CN105419617A - 一种高阻隔性多层结构光伏背板 - Google Patents

一种高阻隔性多层结构光伏背板 Download PDF

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Abstract

本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层，所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层均为双组份聚氨酯体系，其中A组分由15~25份氟树脂、20~40份聚环氧丙烷多元醇、1~2份消泡剂、0.5~1份催化剂、5~10份无机填料、10~30份有机溶剂组成，B组份为甲苯二异氰酸酯、异佛儿酮二异氰酸酯、三甲基1,6-六亚甲基二异氰酸酯的一种或两种的混合物，且A组份和B组份按照NCO/OH=0.5-1.1的比例混合。本发明提供的一种高阻隔性多层结构光伏背板，通过设计两层基层和三层阻隔涂层，从而有效提高背板的水汽阻隔性和绝缘性。

Description

一种高阻隔性多层结构光伏背板
技术领域
本发明涉及一种光伏组件的背板，具体涉及一种高阻隔性多层结构光伏背板。
背景技术
光伏背板是光伏组件中极其重要的封装材料，对电池片起到支撑作用，同时其直接与外界环境大面积接触，承担着保障光伏组件25年稳定发电的重要使命，优异的绝缘性、阻隔性和耐候性是其长期应用的可靠性保障。
传统的光伏背板如TPT和KPK是一种通用型背板，中间基层是聚酯膜，内外两层是含氟聚合物膜（PVF膜、PVDF膜等），具有优异的绝缘性能和耐候性能（耐紫外性、耐湿热性），但背板整体的阻隔性、与EVA胶膜的粘结性以及导热性不足，并不能完全满足类型多变的气候条件，在一些苛刻的环境条件下使用也会出现脱层、粉化、黄变的失效现象。
近年来，差异性光伏背板受到越来越多的关注，在全国各地的光伏电站得到了有效的推广和应用。它是针对组件具体的工作环境特别制备的一类产品，在满足组件最基本的耐候性能需求的同时，突出体现抗主要环境要素侵蚀性能。例如，在中国南部和东南亚地区，常年的气候特点就是湿热，雨水天气居多，在此环境条件下使用的光伏背板就要首先设计其具备超强的阻水和抗湿热老化性能，才能为组件的正常工作提供长久的保障。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种高阻隔性多层结构光伏背板，通过设计两层基层和三层阻隔涂层，从而有效提高背板的水汽阻隔性和绝缘性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层，所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层均为双组份聚氨酯体系，其中A组分由15~25份氟树脂、20~40份聚环氧丙烷多元醇、1~2份消泡剂、0.5~1份催化剂、5~10份无机填料、10~30份有机溶剂组成，B组份为甲苯二异氰酸酯、异佛儿酮二异氰酸酯、三甲基1,6-六亚甲基二异氰酸酯的一种或两种的混合物，且A组份和B组份按照NCO/OH=0.5-1.1的比例混合。
所述耐候层为聚氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜，且厚度为20~40um。
所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层的厚度为5~20um。
所述第一基层和第二基层为耐候性PET薄膜，厚度为100~150um。
所述内层为聚乙烯膜或聚酰胺膜，厚度为20~100um。
所述氟树脂由氟代烯烃树脂和丙烯酸氟化树脂混合而成。
所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类的一种。
所述催化剂为辛酸亚锡或三亚乙基二胺的一种。
所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝、碳酸钙的一种或多种混合。
所述有机溶剂为乙酸丁酯、二甲苯、丁醇、丁酮的一种。
有益效果：本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，具有如下有益效果：
采用两层基层和三层阻隔涂层作为中间结构，阻隔涂层特有的阻水配方和光伏背板多层结构的梯度设计显著提高了背板的水汽阻隔性和绝缘性，实验证明该结构的光伏背板的水汽透过率小于0.7g/m2·d，击穿电压大于20kV，且将背板经过121℃，2atm下蒸煮72h后，背板的水汽透过率依然低于1.0g/m2·d，击穿电压大于18kV，表现出优异的耐湿热老化性能。
本发明的光伏背板所用阻隔涂层采用聚氨酯双组份体系，对耐候外层氟膜和中间基层PET膜以及内层聚乙烯膜或聚酰胺薄膜都具有很好的粘结性，无需再通过胶水粘结，减少了制作工序，降低了成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，所述光伏背板由上至下依次为耐候外层1，第一阻隔涂层2，第一基层3，第二阻隔涂层4，第二基层5，第三阻隔涂层6及内层7。
具体说来，所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层均为双组份聚氨酯体系，其中A组分由15~25份氟树脂、20~40份聚环氧丙烷多元醇、1~2份消泡剂、0.5~1份催化剂、5~10份无机填料、10~30份有机溶剂组成，B组份为甲苯二异氰酸酯、异佛儿酮二异氰酸酯、三甲基1,6-六亚甲基二异氰酸酯的一种或两种的混合物，且A组份和B组份按照NCO/OH=0.5-1.1的比例混合，同时所述耐候层为聚氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜，且厚度为20~40um。
所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层的厚度为5~20um。
所述第一基层和第二基层为耐候性PET薄膜，厚度为100~150um。
所述内层为聚乙烯膜或聚酰胺膜，厚度为20~100um。
所述氟树脂由氟代烯烃树脂和丙烯酸氟化树脂混合而成；所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类的一种；所述催化剂为辛酸亚锡或三亚乙基二胺；所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝、碳酸钙的一种或多种混合；所述有机溶剂为乙酸丁酯、二甲苯、丁醇、丁酮的一种。
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
实施例1
本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层。
其中耐候层采用厚度为20um的聚氟乙烯膜；第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层采用厚度为5um的双组份聚氨酯体系，其中A组分由15份氟树脂、20份聚环氧丙烷多元醇、1份消泡剂、0.5份催化剂、5份无机填料、20份有机溶剂组成，B组份为三甲基1,6-六亚甲基二异氰酸酯固化剂，且A组份和B组份中NCO/OH=0.5；所述第一基层和第二基层采用厚度为100um的耐候性PET薄膜；所述内层采用厚度为20um的聚乙烯膜。
实施例2
本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层。
其中耐候层采用厚度为22.5um的聚偏氟乙烯膜；第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层采用厚度为18um的双组份聚氨酯体系，其中A组分由20份氟树脂、30份聚环氧丙烷多元醇、1.5份消泡剂、0.8份催化剂、8份无机填料、10份有机溶剂组成，B组份为异佛儿酮二异氰酸酯固化剂，且A组份和B组份中NCO/OH=0.8；所述第一基层和第二基层采用厚度为125um的耐候性PET薄膜；所述内层采用厚度为60um的聚酰胺膜。
实施例3
本发明所揭示的一种高阻隔性多层结构光伏背板，所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层。
其中耐候层采用厚度为40um的聚偏氟乙烯膜；第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层采用厚度为20um的双组份聚氨酯体系，其中A组分由25份氟树脂、40份聚环氧丙烷多元醇、2份消泡剂、1份催化剂、10份无机填料、30份有机溶剂组成，B组份为甲苯二异氰酸酯固化剂，且A组份和B组份中NCO/OH=1.1；所述第一基层和第二基层采用厚度为150um的耐候性PET薄膜；所述内层采用厚度为100um的聚乙烯膜。
将上述三个实施例制备的光伏背板进行水汽透过率测试，具体测试结果参见下表1：
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3
水汽透过率（g/m2·d） 0.69 0.54 0.60
击穿电压（kV） 21.5 29.8 32.3
121 ℃，2 atm下蒸煮72 h后水汽透过率（g/m2·d） 0.81 0.67 0.71
121 ℃，2 atm下蒸煮72 h后击穿电压（kV） 19.3 27.4 31.8
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述光伏背板由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层，所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层均为双组份聚氨酯体系，其中A组分由15~25份氟树脂、20~40份聚环氧丙烷多元醇、1~2份消泡剂、0.5~1份催化剂、5~10份无机填料、10~30份有机溶剂组成，B组份为甲苯二异氰酸酯、异佛儿酮二异氰酸酯、三甲基1,6-六亚甲基二异氰酸酯的一种或两种的混合物，且A组份和B组份按照NCO/OH=0.5-1.1的比例混合。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述耐候层为聚氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜，且厚度为20~40um。
3.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层的厚度为5~20um。
4.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述第一基层和第二基层为耐候性PET薄膜，厚度为100~150um。
5.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述内层为聚乙烯膜或聚酰胺膜，厚度为20~100um。
6.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述氟树脂由氟代烯烃树脂和丙烯酸氟化树脂混合而成。
7.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性硅类的一种。
8.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡或三亚乙基二胺的一种。
9.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、三氧化二铝、碳酸钙的一种或多种混合。
10.根据权利要求1所述的一种高阻隔性多层结构光伏背板，其特征在于：所述有机溶剂为乙酸丁酯、二甲苯、丁醇、丁酮的一种。
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