CN104518040A - 一种三层结构pet薄膜及由其组成的太阳能电池背板 - Google Patents

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CN104518040A CN201410698207.0A CN201410698207A CN104518040A CN 104518040 A CN104518040 A CN 104518040A CN 201410698207 A CN201410698207 A CN 201410698207A CN 104518040 A CN104518040 A CN 104518040A
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Abstract

本发明公开了一种三层结构PET薄膜及由其组成的太阳能电池背板，所述薄膜由位于中间的中间层和位于中间层两侧的外层及内层三层PET膜共挤形成，其导热率高、反光率高，长期耐老化性能好。所述太阳电池背板以所述三层结构的PET薄膜为基层，在其一侧涂覆耐候涂覆层组成，基于PET薄膜的良好性能，所述背板与现有技术相比具有更好的耐热性和耐候性且结构简单，返修更为容易。

Description

一种三层结构PET薄膜及由其组成的太阳能电池背板
技术领域
本发明涉及一种三层结构PET薄膜和由其组成的太阳能电池背板，具体的涉及一种三层结构的PET共挤薄膜，和由该PET薄膜与耐候涂覆层组成的高耐候性和高粘结性太阳能电池背板。
背景技术
太阳能电池组件通常是一个叠层结构，主要包括依次设置的玻璃层、EVA封装层、硅电池片、EVA封装层和太阳能电池组件背板，其中硅电池片被两层EVA胶膜密封包裹。太阳能电池组件背板主要作用是电气绝缘，提高太阳能电池组件的机械强度，防止水汽渗透到密封层中，影响电池片的寿命及发电效率。由于太阳能电池组件背板在太阳能电池组件的最外面，要求背板具有良好的抗环境侵蚀性能，因而制造的太阳能电池组件背板必须具有良好的耐湿热老化性，耐高温，耐水解，耐腐蚀性能，以及抵御紫外光照射能力。
现有技术中，太阳能电池背板主要由0.020-0.040mm厚的含氟薄膜，0.100-0.300mm厚的聚酯(PET)薄膜基层以及0.0200-0.180mm厚的EVA或聚烯烃薄膜或聚酰胺(PA)，或改性聚丙烯构成的薄膜共计三层膜材料通过胶粘剂复合而成。该背板具有以下缺点：背板较厚导热效率差、耐热性较差，反光率低影响电池发电效率，耐UV性能低已引起电池片面的这层材质过早粉化，黄变开裂老化失效，组件返修困难，价格昂贵。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种导热率高、反光率高，长期耐老化性能好的一种三层结构PET薄膜，同时提供了一种以所述三层结构PET薄膜该基层与耐候涂覆层组成的太阳能电池背板，该背板耐热性和耐候性优良，返修容易。
本发明的技术方案是：
一种三层结构PET薄膜，所述PET薄膜4由位于中间的中间层3和位 于中间层3两侧的外层1及内层2三层PET膜共挤形成；所述薄膜4的厚度为0.050mm-1.000mm，其中外层1的厚度为0.010mm-0.060mm，中间层3的厚度为在0.010mm-0.980mm，内层2的厚度为0.010mm-0.060mm；所述外层1的表面光泽度为1～99，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层2的表面光泽度为1～99，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层2的表面反射率为30～99％，其中测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
进一步，优选的，所述PET薄膜4的厚度为0.250mm-0.300mm，其中外层1厚度为0.020mm-0.050mm，中间层3的厚度为0.010mm-0.280mm，内层2厚度为0.020mm-0.050mm；所述外层1的表面光泽度为10～60，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层2的表面光泽度为10～60，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层2表面反射率为60-99％，其中测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
本发明还提供了一种由上述三层结构的PET薄膜组成的太阳能电池背板，所述背板10以所述三层结构的PET薄膜4为基层，在基层一侧涂覆一层耐候涂覆层5组成。
进一步的，所述耐候涂覆层5包括有机树脂、固化剂和无机填料。
进一步，优选的，所述耐候涂覆层5中有机树脂选自聚四氟乙烯氟碳树脂、聚三氟乙烯氟碳树脂、全氟树脂、含氟丙烯酸树脂、氟硅树脂、含羟基丙烯酸树脂、碳酸酯多元醇树脂、己内酰胺多元醇树脂、二聚酸多元醇树脂、端羟基聚丁二烯树脂、脂肪链多元醇树脂、氢化双酚A环氧树脂、端羟基聚丁二烯环氧树脂、酯环族环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的一种。
进一步，优选的，所述耐候涂覆层5中固化剂选自异氰酸酯固化剂、咪唑固化剂、酰肼固化剂、胺基树脂固化剂、胺类固化剂和三聚氰胺系固化剂中的一种。
进一步，优选的，所述耐候涂覆层5中无机填料选自钛白粉、三氧化二铝、氢氧化铝、滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、炭黑、云母粉、硫酸钡、硅藻土、浮石粉、金刚石粉中一种或两种及以上的混合物。
进一步的，所述耐候涂覆层5中无机填料所占质量比例为X，其中0＜X≤90％。
更进一步，优选的，所述耐候涂覆层5中无机填料所占质量比例为X，其中10％≤X≤70％。
进一步，优选的，所述耐候涂覆层(5)的厚度为0.001mm-0.030mm。
更进一步，优选的，所述耐候涂覆层(5)的厚度为0.001mm-0.010mm。
本发明的优点是：
本发明的三层结构PET薄膜厚度薄，具有导热率高，反光率高，长期耐老化性能好等优良性能；由其与耐候涂覆层组成的太阳能电池背板能够有效降低背板的厚度，提高背板的导热效率和光反射率，从而使得背板耐热性和耐候性优良，因为结构简单，返修更为容易。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明三层结构PET薄膜的结构示意图；
图2为本发明的太阳能电池背板结构示意图；
图3为本发明的太阳能电池背板构成的太阳能电池组件结构示意图；
其中1-外层，2-内层，3-中间层，4-PET薄膜，5-耐候涂覆层，6、8-EVA封装层，7-电池片，9-玻璃层，10-背板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的三层结构PET薄膜和由其组成的太阳电池背板进行具体说明。
实施例1：
如图1所示为三层结构PET薄膜结构示意图。所述的三层结构的PET薄膜4包括位于中间的中间层3以及位于中间层两侧的外层1和内层2、三层PET薄膜双向拉伸共挤，一次性连续生产制成。其中PET薄膜4的厚度为0.300mm，其中外层1厚度为0.010mm，中间层3厚度为0.280mm，内层2厚度为0.010mm；外层1表面光泽度为60，内层2表面光泽度为60，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国际标准ISO2813：1994。所述内层2积分球法得出表面反射率为60％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
上述三层结构PET薄膜4中，外层1、内层2均可以遮挡280-400nm紫外线99％以上，在280-400nm紫外线90KWh/㎡照射后，黄变指数▽b<3，耐水解；PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，剩余断裂伸长率在10％以上；中间层3遮挡紫外线，耐水解能力，PCT实验121℃，100％湿度，36小时后，剩余断裂伸长率在10％以上；上述三层结构的PET薄膜4经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
采用上述三层结构PET薄膜4制备太阳能电池背板，其结构如图2所示，以所述三层机构的PET薄膜4为基层，在内层2一侧涂覆一层厚度为0.010mm的耐候涂覆层5即组成背板10。
上述耐候涂覆层5包括有机树脂、固化剂和无机填料。本例中有机树脂为聚四氟乙烯氟碳树脂(本例中聚四氟乙烯氟碳树脂还可换成聚三氟乙烯氟碳树脂)，固化剂为异氰酸酯固化剂，无机填料为钛白粉(TiO2)和硫酸钡(BaSO4)的混合物，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为70％。
上述太阳能电池背板10组装后的结构示意图如图3所示。背板10有耐候涂覆层5的一侧与EVA封装层6粘结，电池片7安装在两EVA封装层6和8之间，封装层8与最外层的玻璃层9粘结完成整个太阳能电池组件的安装。
上述太阳能电池背板10具有高反光率(92％)和热阻7m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.5)，返修性能好，无残留。高的耐热性：RTI＝120℃，相比之下，传统的太阳能电池背板的反光率仅能达到80％，热阻较高13K/m2K/W，耐候性较差(UV-90kwh，▽b＝5)，返修难，有残留，聚烯烃薄膜层有残留在封装EVA之上，耐热较低，RTI＝70℃。
实施例2：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法以及结构、由其组成的太阳能电池背板10以及背板10组装后结构同实施例1。其中为提高内外层以及中间层遮挡紫外线性能，外层1、内层2和中间层3均添加高折射率无机填料TiO2。
PET薄膜4的厚度为0.250mm，其中外层1厚度为0.060mm，中间层3厚度为0.130mm，内层2厚度为0.060mm；外层1表面光泽度为10，内层2表面光泽度为99，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国 际标准ISO2813：1994.所述内层2积分球法得出表面反射率为99％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
上述三层结构PET薄膜4中，外层1和外层2均可遮挡280-400nm紫外线99％以上，在280-400nm紫外线90KWh/㎡照射后，黄变指数▽b<3，耐水解；PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，剩余断裂伸长率在10％以上；中间层3遮挡紫外线，耐水解能力，PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，剩余断裂伸长率在10％以上；上述三层结构的PET薄膜4经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
由上述三层结构PET薄膜4组成的太阳能电池背板10结构同实施例1，其中上述耐候涂覆层5中有机树脂为全氟树脂，固化剂为咪唑固化剂，无机填料为三氧化二铝与滑石粉混合物，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为10％，耐候涂覆层5的厚度为0.001mm。
上述太阳能电池背板10组装后，具有反光率高达89％，热阻8.5m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.75)，返修性能好，无残留。高的耐热性：RTI＝110℃，相比之下，传统的太阳能电池背板的反光率仅能达到80％，热阻较高13K/m2K/W，耐候性较差(UV-90kwh，▽b＝5)，返修难，有残留，聚烯烃薄膜层有残留在封装EVA之上，耐热较低，RTI＝70℃。
实施例3：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法以及结构、由其组成的太阳能电池背板10以及背板10组装后结构同实施例1.
其中，PET薄膜4的厚度为0.050mm，其中外层1厚度为0.020mm，中间层3厚度为0.010mm，内层2厚度为0.020mm；外层1表面光泽度为99，内层2表面光泽度为10，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国际标准ISO2813：1994.所述内层2积分球法得出表面反射率为30％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。所制备的三层结构的PET薄膜，经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
由上述三层结构PET薄膜4组成的太阳能电池背板10结构同实施例1，其中上述耐候涂覆层5中有机树脂为含氟丙烯酸树脂，固化剂为酰肼固化剂， 无机填料为氢氧化铝和二氧化硅混合物，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为90％，耐候涂覆层5的厚度为0.030mm。
上述太阳能电池背板10组装后，具有反光率高达85％，热阻9m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.5)，返修性能好，无残留。高的耐热性：RTI＝115℃，相比之下，传统的太阳能电池背板的反光率仅能达到80％，热阻较高13K/m2K/W，耐候性较差(UV-90kwh，▽b＝5)，返修难，有残留，聚烯烃薄膜层有残留在封装EVA之上，耐热较低，RTI＝70℃。
实施例4：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法以及结构、由其组成的太阳能电池背板10以及背板10组装后结构同实施例1。
为提高内外层遮挡紫外线性能，外层1和内层2添加高折射率无机填料TiO2。PET薄膜4的厚度为1.000mm，其中外层1厚度为0.010mm，中间层3厚度为0.980mm，内层2厚度为0.010mm；外层1表面光泽度为90，内层2表面光泽度为1，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国际标准ISO2813：1994.所述内层2积分球法得出表面反射率为30％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。所制备的三层结构的PET薄膜，经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
由上述三层结构PET薄膜4组成的太阳能电池背板10结构同实施例1，其中上述耐候涂覆层5中有机树脂为含氟硅树脂，固化剂为胺基树脂固化剂，无机填料为碳酸钙和云母粉混合物，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为50％，耐候涂覆层5的厚度为0.020mm。
上述太阳能电池背板10组装后，具有反光率高达85％，热阻9.2m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.55)，返修性能好，无残留。高的耐热性：RTI＝110℃。
实施例5：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法以及结构、由其组成的太阳能电池背板10以及背板10组装后结构同实施例1。
其中，PET薄膜4的厚度为0.500mm，其中外层1厚度为0.050mm，中间层3厚度为0.400mm，内层2厚度为0.050mm；外层1表面光泽度为1， 内层2表面光泽度为99，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国际标准ISO2813：1994.所述内层2积分球法得出表面反射率为99％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。所制备的三层结构的PET薄膜，经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
由上述三层结构PET薄膜4组成的太阳能电池背板10结构同实施例1，其中上述耐候涂覆层5中有机树脂为碳酸酯多元醇树脂(本例中碳酸酯多元醇树脂可换成其他类多元醇树脂如己内酰胺多元醇树脂、二聚酸多元醇树脂和脂肪链多元醇树脂)，固化剂为胺类固化剂，无机填料为炭黑和硅藻土混合物，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为50％，耐候涂覆层5的厚度为0.020mm。
上述太阳能电池背板10组装后，具有反光率高达89％，热阻9.0m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.55)，返修性能好，无残留。高的耐热性：RTI＝110℃。
实施例6：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法以及结构、由其组成的太阳能电池背板10以及背板10组装后结构同实施例1。
其中，PET薄膜4的厚度为0.500mm，其中外层1厚度为0.050mm，中间层3厚度为0.400mm，内层2厚度为0.050mm；外层1表面光泽度为50，内层2表面光泽度为90，测量光泽度光线投射角为60°，符合GB/T9754-2007和国际标准ISO2813：1994.所述内层2积分球法得出表面反射率为90％，测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。所制备的三层结构的PET薄膜，经过PCT实验121℃，100％湿度，72小时后，外观无异常，无气泡，开裂，变色等，黄变指数▽b<3。
由上述三层结构PET薄膜4组成的太阳能电池背板10结构同实施例1，其中上述耐候涂覆层5中有机树脂为端羟基聚丁二烯树脂，固化剂为三聚氰胺系固化剂，无机填料为金刚石粉，其中耐候涂覆层5中无机填料所占质量比为1％，耐候涂覆层5的厚度为0.001mm。
上述太阳能电池背板10组装后，具有反光率高达90％，热阻9.2m2K/W、优异的耐侯性(UV-90kwh，▽b＝0.6)，返修性能好，无残留。高的耐热性： RTI＝110℃。
实施例7：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法和结构完全同实施例1。
本例中由上述三层结构的PET薄膜4为基层组成的太阳能电池背板10，耐候涂覆层5中有机树脂换成氢化双酚A环氧树脂，其他组成结构同实施例1。背板10组装后，其反光率、热阻、耐侯性、返修性能耐热性与实施例1基本一致。
实施例8：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法和结构完全同实施例1。
本例中由上述三层结构的PET薄膜4为基层组成的太阳能电池背板10，耐候涂覆层5中有机树脂换成端羟基聚丁二烯环氧树脂，其他组成结构同实施例1。背板10组装后，其反光率、热阻、耐侯性、返修性能耐热性与实施例1基本一致。
实施例9：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法和结构完全同实施例1。
本例中由上述三层结构的PET薄膜4为基层组成的太阳能电池背板10，耐候涂覆层5中有机树脂换成酯环族环氧树脂，其他组成结构同实施例1。背板10组装后，其反光率、热阻、耐侯性、返修性能耐热性与实施例1基本一致。
实施例10：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法和结构完全同实施例1。
本例中由上述三层结构的PET薄膜4为基层组成的太阳能电池背板10，耐候涂覆层5中有机树脂换成二聚酸改性环氧树脂，其他组成结构同实施例1。背板10组装后，其反光率、热阻、耐侯性、返修性能耐热性与实施例1基本一致。
实施例11：
本例中三层结构PET薄膜4制备方法和结构完全同实施例1。
本例中由上述三层结构的PET薄膜4为基层组成的太阳能电池背板10，耐候涂覆层5中有机树脂换成脂肪族环氧树脂，其他组成结构同实施例1。背板10组装后，其反光率、热阻、耐侯性、返修性能耐热性与实施例1基 本一致。
通过上述实施例可以看出，本发明中的二层结构的PET薄膜具有散热率高、反光率高，阻水率高，长期耐老化性能好等优良性能。以其为基层组成的太阳能电池背板，与现有技术相比具有更好的耐热性和耐候性，且结构简单，返修容易。

Claims (9)

1.一种三层结构PET薄膜，其特征在于，所述PET薄膜(4)由位于中间的中间层(3)和位于中间层(3)两侧的外层(1)及内层(2)三层PET膜共挤拉伸形成；所述PET薄膜(4)的厚度为0.050mm-1.000mm，其中外层(1)的厚度为0.010mm-0.060mm，中间层(3)的厚度为在0.010mm-0.980mm，内层(2)的厚度为0.010mm-0.060mm；所述外层(1)的表面光泽度为1～99，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层(2)的表面光泽度为1～99，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层(2)的表面反射率为30～99％，其中测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
2.根据权利要求1所述的一种三层结构PET薄膜，其特征在于，所述PET薄膜(4)的厚度为0.250mm-0.300mm，其中外层(1)厚度为0.020mm-0.050mm，中间层(3)的厚度为0.010mm-0.280mm，内层(2)厚度为0.020mm-0.050mm；所述外层(1)的表面光泽度为10～60，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层(2)的表面光泽度为10～60，其中测量光泽度光线投射角为60°；所述内层(2)表面反射率为60-99％，其中测量反射率的光线波长范围在400-1100nm。
3.如权利要求1所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述背板(10)以所述三层结构的PET薄膜(4)为基层，在基层一侧涂覆一层耐候涂覆层(5)组成。
4.根据权利要求3所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候涂覆层(5)包括有机树脂、固化剂和无机填料。
5.根据权利要求4所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候涂覆层(5)中
有机树脂选自聚四氟乙烯氟碳树脂、聚三氟乙烯氟碳树脂、全氟树脂、含氟丙烯酸树脂、氟硅树脂、含羟基丙烯酸树脂、碳酸酯多元醇树脂、己内酰胺多元醇树脂、二聚酸多元醇树脂、端羟基聚丁二烯树脂、脂肪链多元醇树脂、氢化双酚A环氧树脂、端羟基聚丁二烯环氧树脂、酯环族环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂和脂肪族环氧树脂中的一种；
固化剂选自异氰酸酯固化剂、咪唑固化剂、酰肼固化剂、胺基树脂固化剂、胺类固化剂和三聚氰胺系固化剂中的一种；
无机填料选自钛白粉、三氧化二铝、氢氧化铝、滑石粉、二氧化硅、碳 酸钙、炭黑、云母粉、硫酸钡、硅藻土、浮石粉、金刚石粉中一种或两种及以上的混合物。
6.根据权利要求4或5所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候涂覆层(5)中无机填料所占质量比例为X，其中0＜X≤90％。
7.根据权利要求4或5所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候涂覆层(5)中无机填料所占质量比例为X，其中10％≤X≤70％。
8.根据权利要求3、4或5中任意一项所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候涂覆层(5)的厚度为0.001mm-0.030mm。
9.根据权利要求3、4或5中任意一项所述的一种三层结构PET薄膜组成的太阳能电池背板，其特征在于，优选的，所述耐候涂覆层(5)的厚度为0.001mm-0.010mm。
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