CN105856762B - 一种太阳能电池背板及生产工艺 - Google Patents

一种太阳能电池背板及生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种太阳能电池背板及生产工艺，背板从上到下依次为耐候层、粘结层、绝缘层和淋膜层，耐候层为聚偏氟乙烯膜、聚氟乙烯膜，厚度为20‑35μm，粘结层由聚氨酯胶、有机硅胶、聚合物热熔胶、环氧树脂胶中的一种或多种混合而成，厚度为5‑10μm，绝缘层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为50‑250μm，淋膜层为采用淋膜法复合在绝缘层上的改性聚乙烯薄膜，厚度为30‑100μm，其中改性聚乙烯薄膜由2‑5份改性聚乙烯母粒，4‑10份聚乙烯树脂组成。采用淋膜工艺，在生产过程中省略了粘结层（PE膜或PEVA膜）电晕和基材PET涂胶两大工序，既简化了工序，又减少了人力设备原材料成本的投入。

Description

一种太阳能电池背板及生产工艺
技术领域：
本发明涉及一种光伏组件的封装材料，具体是一种太阳能电池背板及生产工艺。
背景技术：
在化石燃料日趋减少的今天，太阳能做为一种安全环保的可再生能源，已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。
太阳能电池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，要求具有一定的绝缘性、阻水性、耐老化性等。目前主流的两种类型的背板为复合型背板(如TPT、KPK和KPE等)和涂覆型背板(如KPF)，但是由于设备和工艺的局限性，仍存在着生产速率慢和生产成本高等问题。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供了一种只有四层结构，减少一层聚氨酯胶水使用，降低产品生产成本的技术方案：
一种太阳能电池背板，背板从上到下依次为耐候层、粘结层、绝缘层和淋膜层，耐候层为聚偏氟乙烯膜、聚氟乙烯膜，厚度为20-35μm，粘结层由聚氨酯胶、有机硅胶、聚合物热熔胶、环氧树脂胶中的一种或多种混合而成，厚度为5-10μm，绝缘层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为50-250μm，淋膜层为采用淋膜法复合在绝缘层上的改性聚乙烯薄膜，厚度为30-100μm，其中改性聚乙烯薄膜由2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂组成。
此种太阳能电池背板的生产工艺，包括以下步骤：
1）第一面生产工艺：将绝缘层经过电晕后涂布上胶水，再与耐候层复合；
2）改性聚乙烯母粒制备：将60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂混合后加入造粒机进行造粒，所采用的温度分别为一区温度：120-180℃，二区温度：150-220℃，三区温度：180-250℃，四区温度：180-250℃，五区温度：180-250℃，出口温度：180-230℃；
3）淋膜法生产太阳能电池背板：将2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂混合均匀后投入淋膜机加料装置，经过挤出机模具挤出，挤出温度分别为一区温度：190-220℃，二区温度：210-290℃，三区温度：270-320℃，四区温度：290-350℃，五区温度：290-350℃，同时将加工好的第一面用放卷机放卷，让未与耐候层复合的一面经过电晕机电晕，使其达因值为42-56达因，然后经过淋膜机复合机构，使混合好的淋膜层均匀的复合在绝缘层的表面，各项参数分别为模头温度：290-350℃，熔体温度：290-350℃，幅宽：1010-1030mm，冷却水温度：10-30℃，最后经过切边收卷后得到四层结构的太阳能电池背板。
作为优选，步骤2）中改性聚乙烯母粒由60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂组成。
作为优选，步骤2）中乙烯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯—甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种混合而成。
作为优选，步骤2）中无机填料是由钛白粉、蒙脱土、高岭土、云母、滑石粉中的一种或多种的组合而成，粒径为0.1-15μm。
作为优选，步骤2）中抗紫外剂是由2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’- 二羟基 -4，4’- 二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种组合而成。
作为优选，步骤2）中抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种组合而成。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用淋膜工艺，在生产过程中省略了粘结层（PE膜或PEVA膜）电晕和基材PET涂胶两大工序，既简化了工序，又减少了人力设备原材料成本的投入。
（2）本发明中采用淋膜工艺，操作简便、生产速度高（约100m/min），解决了采用复合法生产背板速度慢的问题，大大提高了产能。
（3）本发明采用淋膜工艺涂层厚度均匀、粘合牢度高、卷取平整、环保无污染。
具体实施方式：
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明设计了一种太阳能电池背板，背板从上到下依次为耐候层、粘结层、绝缘层和淋膜层，耐候层为聚偏氟乙烯膜、聚氟乙烯膜，厚度为20-35μm，粘结层由聚氨酯胶、有机硅胶、聚合物热熔胶、环氧树脂胶中的一种或多种混合而成，厚度为5-10μm，绝缘层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为50-250μm，淋膜层为采用淋膜法复合在绝缘层上的改性聚乙烯薄膜，厚度为30-100μm，其中改性聚乙烯薄膜由2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂组成。采用淋膜工艺，在生产过程中省略了粘结层（PE膜或PEVA膜）电晕和基材PET涂胶两大工序，既简化了工序，又减少了人力设备原材料成本的投入。
此种太阳能电池背板的生产工艺，包括以下步骤：
1）第一面生产工艺：将绝缘层经过电晕后涂布上胶水，再与耐候层复合；
2）改性聚乙烯母粒制备：将60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂混合后加入造粒机进行造粒，所采用的温度分别为一区温度：120-180℃，二区温度：150-220℃，三区温度：180-250℃，四区温度：180-250℃，五区温度：180-250℃，出口温度：180-230℃；
3）淋膜法生产太阳能电池背板：将2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂混合均匀后投入淋膜机加料装置，经过挤出机模具挤出，挤出温度分别为一区温度：190-220℃，二区温度：210-290℃，三区温度：270-320℃，四区温度：290-350℃，五区温度：290-350℃，同时将加工好的第一面用放卷机放卷，让未与耐候层复合的一面经过电晕机电晕，使其达因值为42-56达因，然后经过淋膜机复合机构，使混合好的淋膜层均匀的复合在绝缘层的表面，各项参数分别为模头温度：290-350℃，熔体温度：290-350℃，幅宽：1010-1030mm，冷却水温度：10-30℃，最后经过切边收卷后得到四层结构的太阳能电池背板。
改工艺方法采用淋膜工艺，操作简便、生产速度高（约100m/min），解决了采用复合法生产背板速度慢的问题，大大提高了产能。
其中步骤2）中的改性聚乙烯母粒由60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂组成。乙烯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯—甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种混合而成。无机填料是由钛白粉、蒙脱土、高岭土、云母、滑石粉中的一种或多种的组合而成，粒径为0.1-15μm。
于此同时步骤2）中抗紫外剂是由2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’- 二羟基 -4，4’- 二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种组合而成。抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种组合而成。
进一步保证采用淋膜工艺涂层厚度均匀、粘合牢度高、卷取平整、环保无污染。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.一种太阳能电池背板，其特征在于：所述背板从上到下依次为耐候层、粘结层、绝缘层和淋膜层；
所述耐候层为聚偏氟乙烯膜或聚氟乙烯膜，厚度为20-35μm；
所述粘结层由聚氨酯胶、有机硅胶、聚合物热熔胶、环氧树脂胶中的一种或多种混合而成，厚度为5-10μm；
所述绝缘层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为50-250μm；
所述淋膜层为采用淋膜法复合在绝缘层上的改性聚乙烯薄膜，厚度为30-100μm，其中改性聚乙烯薄膜由重量份为2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂组成；
所述改性聚乙烯母粒由重量份为60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂组成；
乙烯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯—甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种混合而成；
无机填料是由钛白粉、蒙脱土、高岭土、云母、滑石粉中的一种或多种的组合而成，粒径为0.1-15μm。
2.一种实现权利要求1所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
1)第一面生产工艺：将绝缘层经过电晕后涂布上胶水，再与耐候层复合；
2)改性聚乙烯母粒制备：将重量份为60-80份聚乙烯树脂，20-30份乙烯共聚物，10-25份无机填料，0.3-8份紫外吸收剂，0.3-6份抗氧剂混合后加入造粒机进行造粒，所采用的温度分别为一区温度：120-180℃，二区温度：150-220℃，三区温度：180-250℃，四区温度：180-250℃，五区温度：180-250℃，出口温度：180-230℃；
3)淋膜法生产太阳能电池背板：将重量份为2-5份改性聚乙烯母粒，4-10份聚乙烯树脂混合均匀后投入淋膜机加料装置，经过挤出机模具挤出，挤出温度分别为一区温度：190-220℃，二区温度：210-290℃，三区温度：270-320℃，四区温度：290-350℃，五区温度：290-350℃，同时将加工好的第一面用放卷机放卷，让未与耐候层复合的一面经过电晕机电晕，使其达因值为42-56达因，然后经过淋膜机复合机构，使混合好的淋膜层均匀的复合在绝缘层的表面，各项参数分别为模头温度：90-350℃，熔体温度：290-350℃，幅宽：1010-1030mm，冷却水温度：10-30℃，最后经过切边收卷后得到四层结构的太阳能电池背板。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中乙烯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯—甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种混合而成。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中无机填料是由钛白粉、蒙脱土、高岭土、云母、滑石粉中的一种或多种的组合而成，粒径为0.1-15μm。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中紫外吸收剂是由2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种组合而成。
6.根据权利要求2所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种组合而成。
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