CN107195717A - 太阳能电池背板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下原料：泡沫铝，聚酰亚胺，纳米碳，氧化锌，氧化钛，乙二醇，联苯型聚酰亚胺，含羧基端聚酰亚胺，双酚，乙酸乙酯，硫酸镁，氯化钠，氧化镍，去离子水。本发明太阳能光伏电池耐高压击穿，使用寿命长达45年，且成本低廉，所用结构增强层耐候性好，耐拉伸，制备过程简单，纳米碳的加入提高了结构增强层的润滑性，泡沫铝良好的延展性和吸附性，减少了胶粘剂的使用，减少了成本，市场前景好。

Description

太阳能电池背板
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池背板。
背景技术
随着科技发展，太阳能越来越受人们青睐，由于太阳能电池需要长期暴露在室外，所以电池芯片必须加以保护，以免影响使用寿命。太阳能电池背板是一种常见的组件，依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，其中结构增强层多为PET薄膜，所述薄膜的综合性能好，耐拉伸，耐候性强，绝缘性好。
申请号201110389391.7的中国专利公开了一种太阳能电池背板及其制备方法，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层为聚酰亚胺薄膜；所述氟材料层的材料选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、或其组合，所述聚酰亚胺薄膜的材料选自热塑性聚酰亚胺、低温固化聚酰亚胺、或其组合；所述粘结层材料选自聚醋酸乙烯酯或聚氨酯；所述制备方法包括下述步骤：（1）将所述结构增强层的原材料通过双向拉伸工艺制成薄膜，即得到结构增强层；（2）将步骤（1）制得的结构增强层的上表面和下表面分别涂布上粘结剂，在130℃的恒温条件下热固化30min，使其交联度达到60%-80%；（3）在140℃的温度下，把耐候层粘结在步骤（2）所得的产物的上表面和下表面，即得太阳能电池背板 。本发明提供的太阳能电池背板的力学性能和热学性能稳定，耐阻隔性突出，层与层之间的结合较牢固，背板结构较稳定，可用于支撑保护太阳能电池片；并且由于聚酰亚胺超强的力学性能，稳定的耐高低温性能以及优异的绝缘性能，本发明提供的太阳能电池背板的使用年限在理论上可以达到40年之久。本发明提供的太阳能电池背板的制备方法，生产工艺简单，易于操作。本发明提供的太阳能电池使用寿命较长。但是本发明结构增强层鱼与耐侯层之间粘结在极性条件下，容易分层，尤其在夏天雷电活动严重，聚酰亚胺容易被击穿，使得电池结构损坏。
申请号为201510628738.7的中国专利公开了一种高局放电压太阳能电池背板基膜及其制备方法，由具有高局放电压功能的A层聚酯薄膜和具有耐水解功能的B层聚酯薄膜复合组成。按A层聚酯薄膜与B层聚酯薄膜的质量比400~900：100，分别通过挤出机在260℃~290℃下熔融后，经树脂熔融分配器分层共挤挤出，在15℃~25℃冷鼓上铸片，再经2.9~3.5倍纵向拉伸、3.0~3.5倍横双向拉伸，在190℃~230℃热定型即制得厚度为100μm~350μm的高局放电压太阳能电池背板基膜；本发明高局放电压太阳能电池背板基膜的局部放电电压为800V~1800V；局部放电压、长期耐紫外等性能良好；适用于太阳能光伏电池背板材料的制造。但是此种基膜制备步骤比较繁琐，次品率高，不易于产业化。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性强，力学性能好的太阳能电池背板。
为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：
太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝52-65份，聚酰亚胺30-48份，纳米碳12-39份，氧化锌22-34份，氧化钛12-20份，乙二醇12-30份，联苯型聚酰亚胺10-18份，含羧基端聚酰亚胺5-22份，双酚1-8份，乙酸乙酯12-30份，硫酸镁12-20份，氯化钠8-24份，氧化镍12-30份，去离子水10-30份。
作为改进的是，所述耐候层由聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物中一种或多种混合而成。
作为改进的是，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝62份，聚酰亚胺32份，纳米碳34份，氧化锌28份，氧化钛15份，乙二醇24份，联苯型聚酰亚胺14份，含羧基端聚酰亚胺18份，双酚4份，乙酸乙酯22份，硫酸镁18份，氯化钠21份，氧化镍15份，去离子水20份。
作为改进的是，所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将泡沫铝、纳米碳、氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至800-900℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均4.5-5.5倍拉伸后，在250-280℃定型即可。
作为进一步改进的是，第二步中乙二醇和双酚的体积比1.2-2.1：1。
与现有技术相比，本发明太阳能光伏电池耐高压击穿，使用寿命长达45年，且成本低廉，所用结构增强层耐候性好，耐拉伸，制备过程简单，纳米碳的加入提高了结构增强层的润滑性，泡沫铝良好的延展性和吸附性，减少了胶粘剂的使用，减少了成本，市场前景好。
具体实施方式
实施例1
太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝52份，聚酰亚胺30份，纳米碳12份，氧化锌22份，氧化钛12份，乙二醇12份，联苯型聚酰亚胺10份，含羧基端聚酰亚胺5份，双酚1-8份，乙酸乙酯12份，硫酸镁12份，氯化钠8份，氧化镍12份，去离子水10份。
所述耐候层由聚偏氟乙烯制成。
所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将泡沫铝、纳米碳、氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至800℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均4.5倍拉伸后，在250℃定型即可。其中，第二步中乙二醇和双酚的体积比1.2：1。
实施例2
太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝62份，聚酰亚胺32份，纳米碳34份，氧化锌28份，氧化钛15份，乙二醇24份，联苯型聚酰亚胺14份，含羧基端聚酰亚胺18份，双酚4份，乙酸乙酯22份，硫酸镁18份，氯化钠21份，氧化镍15份，去离子水20份。
所述耐候层由聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯混合而成。
所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将泡沫铝、纳米碳、氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至850℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均4.8倍拉伸后，在260℃定型即可。其中，第二步中乙二醇和双酚的体积比1.5：1；第三步中磁力搅拌10-20分钟，搅拌速度为450-520rpm；第四步中共混挤出的温度为180-220℃，定性工艺在10-25℃下氮气氛围下进行。
实施例3
太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝52-65份，聚酰亚胺30-48份，纳米碳12-39份，氧化锌22-34份，氧化钛12-20份，乙二醇12-30份，联苯型聚酰亚胺10-18份，含羧基端聚酰亚胺5-22份，双酚1-8份，乙酸乙酯12-30份，硫酸镁12-20份，氯化钠8-24份，氧化镍12-30份，去离子水10-30份。
所述耐候层的材料为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯混合而成。
所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将泡沫铝、纳米碳、氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至900℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均5.5倍拉伸后，在280℃定型即可。其中，第二步中乙二醇和双酚的体积比2：1。
实施例4
太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：聚酰亚胺32份，氧化锌28份，氧化钛15份，乙二醇24份，联苯型聚酰亚胺14份，含羧基端聚酰亚胺18份，双酚4份，乙酸乙酯22份，硫酸镁18份，氯化钠21份，氧化镍15份，去离子水20份。
所述耐候层由聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯混合而成。
所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至850℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均4.8倍拉伸后，在260℃定型即可。其中，第二步中乙二醇和双酚的体积比1.5：1；第三步中磁力搅拌10-20分钟，搅拌速度为450-520rpm；第四步中共混挤出的温度为180-220℃，定性工艺在10-25℃下氮气氛围下进行。
对实施例1-4的太阳能电池和对比例（申请号201510628738.7的实施例1制备的电池）性能测试，实施例1-4的使用寿命均在45年以上，其中实施例2的使用寿命好，达到50年，对比例的使用年限为40年，实施例1-4的制备结构增强层在的厚度在100-180μm厚度下的局部放电压为1000-1940V，高于对比例1，且在38℃，90％RH(RH为RelativeHumidity，即相对湿度)测试环境下，水蒸气透过率≤1.2g/m2·24h。比较实施例2和4的结果可知，结构增强层的抗拉力减少了1.2MPa，粘黏系数减少了0.05%。因此，纳米碳和泡沫铝的协同作用，提高了结构增强层的性能，进而延长了太阳能电池的使用寿命。

Claims (5)

1.太阳能电池背板，所述太阳能电池背板依次包括耐候层、结构增强层和耐候层，所述结构增强层和耐候层之间通过粘结层粘结固定；所述耐候层为氟材料层，其特征在于，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝52-65份，聚酰亚胺30-48份，纳米碳12-39份，氧化锌22-34份，氧化钛12-20份，乙二醇12-30份，联苯型聚酰亚胺10-18份，含羧基端聚酰亚胺5-22份，双酚1-8份，乙酸乙酯12-30份，硫酸镁12-20份，氯化钠8-24份，氧化镍12-30份，去离子水10-30份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候层由聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物中一种或多种混合而成。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述结构增强层包括以下按照重量份数计的原料：泡沫铝62份，聚酰亚胺32份，纳米碳34份，氧化锌28份，氧化钛15份，乙二醇24份，联苯型聚酰亚胺14份，含羧基端聚酰亚胺18份，双酚4份，乙酸乙酯22份，硫酸镁18份，氯化钠21份，氧化镍15份，去离子水20份。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述结构增强层的制备方法为：第一步，称取原料；第二步，将泡沫铝、纳米碳、氧化锌、氧化锌、氧化钛、氧化镍、乙二醇和双酚投入球磨机中磨成研磨液；第三步，将聚酰亚胺、联苯型聚酰亚胺、含羧基端聚酰亚胺、乙酸乙酯加热至800-900℃后，加入硫酸镁，氯化钠和去离子水搅拌得第二混合物；第四步，将第二混合物和研磨液投入挤出机中，共混挤出，纵横向均4.5-5.5倍拉伸后，在250-280℃定型即可。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池背板，其特征在于，第二步中乙二醇和双酚的体积比1.2-2.1：1。
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Address after: 212400 08 intersection of Airport Road and Airport Road intersection in Guo Zhuang Town, Jurong City, Zhenjiang, Jiangsu.

Applicant after: Jurong Xiexin Integrated Technology Co., Ltd.

Address before: 212400 08 intersection of Airport Road and Airport Road intersection in Guo Zhuang Town, Jurong City, Zhenjiang, Jiangsu.

Applicant before: Jiang Sudong Noboru photovoltaic Science and Technology Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
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