CN104212179A - 一种光伏背板的基体材料用树脂组合物及光伏背板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏背板的基体材料用树脂组合物及制备光伏背板的方法。所述树脂组合物包括按重量份计的如下组份：聚倍半硅氧烷树脂40-60份、环氧树脂40-60份、固化剂5-10份、促进剂0.01-1份。该光伏背板使用含聚倍半硅氧烷树脂、环氧树脂、固化剂、促进剂的树脂组合物作为基体材料，使用玻璃纤维布作为增强材料，具有质轻、强度高、透光性好的优良特性、可以用于替代现有光伏背板。

Description

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物及光伏背板的制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能光伏背板技术领域，具体地，涉及一种光伏背板的基体材料用树脂组合物及光伏背板的制备方法。

背景技术

能源是经济发展的命脉。由于环境污染的加重和煤炭、石油和天然气等化石能源的逐步减少，各国相继大力发展核能、风能、可燃冰、氢能源等各种新能源技术。在以上能源中，太阳能因具有清洁、取之不尽、用之不竭、开发利用方便等各种优点而受到大力追捧。尤其是2011年日本大地震引发的核泄漏危机后，各国纷纷将太阳能的发展纳入国家能源战略计划。据欧洲JRC预测，到2050年，太阳能发电将占全部发电量的25％，到2100年达到64％，太阳能将成为未来能源的主导。目前，世界各国都在出台各种补贴政策以推动本国太阳能光伏终端应用市场。北美、南非、中东、东南亚等各地区和各国纷纷迎来光伏装机高潮。中国作为全球最大的太阳能电池组件生产国，已在长三角、珠三角、环渤海和中西部等地区形成了各具特色的太阳能产业集群。与此同时，中国由于政策利好，微电网、分布式发电等正在国内得到大力发展，光伏集中应用示范区也在全国遍地开花。光伏终端应用市场也在国内渐渐成长。

在光伏应用终端，有一种光伏发电系统称为BIPV(Building IntegratedPhotovoltaic)，即光伏建筑一体化系统。该种系统既具有发电功能，又具有建筑物构建和材料功能，发电系统与建筑物形成完美的一体，不但具有外围防护结构的功能，同时又能产生电能供建筑物使用。由于光伏组件本身构成建筑物的结构部分，这就要求所使用的光伏组件强度高，并且透明，为室内提供光线。通常用于BIPV的都是双玻组件，即组件前板和背板均是钢化玻璃封装以达到透明的效果，但玻璃较重，且强度不够，易碎，不便于安装。此外，在一些遮雨棚，停车场、楼顶、飞机场、大型广场等建筑物顶部安装的一些太阳能组件都需要透明度高以免影响室内采光，同时也不能过多增加建筑物的承重，这就要求太阳能组件透光性好，质轻，传统的双玻组件可满足透光的要求，但因其背板使用了玻璃背板而无法满足质轻的条件，且强度低易碎。现有的以聚合物复合膜做背板的组件虽质轻，却无法满足透明的条件。

因此，如何获得一种质轻、强度高、透光性好的、可以用于替代现有组件背板的材料，是此领域研究者所欲解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种光伏背板的基体材料用树脂组合物及光伏背板的制备方法，该光伏背板使用含聚倍半硅氧烷树脂、环氧树脂、固化剂、促进剂的树脂组合物作为基体材料，使用玻璃纤维布作为增强材料，具有质轻、强度高、透光性好的优良特性、可以用于替代现有光伏背板。

本发明的技术方案如下：一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：聚倍半硅氧烷树脂40-60份、环氧树脂40-60份、固化剂5-10份、促进剂0.01-1份。

所述聚倍半硅氧烷为(A)笼型、(B)Random型、(C)梯型等，其结构式如下：

其中，R代表环氧基、硫醇基、苯基或甲基中的一种或几种。

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂或脂环族环氧树脂中的一种或几种的混合物。

所述固化剂是4,4-二氨基二苯砜(4,4-DDS)、3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)双氰胺(DICY)中的一种或几种的混合物。

所述的促进剂是2-甲基咪唑(2-MZ)、2-苯基咪唑(2-PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)、1-腈乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)、1-腈乙基-2-苯基咪唑(2PZ-CN)中的一种或几种的混合物。

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述各组份，搅拌均匀，配置树脂组合物；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

用权利要求6所述光伏背板制备的太阳能光伏组件。

上述太阳能光伏组件的制备方法，包括如下步骤：

使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)胶膜、聚烯烃弹性体(POE)胶膜或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶膜作为粘接材料，将钢化玻璃、焊好串接的电池片及所述光伏背板使用光伏组件层压机层压在一起，安装好接线盒，即得太阳能光伏组件。

本发明的有益效果为：所述光伏背板是以含聚倍半硅氧烷树脂、环氧树脂、固化剂、促进剂等所组成的树脂组合物为基体材料，以玻璃纤维布作为增强材料制备而成，透光率达90％以上，水汽阻隔性好。此种光伏背板由于使用了以聚倍半硅氧烷树脂、环氧树脂等的树脂组合物作为基体材料，且使用了玻璃纤维布作为增强材料，比相同厚度的钢化玻璃质量更轻，强度更高，且透光率也相近，可以取代钢化玻璃，作为背板用于太阳能组件封装，制备透明太阳能组件。该光伏背板阻隔性也比传统的高分子复合膜类背板好，能很好地保护太阳能电池片和汇流条等不受大气、环境的侵蚀，维持组件的发电效率，同时，组件质量更轻，便于安装，建筑物承重量更低，强度更高，不易碎裂。

具体实施方式

实施例1：

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：取聚倍半硅氧烷40份(荒川化学工业株式会社，商品名：コンポセランSQ101)，双酚A型环氧树脂(Hexion，商品名：EPIKOTE Resin1001)60份，固化剂4,4-二氨基二苯砜(4,4-DDS)5份，1-腈乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)0.1份；

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述的各组份，并加入乙二醇二甲醚、甲苯或丁酮的有机溶剂中，配置树脂组合物，其固体含量为40％；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将1080玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化；

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

实施例2：

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：取聚倍半硅氧烷45份(荒川化学工业株式会社，商品名：コンポセランSQ102-1)、双酚A型环氧树脂35份(大连齐化化工有限公司，商品名：DYD-128)、双酚F型环氧树脂20份(大日本油墨化学工业株式会社，商品名：Epiclon830)、固化剂3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)6份、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)0.2份；

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述的各组份，并加入乙二醇二甲醚、甲苯或丁酮的有机溶剂中，配置树脂组合物，其固体含量为40％；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将106玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

实施例3：

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：取聚倍半硅氧烷50份(荒川化学工业株式会社，商品名：コンポセランSQ105)、双酚A型环氧树脂30份(大连齐化化工有限公司，商品名：DYD-128)、联苯型环氧树脂20份(日本化药株式会社，商品名：NC-3000)、固化剂3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)4份、1-腈乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)0.2份；

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述的各组份，并加入乙二醇二甲醚、甲苯或丁酮的有机溶剂中，配置树脂组合物，其固体含量为40％；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将2116玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

实施例4：

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：取聚倍半硅氧烷55份(荒川化学工业株式会社，商品名：コンポセランSQ105-1)、双酚F型环氧树脂25份(大日本油墨化学工业株式会社，商品名：Epiclon830)、联苯型环氧树脂20份(日本化药株式会社，商品名：NC-3000)、固化剂3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)2份、双氰胺(DICY)0.2份，2-甲基咪唑(2-MZ)0.2份；

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述的各组份，并加入乙二醇二甲醚、甲苯或丁酮的有机溶剂中，配置树脂组合物，其固体含量为40％；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将7628玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

实施例5：

一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，包括按重量份计的如下组份：取聚倍半硅氧烷60份(荒川化学工业株式会社，商品名：コンポセランSQ105-7)、双酚A型环氧树脂30份(大连齐化化工有限公司，商品名：DYD-128)、脂肪族环氧树脂10份(Huntsman，商品名：CY-179)、固化剂3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)2份、双氰胺(DICY)0.2份，2-甲基咪唑(2-MZ)0.2份；

用上述树脂组合物制备光伏背板的方法，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述的各组份，并加入乙二醇二甲醚、甲苯或丁酮的有机溶剂中，配置树脂组合物，其固体含量为40％；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将7628玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)步骤4：将固化后的产品分切得到光伏背板。

实施例6：

用实施例5所得光伏背板制备的太阳能组件，其方法为：

取实施例5制得的背板成品，将其切成长宽均为500mm的正方形，在背板上面由下到上依次放上乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)胶膜、焊接好的太阳能电池片、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)胶膜和光伏玻璃，置于光伏组件层压机中150℃层压30min，取出冷却，焊接好接线盒，即可得到轻质、高强度、透光性好的太阳能组件。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种光伏背板的基体材料用树脂组合物，其特征在于，包括按重量份计的如下组份：聚倍半硅氧烷树脂40-60份、环氧树脂40-60份、固化剂5-10份、促进剂0.01-1份。

2.如权利要求1所述的光伏背板的基体材料用树脂组合物，其特征在于，所述聚倍半硅氧烷为(A)笼型、(B)Random型、(C)梯型等，其结构式如下：

其中，R代表环氧基、硫醇基、苯基或甲基中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的光伏背板的基体材料用树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂或脂环族环氧树脂中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1所述的光伏背板的基体材料用树脂组合物，其特征在于，所述固化剂是4,4-二氨基二苯砜(4,4-DDS)、3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)双氰胺(DICY)中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1所述的光伏背板的基体材料用树脂组合物，其特征在于，所述的促进剂是2-甲基咪唑(2-MZ)、2-苯基咪唑(2-PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)、1-腈乙基-2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ-CN)、1-腈乙基-2-苯基咪唑(2PZ-CN)中的一种或几种的混合物。

6.用权利要求1-5任一项所述树脂组合物制备光伏背板的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按配方称量所述各组份，搅拌均匀，配置树脂组合物；

(2)将树脂组合物置于胶槽中，将玻璃纤维布浸入胶槽，浸透树脂组合物后，送入烘箱干燥，干燥温度为80-160℃，烘除溶剂，收卷得到卷状的半成品；

(3)将卷状半成品切成合适大小的片状材料，根据厚度将多张片状材料叠合在一起，上下表面各覆一张离型膜，置于压机中，在150-190℃的温度、1.5-3.0MPa的压力下压合30-90min，使之彻底固化。

(4)将固化后的产品分切得到光伏背板。

7.用权利要求6所述光伏背板制备的太阳能光伏组件。

8.权利要求7所述太阳能光伏组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)胶膜、聚烯烃弹性体(POE)胶膜或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶膜作为粘接材料，将钢化玻璃、焊好串接的电池片及所述光伏背板使用光伏组件层压机层压在一起，安装好接线盒，即得太阳能光伏组件。