CN104347743B - 一种太阳能电池背板及其制备方法和太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括PET膜层、位于PET膜层上表面的第一耐候层和位于PET膜层下表面的第二耐候层，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。本发明还提供了该太阳能电池背板的制备方法和含有该太阳能电池背板的太阳能电池组件。本发明的太阳能电池背板的光反射率高、耐紫外老化性能好。

Description

一种太阳能电池背板及其制备方法和太阳能电池组件
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池背板及其制备方法和太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池是通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。它是一种未来主要发展的新型能源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，其市场前景广阔。太阳能电池在不久的将来将会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。
太阳能电池组件在使用时直接暴露于大气中，要经受温度变化、紫外线照射及水汽的侵蚀。作为太阳能电池主要部件的太阳能电池背板，要具有耐候性、并有效阻隔紫外线和水汽的性能。现有的太阳能电池背板通常采用TPT材料，它是以聚氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氟乙烯（PVF/PET/PVT）三层独立的薄膜通过胶水的粘结热压成型。另一种太阳能电池背板是在PET两侧各涂覆液体溶剂型涂料，经固化后形成背板。
TPT背板材料成本高，涂层对光线发射率较低。PET涂覆型背板，固化温度较低，耐候性能差。
发明内容
本发明为解决现有的太阳能电池背板的耐候性能差的技术问题，提供一种耐候性能好的太阳能电池背板及其制备方法和太阳能电池组件。
本发明提供了一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括PET膜层、位于PET膜层上表面的第一耐候层和位于PET膜层下表面的第二耐候层，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。
本发明还提供了一种太阳能电池背板的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、在PET膜的上表面涂覆第一耐候层，然后进行第一次固化；
S2、在PET膜的下表面涂覆第二耐候层，然后进行第二次固化后得到本发明所述的太阳能电池背板；
其中，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。
本发明还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的背板、密封胶层、电池片、密封胶层和盖板，所述背板为本发明所述的太阳能电池背板。
本发明采用聚间苯类树脂材料作为背板的耐候层，聚间苯类树脂材料即避免了聚临苯碳原子距离太近而排斥，又克服了聚对苯碳原子相隔太远而互不干扰而影响材料耐候性能的问题。提高了背板的耐候性。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括PET膜层、位于PET膜层上表面的第一耐候层和位于PET膜层下表面的第二耐候层，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。
本发明所提供的太阳能电池背板，层与层之间不需要粘合剂，仅需三层结构，改变了传统背板5层的结构，加工简单不易脱层，且能满足太阳能电池背板的使用要求。
优选地，所述第一耐候层和第二耐候层是粉末型涂料经静电喷涂得到；所述粉末型涂料包括聚间苯类树脂材料、固化交联剂、抗老剂、流平剂和金红石型钛白粉。静电喷涂粉末型涂料，相对于现有的涂覆液体溶剂型涂料，节约了成本，固化温度高，耐候性能更高。并提高了太阳光反射率。金红石型钛白粉，可有效提高背板涂层的光反射率，从而有效提高太阳能电池组件的输出功率。
根据本发明所提供的太阳能电池背板，为了使背板的耐候性更好，优选地，以所述粉末型涂料的总重量为基准，所述聚间苯类树脂的含量为50-70wt%，所述固化交联剂的含量为6-10wt%，所述抗老剂的含量为1-2wt%，所述流平剂的含量为10-15wt%，所述金红石型钛白粉的含量为10-20wt%。
本发明所提供的太阳能电池背板，所述聚间苯类树脂可以为本领域常用的各种聚间苯类树脂，本发明中，所述聚间苯类树脂为聚间苯二甲酸二烯丙酯。
为了更好的提高太阳能电池背板的耐候性，优选地，所述聚间苯二甲酸二烯丙酯的分子量为2×104-13×104。更优选地，所述聚间苯二甲酸二烯丙酯的分子量为6×104-9×104。
为了进一步提高太阳能电池背板的性能，优选地，所述PET膜的水汽透过率小于2.0g/m2.24h，其膜层为非透明膜层。白度为94%。
为了更好的提高太阳能电池背板的耐候性，优选地，所述PET膜层的厚度为250-350um，所述第一耐候层的厚度为60-80 um，所述第二耐候层的厚度为25-35 um。
本发明还提供了一种太阳能电池背板的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、在PET膜的上表面涂覆第一耐候层，然后进行第一次固化；
S2、在PET膜的下表面涂覆第二耐候层，然后进行第二次固化后得到本发明所述的太阳能电池背板；
其中，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。
优选地，所述涂覆第一耐候层和第二耐候层的方法为在PET膜的上表面和下表面分别静电喷涂粉末型涂料；所述粉末型涂料包括聚间苯类树脂材料、固化交联剂、抗老剂、流平剂和金红石型钛白粉。
优选地，在进行静电喷涂时，在静电喷涂的PET膜的表面的相对面上贴合有带电的基板，所述基板接地；所述静电喷涂用喷枪为静电喷枪。静电喷枪电，与带电的基板之间形成电场，在电场的作用下，粉末型涂料会向PET膜表面运动，最后沉积在PET膜表面。
在本发明中，所述静电喷枪的电压为90-100kv，电流为15-30微安，静电喷枪与PET膜之间的距离为100-200mm。
本发明中，对喷涂的时间没有限制，为了能得到第一耐候层的厚度为60-80 um，第二耐候层的厚度为25-35 um即可，所述第一耐候层喷涂的时间为45-55秒，所述第二耐候层喷涂的时间为15-25秒。
为了更好的得到耐候层，优选地，所述第一次固化的固化温度为200-210℃，固化时间为8-10分钟。所述第二次固化的固化温度为180-190℃，固化时间为15-20分钟。
本发明还提供了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的背板、密封胶层、电池片、密封胶层和盖板，所述背板为本发明所述的太阳能电池背板。
本发明的太阳能电池背板，具有很好的耐候性并且太阳光反射率高。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
1、制备粉末型涂料：聚间苯二甲酸二烯丙酯（分子量为6×104）含量为65%，固化交联剂的含量为11%，抗老剂的含量为2%，流平剂的含量为12%，金红石型钛白粉的含量为10%；其制作工艺为：①预混合；②熔融挤出。③压片；④粉碎；⑤筛分；
2、静电喷涂，首先室温洁净环境中在PET膜（透过率为1.0g/m2.24h，厚度为250 um）表面静电喷涂粉末涂料（静电喷枪的电压为90kv，电流为20微安，静电喷枪与PET膜之间的距离为200mm，喷涂的时间为45秒），转至专用固化设备中固化，固化条件为200℃，10分钟。固化后得到厚度为60um的第一耐候层，同等环境下在PET另一面静电喷涂粉末涂料（喷涂的时间为25秒），转至专用固化设备中固化，固化条件为190℃，20分钟，得到厚度为35um的第二耐候层。冷却得到太阳能电池背板A1。
实施例2
按照实施例1的方法制备太阳能电池背板A2。区别在于：聚间苯二甲酸二烯丙酯（分子量为9×104）含量为60%，固化交联剂的含量为10%，抗老剂的含量为2%，流平剂的含量为13%，金红石型钛白粉的含量为15%。
实施例3
按照实施例1的方法制备太阳能电池背板A3。区别在于：聚间苯二甲酸二烯丙酯（分子量为2×104）含量为55%，固化交联剂的含量为9%，抗老剂的含量为1%，流平剂的含量为15%，金红石型钛白粉的含量为20%。第一耐候层的喷涂时间为55秒，厚度为80um，第二耐候层的喷涂时间为15秒，厚度为25um。
实施例4
按照实施例1的方法制备太阳能电池背板A4。区别在于：聚间苯二甲酸二烯丙酯（分子量为13×104）含量为70%，固化交联剂的含量为6%，抗老剂的含量为2%，流平剂的含量为10%，金红石型钛白粉的含量为12%。第一耐候层的喷涂时间为50秒，厚度为70um，第二耐候层的喷涂时间为20秒，厚度为30um。
对比例1
首先在室温洁净环境中在PET表面刮涂液体溶剂涂料，所述液体溶剂涂料，其主体树脂为PVDF，含量为32%，钛白含量 26%，交联剂含量为6.5%，溶剂醋酸丁酯含量35.5%湿膜厚度80微米，静置10分钟，转至专用固化设备中固化，固化条件为80℃，40分钟。固化后，同等环境下在PET另一面静电喷涂80微米湿膜厚度液体溶剂涂料，同样静置10分钟，转至专用固化设备中固化，固化条件为80℃，40分钟。冷却，得到太阳能电池背板CA1。
测试方法及数据
1、光反射率测试方法为：取样尺寸：50mm*50mm；数量各3pcs；测试设备：分光光度计Lambda 950；分别测试样品表面（EVA面）的光反射率，每个面设3个测试点，3点成正三角形；测试用的波长范围为400-700nm，每10个波长范围测试1次，取其平均值。结果见表1。
2、耐紫外老化
按照IEC60664标准测试太阳能电池背板的耐紫外老化性能：
1000h：△b≤2 或
2000h：△b≤4 或
3000h：△b≤5，无分层和龟裂现象，薄膜不得出现脆化或粉化及为合格。结果见表2。
表1
。
表2
。
从表1中可以看出，本发明的太阳能电池背板的光反射率高于对比例的太阳能电池的背板的光反射率，说明本发明的太阳能电池背板的光反射率高。
从表2中可以看出，本发明的太阳能电池背板的色差△b小于0.41，远小于对比例的太阳能电池的色差1.48，说明本发明的太阳能电池背板的耐紫外老化性能好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板包括PET膜层、位于PET膜层上表面的第一耐候层和位于PET膜层下表面的第二耐候层，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层，所述聚间苯类树脂为聚间苯二甲酸二烯丙酯。
2.如权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述第一耐候层和第二耐候层是粉末型涂料经静电喷涂得到；所述粉末型涂料包括聚间苯类树脂材料、固化交联剂、抗老剂、流平剂和金红石型钛白粉。
3.如权利要求2所述的太阳能电池背板，其特征在于，以所述粉末型涂料的总重量为基准，所述聚间苯类树脂的含量为55-70wt%，所述固化交联剂的含量为6-10wt%，所述抗老剂的含量为1-2wt%，所述流平剂的含量为10-15wt%，所述金红石型钛白粉的含量为10-20wt%。
4.如权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述聚间苯二甲酸二烯丙酯的分子量为2×104-13×104。
5.如权利要求4所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述聚间苯二甲酸二烯丙酯的分子量为6×104-9×104。
6.如权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述PET膜层水汽透过率小于2.0g/m2.24h。
7.如权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述PET膜层的厚度为250-350um，所述第一耐候层的厚度为60-80 um ，所述第二耐候层的厚度为25-35 um。
8.一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、在PET膜的上表面涂覆第一耐候层，然后进行第一次固化；
S2、在PET膜的下表面涂覆第二耐候层，然后进行第二次固化后得到本发明所述的太阳能电池背板；
其中，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆第一耐候层和第二耐候层的方法为在PET膜的上表面和下表面分别静电喷涂粉末型涂料；所述粉末型涂料包括聚间苯类树脂材料、固化交联剂、抗老剂、流平剂和金红石型钛白粉。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在进行静电喷涂时，在静电喷涂的PET膜的表面的相对面上贴合有带电的基板，所述基板接地；所述静电喷涂用喷枪为静电喷枪。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述静电喷枪的电压为90-100kv，电流为15-30微安，静电喷枪与PET膜之间的距离为100-200mm。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一耐候层喷涂的时间为45-55秒，所述第二耐候层喷涂的时间为15-25秒。
13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一次固化的固化温度为200-210℃，固化时间为8-10分钟；所述第二次固化的固化温度为180-190℃，固化时间为15-20分钟。
14.一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括依次层叠的背板、密封胶层、电池片、密封胶层和盖板，其特征在于，所述背板为权利要求1-8中任意一项所述的太阳能电池背板。
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