CN106024946A - 一种图案化功率增益型太阳能背板材料 - Google Patents

一种图案化功率增益型太阳能背板材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图案化功率增益型太阳能背板材料，该背板材料由图案层、中间层、耐候层构成，所述中间层在250‑300℃熔融加工、流延成膜、双向拉伸制得，耐候层在60‑260℃下采用挤出、流延或湿法涂布制得，图案层在60‑300℃熔融挤出流延到中间层后先经过机械印花再经过热固化、辐射固化、微波固化中的一种或多种方式进行定型制得。本发明制得的背板材料在可见光及短波近红外区域的反射率超过90％，高的反射率对于太阳能组件的发电功率具有很大的增益，同时还具有良好的水汽阻隔性、绝缘性和长期耐候性。本发明图案制备简便，反射率提升明显，产品综合性能稳定，与太阳能组件内部材料的相容性好，利于组件制备工艺的简化。

Description

一种图案化功率增益型太阳能背板材料
技术领域
本发明属于光伏封装材料领域，涉及一种图案化功率增益型太阳能背板材料。
背景技术
随着工业的发展，石化煤炭等不可再生资源的日益枯竭，环境污染的加剧寻求一种可再生利用的清洁能源已是当今社会的热点，而太阳能资源取之不尽，用之不竭，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。太阳能光伏发电组件是由玻璃表层，EVA胶膜，硅电池片，EVA胶膜，背板五大部分层压而成。对于太阳能发电的最重要元器件——电池片而言，其发电机理是基于硅半导体界面的光生伏特效应而将太阳光的能量转变为电能的过程，因而增强电池片表面接触到的太阳光的强度，将会对光伏组件的发电产生很大的增益。
对于背部的太阳能背板材料，提高其对太阳光的反射率，即相当于增强了照射到电池片表面的太阳光强度，将是一种有效的增强太阳能组件发电效率的方法。我公司已经授权的公开号为CN101645465A的发明专利提供了一种通过添加高反射填料制备光伏背板的方法，可以制得具有较高反射率同时与EVA具有高粘结强度的背板产品。公开号为CN204315600U的实用新型专利中，解析了反射层厚度和图案结构等因素对反射率的影响程度，并通过对背板反射内层采取表面图案化等处理手段进一步提高了背板的光反射率。公开号为102664204A的发明专利提供了一种添加高反射填料制备光伏背板的方法，是一种具有较好耐磨性和反射率的太阳能电池背板。由于太阳能组件对其背板材料耐候性的超过要求，很难达到既具有合理的组成体系又能够配合合理的图案化两者共同作用，使太阳能背板的反射率进一步提高的方案。
因此，开发出一类具有高的稳定的反射率，又能在绝缘性、阻水性、与内部封装材料的粘结性、机械性和长期耐老化性能等方面表现优异，同时制备工艺简便的太阳能背板材料是降低太阳能发电成本急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种图案化功率增益型太阳能背板材料，该种背板不仅具有很高的稳定的反射率，在绝缘性、阻水性以及与内部封装材料的粘结性能、机械性能、耐老化性能等方面均具有优异的长期稳定性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种图案化功率增益型太阳能电池背板材料，依次由图案层、中间层、耐候层组成；所述图案层包括基体以及基体上一体形成的若干呈均匀排布的凸起，所述基体的厚度为10um～500um,所述凸起的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的底边边长为a＝2d/tanα，其中，d为底面等腰三角形的高，α为等腰三角形的的底角，d＝4um-400um，π/4<α<π/2；相邻凸起之间的距离与等腰三角形的底边边长相等；所述图案层由质量分数为50％～95％的第一主体树脂、0.001％～10％的助剂A、1％～40％的填料A、0～0.1％的紫外吸收剂、0～0.1％的光稳定剂、0.001％～0.1％的抗热氧老化剂、0.0001％～5％的引发剂组成；所述第一主体树脂为丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种单体与乙烯按照任意配比共聚而成烯烃共聚物；所述中间层厚度为50～500μm，由质量分数为60％～95％的第二主体树脂、0～35％的填料B、0～1％的紫外吸收剂、0～1％的光稳定剂、0.01％～8％的水解稳定剂、0.001％～5％的抗热氧老化剂组成；所述第二主体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种按照任意配比组成；所述耐候层厚度为5～50μm，由质量分数为50％～100％的含氟树脂、0～35％的填料B、0～40％的助剂B组成；所述含氟树脂由聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙烯基醚共聚物、单氟乙烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照任意配比组成。
进一步地，所述填料A由5～30％的粒径在1um～40um范围的球状的氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、蒙脱土中的一种或几种与5～30％的粒径在1um～50um范围的球状的玻璃微珠、陶瓷微珠中的一种与40％～90％的粒径在0.2um～1.0um范围的金红石型钛白粉混合而成；所述填料B由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：滑石粉、煅烧高岭土、蒙脱土、云母粉、钛白粉、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、碳化硅、铜铬黑、铁铬黑、炭黑。
进一步地，所述图案层的第一主体树脂的起始熔融温度在140℃～250℃范围，熔点在150℃～250℃范围；所述功率增益型层的第一主体树脂的熔点在20℃～150℃范围，常压190℃的熔融指数在0.1～30范围。
进一步地，所述助剂A由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：硅烷接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酰胺接枝聚乙烯、3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、三烯丙基异氰脲酸酯、N,N'-(1,3-亚苯基)二马来酰亚胺、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、N，N’-间苯基双马来酰亚胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯；所述助剂B为下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
进一步地，所述紫外吸收剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2-(2’-羟基-5'-叔辛基)-苯并三唑、2,2’-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-[4-[2-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪；所述光稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、N-(2-乙氧基苯基)-N’-(4-乙基苯基)乙二酰胺、N-(4-苯甲酸乙酯)-N’,N’-(甲基，苯基)甲脒；所述抗热氧老化剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4’-二异丙苯基二苯胺、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、4,4’-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯；所述引发剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、邻,邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、正丁基4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷；所述水解稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、环氧类水解稳定剂。
进一步地，所述中间基体层的表面改性为采用等离子改性、粗化、底涂中的一种或几种方法在表面进行的0.1um～15um的改性。
进一步地，所述中间层在250-300℃熔融加工、流延成膜、双向拉伸制得，耐候层在60-260℃下采用挤出、流延或湿法涂布制得，图案层在60-300℃熔融挤出流延到中间层后先经过机械印花再经过热固化、辐射固化、微波固化中的一种或多种方式进行定型制得。
本发明所用原料均可市购获得。
本发明的有益效果主要体现在：本发明通过简便、稳定的生产工艺，制作出一种图案化功率增益型太阳能背板材料；该种背板不仅具有很高的反射率，对于光伏组件的发电效率的提升具有很大增益，同时反射率的衰减较低，有利于功率增益效果的长期稳定性。在局部放电电压、阻水性、以及与内部封装材料的粘结性、机械性能以及耐候性等方面也具有很好的可调控性和长期可靠性，可以适应不同规模的太阳能电站的绝缘性要求，为光伏组件中内部其他材料的长期稳定性提供了保障。
附图说明
图1为本发明背板材料的结构示意图；其中，1是中间层，2是耐候层，3是图案层；
图2为本发明背板材料的截面图；
图3为本发明背板材料的光路图；
图4为本发明背板材料图案层挤出所用花辊的结构示意图；
图5为图4所示的花辊的截面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。
需要说明的是，太阳能背板的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
1.反射率
测试方法参照标准ASTM D1003《透明塑料透光率和雾度试验方法》中带积分球的有分光光度计方法。
测试仪器：紫外可见光分光光度计。
测试条件：400nm～1200nm。
2.局部放电电压
测试方法参照标准IEC 61730《光伏(PV)组件安全鉴定》。
试样尺寸：100mm*100mm。
测试条件：升压速率20-100V/s。
3.拉伸强度和断裂伸长率
测试方法参照标准GB/T 13542.2《电气绝缘用薄膜》。
试样尺寸：200mm*15mm。
拉伸速度：100mm/min。
4.层间剥离强度
测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
试样尺寸：200mm*15mm。
拉伸速度：100mm/min。
5.背板/EVA剥离强度
测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
试样尺寸：300mm*10mm。
拉伸速度：100mm/min。
6.恒定耐湿热老化性能
测试方法参照标准GB/T2423.3《高低温湿热试验方法》。
试验条件：+85℃，相对湿度85％。
试验前、后对试样黄变指数(ΔYI)按国标GB 2409《塑料黄色指数试验方法》测定。
7.水汽透过率
测试方法参照标准ASTM F1249《用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸汽透过性的试验方法》。
试验条件：+40℃，相对湿度100％。
8.最大功率
测试方法参照标准IEC61215《地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型》。
样品尺寸：常州天合多晶硅电池片，60片组件。
试验条件：AM 1.5，辐照度1000W/m2，+25℃，50％RH。
实施例1：
背板制造过程如下：
首先，中间层配料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦公司)60wt％，钛白粉R902(美国杜邦公司)35wt％，水解稳定剂苯基缩水甘油醚(弘裕化工有限公司)4wt％，抗热氧老化剂2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(德国巴斯夫公司)1wt％。混合均匀后，在250-300℃熔融加工。
图案层的配料为乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏化学公司)50wt％，3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷(沙多玛公司)4.9wt％和甲基丙烯酸羟乙酯(沙多玛公司)4wt％，片状湿法云母粉(丰硕化工有限公司)5wt％，陶瓷微珠(金刚新材料股份有限公司)10wt％，钛白粉R706(美国杜邦)25wt％，紫外吸收剂2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(德国巴斯夫公司)0.05wt％，光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(德国巴斯夫公司)0.03wt％，抗热氧老化剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(德国巴斯夫公司)0.02wt％，引发剂2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷(青岛荣基化工有限公司)1wt％。将原料混合均匀，在90-130℃温度下熔融加工。
两层流延膜经共挤设备，制得由500微米的中间层和15微米的图案层(其中等腰三角形高度d＝5μm，如图2所示)组成的共挤。
所述图案层上的花纹可以由本领域常用的机械印花(使用如图4-5所示带花纹滚轴)，再经紫外或者辐射固化成型制备得到，方法不限于此。
然后，在经过等离子处理后的中间层的另一面棒涂5微米厚的耐候涂料。耐候层涂料配料为氟树脂41041(长兴化学)50wt％，MA100(三菱化学)10wt％，交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(德国拜耳公司)25wt％和六亚甲基二异氰酸酯预聚物(德国拜耳公司)15wt％。将原料混合均匀，在60℃固化。制得一种太阳能背板，其结构如图1所示。
如图2所示图案层，侧面与底面的夹角α＝π/3，直三棱柱截面为等腰三角形，其高度为d＝5μm，则相对应的a＝5.77μm，b＝5.77μm，图案层厚度为15μm，中间层厚度为500μm，耐候层厚度为5μm。上述尺寸能够很好的满足反射层的需要，实现高反射效果。
参见图3所示的光路图，光在AB，BC，CD面上的反射情况如图所示。假设入射光垂直射向背板，光线照射到背板上以后，能够按照与入射光平行的方向形成镜面反射，但反射的面积与平面相比大大增加，因此能够有效的提高背板的反射率。
实施例2：
背板制造过程如下：
首先，中间层配料为聚对苯二甲酸丁二醇酯(美国杜邦公司)95wt％，紫外吸收剂2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚(德国巴斯夫公司)1wt％，光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(台湾双键化学公司)1wt％，水解稳定剂P400(德国莱茵化学公司)2.5wt％，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(台湾永光化学公司)0.5wt％。混合均匀后，在250-300℃熔融加工。
图案层的配料为乙烯-丙烯共聚物(荷兰立安德巴塞尔公司)85wt％，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯(沙多玛公司)5wt％和聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(庄园化工有限公司)5wt％，片状滑石粉(创宇化工有限公司)1wt％，玻璃微珠(美国3M公司)0.6wt％，钛白粉R103(美国杜邦)3.0999wt％，紫外吸收剂2,2’-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚(台湾永光化学公司)0.1wt％，光稳定剂2双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(台湾永光化学公司)0.1wt％，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(德国巴斯夫公司)0.1wt％，引发剂正丁基4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯(青岛荣基化工公司)0.0001wt％。将原料混合均匀，在190-250℃温度下熔融加工。
两层流延膜经共挤设备，制得由300微米的中间层和50微米的图案层(其中等腰三角形高度d＝10μm，如图2所示)组成的共挤。
所述图案层上的花纹可以由本领域常用的机械印花(使用如图4所示带花纹滚轴)，再经紫外或者辐射固化成型制备得到，方法不限于此。
然后，在经过磨砂粗化处理后的中间层的另一面，辊涂50微米厚的耐候层涂料。耐候层涂料配料为氟树脂LF200(日本旭硝子)75wt％，钛白粉TR81(美国亨斯曼公司)13wt％，交联剂异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(德国拜耳公司)7wt％和混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(茂嘉化工公司)5wt％。将原料混合均匀，在180℃固化。制得一种太阳能背板。
如图2所示图案层，侧面与底面的夹角α＝7π/18，直三棱柱截面为等腰三角形，其高度为d＝10μm，则相对应的a＝11.55μm，b＝11.55μm，图案层厚度为50μm，中间层厚度为300μm，耐候层厚度为50μm。
实施例3：
背板制造过程如下：
首先，中间层配料为聚对萘二甲酸乙二醇酯(台湾长春)70wt％，玻璃纤维粉(纤谷科技有限公司)21wt％，紫外吸收剂2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(台湾双键化学公司)0.54wt％，光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(台湾双键化学公司)0.459wt％，水解稳定剂I型(德国莱茵化学)8wt％，抗热氧老化剂3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷(南京恒桥化学公司)0.001wt％。混合均匀后，在250-300℃熔融加工。
图案层的配料为乙烯-辛烯共聚物(台湾福聚化工公司)89wt％，马来酸酐接枝聚乙烯(沙多玛公司)3wt％和三烯丙基异氰脲酸酯(庄园化工有限公司)1.8wt％，片状氧化锌(创宇化工有限公司)0.1wt％，氧化铝(南京天行新材料有限公司)0.1wt％，钛白粉CR-60-2(日本石原公司)0.8wt％，紫外吸收剂2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚(德国巴斯夫公司)0.1wt％，光稳定剂聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(德国巴斯夫公司)0.099wt％，抗热氧老化剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(台湾双键化学公司)0.001wt％，引发剂邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯(青岛荣基化工有限公司)5wt％。将原料混合均匀，在60-90℃温度下熔融加工。
两层流延膜经共挤设备，制得由50微米的中间层和400微米的图案层(其中等腰三角形高度d＝20μm，如图2所示)组成的共挤。
所述图案层上的花纹可以由本领域常用的机械印花(使用如图4-5所示带花纹滚轴)，再经紫外或者辐射固化成型制备得到，方法不限于此。
然后，在经过底涂15微米的醇酸聚酯底漆处理的中间层的另一面，热贴30微米厚的耐候层氟树脂膜。耐候层氟树脂膜配料为聚单氟乙烯(杜邦公司)100wt％，在200-260℃熔融挤出流延到底漆上。制得一种太阳能背板。
如图2所示图案层，侧面与底面的夹角α＝5π/18，直三棱柱截面为等腰三角形，其高度为d＝20μm，则相对应的a＝33.56μm，b＝33.56μm，图案层厚度为400μm，中间层厚度为50μm，耐候层总厚度为45μm。
比较例1：
背板制造过程如下：
首先，中间层配料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦公司)60wt％，钛白粉R902(美国杜邦公司)35wt％，水解稳定剂苯基缩水甘油醚(弘裕化工有限公司)4wt％，抗热氧老化剂2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(德国巴斯夫公司)1wt％。混合均匀后，在250-300℃熔融加工。
图案层(不进行图案化)的配料为乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏化学公司)50wt％，3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷(沙多玛公司)4.9wt％和甲基丙烯酸羟乙酯(沙多玛公司)4wt％，片状湿法云母粉(丰硕化工有限公司)5wt％，陶瓷微珠(金刚新材料股份有限公司)10wt％，钛白粉R706(美国杜邦)25wt％，紫外吸收剂2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(德国巴斯夫公司)0.05wt％，光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(德国巴斯夫公司)0.03wt％，抗热氧老化剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(德国巴斯夫公司)0.02wt％，引发剂2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷(青岛荣基化工有限公司)1wt％。将原料混合均匀，在90-130℃温度下熔融加工。
两层流延膜经共挤设备，制得由500微米的中间层和15微米的图案层组成的共挤膜。
然后，在经过等离子处理后的中间层的另一面棒涂5微米厚的耐候涂料。耐候层涂料配料为氟树脂41041(长兴化学)50wt％，MA100(三菱化学)10wt％，交联剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体(德国拜耳公司)25wt％和六亚甲基二异氰酸酯预聚物(德国拜耳公司)15wt％。将原料混合均匀，在60℃固化。制得一种太阳能背板。
比较例2：
背板制造过程如下：
首先，中间层配料为聚对苯二甲酸丁二醇酯(美国杜邦公司)95wt％，紫外吸收剂2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚(德国巴斯夫公司)1wt％，光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(台湾双键化学公司)1wt％，水解稳定剂P400(德国莱茵化学公司)2.5wt％，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(台湾永光化学公司)0.5wt％。混合均匀后，在250-300℃熔融加工。
图案层(不进行图案化)的配料为乙烯-丙烯共聚物(荷兰立安德巴塞尔公司)85wt％，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯(沙多玛公司)5wt％和聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(庄园化工有限公司)5wt％，片状滑石粉(创宇化工有限公司)1wt％，玻璃微珠(美国3M公司)0.6wt％，钛白粉R103(美国杜邦)3.0999wt％，紫外吸收剂2,2’-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚(台湾永光化学公司)0.1wt％，光稳定剂2双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(台湾永光化学公司)0.1wt％，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(德国巴斯夫公司)0.1wt％，引发剂正丁基4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯(青岛荣基化工公司)0.0001wt％。将原料混合均匀，在190-250℃温度下熔融加工。
两层流延膜经共挤设备，制得由300微米的中间层和50微米的图案层组成的共挤膜。
然后，在经过磨砂粗化处理后的中间层的另一面，辊涂50微米厚的耐候层涂料。耐候层涂料配料为氟树脂LF200(日本旭硝子)75wt％，钛白粉TR81(美国亨斯曼公司)13wt％，交联剂异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(德国拜耳公司)7wt％和混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(茂嘉化工公司)5wt％。将原料混合均匀，在180℃固化。制得一种太阳能背板。
比较例3：
市场上购得光伏背板FFC-JW40，结构为FFC/PET/FFC，厚度410微米。
对实施例1、2、3制得的一种图案化功率增益型背板以及比较例1、2、3的背板进行性能检测，结果如表1所示。
表1：制得的太阳能背板的性能参数
由表中数据可知，本发明图案化功率增益型太阳能背板，具有很高且稳定的反射率，在功率方面表现出明显的增益。在局部放电电压方面具有很好的可调控性，可以适应不同规模的太阳能电站的绝缘性要求，还大大提高了传统背板的阻水性能，为光伏组件中内部其他材料的长期稳定性提供了保障，同时在与内部封装材料的粘结性、机械性能以及耐候性等方面也具有很好的长期可靠性。

Claims (8)

1.一种图案化功率增益型太阳能电池背板材料，依次由图案层、中间层、耐候层组成；其特征在于，所述图案层包括基体以及基体上一体形成的若干呈均匀排布的凸起，所述基体的厚度约为10um～500um,所述凸起的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的底边边长为a＝2d/tanα，其中，d为底面等腰三角形的高，α为等腰三角形的的底角，d＝4um-400um，π/4<α<π/2；相邻凸起之间的距离与等腰三角形的底边边长相等；所述图案层由质量分数为50％～95％的第一主体树脂、0.001％～10％的助剂A、1％～40％的填料A、0～0.1％的紫外吸收剂、0～0.1％的光稳定剂、0.001％～0.1％的抗热氧老化剂、0.0001％～5％的引发剂等组成；所述第一主体树脂为丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种单体与乙烯按照任意配比共聚而成烯烃共聚物；所述中间层厚度约为50～500μm，由质量分数为60％～95％的第二主体树脂、0～35％的填料B、0～1％的紫外吸收剂、0～1％的光稳定剂、0.01％～8％的水解稳定剂、0.001％～5％的抗热氧老化剂等组成；所述第二主体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种按照任意配比组成；所述耐候层厚度为5～50μm，由质量分数为50％～100％的含氟树脂、0～35％的填料B、0～40％的助剂B等组成；所述含氟树脂由聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙烯基醚共聚物、单氟乙烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照任意配比组成。
2.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述填料A由质量含量为5～30％的粒径在1um～40um范围的球状的氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、蒙脱土中的一种或几种与质量含量为5～30％的粒径在1um～50um范围的球状的玻璃微珠、陶瓷微珠中的一种与质量含量为40％～90％的粒径在0.2um～1.0um范围的金红石型钛白粉混合而成；所述填料B由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：滑石粉、煅烧高岭土、蒙脱土、云母粉、钛白粉、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、碳化硅、铜铬黑、铁铬黑、炭黑。
3.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述图案层的第一主体树脂的起始熔融温度在140℃～250℃范围，熔点在150℃～250℃范围。
4.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述图案层的第一主体树脂的熔点在20℃～150℃范围，常压190℃的熔融指数在0.1～30范围。
5.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述助剂A 由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：硅烷接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酰胺接枝聚乙烯、3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、三烯丙基异氰脲酸酯、N,N'-(1,3-亚苯基)二马来酰亚胺、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、N，N’-间苯基双马来酰亚胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯；所述助剂B为下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
6.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述紫外吸收剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2-(2’-羟基-5'-叔辛基)-苯并三唑、2,2’-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-[4-[2-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪；
所述光稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、N-(2-乙氧基苯基)-N’-(4-乙基苯基)乙二酰胺、N-(4-苯甲酸乙酯)-N’,N’-(甲基，苯基)甲脒；
所述抗热氧老化剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4’-二异丙苯基二苯胺、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9- 二磷螺环[5.5]十一烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、4,4’-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯；
所述引发剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、邻,邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、正丁基4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷；
所述水解稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、环氧类水解稳定剂。
7.根据权利要求1所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述中间层的表面采用等离子改性、粗化、底涂中的一种或几种方法进行0.1um～15um的改性。
8.根据权利要求1-7所述的图案化功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述中间层在250-300℃熔融加工、流延成膜、双向拉伸制得，耐候层在60-260℃下采用挤出、流延或湿法涂布制得，图案层在60-300℃熔融挤出流延到中间层后先经过机械印花再经过热固化、辐射固化、微波固化中的一种或多种方式进行定型制得。
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