CN106229366A - 一种新型太阳能电池背板及其组件和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型太阳能电池背板及其组件和制备方法。本发明的一种新型太阳能电池背板，包括基材层，以及设置于基材层任一面的含氟涂层和设置于基材层另一面的粘接胶层和改性聚烯烃层。其有益效果是：本发明的新型太阳能电池背板具有高耐候性、高耐磨性、高阻隔性，低成本，其水气透过率低于1.0g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低10％以上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种新型太阳能电池背板及其组件和制备方法。
背景技术
太阳能电池组件通常是一个叠加的层状结构，从受光面到背面依次为玻璃层、EVA密封层、太阳能电池片、EVA密封层和太阳能电池背板。太阳能电池背板是组件中仅次于电池片的重要部分，其主要作用是提高组件的整体机械强度并通过其本身的耐候性、阻隔性和绝缘性对电池片起到保护作用。为了保证组件至少25年的长期可靠性，对背板的整体性能提出了很高的要求，使背板的设计和生产也变得复杂，无形中提高了制造成本。但是，世界范围内的组件降价趋势也冲击了背板行业，因此如何获得性价比高的背板对业界提出了挑战。现有技术中涌现出了大量对背板进行改进的方案，试图达到这一目的。
例如，中国专利申请号为CN201220644624.3，公布日期为2013年8月7日，公布号为CN203110453 U的专利中揭示了一种以PET为基材，采用涂层和复膜的联合技术得到的一种背板。其中的涂层被称为耐候涂层，形成背板的空气面，是由聚四氟乙烯、三氟乙烯或丙烯酸树脂构成的基膜层。而用于复合的膜则是PVDF膜或PVF膜，并通过胶粘剂实现与PET的粘合，形成背板的EVA面。尽管该背板两面含氟，他同样不能很好的满足高耐候(尤其是PVDF膜由于在加工过程中加入的PMMA和其他弹性体，使其耐老化性大大降低)、高阻隔(尤其是水气透过率)的问题，因此也不能保证组件的长期可靠性。
中国专利申请号为CN200920118597.4，公开日期2010年3月24日，公开号为CN201430145Y的专利中揭示了一款以PET为基材，用粘合剂将PVF粘合于PET正反面所得的背板。尽管该背板也为双面含氟材料，但是两层PVF均通过胶粘剂与PET粘合，在组件的实际应用中存在很大的脱层风险，现有的胶粘剂很难保证长时间的粘合效果，一旦胶粘剂老化、脱层，水气很容易通过界面层渗透，并很快使PET水解，使电池片输出功率下降。因此，这样的双面胶粘的背板尽管两面都采用了高耐候的PVF膜，但是由于胶粘剂的脆弱性导致整个背板的可靠性下降，也很难获得高可靠性的组件。
由此看来，要获得高性价比的背板仍然是业界不断追求的目标。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐候性、高耐磨性、高阻隔性，低成本的新型太阳能电池背板及其组件和制备方法。该背板选用机械强度优异的基材层，通过特殊的工艺将含氟功能涂层整合到其表面，形成空气面，使其具有耐候性和耐磨性，而且可以通过厚度和固化条件的变化来调控这些性能，空气面不使用粘接胶层，降低了粘接胶老化、脱层带来的风险。通过胶粘复合的技术将改性的聚烯烃附着到基材层的另一面进一步增加背板的机械强度、阻隔性和绝缘性。基材层及改性聚烯烃层的厚度可以变化和互补，达到控制背板总厚度、阻隔性、绝缘性和成本的目的。更重要的是改性聚烯烃与电池片的封装材料EVA有良好的粘合力，降低了背板在使用过程中与电池片分离的风险，提高了组件的长期可靠性。
本发明提供的一种新型太阳能电池背板，其技术方案为：
一种新型太阳能电池背板，包括基材层，以及设置于基材层任一面的含氟涂层和设置于基材层另一面的粘接胶层和改性聚烯烃层。
其中，改性聚烯烃层中包括PE、PP、POE或EVA中的任一种或任几种，改性聚烯烃层是经过化学改性的聚烯烃层、经过物理共混改性的聚烯烃层或者经过物理共挤改性的聚烯烃层。
其中，含氟涂层的表面具有极性单分子接枝层。
其中，背板的厚度为50μm～850μm，含氟涂层的厚度为1μm～100μm，基材层的厚度为38μm～400μm，改性聚烯烃层的厚度为10μm～500μm，粘接胶层的厚度为1μm～50μm。
其中，基材层是PET层、PBT层或PEN层，粘接胶层中的粘接胶是聚氨酯、环氧树脂或丙烯酸系粘胶剂中的一种或任几种。
其中，基材层的表面经过等离子活化和刻蚀处理，经等离子处理后的基材层表面含有活性基团，活性基团包括-OH、-NH2或-COOH。
其中，含氟涂层是功能性含氟涂层，功能性含氟涂层中包括氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯或其它化学改性材料中的一种或者任几种。
其中，基材层与粘接胶层之间设置有含氟涂层。
其中，粘接胶层是热熔胶层。
其中，改性聚烯烃层是POE/氟材料共混改性得到的聚合物、PE/EVA共混改性得到的聚合物、PET/增溶剂/PP共混改性得到的聚合物、PP/POE/PE共混改性得到的聚合物、HDPE/PP/EPDM共混改性得到的聚合物、PP/EVA共混改性得到的聚合物、PP/PE/EPR共混改性得到的聚合物、PP/SBS/EVA共混改性得到的聚合物或者PP/HDPE/SBS共混改性得到的聚合物。
其中，所述改性聚烯烃层是POE/氟材料共混改性得到的聚合物，其中氟材料的质量百分比为5～40％；
或者所述改性聚烯烃层是PE/EVA共混改性得到的聚合物，其中PE与EVA的重量比为5-20∶80-95；
或者所述改性聚烯烃层是PET/增溶剂/PP共混改性得到的聚合物，其中增溶剂的质量百分比为5-15％，PET的质量百分比为20-25％；
或者所述改性聚烯烃层是PP/POE/PE共混改性得到的聚合物，其中PP、POE与PE的重量比为60-90∶5-20∶5-20；
或者所述改性聚烯烃层是HDPE/PP/EPDM共混改性得到的聚合物，其中HDPE、PP与EPDM的重量比为60-90∶9-30∶1-10；
或者所述改性聚烯烃层是PP/EVA共混改性得到的聚合物，其中PP与EVA的重量比为5-20∶80-95；
或者所述改性聚烯烃层是PP/PE/EPR共混改性得到的聚合物，其中PP、PE与EPR的重量比为90-110∶1-3∶5-15；
或者所述改性聚烯烃层是PP/SBS/EVA共混改性得到的聚合物，其中EVA与SBS的重量比为2-1∶1；
或者所述改性聚烯烃层是PP/HDPE/SBS共混改性得到的聚合物，其中PP、HDPE与SBS的重量比为5-7∶2-4∶1-2。
本发明化提供了一种太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池、封装材料、背板，背板是上述的一种新型太阳能电池背板。
本发明化提供了一种新型太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将基材层的两个表面进行等离子体表面处理；
(2)、采用流延技术将含氟涂料流延到经过等离子表面处理后的基材层的表面，固化后得到含氟涂层；
(3)、通过胶粘法、流延法或干式热压法将改性聚烯烃复合在基材层的另一表面。
其中，步骤(2)中，以极性分子作为前躯体，用PECVD技术对含氟涂层的表面进行接枝处理，形成极性单分子接枝层。
其中，步骤(2)中的固化方式为微波固化，微波固化的温度为120℃～160℃，时间为50秒～500秒。
其中，步骤(2)中的含氟涂料由具有活性基团的功能高分子氟树脂、引发剂、固化剂、助剂和填料调配而成，功能高分子氟树脂为氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯与其它含活性基团的功能单体进行共聚后得到的产物，活性基团包括羟基、羧基或氨基，引发剂是指在热、光、辐射或微波的作用下能够分解并释放出自由基的叠氮类或过氧化物类有机分子；固化剂为含有异氰酸酯基、环氧基或氨基树脂的多官能团固化剂。
本发明提供的一种新型太阳能电池背板与现有技术相比具有如下优点：
本发明的新型太阳能电池背板具有高耐候性、高耐磨性、高阻隔性，低成本，其水气透过率低于1.0g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低10％以上。
1)、通过等离子体处理基材层表面，使基材层表面得以清洗，除去基材层制造过程中表面残留的油脂，消除了弱相互作用层，使含氟涂层与基材层之间的粘合力大大提高。等离子体刻蚀基材层表面的同时还会对基材层表面进行活化，使表面富含-OH，-NH2，-COOH等活性基团，这些活性基团可以参与涂层的固化交联反应，使含氟涂层与基材层完美整合，得到膜胶一体化的涂层。
2)、接枝的极性单分子接枝层可以有效增加背板空气面含氟涂层的表面能，克服含氟材料表面能低、粘结性差的缺点，使含氟涂层对组件接线盒的粘合力得到提高，有效避免接线盒的脱落。
3)、改性聚烯烃的引入进一步增强了背板对水气的阻隔性和绝缘性，而且改性聚烯烃与封装材料EVA的粘合性会大大提高，降低了电池片与背板分离的风险。改性聚烯烃的改性方式比较灵活，可以是化学改性(化学接枝和反应性共混)、物理改性(机械共混)或两种的组合。改性聚烯烃的导入方式比较灵活，制备工艺简单，可以是胶粘剂型的，也可以是无胶化流延型的，还可以是通过热固型胶热压干式复合。
4)、降低了生产成本的同时，本发明的背板充分整合了太阳能组件对背板的各种要求，例如对接线盒的粘合性(极性单分子接枝层的引入可以大大提高这一性能)、对EVA的粘合性(改性聚烯烃层可以大大提高这一性能)、耐候性(用含氟涂层的厚度和交联密度)、耐磨性(含氟涂层的厚度和交联密度)、阻隔性和绝缘性(PET层和改性聚烯烃层的总厚度，改性剂聚烯烃层的成分)。背板各种指标参数具有可调节性，通过控制含氟涂层厚度、基材层的厚度和改性聚烯烃层的厚度来调控整个背板的综合性能和生产成本，满足组件在不同环境下对背板的特殊要求，得到性价比很高的背板。
5)、生产工艺灵活性高、背板性能可控、可调、易于实现大规模、连续化和自动化生产，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种新型太阳能电池背板结构示意图。
图2为本发明实施例2的一种新型太阳能电池背板结构示意图。
图3为本发明实施例3的一种新型太阳能电池背板结构示意图。
图4为本发明实施例4的一种新型太阳能电池背板结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
参见图1所示，本发明提供的一种新型太阳能电池背板，包括基材层，以及设置于基材层任一面的含氟涂层和设置于基材层另一面的粘接胶层和改性聚烯烃层。本发明的背板选用机械强度优异的基材层，将含氟功能涂层整合到其表面，形成空气面，使其具有耐候性和耐磨性，而且可以通过厚度和固化条件的变化来调控这些性能，空气面不使用粘接胶层，降低了粘接胶老化、脱层带来的风险。通过胶粘复合的技术将改性的聚烯烃附着到基材层的另一面进一步增加背板的机械强度、阻隔性和绝缘性。改性聚烯烃层与电池片的封装材料EVA有良好的粘合力，降低了背板在使用过程中与电池片分离的风险，提高了组件的长期可靠性。
优选地，含氟涂层的表面包括极性单分子接枝层(空气面)，其成分为一切具有极性的分子，利用等离子表面修饰技术引入单分子接枝层，提高了背板与接线盒之间的粘合力。
本发明中背板的厚度为50μm～850μm，具体数值可以选择300μm、350μm、400μm；基材层的厚度为38μm～400μm，具体数值可以选择125μm、250μm、350μm，基材层是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层、改性的PET层或其它聚酯层，聚酯层可以是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的改性物或非改性物。上述厚度特征的限定可以充分发挥基材层的机械强度、阻隔性和绝缘性。基材层的表面经过等离子活化和刻蚀处理，经等离子处理后的基材层表面富含活性基团，活性基团包括-OH、-NH2或-COOH中的任一种。采用等离子技术对基材层进行表面处理，清洗基材层表面有机污染物的同时对基材层表面进行刻蚀和活化，增强与其它材料的粘接性，使含氟涂层与基材层完美粘合；通过复膜技术将改性聚烯烃层复合于基材层的另一面构成背板的EVA面，进一步提高背板的阻隔性同时提高背板与封装材料EVA之间的粘合力。
粘接胶层的厚度为1μm～50μm，粘接胶层中的粘接胶可以选择单组份或双组份的聚氨酯、环氧树脂或丙烯酸系粘胶剂。粘接胶层可以是热熔胶层，热熔胶层的固化方式为热固化、光固化、辐射固化、微波固化中的一种或任几种。热熔胶层优选热固型热熔胶层。
含氟涂层是功能性含氟涂层，功能性含氟涂层为含氟涂料经过固化后得到，含氟涂料由具有活性基团的功能高分子氟树脂、引发剂、固化剂、助剂、填料(无机和有机填料)调配而成，含氟涂层的厚度为微米级，可以选择1-100μm。功能高分子氟树脂为氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯与其它含活性基团的功能单体进行共聚后的产物。功能性含氟涂层中可以包括氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯中的一种或者任几种，活性基团包括羟基、羧基、氨基等可反应基团，功能单体指含不饱和键(双键或三键)的可聚合有机分子，共聚指由引发剂引发的由小分子变为大分子的过程，例如自由基型共聚、离子型共聚或原子转移自由基聚合等。引发剂指在热、光、辐射或微波的作用下可以分解释放出自由基的叠氮类或过氧化物类有机分子。固化剂为含有异氰酸酯基、环氧基、氨基树脂的多官能团固化剂，固化为热固化、辐射固化、微波固化或光固化中的一种或任几种。本发明中氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯分别指代含有一个氟原子、两个氟原子、三个氟原子或四个氟原子的含氟乙烯类化合物。
改性聚烯烃是经过改性后的PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、POE(聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer))或EVA(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物)中的一种或任几种，PE(聚乙烯)包括LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)；改性聚烯烃可以是均匀的共聚物、共混物、均聚物或接枝产物，可以是单层结构或多层共挤结构，改性方法可以是化学改性(化学接枝或反应性共混)、物理改性(机械共混或机械共挤)及二者的组合。改性聚烯烃层的厚度为10-500μm。
经过大量试验，本发明中改性聚烯烃层可以具有如下多种选择实施例：
改性聚烯烃层为POE/氟材料共混改性得到的聚合物，氟材料的质量百分比为5～40％，氟材料可以选择聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等，该种聚合物兼具耐候性和水汽阻隔性。
或者改性聚烯烃层为PE/EVA共混改性得到的聚合物，其中PE与EVA的重量比为5-20∶80-95，优选PE与EVA的重量比为10∶90，在此比例条件下共混得到的聚合物综合性能最好。PE与EVA的相容性很好，用EVA共混改性可以提高PE的屈挠性和耐环境应力开裂性，改进PE的弹性，使其永久形变小。此种改性聚烯烃层设置在背板的EVA面，与EVA粘合力很好。
或者改性聚烯烃层为PET/增溶剂/PP共混改性得到的聚合物，增溶剂的质量百分比一般为5-15％，而PET在共混体系中的质量百分比一般在20-25％之间。PET能提高PP的强度、模量、耐热性及表面硬度，而PP能提高PET的加工、冲击、耐环境应力开裂和阻隔性能。但PET与PP的相容性差，所以要加入马来酸酐接枝的聚乙烯(PE-g-MAH)或马来酸酐接枝的聚丙烯(PP-g-MAH)作为增容剂。此种改性聚烯烃层可以降低基材层厚度的同时保持或提高整个背板的耐候性和阻隔性。
或者改性聚烯烃层为PP/POE/PE共混改性得到的聚合物，共混的温度为180-220℃，优选200℃，其中，PP、POE与PE的重量比为60-90∶5-20∶5-20，优选PP、POE与PE的重量比为80∶10∶10。POE是优良的热塑性弹性体，对PP有很好的增韧作用，而PE则起到增容剂的作用。该种改性聚烯烃可以减小基材层的厚度，达到降低成本的目的，同时提高整个背板的阻隔性和耐候性。PE优选HDPE，HDPE对PP的球晶起到插入、分割和细化的作用，而球晶的细化是获得优良冲击性能的前提之一。
POE(聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer))是以茂金属为催化剂的具有相对较窄分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。这种弹性体的主要性能非常突出，在很多方面的性能指标超过了普通弹性体。POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐紫外、耐化学介质等优异性能。研究指出，与EPDM增韧PP相比，无论是对于普通PP、共聚PP还是高流动性PP，POE的增韧效果都优于EPDM，而且弯曲模量及拉伸强度降低小。POE中的辛烯含量影响POE对PP的增韧效果，随着POE中辛烯含量的增加，POE的结晶度、熔点和密度均降低，柔顺性增加，对PP的增韧效果提高。
或者改性聚烯烃层为HDPE/PP/EPDM共混改性得到的聚合物，HDPE、PP与EPDM的重量比为60-90∶9-30∶1-10，优选HDPE、PP与EPDM的重量比为70∶23∶8。该类改性聚合物韧性较好。
或者改性聚烯烃层为PP/EVA共混改性得到的聚合物。其中PP与EVA的重量比为5-20∶80-95，优选PP与EVA重量比为10∶90，在此比例条件下共混得到的聚合物兼具良好的耐候性和阻隔性。
或者改性聚烯烃层为PP/PE/EPR共混改性得到的聚合物，PP、PE与EPR(乙丙橡胶)的重量比为90-110∶1-3∶5-15，优选PP、PE与EPR的重量比为100∶2∶8，在此比例条件下共混得到的聚合物综合性能最好。
或者改性聚烯烃层为PP/SBS/EVA共混改性得到的聚合物，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)与EVA共同组成增韧剂，当增韧剂的用量小于17％时，EVA与SBS的重量比为1∶1时，增韧效果最好，当增韧剂的用量大于17％时，EVA与SBS的重量比为2∶1时，增韧效果最好。其中SBS是主增韧剂，EVA是辅增韧剂。
或者改性聚烯烃层为PP/HDPE/SBS共混改性得到的聚合物，其中PP、HDPE与SBS的重量比为5-7∶2-4∶1-2，优选PP、HDPE与SBS的重量比为6∶3∶1。该种改性聚烯烃层韧性、拉伸性能和加工性能好，软化点高(大于100℃)。
上述的改性聚烯烃层可以是经过化学改性的聚烯烃层、经过物理共混改性的聚烯烃层或者经过物理共挤改性的聚烯烃层，本发明优选物理共混改性的聚烯烃层或者物理共挤改性的聚烯烃层。
化学改性是指添加改性剂使聚烯烃材料发生接枝反应的改性方法(接枝性共混)，或者添加可与聚烯烃材料发生化学反应的化合物，使添加的化合物与聚烯烃材料发生化学反应的方法(反应性共混、)。
物理共混改性指的是在聚烯烃材料中添加可共混的化合物(添加的化合物不会与聚烯烃材料发生化学反应)，然后将互混材料挤出得到的改性聚烯烃。
物理共挤改性指的是将聚烯烃材料与其它化合物共挤后得到的改性聚烯烃。
改性聚烯烃可以是均一的单层结构，也可以是多层共挤结构，改性后的聚烯烃可以是含氟材料，也可以是非含氟材料。
本发明还提供了一种新型太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将厚度为38μm到400μm、幅宽为1米到4米的基材层卷材经过在线等离子体表面处理(电晕)；等离子体表面处理的线速度为5到100米/分钟；
(2)、将调制好的含有反应性氟树脂、引发剂、流平剂、固化剂、填料和助剂的含氟涂料用流延切线涂覆技术均匀地流延到经过等离子表面处理后的基材层的表面(单面或双面)，然后进行微波固化处理，得到厚度为1到100μm的含氟涂层；固化处理的温度为120℃～160℃、时间为50秒～500秒；以极性分子作为前躯体，用PECVD(等离子体增强化学气相沉积法)技术对空气面的含氟涂层进行表面接枝修饰使其表面形成一层厚度为埃米到纳米(nm)的极性单分子接枝层。
(3)、通过胶粘法、流延法或干式热压法将改性聚烯烃复合在基材层的另一表面；胶粘法的步骤为使用流延工艺将预先配好的粘接胶剂流延到经过等离子体处理后的基材层上，然后将改性聚烯烃与基材层进行复合、固化和熟化；流延法为直接将改性聚烯烃流延在经过等离子体处理后的基材层上；干式热压法为在改性聚烯烃的制造过程中预先附着上一层热融胶，然后将改性聚烯烃与基材层进行复合，采用热固化、光固化、辐射固化、微波固化中的一种或任几种实现热熔胶层与基材层的粘接。
本发明的新型太阳能电池背板具有高耐候、高耐磨、高阻隔、低成本，其水气透过率低于1.0g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低10％以上。
实施例1
参见图1所示，本实施例的太阳能电池背板结构从空气面到EVA面依次包括极性单分子接枝层1、含氟涂层2、基材层3、粘接胶层4和改性聚烯烃层5。本实施例的改性聚烯烃层5为POE/氟材料共混改性得到的聚合物，氟材料的质量百分比为5～40％，氟材料可以选择聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等，该种聚合物兼具耐候性和水汽阻隔性。其水气透过率低于0.8g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低15％以上。
实施例2
参见图2所示，本实施例的太阳能电池背板结构从空气面到EVA面依次包括极性单分子接枝层1、含氟涂层2、基材层3、含氟涂层2、粘接胶层4和改性聚烯烃层5。本实施例的改性聚烯烃层5为PP/POE/PE共混改性得到的聚合物，共混的温度为180-220℃，优选200℃。其中，PP、POE与PE的重量比为60-90∶5-20∶5-20，优选PP、POE与PE的重量比为80∶10∶10。POE是优良的热塑性弹性体，对PP有很好的增韧作用，而PE则起到增容剂的作用。该种改性聚烯烃可以减小基材层的厚度，达到降低成本的目的，同时提高整个背板的阻隔性和耐候性。本实施例的背板的水气透过率低于0.8g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低13％以上。
实施例3
参见图3所示，本实施例的太阳能电池背板结构从空气面到EVA面依次包括极性单分子接枝层1、含氟涂层2、基材层3、热熔胶层6和改性聚烯烃层5，热熔胶层6的固化方式为热固化、光固化、辐射固化、微波固化中的一种或任几种。本实施例的改性聚烯烃层为PE/EVA共混改性得到的聚合物，其中PE与EVA的重量比为5-20∶80-95，优选PE与EVA的重量比为10∶90，在此比例条件下共混得到的聚合物综合性能最好。PE与EVA的相容性很好，用EVA共混改性可以提高PE的屈挠性和耐环境应力开裂性，改进PE的弹性，使其永久形变小。此种改性聚烯烃层设置在背板的EVA面，与EVA粘合力很好。本实施例的背板的水气透过率低于0.9g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低14％以上。
实施例4
参见图4所示，本实施例的太阳能电池背板结构从空气面到EVA面依次包括极性单分子接枝层1、含氟涂层2、基材层3、含氟涂层2、热熔胶层6和改性聚烯烃层5，热熔胶层6的固化方式为热固化、光固化、辐射、微波固化中的一种或任几种。本实施例的改性聚烯烃层5为PP/EVA共混改性得到的聚合物。其中PP与EVA的重量比为5-20∶80-95，优选PP与EVA重量比为10∶90，在此比例条件下共混得到的聚合物兼具良好的耐候性和阻隔性。本实施例的背板的水气透过率低于0.9g/m2.day，相比较于传统的太阳能电池背板，其生产成本可以降低13％以上。
本发明还提供了一种太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池、封装材料、背板，背板是上述的新型太阳能电池背板。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (16)
1.一种新型太阳能电池背板，包括基材层，其特征在于：还包括设置于基材层任一面的含氟涂层和设置于基材层另一面的粘接胶层和改性聚烯烃层。
2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述改性聚烯烃层中包括PE、PP、POE或EVA中的任一种或任几种，所述改性聚烯烃层是经过化学改性的聚烯烃层、经过物理共混改性的聚烯烃层或者经过物理共挤改性的聚烯烃层。
3.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述含氟涂层的表面具有极性单分子接枝层。
4.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述背板的厚度为50μm～850μm，所述含氟涂层的厚度为1μm～100μm，所述基材层的厚度为38μm～400μm，所述改性聚烯烃层的厚度为10μm～500μm，所述粘接胶层的厚度为1μm～50μm。
5.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述基材层是PET层、PBT层或PEN层，所述粘接胶层中的粘接胶是聚氨酯、环氧树脂或丙烯酸系粘胶剂中的一种或任几种。
6.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述基材层的表面经过等离子活化和刻蚀处理，经等离子处理后的基材层表面含有活性基团，所述活性基团包括-OH、-NH2或-COOH。
7.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述含氟涂层是功能性含氟涂层，所述功能性含氟涂层中包括氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯中的一种或者任几种。
8.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述基材层与所述粘接胶层之间还设置有含氟涂层。
9.根据权利要求1或8所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述粘接胶层是热熔胶层。
10.根据权利要求1～8任一项所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述改性聚烯烃层是POE/氟材料共混改性得到的聚合物、PE/EVA共混改性得到的聚合物、PET/增溶剂/PP共混改性得到的聚合物、PP/POE/PE共混改性得到的聚合物、HDPE/PP/EPDM共混改性得到的聚合物、PP/EVA共混改性得到的聚合物、PP/PE/EPR共混改性得到的聚合物、PP/SBS/EVA共混改性得到的聚合物或者PP/HDPE/SBS共混改性得到的聚合物。
11.根据权利要求10所述的一种新型太阳能电池背板，其特征在于：所述改性聚烯烃层是POE/氟材料共混改性得到的聚合物，其中氟材料的质量百分比为5～40％；
或者所述改性聚烯烃层是PE/EVA共混改性得到的聚合物，其中PE与EVA的重量比为5-20∶80-95；
或者所述改性聚烯烃层是PET/增溶剂/PP共混改性得到的聚合物，其中增溶剂的质量百分比为5-15％，PET的质量百分比为20-25％；
或者所述改性聚烯烃层是PP/POE/PE共混改性得到的聚合物，其中PP、POE与PE的重量比为60-90∶5-20∶5-20；
或者所述改性聚烯烃层是HDPE/PP/EPDM共混改性得到的聚合物，其中HDPE、PP与EPDM的重量比为60-90∶9-30∶1-10；
或者所述改性聚烯烃层是PP/EVA共混改性得到的聚合物，其中PP与EVA的重量比为5-20∶80-95；
或者所述改性聚烯烃层是PP/PE/EPR共混改性得到的聚合物，其中PP、PE与EPR的重量比为90-110∶1-3∶5-15；
或者所述改性聚烯烃层是PP/SBS/EVA共混改性得到的聚合物，其中EVA与SBS的重量比为2-1∶1；
或者所述改性聚烯烃层是PP/HDPE/SBS共混改性得到的聚合物，其中PP、HDPE与SBS的重量比为5-7∶2-4∶1-2。
12.一种太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、太阳能电池、封装材料、背板，其特征在于：所述背板是权利要求1-11任一项所述的新型太阳能电池背板。
13.一种新型太阳能电池背板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、将基材层的两个表面进行等离子体表面处理；
(2)、采用流延技术将含氟涂料流延到经过等离子表面处理后的基材层的表面，固化后得到含氟涂层；
(3)、通过胶粘法、流延法或干式热压法将改性聚烯烃复合在基材层的另一表面。
14.根据权利要求13所述的一种新型太阳能电池背板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，以极性分子作为前躯体，用PECVD技术对含氟涂层的表面进行接枝处理，形成极性单分子接枝层。
15.根据权利要求13所述的一种新型太阳能电池背板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的固化方式为微波固化，微波固化的温度为120℃～160℃，时间为50秒～500秒。
16.根据权利要求13所述的一种新型太阳能电池背板的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的含氟涂料由具有活性基团的功能高分子氟树脂、引发剂、固化剂、助剂和填料调配而成，功能高分子氟树脂为氟乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯或四氟乙烯与其它含活性基团的功能单体进行共聚后得到的产物，活性基团包括羟基、羧基或氨基，引发剂是指在热、光、辐射或微波的作用下能够分解并释放出自由基的叠氮类或过氧化物类有机分子；固化剂为含有异氰酸酯基、环氧基或氨基树脂的多官能团固化剂。
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