CN107759983A - 一种图案化透明背板材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图案化透明背板材料，该背板材料依次由图案层、粘结层、基体层和耐候层构成。其中的图案层在400nm‑1200nm的可见光‑近红外区域具有高反射性能，使用时朝向电池片面。本发明制得的透明背板集高透光性能和高反射性能于一体，同时在长期耐候性能、粘结性以及绝缘性等综合性能方面表现优异。本发明产品设计新颖，制备工艺简便易操作，产品性能优异，为双面发电晶硅光伏组件提供了有效的功率增益效果，为晶硅光伏组件背板材料的成本优化提供基础，同时也为伏组件在户外长期使用可靠性提供了有利保障。

Description

一种图案化透明背板材料
技术领域
本发明属于光伏封装材料领域，尤其涉及一种透明背板材料。
背景技术
近年来，新能源成为大势所趋，其中太阳能取之不竭，用之不尽，成为新能源发展的重点。根据《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见的函》，2014年光伏发电的建设规模提高两成，达到12GW，其中分布式光伏8GW，其产业规模可达1.2万亿元，一个万亿元的产业正在逐步形成，其发展潜力巨大。《国家能源局综合司关于做好太阳能发展“十三五”规划编制工作的通知》中提到，太阳能资源丰富，分布广泛，利用前景广阔，积极扩大太阳能利用，对于稳增长、调结构、惠民生具有重要的现实作用，对于保障国家能源安全、优化能源结构、改善大气环境具有重要的战略意义。
光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)和太阳跟踪控制系统组成。其中，光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。光伏组件已经不再局限于白色一种，屋顶用黑色、建筑一体化用彩色、光伏互补用透明等多重种类已得到广泛应用。但是从组成结构上基本保持不变，一般由低铁钢化玻璃、前层封装胶膜、单片电池片、后层封装胶膜和光伏背板构成。
其中，光伏背板是光伏组件主要辅材，主要是保护组件背面、阻隔水汽和抵御其他对组件有害的自然或非自然因素。现有背板均采用PET材质含氟背板，常见的有TPT、TPC、TPE、 KPK、KPC、CPC等结构，高质量的背板可以提高组件发电寿命。基于光伏组件的结构设计特点，在太阳能电池片间及串间均留有2～4mm的空白间隙，在电池片与边框之间有15～20mm 的空白空隙，这些间隙的面积累加起来可以超过组件整体面积的4％，即光伏组件中还有4％以上的太阳光可以被重新利用起来。因而，对于普通的晶硅组件，其对所使用背板材料的不仅以白色为主，对反射率的要求也越来越高。
随着光伏发电技术的不断提升，光伏发电系统的平民化进程的发展越来越快，不仅表现在原辅材料的成本降低，材料的提质增效及功能化方面的发展也越发重要。其中，在电池片技术革新方面，具有双面(正面23％&背面19％)发电高效的双面电池就是一种具有重要前景的高效电池技术之一。经过几年的发展，双面电池的国产化进程不断推进，至2016年，国内已经有多家具有量产规模的企业。然而，对于双面发电晶硅光伏组件，因其正面和反面均具有发电功能，则白色高反射型背板材料并不适用。对于背板材料，基于正面的光线利用率的最大化，优先选用白色高反射背板；而基于背面的光线利用率的最大化，则应该选用高透光率的透明背板或半钢化玻璃。
目前针对双面电池组件的背部材料采用玻璃或透明背板进行封装。例如，专利CN102403386A、CN106784079A中的双面电池组件所用的背板材料为高透光的钢化玻璃、TPT或PET材料中的一种；专利CN 1042011224B报道的一种透光率超过92％且雾度可调节的含氟高耐候性透明背板，可应用于双面发电组件；CN105428445B报道的一种有PC、PET、LLDPE复合而成的透明性背板，可应用于双面发电组件；CN104934493B报道的利用光路设计以增强光线利用率的透明性背板，可应用于双面发电组件。
然而，使用普通的透明型背板材料无论是对于双面电池片的正面还是背面均未达到较高的光线利用率，因而，从电池片以外的其他材料方面对光线进行有效设计，将电池片间隙的区域进行合理利用，将对双面电池的双面发电增效具有重要的作用。
因此，开发出一类特殊的透明背板材料，使其既可以在电池片之间的间隙以及在电池片与边框之间的间隙位置具有高反射性能，又可以在电池面背板具有高透光率，应用双面电池组件可以将双面发电电池片的正面和反面的发电效率得到更大发挥，是晶硅双面电池光伏组件在背板材料方面最迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种集高反射性与高透光性为一体的背板材料。本发明通过网格图案与高反射配方设计，使得图案层在400nm-1200nm可见光和近红外区域具有很高的局部反射率；透明涂层配方设计使得电池片覆盖区域的透光率在 400nm-1200nm区间内可达到90％以上。应用于晶硅组件尤其是双面发电光伏组件中，其光电转换效率表现出明显的增益效果，同时该背板材料在耐热性能、绝缘性能以及耐老化性能等方面也具有优异的可靠性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种图案化透明背板材料，依次由图案层、粘结层、基体层和耐候层构成，所述图案层厚度为3～100μm，由质量分数为20％～70％的第一主体树脂、20％～80％的填料A、0～10％的助剂A组成；所述第一主体树脂由质量分数为70％～95％的醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、松香树脂中的一种与质量分数为5％～30％的环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂、羟基丙烯酸树脂、羟基聚烯烃树脂、羟基聚碳酸酯树脂、羟基聚己内酯树脂、羟基聚四氢呋喃树脂的一种混合均匀组成；所述填料A由70％-90％的粒径在0.2um～1.0um范围的钛白粉与10％-30wt％的粒径在1um～100um范围的球状的镀铝玻璃微珠、镀银玻璃微珠、镀锌玻璃微珠、镀铝陶瓷微珠、镀银陶瓷微珠、镀锌陶瓷微珠中的一种混合均匀组成；
所述粘结层厚度为1～10μm，由质量分数为60％～90％的第二主体树脂、0～20％的填料B、 0.001％～20％的助剂B组成；所述第二主体树脂由质量分数为55％～90％的羟基丙烯酸树脂、羟基醇酸树脂、羟基聚酯树脂中的一种与质量分数为10％～45％的环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂的一种混合均匀组成；
所述基体层厚度为50～300μm，由质量分数为60％～90％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、5％～30％的改性树脂A、0.01％～10％的水解稳定剂、0.01％～5％的抗氧剂、0.01％～10％的热稳定剂混合均匀组成，经双向拉伸工艺制备而成；所述改性树脂A由马来酸酐接枝相容剂、MBS三元共聚物树脂、ACR共聚树脂、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成；
所述耐候层厚度为3～30μm，由质量分数为40％～90％的氟树脂、5％～30％的改性树脂B、 0～10％的填料B、3％～20％的助剂B、0.01％～10％的助剂C混合均匀组成。
进一步地，所述填料B由粒径在10nm～3um范围的滑石粉，石英粉、云母粉、抗划粉、白炭黑、氧化铝、氧化锌中的一种或几种按任意配比混合均匀组成。
进一步地，所述助剂A由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、甲基丙烯酸羟丁酯的一种或多种按任意配比混合均匀组成；
所述助剂B由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中的一种或多种按任意配比混合均匀组成。
所述助剂C由40％～60％的紫外吸收剂、与10％～30％的光稳定剂与10％～30％的抗氧剂混合均匀组成。
进一步地，所述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混合均匀组成；
进一步地，所述改性树脂B由羟基醇酸树脂、羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、羟基聚烯烃树脂、羟基聚碳酸酯、羟基聚己内酯树脂、羟基聚四氢呋喃树脂、环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂中的一种或多种按照任意配比均匀混合组成。
进一步地，所述水解稳定剂由碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂、环氧类水解稳定剂中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成；
所述抗氧剂由四(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-醇亚磷酸酯中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成；
所述热稳定剂由粒径在10nm～3um范围的水滑石、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种按照任意配比混合均匀组成。
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。
进一步地，所述基体层在250℃-300℃熔融挤出后经双向拉伸成型，两面的耐候层和粘结层于60℃-200℃下采用湿法涂布制得后，再在粘结层另一面依次经涂布、烘干、固化制得图案层。
进一步地，所述图案层形状为网格状，经网纹涂布、掩膜涂布、喷涂、转移印刷等方式中的一种工艺，涂布到粘结层表面后，再依次经60℃-200℃烘道烘干1min-5min和10kGray-30kGray辐照3s-30s固化制得。
本发明的有益效果主要体现在：1、本发明采用图案采用规则网格化设计，成涂布固化工艺简便易实施，实现了400nm-1200nm可见光和近红外区域90％以上的高反射率。
2、本发明的透明区域，在400nm-1200nm区间内具有90％以上的透光率，在耐热性能、绝缘性能以及耐老化性能等方面也具有优异的可靠性。
3、本发明透明背板应用于双面发电光伏组件，对功率提升超过5％，增益效果明显，且老化后衰减较低。
附图说明
图1为本发明透明背板材料的正面示意图；其中，A区域为高反射区域，在电池片间的形成宽度为2-4mm，长度可调的网格状图案，在电池片与边框间的尺寸可根据组件的大小进行调整；B为高透光区域，尺寸与所用电池片的尺寸一致。
图2为本发明透明背板材料的截面示意图；其中，1为耐候层，2为基体层，3为粘结层， 4为图案层。
具体实施方式
如图2所示，本发明透明背板材料基体层2的两面分别为耐候层1和粘结层3，再在粘结层3的另一面制得图案层4。如图1所示，制得的透明背板材料中，A区域为高反射区域，在电池片间的形成宽度为2-4mm，长度可调的网格状图案，在电池片与边框间的尺寸可根据组件的大小进行调整；B为高透光区域，尺寸与所用电池片的尺寸一致。
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。反射区域图案的尺寸设计，为非电池片遮挡区域，可根据电池片及光伏组件的具体设计而确定，除双面发电电池光伏组件外，在单面发电电池、叠层电池、半片电池等组件中也可应用。
需要说明的是，透明背板材料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、透光率
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》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.体积电阻率
测试方法参照标准GB/T 31034《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试样尺寸：100mm*100mm。
测试条件：测试电压1000V。
3.黄变指数
测试方法参照标准GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》。
试样尺寸：100mm*100mm。
测试条件：+25℃，50％RH。
4.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*200mm。
拉伸速度：100mm/min。
5.附着力
测试方法参照标准GB/T 31034《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》。
试样尺寸：200mm*200mm。
测试条件：+25℃，50％RH。
6.与EVA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：300mm*300mm。
拉伸速度：100mm/min。
7.恒定耐湿热老化性能
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试验条件：+85℃，相对湿度85％。
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：双面电池片，60片组件。
试验条件：AM 1.5，辐照度1000W/m2，+25℃，50％RH。
本发明实施例中，所述溶剂为乙醇、丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种,样品幅宽为1000mm。
实施例1：
基体层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦)90％；
改性树脂马来酸酐接枝相容剂C701(川聚化工科技有限公司)5％；
水解稳定剂P200(德国莱茵化学)0.01％；
抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(德国巴斯夫)0.01％；
热稳定剂水滑石粉(冠达化工产品有限公司)4.95％；
耐候层的配方如下(质量分数)：
氟树脂GK570(日本大金涂料)90％；
羟基丙烯酸树脂LR7765(日本三菱)5％；
异佛尔酮二异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯公司)3％；
紫外吸收剂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(中国台湾双键化学公司)1.2％；
光稳定剂聚{[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 (德国巴斯夫公司)0.2％；
抗热氧老化剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(德国巴斯夫公司)0.6％；
粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基丙烯酸树脂HU45801(日本东洋纺)81％；
环氧树脂1001(日本三菱丽阳)9％；
白炭黑(金和纳米化工有限公司)9.999％；
异佛尔酮二异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯公司)0.001％；
图案层的配方如下(质量分数)：
醇酸树脂FX-6702(佰一化工有限公司)66.5％；
环氧树脂K51(万千化学有限公司)3.5％；
钛白粉R103(美国杜邦)18％；
镀铝玻璃微珠(耀德圣科技有限公司)2％；
乙烯基三甲氧基硅烷(罗恩硅材料有限公司)6％；
甲基丙烯酸羟丙酯(泽峰化工有限公司)4％；
图案化透明背板材料制备过程如下：
首先，将基体层原料按配方混合均匀，在250-300℃熔融挤出后经双向拉伸制得150微米厚的基体层。然后，再将耐候层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在基体层的其中一面涂布并于150℃固化制备得到25微米厚耐候层。在基体层的另一面，将粘结层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，淋涂并于60℃温度下热固化制备出1微米粘结层。最后，将图案层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在粘结层的另一面，依据图案设计，网纹涂布并经60℃烘干5min后30kGray辐照3s固化制备出100 微米的图案层。制得一种透明光伏背板材料S1。
实施例2：
基体层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦)50％；
改性树脂M210(日本钟渊)30％；
水解稳定剂I powder(德国莱茵化学)10％；
抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(中国台湾永光化学)5％；
热稳定剂N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工有限公司)5％；
耐候层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)50％；
萜烯树脂803L(吉田化工有限公司)30％；
白炭黑(金和纳米化工有限公司)3％；
甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(中国台湾长春化学)15％；
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)0.8％；
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)0.6％；
抗氧剂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(中国台湾双键化学公司) 0.6％；
粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基丙烯酸树脂LR-7609(日本三菱丽阳)49.5％；
环氧树脂4010P(日本三菱丽阳)40.5％；
滑石粉(欧森纳化工有限公司)5％；
甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(中国台湾长春化学)5％；
图案层的配方如下(质量分数)：
聚酯树脂AK3010(同德化工有限公司)49％；
羟基聚己内酯树脂HK-PCL(华凯树脂有限公司)21％；
钛白粉TR81(美国亨斯曼)27％；
镀铝陶瓷微珠(安德伦颜料有限公司)3％；
图案化透明背板材料制备过程如下：
首先，将基体层原料按配方混合均匀，在250-300℃熔融挤出后经双向拉伸制得50微米厚的基体层。然后，再将耐候层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在基体层的其中一面涂布并于200℃固化制备得到30微米厚耐候层。在基体层的另一面，将粘结层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，淋涂并于70℃温度下热固化制备出3微米粘结层。最后，将图案层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在粘结层的另一面，依据图案设计，掩膜涂布并经200℃烘干3min后25kGray辐照5s固化制备出 80微米的图案层。制得一种透明光伏背板材料S2。
实施例3：
基体层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦)62％；
改性树脂MR501(日本钟渊)20％；
水解稳定剂UN-03(上海尤恩化工)5％；
抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(德国巴斯夫)3％；
热稳定剂N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工有限公司)10％；
耐候层的配方如下(质量分数)：
氟树脂4102(长兴化学)40％；
羟基聚酯树脂ST5790(日本东洋纺织)20％；
抗划粉(仁谦化工科技有限公司)10％；
六亚甲基二异氰酸酯预聚物(德国拜耳公司)20％；
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) 4％；
光稳定剂双(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(中国台湾双键化学公司)3％；
抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(中国台湾双键化学公司)3％；
粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基醇酸树脂LM5010(朗玛化工实业有限公司)54％；
酚醛树脂803L(吉田化工有限公司)6％；
抗划粉(仁谦化工科技有限公司)20％；
氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体(日本三井公司)20％；
图案层的配方如下(质量分数)：
丙烯酸树脂B-805(帝斯曼公司)15％；
羟基聚烯烃树脂P3000(道达尔公司)1％；
钛白粉年TR88(美国亨斯曼)60％；
镀铝陶瓷微珠(汇精亚纳米新材料有限公司)20％；
3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷(晨光化工有限公司)2％；
甲基丙烯酸羟丁酯(巴斯夫公司)2％；
图案化透明背板材料制备过程如下：
首先，将基体层原料按配方混合均匀，在250-300℃熔融挤出后经双向拉伸制得100微米厚的基体层。然后，再将耐候层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在基体层的其中一面涂布并于150℃固化制备得到15微米厚耐候层。在基体层的另一面，将粘结层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，淋涂并于200℃温度下热固化制备出10微米粘结层。最后，将图案层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在粘结层的另一面，依据图案设计，转移印刷并经100℃烘干1min后22kGray辐照30s固化制备出3微米的图案层。制得一种透明光伏背板材料S3。
实施例4：
基体层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦)83％；
改性树脂MR570(日本钟渊)10％；
水解稳定剂P400(德国莱茵化学)1.5％；
抗氧剂2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(德国巴斯夫公司)0.5％；
热稳定剂水滑石粉(冠达化工产品有限公司)5％；
耐候层的配方如下(质量分数)：
氟树脂41088(长兴化学)80％；
环氧树脂B 4010P(日本三菱丽阳)5％；
云母粉(博彤化工有限公司)5％；
混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(茂嘉化工公司)9.99％；
紫外吸收剂2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑(德国巴斯夫公司)
0.006％；
光稳定剂双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(中国台湾永光化学公司)
0.001％；
抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(德国巴斯夫公司)0.003％；粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂ST5790(日本东洋纺织)33％；
萜烯树脂T100(九庆化工有限公司)27％；
云母粉(博彤化工有限公司)20％；
混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(茂嘉化工公司)20％；
图案层的配方如下(质量分数)：
聚氨酯树脂UR4125(日本东洋纺)40％；
萜烯树脂T30(吉田化工有限公司)10％；
钛白粉CR-60-2(日本石原公司)39.2％；
镀银玻璃微珠(秀彩化工有限公司)9.8％；
剂A3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷(晨光化工有限公司)1％；
图案化透明背板材料制备过程如下：
首先，将基体层原料按配方混合均匀，在250-300℃熔融挤出后经双向拉伸制得300微米厚的基体层。然后，再将耐候层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在基体层的其中一面涂布并于60℃固化制备得到3微米厚耐候层。在基体层的另一面，将粘结层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，淋涂并于170℃温度下热固化制备出5微米粘结层。最后，将图案层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在粘结层的另一面，依据图案设计，喷涂并经180℃烘干3min后10kGray辐照20s固化制备出50微米的图案层。制得一种透明光伏背板材料S4。
实施例5：
基体层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(美国杜邦)75％；
聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(美国3M公司)5％；
水解稳定剂新癸酸缩水甘油酯(美国陶氏化学)5％；
抗氧剂1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(德国巴斯夫公司)5％；
热稳定剂N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工有限公司)10％；
耐候层的配方如下(质量分数)：
氟树脂Lumiflon 200(日本旭硝子)70％；
萜烯树脂T80(三联实业有限公司)10％；
氧化锌(鲁科化工有限公司)3％；
六亚甲基二异氰酸酯预聚物(德国拜耳公司)12％；
紫外吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(中国台湾永光化学公司)2.5％；
光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(中国台湾双键化学公司)1.5％；
抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(德国巴斯夫公司)1％；
粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂220(日本东洋纺织)56％；
环氧树脂YL983U(日本三菱丽阳)24％；
六亚甲基二异氰酸酯预聚物(德国拜耳公司)20％；
图案层的配方如下(质量分数)：
松香树脂BJ06-Z(吉田化工有限公司)28％；
羟基丙烯酸树脂HF67143(日本东洋纺织)12％；
钛白粉R706(美国杜邦)38.5％；
镀锌陶瓷微珠(州星反光材料有限公司)16.5％；
丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(美国沙多玛)4％；
N-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷(德国巴斯夫)1％；
图案化透明背板材料制备过程如下：
首先，将基体层原料按配方混合均匀，在250-300℃熔融挤出后经双向拉伸制得300微米厚的基体层。然后，再将耐候层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在基体层的其中一面涂布并于170℃固化制备得到20微米厚耐候层。在基体层的另一面，将粘结层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，淋涂并于170℃温度下热固化制备出6微米粘结层。最后，将图案层原料按配方混合均匀，根据粘度要求，可以用溶剂稀释，在粘结层的另一面，依据图案设计，掩膜涂布并经190℃烘干2min后15kGray辐照28s固化制备出 60微米的图案层。制得一种透明光伏背板材料S5。
比较例1：
市场上购得后板玻璃，透明型，厚度3.2mm。
比较例2：
市场上购得透明背板，厚度280μm。
对实施例1、2、3、4、5制得的一种光伏封装胶膜以及比较例1、2的材料进行性能检测，结果如表1所示。
表1：性能参数
由表中数据可知，本发明图案化透明背板材料，兼顾高透光性和高反射性能为一体，在耐热性能、绝缘性能以及耐老化性能等方面也具有优异的可靠性。应用于晶硅组件尤其是双面发电光伏组件中，不仅能够保证电池背面的光电转换效率，还可以有效提高电池正面光线利用率，为双面电池光伏组件的功率提供了显著增益。本发明材料采用网格化图案反射区域设计，材料成本低，制备工艺简便，性能稳定，不仅大大提升了晶硅光伏组件尤其是双面电池组件的发电效率，而且为光伏组件降低辅料成本以及降低度电成本提供了重要技术支撑。

Claims (9)

1.一种图案化透明背板材料，依次由图案层、粘结层、基体层和耐候层构成，其特征在于，
所述图案层厚度为3～100μm，由质量分数为20％～70％的第一主体树脂、20％～80％的填料A、0～10％的助剂A组成；所述第一主体树脂由质量分数为70％～95％的醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、松香树脂中的一种与质量分数为5％～30％的环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂、羟基丙烯酸树脂、羟基聚烯烃树脂、羟基聚碳酸酯树脂、羟基聚己内酯树脂、羟基聚四氢呋喃树脂的一种混合均匀组成；所述填料A由70％-90％的粒径在0.2um～1.0um范围的钛白粉与10％-30wt％的粒径在1um～100um范围的球状的镀铝玻璃微珠、镀银玻璃微珠、镀锌玻璃微珠、镀铝陶瓷微珠、镀银陶瓷微珠、镀锌陶瓷微珠中的一种混合均匀组成。
所述粘结层厚度为1～10μm，由质量分数为60％～90％的第二主体树脂、0～20％的填料B、0.001％～20％的助剂B组成；所述第二主体树脂由质量分数为55％～90％的羟基丙烯酸树脂、羟基醇酸树脂、羟基聚酯树脂中的一种与质量分数为10％～45％的环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂的一种混合均匀组成。
所述基体层厚度为50～300μm，由质量分数为60％～90％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、5％～30％的改性树脂A、0.01％～10％的水解稳定剂、0.01％～5％的抗氧剂、0.01％～10％的热稳定剂混合均匀组成，经双向拉伸工艺制备而成；所述改性树脂A由马来酸酐接枝相容剂、MBS三元共聚物树脂、ACR共聚树脂、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成。
所述耐候层厚度为3～30μm，由质量分数为40％～90％的氟树脂、5％～30％的改性树脂B、0～10％的填料B、3％～20％的助剂B、0.01％～10％的助剂C混合均匀组成。
2.根据权利要求1所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述填料B由粒径在10nm～3um范围的滑石粉，石英粉、云母粉、抗划粉、白炭黑、氧化铝、氧化锌中的一种或几种按任意配比混合均匀组成。
3.根据权利要求1所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述助剂A由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、甲基丙烯酸羟丁酯的一种或多种按任意配比混合均匀组成；
所述助剂B由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中的一种或多种按任意配比混合均匀组成。
所述助剂C由40％～60％的紫外吸收剂、与10％～30％的光稳定剂与10％～30％的抗氧剂混合均匀组成。
4.根据权利要求1所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述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混合均匀组成。
5.根据权利要求1所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述改性树脂B由羟基醇酸树脂、羟基聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂、羟基聚烯烃树脂、羟基聚碳酸酯、羟基聚己内酯树脂、羟基聚四氢呋喃树脂、环氧树脂、酚醛树脂、萜烯树脂中的一种或多种按照任意配比均匀混合组成。
6.根据权利要求1、3所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述水解稳定剂由碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂、环氧类水解稳定剂中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成。
所述抗氧剂由四(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-醇亚磷酸酯中的一种或多种按照任意配比混合均匀组成。
所述热稳定剂由粒径在10nm～3um范围的水滑石、N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种按照任意配比混合均匀组成。
7.根据权利要求3所述的图案化透明背板材料，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。
8.根据权利要求1～7所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述基体层在250℃-300℃熔融挤出后经双向拉伸成型，两面的耐候层和粘结层于60℃-200℃下采用湿法涂布制得后，再在粘结层另一面依次经涂布、烘干、固化制得图案层。
9.根据权利要求8所述的图案化透明背板材料，其特征在于，所述图案层形状为网格状，经网纹涂布、掩膜涂布、喷涂、转移印刷等方式中的一种工艺，涂布到粘结层表面后，再依次经60℃-200℃烘道烘干约1min-5min和10kGray-30kGray辐照约3s-30s固化制得。
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