CN104393076B - 改性丙烯酸太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents

改性丙烯酸太阳能电池背板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性丙烯酸太阳能电池背板及其制备方法，该改性丙烯酸太阳能电池背板包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰40～60份、丙烯酸40～80份、四氢呋喃20～50份、氨基树脂20～60份、脂肪酸多元醇酯30～80份、氧化锌100～120份、乙基纤维素40～90份、四氟硼酸四乙胺10～50份。制备方法：将各成分混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；基材层和含氟膜通过粘结层复合。本发明的过氧化苯甲酰明显提高了丙烯酸粘结层的粘结性能，使拉伸强度和剥离强度均有所提高。

Description

改性丙烯酸太阳能电池背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种改性丙烯酸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2011800127350，名称为“太阳能电池背板”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板，该太阳能电池背板被设置成与在基板的电池侧的密封材料接触，在所述基板的电池侧，太阳能电池元件被所述密封材料密封，并且太阳能电池背板包括满足方程式(1)的支持体以及包含粘合剂和无机细粒的粘合层，所述无机细粒的量为所述粘合剂的总体积的50体积％至200体积％，在85℃和85％RH的气氛中将所述太阳能电池背板储存1,000小时之后，在所述密封材料与所述易粘合层之间的剥离强度为10N/20mm以上。方程式(1)：1.0≥(ELBA)/(ELBB)≥0.5(ELBA和ELBB分别表示在120℃和100％RH的气氛中储存50小时之后和之前的断裂伸长率)。所述背板在湿热环境中具有优异的对密封材料的粘合性。该发明利用多种粘合剂的粘合性能，从而提高粘结力，其效果是各粘结成分的叠加，而且使用多种原料，生产成本较高。
申请号为2013101020347，名称为“一种太阳能电池背板用粘接剂及其制备方法”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板用聚氨酯粘接剂及其制备方法，其特征在于包含以下组分：100重量份的聚氨酯预聚物；100-110重量份的溶剂；5-10重量份的固化剂；0.05-0.5重量份的抗紫外剂，以上组分混合均匀后获得粘接剂，其中聚氨酯预聚物是用60-95重量份的聚酯二元醇、5-30重量份的含氟聚醚二元醇与5-12重量份的二异氰酸酯化合物在一定温度下聚合而成，制备的粘接剂对含有PVDF膜的太阳能背板粘接强度高，耐紫外光老化和耐水解性能好。虽然各方面性能较优异，但是粘结剂本身的粘结性能并未得到提高，在长时间阳光照射条件下，剥离强度会有所下降。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种改性丙烯酸太阳能电池背板及其制备方法，改性丙烯酸太阳能电池背板的拉伸强度和剥离强度均较高。
本发明采用以下技术方案：
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰40～60份、丙烯酸40～80份、四氢呋喃20～50份、氨基树脂20～60份、脂肪酸多元醇酯30～80份、氧化锌100～120份、乙基纤维素40～90份、四氟硼酸四乙胺10～50份。
作为对本发明的进一步改进，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰50份、丙烯酸60份、四氢呋喃30份、氨基树脂40份、脂肪酸多元醇酯50份、氧化锌110份、乙基纤维素60份、四氟硼酸四乙胺40份。
作为对本发明的进一步改进，基材层厚度为40～80μm。
作为对本发明的进一步改进，含氟膜厚度为60～100μm。
作为对本发明的进一步改进，粘结层厚度为20～120μm。
作为对本发明的进一步改进，脂肪酸多元醇酯为单脂肪酸甘油酯或失水山梨醇脂肪酸酯。
作为对本发明的进一步改进，氧化锌的粒径为20～50μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
作为对本发明的进一步改进，步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
作为对本发明的进一步改进，步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
原理：过氧化苯甲酰可以提高丙烯酸的亲水性，使粘结层的相容性优异，提高剥离强度。
有益效果
本发明的剥离强度为46～50N/cm，拉伸强度为46～47MPa。本发明的过氧化苯甲酰明显提高了丙烯酸粘结层的粘结性能，使拉伸强度和剥离强度均有所提高。
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
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰50份、丙烯酸60份、四氢呋喃30份、氨基树脂40份、脂肪酸多元醇酯50份、氧化锌110份、乙基纤维素60份、四氟硼酸四乙胺40份。
基材层厚度为60μm。
含氟膜厚度为80μm。
粘结层厚度为80μm。
脂肪酸多元醇酯为单脂肪酸甘油酯。
氧化锌的粒径为30μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
实施例2
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰40份、丙烯酸40份、四氢呋喃20份、氨基树脂20份、脂肪酸多元醇酯30份、氧化锌100份、乙基纤维素40份、四氟硼酸四乙胺10份。
基材层厚度为40μm。
含氟膜厚度为60μm。
粘结层厚度为20μm。
脂肪酸多元醇酯为失水山梨醇脂肪酸酯。
氧化锌的粒径为20μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
实施例3
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰60份、丙烯酸80份、四氢呋喃50份、氨基树脂60份、脂肪酸多元醇酯80份、氧化锌120份、乙基纤维素90份、四氟硼酸四乙胺50份。
基材层厚度为80μm。
含氟膜厚度为100μm。
粘结层厚度为120μm。
脂肪酸多元醇酯为单脂肪酸甘油酯。
氧化锌的粒径为20～50μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
实施例4
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰42份、丙烯酸50份、四氢呋喃30份、氨基树脂30份、脂肪酸多元醇酯40份、氧化锌105份、乙基纤维素50份、四氟硼酸四乙胺20份。
基材层厚度为50μm。
含氟膜厚度为70μm。
粘结层厚度为40μm。
脂肪酸多元醇酯为失水山梨醇脂肪酸酯。
氧化锌的粒径为30μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
实施例5
改性丙烯酸太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰55份、丙烯酸70份、四氢呋喃40份、氨基树脂50份、脂肪酸多元醇酯70份、氧化锌115份、乙基纤维素80份、四氟硼酸四乙胺40份。
基材层厚度为70μm。
含氟膜厚度为90μm。
粘结层厚度为110μm。
脂肪酸多元醇酯为单脂肪酸甘油酯。
氧化锌的粒径为40μm。
上述改性丙烯酸太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
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过氧化苯甲酰。
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。
剥离强度：单位：N/cm。检测标准：ASTMD-1876180°Peel。
拉伸强度：单位：MPa。检测标准：ASTMD-882。
表1
拉伸强度 剥离强度
对比例1 33 23
实施例1 47 50
实施例2 46 48
实施例3 47 48
实施例4 46 464 -->
实施例5 46 47
结论：对比例1的剥离强度为23N/cm，拉伸强度为33MPa。实施例的剥离强度为46～50N/cm，拉伸强度为46～47MPa。本发明的过氧化苯甲酰明显提高了丙烯酸粘结层的粘结性能，使拉伸强度和剥离强度均有所提高。

Claims (10)

1.改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰40～60份、丙烯酸40～80份、四氢呋喃20～50份、氨基树脂20～60份、脂肪酸多元醇酯30～80份、氧化锌100～120份、乙基纤维素40～90份、四氟硼酸四乙胺10～50份。
2.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，所述粘结层包括以下重量份计的组分：过氧化苯甲酰50份、丙烯酸60份、四氢呋喃30份、氨基树脂40份、脂肪酸多元醇酯50份、氧化锌110份、乙基纤维素60份、四氟硼酸四乙胺40份。
3.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，基材层厚度为40～80μm。
4.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，含氟膜厚度为60～100μm。
5.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，粘结层厚度为20～120μm。
6.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，脂肪酸多元醇酯为单脂肪酸甘油酯或失水山梨醇脂肪酸酯。
7.根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板，其特征在于，氧化锌的粒径为20～50μm。
8.一种制备根据权利要求1所述的改性丙烯酸太阳能电池背板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将过氧化苯甲酰、丙烯酸、四氢呋喃、氨基树脂、脂肪酸多元醇酯、氧化锌、乙基纤维素、四氟硼酸四乙胺混合均匀，加热熔融挤出，制成粘结层；
（2）基材层和含氟膜通过粘结层复合。
9.根据权利要求8所述的制备改性丙烯酸太阳能电池背板的方法，其特征在于，步骤（1）的挤出温度为250～350℃。
10.根据权利要求8所述的制备改性丙烯酸太阳能电池背板的方法，其特征在于，步骤（2）的复合压力为80～90Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为60～120min。
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