑一体化（BIPV）和双面光伏发电组件需求。

Description

一种太阳能电池组件用透明背板
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件用透明背板。
背景技术
随着光伏建筑一体化、双面光伏发电组件等的快速发展，透明太阳能电池背板的应用越来越广泛，其性能要求也越来越高。除了需满足常规背板具有的电气绝缘性、阻湿性能和耐候性外，透明太阳能背板还需要有优异的抗紫外性能及高透光率等性能。
现有的透明背板产品主要为透明PET类型背板，但该类型背板经过一段时间的湿热老化（85℃*85%RH）后，会出现黄变值增大，PET隐裂发脆等情况，存在耐候性差的缺陷。
而涂膜型透明背板是具有耐候性的含氟聚合物材料复合或是涂布到聚酯（PET等）基材上烘干固化而成。现有技术公开号为 CN201979775U将含氟涂层涂覆于透明PET基材表面，得到的透明背板具有耐候性好、透光率高等优点，但其产品成本高，并且在使用过程中容易发生背板脱层等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种太阳能电池组件用透明背板，既可以保证透明背板具有较高透光率，又能根据需求调节雾度的大小，能满足光伏建筑一体化（BIPV）和双面光伏发电组件需求。
实现本发明目的的技术方案：一种太阳能电池组件用透明背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候涂层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成；所述耐候涂层厚度为30μm-50μm，由以下物料配置而成：含氟树脂100份，固化剂10~30份，改性树脂0~100份，固化剂促进剂0.5~2份，填料0~40份，助剂1~10份，溶剂10~250份，以质量份数计算；所述粘合层厚度为5μm-10μm，由以下物料配置而成：基体树脂100份，固化剂5~25份，改性树脂0~100份，固化剂促进剂0.5~2份，填料0~40份，助剂1-10份，溶剂10~200份，以质量份数计算。通过调节耐候层和粘结层的组分，可以保证透明背板既具有较高的透光率，又具有可调节的雾度值。
所述含氟树脂选自偏氟乙烯（PVDF）、氟乙烯-乙烯基醚共聚物、氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯与烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯与烷基乙烯基酯共聚物。
所述基体树脂选自聚氨酯、丙烯酸树脂。
所述改性树脂选自含有羟基或羧基的不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚醚多元醇。
所述的填料选自纳米级消光粉、滑石粉，石英粉、云母粉、蒙脱土。
所述的助剂选自紫外线吸收剂，光稳定剂，抗氧化剂，抗水解稳定剂。
所述固化剂选自异氰酸酯、氨基树脂、封闭型异氰酸酯、嵌段异氰酸酯、三聚氰胺。
所述溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯。
所述固化促进剂为有机锡类固化促进剂。
本发明的有益效果：
1. 本发明采用了含氟涂层做耐候层，相较于PET类型背板，具有优异的耐候性能。粘结层可采用透明聚氨酯涂层、丙烯酸酯涂层中的一种，可降低背板成本。
2. 本发明的粘结层与EVA，PVB等具有良好的粘结性能。
3. 本发明采用了在涂层中添加改性树脂和填料的方法，保证有高透光率的同时，可控制雾度在10%~95%之间改变。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
在本发明实施例中，所述的基底层为不透水性片材，以下实施例中采用厚度为250μm的透明对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。
实施例1：
耐候层的涂覆配方如下（质量份数）：
含氟树脂 GK570（日本大金涂料） 100；
改性树脂 4701（陶氏化学） 20；
固化剂 TPA-90SB（日本旭化成） 10；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 0.5；
UV吸收剂 BYK3812（德国毕克化学） 1；
溶剂乙酸乙酯 10。
粘结层的涂覆配方如下（质量份数）：
丙烯酸树脂 LR7765（日本三菱） 100；
改性树脂 4701（陶氏化学） 30；
固化剂 TPA-90SB（日本旭化成） 10；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 2；
UV吸收剂 BYK3812（德国毕克化学） 2；
溶剂乙酸乙酯 20。
制作背板过程：选取250μm厚的透明PET薄膜，采用电晕设备电晕至50~60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约30μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约5μm厚的粘结层。
实施例2：
耐候层的涂覆配方如下（质量份数）：
含氟树脂 GK570（日本大金涂料） 100；
改性树脂 ST5790（日本东洋纺织） 50；
固化剂 N3390（德国拜尔） 20；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 1；
抗水解稳定剂 P200（德国莱茵Stabaxol系列） 0.5；
UV吸收剂/光稳定剂 UV-531/UV-292 2/2；
消光粉C803(美国格雷斯制造) 10；
溶剂丙二醇甲醚醋酸酯 100。
粘结层的涂覆配方如下（质量份数）：
丙烯酸树脂 ACR6730（高明同德化工） 100；
改性树脂 ST5790（日本东洋纺织） 50；
固化剂 N3390（德国拜尔） 15；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 1；
UV吸收剂/光稳定剂UV-531/UV-292 2/2；
溶剂乙酸丁酯 40。
制作背板过程：选取250μm后的透明PET薄膜，采用电晕设备电晕至50~60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约40μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约5μm厚的粘结层。
实施例3：
耐候层的涂覆配方如下（质量份数）：
含氟树脂 GK570（日本大金涂料） 100；
改性树脂GK680 （日本东洋纺织） 100；
固化剂Desmodur Z4470（德国拜耳） 30；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 2；
云母粉 20；
消光粉C803(美国格雷斯） 20；
抗水解稳定剂 P200（德国莱茵Stabaxol系列） 2；
UV吸收剂/光稳定剂UV-196 /UV-292 4/4；
溶剂二甲苯/丙二醇甲醚醋酸酯 100/150。
粘结层的涂覆配方如下（质量份数）：
丙烯酸树脂 LR7765（日本三菱） 100；
改性树脂 GK680（日本东洋纺织） 100；
固化剂Desmodur Z4470（德国拜耳） 25；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 2；
消光粉C803(美国格雷斯） 20；
UV吸收剂/光稳定剂UV-196 /UV-292 4/4；
溶剂丙二醇醚醋酸酯 100。
制作背板过程：选取250μm后的透明PET薄膜，采用电晕设备电晕至50~60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约50μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约7μm厚的粘结层。
实施例4：
耐候层的涂覆配方如下（质量份数）：
含氟树脂 WF-J313（无锡万博涂料） 100；
固化剂 N3390（德国拜耳） 10；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 1.5；
消光粉C803 (美国格雷斯） 20；
抗水解稳定剂 P200（德国莱茵Stabaxol系列） 1；
UV吸收剂UV-196/UV-292 3/3；
溶剂二甲苯/丙二醇甲醚醋酸酯 50/100。
粘结层的涂覆配方如下（质量份数）：
不饱和聚酯WF-P011 （无锡万博涂料） 100；
固化剂 N3390（德国拜耳） 5；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 0.5；
消光粉C803 （美国格雷斯） 20；
石英粉 20；
抗水解稳定剂 P200（德国莱茵Stabaxol系列） 2；
UV吸收剂UV-196/UV-292 4/4；
溶剂二甲苯/丙二醇醚醋酸酯 100/100。
制作背板过程：选取250μm后的透明PET薄膜，采用电晕设备电晕至50~60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约35μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约10μm厚的粘结层。
对比例1：
耐候层的涂覆配方如下（质量份数）：
含氟树脂 GK570（日本大金涂料） 100；
固化剂 TPA-90SB（日本旭化成） 8；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 0.5；
UV吸收剂 BYK3812（德国毕克化学） 1；
溶剂 乙酸乙酯 10。
粘结层的涂覆配方如下（质量份数）：
丙烯酸树脂 LR7765（日本三菱） 100；
固化剂 TPA-90SB（日本旭化成） 5；
固化促进剂 二月桂酸二丁基锡 2；
UV吸收剂 BYK3812（德国毕克化学） 2；
溶剂乙酸乙酯 20。
制作背板过程：选取250μm厚的透明PET薄膜，采用电晕设备电晕至50~60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约30μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2~5min成膜，制成约5μm厚的粘结层。
对比例2：
其他厂家的透明PET类型背板。
测试评定方法：
透光率及雾度：按GB/T 2410-2008（透明塑料透光率和雾度测定）中的规定检测。
黄变指数：按GB2409-80进行检测。
与EVA的剥离强度：按GB/T2790进行剥离强度测试。
湿热实验：按IEC 61215-2005的规定进行，在85℃±2℃，湿度（85±5）％RH的温湿度箱中进行加速老化。记录样品经老化1000h后的透光率、雾度、黄变指数（△YI）和剥离强度。
表1
从测试数据表1可以看出，本发明提供的透明太阳能背板保证高剥离强度、低黄变、高透光率的基础上，可根据需求调节其雾度大小，实现了发明目的提出的要求，可应用于光伏建筑一体化、双面光伏发电组件中。

Claims (9)

1.一种雾度可调的太阳能电池组件用透明背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候涂层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成；其特征在于，所述耐候涂层厚度为30μm-50μm，由以下物料配置而成，以质量份数计：含氟树脂100份，固化剂10～30份，改性树脂0～100份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～40份，助剂1～10份，溶剂10～250份；所述粘结层厚度为5μm-10μm，由以下物料配置而成，以质量份数计：基体树脂100份，固化剂5～25份，改性树脂0～100份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～40份，助剂1～10份，溶剂10～200份；所述背板的雾度在10％～95％之间可调。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述的含氟树脂选自偏氟乙烯(PVDF)、氟乙烯-乙烯基醚共聚物、氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯与烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯与烷基乙烯基酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述基体树脂选自聚氨酯、丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述的改性树脂选自含有羟基或羧基的不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚醚多元醇。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述的填料由纳米级消光粉、滑石粉，石英粉、云母粉、蒙脱土中的一种或多种按照任意配比组成。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述的助剂由紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、抗水解稳定剂中的一种或多种按照任意配比组成。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述固化剂选自异氰酸酯、氨基树脂、封闭型异氰酸酯、嵌段异氰酸酯、三聚氰胺。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述溶剂由甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种按照任意配比组成。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池组件用透明背板，其特征在于，所述固化促进剂为有机锡类固化促进剂。
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