CN104393075B - 改性环氧树脂太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性环氧树脂太阳能电池背板及其制备方法，该改性环氧树脂太阳能电池背板包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷20～30份、季戊四醇60～70份、环氧树脂10～40份、氯化锶15～25份、丁基橡胶38～40份、聚异丁烯20～60份、十二烷基硫酸酯钠30～80份、甲基丙烯酸环己酯30～80份、硅酸盐60～70份。制备方法：将各成分混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。而且本发明不同于现有技术采用粘结层复合耐候层和基材层，将耐候层和粘结层作为一个整体，减少多道复合程序，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种改性环氧树脂太阳能电池背板及其制备方法。
背景技术
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，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。一般具有三层结构，外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能力。
申请号为2013102361156，名称为“一种用于太阳能电池背板的材料及其制备方法”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板用的杂化聚合物材料，利用该材料可生产单层的太阳能电池背板，该杂化共聚物由(I)特定质量比(0.3～0.65:1之间)的碳酸铕和氧化石墨烯组成的功能性粉末和(II)1,4-环己二甲酸、2,6-萘二甲酸、3-氟-1,2-丙二醇、1,4丁二醇几种单体共聚得到的共聚物组成，其中功能性粉末在共聚物合成过程中加入。利用单层太阳能电池背板降低了太阳能电池背板生产时的工艺复杂性，避免了胶黏剂的使用，但是其容易水解老化，耐候性一般。
申请号为2011102507318，名称为“一种太阳能电池背板及其制备方法以及一种太阳能电池”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板，所述背板包括金属铝合金板层、以及金属铝合金板层一面静电喷涂的有机绝缘层及另一面的耐蚀层；所述有机绝缘层含有聚氟乙烯树脂，聚偏氟乙烯树脂，聚三氟乙烯树脂，聚四氟乙烯树脂或聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂的单体与其他树脂的单体的共聚物中的至少一种。该发明的背板的有机绝缘层与金属铝合金板层之间有很好的结合力。但是该发明采用多层结构，复合步骤较多，生产成本高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种改性环氧树脂太阳能电池背板及其制备方法，改性环氧树脂太阳能电池背板耐候层和粘结层合二为一，降低生产成本。
本发明采用以下技术方案：
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷20～30份、季戊四醇60～70份、环氧树脂10～40份、氯化锶15～25份、丁基橡胶38～40份、聚异丁烯20～60份、十二烷基硫酸酯钠30～80份、甲基丙烯酸环己酯30～80份、硅酸盐60～70份。
作为对本发明的进一步改进，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷25份、季戊四醇65份、环氧树脂30份、氯化锶20份、丁基橡胶39份、聚异丁烯40份、十二烷基硫酸酯钠50份、甲基丙烯酸环己酯50份、硅酸盐65份。
作为对本发明的进一步改进，基材层厚度为120～200μm。
作为对本发明的进一步改进，耐候粘结层厚度为50～60μm。
作为对本发明的进一步改进，聚异丁烯的分子量为500～800。
作为对本发明的进一步改进，硅酸盐是偏硅酸钠或二硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
作为对本发明的进一步改进，步骤(1)的加热温度为300～600℃，挤出温度为300～400℃。
作为对本发明的进一步改进，步骤(2)的复合压力为294～392N(30～40Kgf)，复合温度为100～150℃，复合时间为24～28h。
作为对本发明的进一步改进，步骤(2)的复合压力为343N(35Kgf)，复合温度为120℃，复合时间为26h。
原理：耐候层和粘结层合二为一，形成耐候粘结层，既可以和基材很好的连接，又具有一定的耐候性，减少多道工序，降低生产成本。
有益效果
本发明的粘结强度为96～100N/cm，而且湿热条件下不易脱层变黄。说明本发明五氧化二磷和季戊四醇的结合，在提高粘结性的同时，可以保持耐湿热老化能力，而且本发明不同于现有技术采用粘结层复合耐候层和基材层，将耐候层和粘结层作为一个整体，减少多道复合程序，降低了生产成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
实施例1
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷25份、季戊四醇65份、环氧树脂30份、氯化锶20份、丁基橡胶39份、聚异丁烯40份、十二烷基硫酸酯钠50份、甲基丙烯酸环己酯50份、硅酸盐65份。
基材层厚度为150μm。
耐候粘结层厚度为55μm。
聚异丁烯的分子量为600。
硅酸盐是偏硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
步骤(1)的加热温度为400℃，挤出温度为350℃。
步骤(2)的复合压力为343N(35Kgf)，复合温度为120℃，复合时间为26h。
实施例2
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷20份、季戊四醇60份、环氧树脂10份、氯化锶15份、丁基橡胶38份、聚异丁烯20份、十二烷基硫酸酯钠30份、甲基丙烯酸环己酯30份、硅酸盐60份。
基材层厚度为120μm。
耐候粘结层厚度为50μm。
聚异丁烯的分子量为500。
硅酸盐是偏硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
步骤(1)的加热温度为300℃，挤出温度为300℃。
步骤(2)的复合压力为294N(30Kgf)，复合温度为100℃，复合时间为24h。
实施例3
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷30份、季戊四醇70份、环氧树脂40份、氯化锶25份、丁基橡胶40份、聚异丁烯60份、十二烷基硫酸酯钠80份、甲基丙烯酸环己酯80份、硅酸盐70份。
基材层厚度为200μm。
耐候粘结层厚度为60μm。
聚异丁烯的分子量为800。
硅酸盐是二硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
步骤(1)的加热温度为600℃，挤出温度为400℃。
步骤(2)的复合压力为392N(40Kgf)，复合温度为150℃，复合时间为28h。
实施例4
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷22份、季戊四醇62份、环氧树脂20份、氯化锶18份、丁基橡胶39份、聚异丁烯25份、十二烷基硫酸酯钠40份、甲基丙烯酸环己酯40份、硅酸盐63份。
基材层厚度为130μm。
耐候粘结层厚度为53μm。
聚异丁烯的分子量为600。
硅酸盐是偏硅酸钠或二硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
步骤(1)的加热温度为400℃，挤出温度为320℃。
步骤(2)的复合压力为313.6N(32Kgf)，复合温度为120℃，复合时间为25h。
实施例5
改性环氧树脂太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷28份、季戊四醇68份、环氧树脂30份、氯化锶22份、丁基橡胶40份、聚异丁烯50份、十二烷基硫酸酯钠70份、甲基丙烯酸环己酯70份、硅酸盐68份。
基材层厚度为180μm。
耐候粘结层厚度为58μm。
聚异丁烯的分子量为700。
硅酸盐是二硅酸钠。
上述改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
(2)基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
步骤(1)的加热温度为500℃，挤出温度为380℃。
步骤(2)的复合压力为372.4N(38Kgf)，复合温度为140℃，复合时间为26h。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：粘结层的组成成分中未添加五氧化二磷。
对比例2
与实施例1相同，不同在于：粘结层的组成成分中未添加季戊四醇。
性能测试
对实施例和对比例的产品进行性能测试，结果见表1。
耐湿热老化的试验条件为温度85℃、RH85％，时间2000h。
粘结强度：单位：N/cm。
表1
| 粘结强度 | 耐湿热老化 | |
| 对比例1 | 53 | 无脱层，无变黄 |
| 对比例2 | 89 | 脱层，变黄 |
| 实施例1 | 100 | 无脱层，无变黄 |
| 实施例2 | 96 | 无脱层，无变黄 |
| 实施例3 | 98 | 无脱层，无变黄 |
| 实施例4 | 96 | 无脱层，无变黄 |
| 实施例5 | 97 | 无脱层，无变黄 |
结论：对比例1中不含五氧化二磷，最终的粘结强度仅为53N/cm，粘结性很差，湿热条件下不易脱层和变黄，具有一定的耐候性。对比例2中不含季戊四醇，最终的粘结强度为89N/cm，粘结性较好，但是在湿热条件下易脱层变黄。实施例的粘结强度为96～100N/cm，而且湿热条件下不易脱层变黄。说明本发明五氧化二磷和季戊四醇的结合，在提高粘结性的同时，可以保持耐湿热老化能力，而且本发明不同于现有技术采用粘结层复合耐候层和基材层，将耐候层和粘结层作为一个整体，减少多道复合程序，降低了生产成本。
Claims (10)
1. 改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候粘结层；其中，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷20～30份、季戊四醇60～70份、环氧树脂10～40份、氯化锶15～25份、丁基橡胶38～40份、聚异丁烯20～60份、十二烷基硫酸酯钠30～80份、甲基丙烯酸环己酯30～80份、硅酸盐60～70份。
2.根据权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候粘结层包括以下重量份计的组分：五氧化二磷25份、季戊四醇65份、环氧树脂30份、氯化锶20份、丁基橡胶39份、聚异丁烯40份、十二烷基硫酸酯钠50份、甲基丙烯酸环己酯50份、硅酸盐65份。
3.根据权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，基材层厚度为120～200μm。
4.根据权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，耐候粘结层厚度为50～60μm。
5.根据权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，聚异丁烯的分子量为500～800。
6.根据权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板，其特征在于，硅酸盐是偏硅酸钠或二硅酸钠。
7.基于权利要求1所述的改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将五氧化二磷、季戊四醇、环氧树脂、氯化锶、丁基橡胶、聚异丁烯、十二烷基硫酸酯钠、甲基丙烯酸环己酯、硅酸盐混合均匀，加热熔融，挤出，制成耐候粘结层；
（2）基材层的上下两面分别和耐候粘结层复合。
8.根据权利要求7所述的改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤（1）的加热温度为300～600℃，挤出温度为300～400℃。
9.根据权利要求7所述的改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤（2）的复合压力为294～392N，复合温度为100～150℃，复合时间为24～28h。
10.根据权利要求7所述的改性环氧树脂太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤（2）的复合压力为343N，复合温度为120℃，复合时间为26h。
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