CN106409951B - 一种高cti值的太阳能电池组件用背板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高CTI值的太阳能电池组件用背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成。所述粘结涂层可采用双层涂覆方法制备得到，耐候涂层可采用单层涂覆方法或双层涂覆方法制备得到。通过双层涂层的配方优化，本发明除了具有反射率高，粘结强度高，耐老化性能好的特点外，还可提高背板的CTI性能，保证背板绝缘安全，其制备方法工艺简单，易于操作。

Description

一种高CTI值的太阳能电池组件用背板

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件，尤其涉及一种高CTI值的太阳能电池组件用背板。

背景技术

作为传统能源的绿色解决方案，光伏电池组件是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。随着光伏组件应用场合越来越广泛，沿海气候，“渔光互补”模式等潮湿环境中，以及大规模的光伏电站中，封装材料的绝缘性能对光伏组件的可靠性与使用寿命有决定性影响。除了常规的评价项目外，如何评价绝缘材料在严酷环境下尤其是污染液与电场联合作用下的耐受能力是人们关心的问题。这是由于聚合物绝缘材料在户外及严酷环境中运行往往受到盐露、水分、灰尘等污秽物的污染,在表面形成电解质,并在电场作用下,在聚合物表面出现一种特殊放电破坏现象———漏电起痕破坏现象,在表面形成不完全导电通道。

为了对绝缘材料耐漏电起痕性进行判定、筛选，都需要对其进行相对漏电起痕指数测试(CTI)，其定义为：材料表面能经受住50滴电解液(0.1％氯化铵水溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压，单位为V。CTI测试方法业内普遍采用IEC60112或GB/4207-2003标准。

由于CTI值可衡量此高分子材料在严苛环境下的绝缘安全性能，故而在光伏组件的封装材料中，高CTI值产品的研发生成会成为将来封装材料的一个重要的发展方向。

其中太阳能背板作为光伏组件的封装材料，保证其潮湿环境以及高压下的绝缘可靠性尤为的重要，而现有能达到CTI 0级(>600v)的背板基本没有，黑色背板更因为配方问题，CTI只能在Ⅲ(<400v,>250v)级，在使用过程中，发生漏电起痕现象并引发燃烧的可能性会显著增大。国际电工委员会(IEC)对耐高压背板提出的新标准之一即为达到CTI 0级(>600v),因此，提高背板的CTI性能迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种具有高CTI值的太阳能电池组件用背板，本发明具有良好的CTI性能以及优异的耐老化性能，粘结性能等优点，其制备方法工艺简单，易于操作。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高CTI值的太阳能电池组件用背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成；所述粘结层由粘结层底漆和粘结层面漆组成，所述耐候层由耐候层面漆组成或由耐候层底漆和耐候层面漆组成；所述粘结层底漆的厚度为0.5-10μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～20份，助剂0～5份，溶剂20～50份。所述粘结层面漆的厚度为2μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂10～20份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～60份，助剂2～10份，溶剂40～100份。

进一步地，所述耐候层由耐候层面漆组成，所述耐候层面漆的厚度为5μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～50份，助剂2～10份，溶剂40～80份。

进一步地，所述耐候层由耐候层底漆和耐候层面漆组成，所述耐候层底漆的厚度为

0.5-10μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～20份，助剂0～5份，溶剂20～50份。所述耐候层面漆的厚度为

2μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂10～20份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～60份，助剂2～10份，溶剂40～100份。

进一步地，所述基体树脂由聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、含氟树脂的一种或几种按任意配比混合组成。

进一步地，所述含氟树脂由偏氟乙烯(PVDF)、三氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯基酯共聚物的一种或几种按任意配比混合组成。

进一步地，所述固化剂由异氰酸酯、氨基树脂、封闭型异氰酸酯、嵌段异氰酸酯、三聚氰胺的一种或几种按任意配比混合组成。

进一步地，所述填料由钛白粉、炭黑、纳米级消光粉、滑石粉，石英粉、云母粉、蒙脱土中的一种或几种按任意配比混合组成。

进一步地，所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂；所述溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮；所述固化促进剂为有机锡类固化促进剂。

进一步地，所述的基底层是材料选自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的双向拉伸膜。

本发明的有益效果：

1、本发明具有良好的CTI性能以及优异的耐老化性能。

2、本发明的粘结层与EVA，PVB等具有良好的粘结性能。

3、本发明由于在双层涂覆配方中设计两层的填料含量不同，涂层反射率高。

附图说明

图1是本发明高CTI值的太阳能电池组件用背板的实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

在本发明实施例中，所述的基底层为不透水性透明片材，本发明优选250μm的对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

实施例1：

本实施例中，耐候层的底漆配方如下(质量份数)：

耐候层的面漆配方如下(质量份数)：

本实施例中，粘结层的涂覆配方与耐候层配方相同。

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜1，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的底漆配方进行涂覆，控制其干膜2厚度约0.5μm，再将面漆涂覆液均匀涂覆在底漆上，控制其干膜3厚度约5μm，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约5.5μm厚的耐候层4，采用同样的工艺，在PET基膜1的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，控制粘结层的底漆干膜2约2μm，面漆干膜3约8μm。在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约10μm厚的粘结层5。

实施例2：

本实施例中，耐候层的底漆配方如下(质量份数)：

耐候层的面漆配方如下(质量份数)：

本实施例中，粘结层的涂覆配方与耐候层配方相同。

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜1，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的底漆配方进行涂覆，控制其干膜2厚度约10μm，再将面漆涂覆液均匀涂覆在底漆上，控制其干膜3厚度约2μm，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约12μm厚的耐候层4，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，控制粘结层的底漆干膜2约10μm，面漆干膜3约2μm。制成约12μm厚的粘结层5。

实施例3：

本实施例中，耐候层的底漆涂覆配方如下(质量份数)：

耐候层的面漆涂覆配方如下(质量份数)：

粘结层的底漆涂覆配方如下(质量份数)：

粘结层的面漆配方如下(质量份数)：

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜1，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的配方进行涂覆，控制其干膜2厚度约10μm，再将面漆涂覆液均匀涂覆在底漆上，控制其干膜3厚度约30μm，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约40μm厚的耐候层4，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，控制粘结层的底漆干膜2约5μm，面漆干膜3约10μm。制成约15μm厚的粘结层5。

实施例4：

本实施例中，

耐候层的涂覆配方如下(质量份数)：

粘结层的底涂配方如下(质量份数)：

粘结层的底漆的涂覆配方如下(质量份数)：

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜1，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约5μm厚的耐候层4。采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的底漆配方进行涂覆，控制其干膜2厚度约3μm，再将面漆涂覆液均匀涂覆在底漆上，控制其干膜3厚度约2μm，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约5μm厚的粘结层5。

实施例5：

本实施例中，耐候层的涂覆配方如下(质量份数)：

粘结层的底漆配方如下(质量份数)：

粘结层的面漆的涂覆配方如下(质量份数)：

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜1，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约30μm厚的粘结层4。在PET基膜的另一侧按粘结层底漆配方进行涂覆，控制其干膜2厚度约5μm，再将面漆涂覆液均匀涂覆在底漆上，控制其干膜3厚度约10μm，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约15μm厚的耐候层5。

对比例1(实施例1去掉底涂)：

本实施例中，耐候层的涂覆配方如下(质量份数)：

本实施例中，粘结层的涂覆配方与耐候层配方相同。

制作背板过程：

制作背板过程：选取250μm厚的PET薄膜，采用电晕设备电晕至50～60dyne/cm。先在PET的表层按耐候层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约5.5μm厚的耐候层，采用同样的工艺，在PET基膜的另一侧按粘结层的涂覆配方进行涂覆，在120℃的热风干燥2～5min成膜，制成约10μm厚的粘结层。

对比例2：其他厂家的白色背板。

对比例3：其他厂家的黑色背板。

性能测试：

CTI测试：按GB/T4207-2012标准进行测试。采用漏电起痕试验仪进行测试。

垂直燃烧：按ANSI/UL94-2009标准，采用水平垂直燃烧测定仪测定。黄变指数：按GB2409-80进行检测。

与EVA的剥离强度：按GB/T2790进行剥离强度测试。

湿热实验：按IEC 61215-2005的规定进行，在85℃±2℃，湿度(85±5)％RH的温湿度箱中进行加速老化。记录样品经老化1000h后的黄变指数(△YI)和剥离强度。

反射率：按GB/T 13452.3-92、GB/T9270-88、GB/T 5211.17-88、ISO3906-80标准设计的反射率测定仪进行测试。

通过上述实施例得到的高CTI背板，经上述测试方法进行评价，其评价结果如下表1所示：

表1

从测试数据表1可以看出，本发明提供的高CTI值背板具有良好的CTI性能以及优异的耐老化性能，粘结性能以及优异的反射率。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用于现定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化和修饰，均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高CTI值的太阳能电池组件用背板，由基底层、涂覆于基底层表面的耐候层和涂覆于基底层另一表面的粘结层组成， 其特征在于：所述粘结层由粘结层底漆和粘结层面漆组成，所述耐候层由耐候层面漆组成或由耐候层底漆和耐候层面漆组成；所述粘结层底漆的厚度约为0.5-10μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～20份，助剂0～5份，溶剂20～50份， 所述粘结层面漆的厚度约为2μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂10～20份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～60份，助剂2～10份，溶剂40～100份。

2.根据权利要求1所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述耐候层由耐候层面漆组成，所述耐候层面漆的厚度约为5μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～50份，助剂2～10份，溶剂40～80份。

3.根据权利要求1所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述耐候层由耐候层底漆和耐候层面漆组成，所述耐候层底漆的厚度约为0.5-10μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂5～25份，固化剂促进剂0.5～2份，填料0～20份，助剂0～5份，溶剂20～50份， 所述耐候层面漆的厚度约为2μm-30μm，由以下物料配置而成：按质量份计，基体树脂100份，固化剂10～20份，固化剂促进剂0.5～2份，填料10～60份，助剂2～10份，溶剂40～100份。

4.根据权利要求1、2或3所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述基体树脂由聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、含氟树脂的一种或几种按任意配比混合组成。

5.根据权利要求4所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述的含氟树脂由偏氟乙烯(PVDF)、三氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯基酯共聚物的一种或几种按任意配比混合组成。

6.根据权利要求1、2或3所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述固化剂由异氰酸酯、氨基树脂、封闭型异氰酸酯、嵌段异氰酸酯、三聚氰胺的一种或几种按任意配比混合组成。

7.根据权利要求1、2或3所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述填料由钛白粉、炭黑、纳米级消光粉、滑石粉，石英粉、云母粉、蒙脱土中的一种或几种按任意配比混合组成。

8.根据权利要求1、2或3所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂；所述溶剂选自甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮；所述固化促进剂为有机锡类固化促进剂。

9.根据权利要求1、2或3所述高CTI值的太阳能电池组件用背板，其特征在于，所述基底层是材料选自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的双向拉伸膜。