CN109774260A - 一种背板胶膜一体化透明材料及其制备方法以及一种太阳能光伏组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背板胶膜一体化透明材料，包括：透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成；复合于所述透明功能层的透明结构增强层；复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。本发明提供的透明背板胶膜一体化材料应用于双面光伏组件，具有高的透光率促使背面发电功率增益，并且背板胶膜一体化简化层叠步骤，增加层压工序稳定性，生产良率上升，成品爆板率减小。另外，一体化材料层间粘结力增大，功能层及粘结层均添加抗紫外功能材料，老化寿命增加，延长组件的使用寿命。

Description

一种背板胶膜一体化透明材料及其制备方法以及一种太阳能 光伏组件

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种背板胶膜一体化透明材料及其制备方法以及一种太阳能光伏组件。

背景技术

双面发电组件具备利用组件背面和正面发电的能力，因此提高组件的效率、降低系统安装成本，双面双玻组件，透明背板轻质组件成为主流；双面双玻组件存在易爆板问题，透明背板需搭配EVA使用，层压工序存在制成匹配问题；因而此发明欲结合两者优点，开发一种透明背板胶膜一体化材料。

目前双面光伏组件采用两种封装方式，一种为背面采用玻璃封装，一种采用透明背板封装；双玻光伏组件存在易爆板问题；透明背板需搭配EVA使用，层叠工序需多铺设一层EVA，层压工序中背板EVA存在制成匹配问题，常出现气泡、褶皱等不良。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种背板胶膜一体化透明材料及其制备方法以及一种太阳能光伏组件，本发明提供的背板胶膜一体化透明材料应用于双面光伏组件，增加背面发电功率，同时减少层叠工序，提高层压工序稳定性。

本发明提供了一种背板胶膜一体化透明材料，包括：

透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成；

复合于所述透明功能层的透明结构增强层；

复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。

优选的，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括透明第一粘结层，所述第一粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第一粘结层的厚度为5～30μm。

优选的，在所述透明结构增强层和所述透明耐候层之间还包括第二粘结层，所述第二粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第二粘结层的厚度为5～30μm。

优选的，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括第二透明耐候层，所述第二透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm；所述耐候涂层选自含氟涂层，所述耐候涂层的厚度为1～30μm。

优选的，所述透明功能层还包括抗紫外线功能材料，所述基材与抗紫外线功能材料的质量比为100：(0.5～10)，所述抗紫外线功能材料选自水杨酸酯抗紫外线材料、丙酮抗紫外线材料和聚丙烯类抗紫外线材料中的一种或多种，所述改性树脂选自热塑性聚氨酯、硅树脂聚合物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述透明功能层的厚度为200～800μm。

优选的，所述透明结构增强层选自透明PET、透明PEN、透明PBT或透明PA，所述透明结构增强层的厚度50～500μm。

优选的，所述第一透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm；所述耐候涂层选自含氟涂层，所述耐候涂层的厚度为1～30μm。

本发明还提供了一种上述背板胶膜一体化透明材料的制备方法，包括以下步骤：

A)在透明结构增强层的一面复合第一透明耐候层；

B)在所述透明结构增强层的另一面复合透明功能层。

优选的，步骤A)中，所述复合为通过粘结层复合或者直接粘结；步骤B)中，所述复合为通过粘结层复合或者直接粘结。

本发明还提供了一种太阳能光伏组件，包括；

电池片；

复合于电池片一面的EVA；

复合于所述EVA的玻璃；

复合于所述电池片另一面的背板胶膜一体化透明材料，所述背板胶膜一体化透明材料选自上述背板胶膜一体化透明材料或上述制备方法制备得到的背板胶膜一体化透明材料。

与现有技术相比，本发明提供了一种背板胶膜一体化透明材料，包括：透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成；复合于所述透明功能层的透明结构增强层；复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。本发明提供的透明背板胶膜一体化材料应用于双面光伏组件，具有高的透光率促使背面发电功率增益，并且背板胶膜一体化简化层叠步骤，增加层压工序稳定性，生产良率上升，成品爆板率减小。另外，一体化材料层间粘结力增大，功能层及粘结层均添加抗紫外功能材料，老化寿命增加，延长组件的使用寿命。

具体实施方式

本发明提供了一种背板胶膜一体化透明材料，包括：

透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成；

复合于所述透明功能层的透明结构增强层；

复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。

本发明提供的背板胶膜一体化透明材料包括透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成，所述改性树脂选自热塑性聚氨酯、硅树脂聚合物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物；所述透明功能层还包括抗紫外线功能材料，所述基材与抗紫外线功能材料的质量比为100：(0.5～10)，优选为100：(1～5)，所述抗紫外线功能材料选自水杨酸酯抗紫外线材料、丙酮抗紫外线材料和聚丙烯类抗紫外线材料中的一种或多种。所述透明功能层的厚度为200～800μm，优选为450～650μm。

本发明提供的背板胶膜一体化透明材料还包括复合于所述透明功能层的透明结构增强层。所述透明结构增强层选自透明PET、透明PEN、透明PBT或透明PA。所述透明结构增强层的厚度50～500μm，优选为200～400μm。

本发明提供的背板胶膜一体化透明材料还包括复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。所述第一透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述氟树脂薄膜层中的氟树脂选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物中的一种。所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm，优选为50～150μm。

所述耐候涂层选自含氟涂层，所述氟涂层选自由聚四氟乙烯、四氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯-乙烯基酯共聚物或三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物制备得到的涂层。所述耐候涂层的厚度为1～30μm，优选为5～25μm。

在本发明的一些具体实施方式中，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括透明第一粘结层，所述第一粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂与抗紫外线功能材料的质量比优选为100：(1～5)，所述抗紫外线功能材料选自水杨酸酯抗紫外线材料、丙酮抗紫外线材料和聚丙烯类抗紫外线材料中的一种或多种。

所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第一粘结层的厚度为5～30μm，优选为10～20μm。

在本发明的一些具体实施方式中，在所述透明结构增强层和所述透明耐候层之间还包括第二粘结层，所述第二粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂与抗紫外线功能材料的质量比优选为100：(1～5)，所述抗紫外线功能材料选自水杨酸酯抗紫外线材料、丙酮抗紫外线材料和聚丙烯类抗紫外线材料中的一种或多种。

所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第二粘结层的厚度为5～30μm，优选为10～20μm。

在本发明的一些具体实施方式中，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括第二透明耐候层，所述第二透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述氟树脂薄膜层中的氟树脂选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物中的一种。所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm，优选为50～150μm。

所述耐候涂层选自含氟涂层，所述氟涂层选自由聚四氟乙烯、四氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯-乙烯基酯共聚物或三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物制备得到的涂层。所述耐候涂层的厚度为1～30μm，优选为5～25μm。

参见表1，表1列举了六种适用于本发明的具体实施方式。

表1

本发明还提供了一种上述背板胶膜一体化透明材料的制备方法，包括以下步骤：

A)在透明结构增强层的一面复合第一透明耐候层；

B)在所述透明结构增强层的另一面复合透明功能层。

本发明首先在透明结构增强层的一面复合第一透明耐候层，其中，所述复合的方法为通过粘结层复合或者直接粘结，其中，所述粘结层的选择为上文所述的第二粘结层，对于种类和厚度的选择在此不做赘述。

所述直接粘结的方法优选为电晕，所述电晕的具体方法为：

采用电晕设备电晕至40～70dyne/cm，在结构增强层表层涂覆耐候层，在100℃～150℃干燥2～5min成膜，制成约1～30μm厚的第一透明耐候层。

经过步骤A)之后，得到第一透明耐候层/透明结构增强层的复合层。然后，在所述透明结构增强层的另一面复合透明功能层。

所述复合为通过粘结层复合或者直接粘结。其中，所述粘结层的选择为上文所述的第一粘结层，对于种类和厚度的选择在此不做赘述。

所述直接粘结的方法优选为淋膜，具体为：

透明功能层材料熔融体从淋膜机模头流出，淋膜机进料温度为50～90℃，塑化温度为100～160℃，挤出，均匀铺开在耐候层/透明结构层上，经冷却形成约200～800μm透明功能层。

本发明还提供了一种太阳能光伏组件，包括；

电池片；

复合于电池片一面的EVA；

复合于所述EVA的玻璃；

复合于所述电池片另一面的背板胶膜一体化透明材料，所述背板胶膜一体化透明材料选自上述背板胶膜一体化透明材料或上述制备方法制备得到的背板胶膜一体化透明材料。

本发明提供的太阳能光伏组件包括电池片，本发明对所述电池片的种类并没有特殊限制，本领域技术人员公知的电池片即可。

本发明提供的太阳能光伏组件还包括复合于电池片一面的EVA以及复合于所述EVA的玻璃。其中，所述EVA的厚度为500～700μm，所述玻璃优选为钢化玻璃，厚度为2.5～3.5mm。

本发明提供的太阳能光伏组件还包括复合于所述电池片另一面的背板胶膜一体化透明材料，其中，所述背板胶膜一体化透明材料中的透明功能层与所述电池片的另一面相粘结，所述粘结力＞20N/cm。

本发明提供的透明背板胶膜一体化材料应用于双面光伏组件，具有高的透光率促使背面发电功率增益，并且背板胶膜一体化简化层叠步骤，增加层压工序稳定性，生产良率上升，成品爆板率减小。另外，一体化材料层间粘结力增大，功能层及粘结层均添加抗紫外功能材料，老化寿命增加，延长组件的使用寿命。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的背板胶膜一体化透明材料及其制备方法以及一种太阳能光伏组件进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、粘结层、透明结构增强层、粘结层和耐候层依次复合而成。

其中，透明功能层：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，内含水杨酸酯抗紫外材料(占透明功能层的质量百分比为2％)，厚度530μm。

粘结层：透明环氧树脂，内含聚丙烯抗紫外材料(占粘结层的质量百分比为1％)，厚度10μm。

透明结构增强层：透明PET(聚对苯二甲基乙二醇酯)，厚度250μm。

粘结层：透明环氧树脂，内含聚丙烯抗紫外材料(占粘结层的质量百分比为1％)，厚度10μm。

耐候层：聚氟乙烯，厚度25μm。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％。

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片(双面高效太阳能电池)；

复合于电池片一面的EVA；(550μm)

复合于所述EVA的玻璃；(3.2mm钢化玻璃)

复合于所述电池片另一面的上述背板EVA一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，背面发电功率增益20％，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000。

实施例2：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、粘结层、透明结构增强层和耐候涂层依次复合而成。

其中，透明功能层：聚乙烯醇缩丁醛酯，内含抗紫外材料丙酮(质量份数0.5％)，厚度550μm

粘结层：透明聚氨酯胶黏剂，内含水杨酸酯抗紫外材料(质量份数0.5％)，厚度15μm

结构增强层：透明PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)厚度240μm

耐候涂层：四氟涂层15μm

耐候涂层采用电晕设备电晕至45dyne/cm，在结构增强层外表层涂覆耐候层，在110℃干燥2.5min成膜，制成约15μm厚的耐候层。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％。

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片；(双面高效太阳能电池)

复合于电池片一面的EVA；(600μm)

复合于所述EVA的玻璃；(3mm钢化玻璃)

复合于所述电池片另一面的上述背板胶膜一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000

实施例3：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、耐候涂层(内层)、结构增强层和耐候涂层(外层)依次复合而成。

透明功能层：热塑性聚氨酯，厚度520μm

耐候涂层(内层)：四氟乙烯-乙烯基酯共聚物，厚度5μm

结构增强层：透明PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，内含聚丙烯抗紫外材料(质量份数1％)厚度260μm

耐候涂层(外层)：四氟乙烯-乙烯基酯共聚物，厚度10μm

耐候涂层采用电晕设备电晕至50dyne/cm，在结构增强层内表层涂覆耐候层，在110℃干燥2min成膜，制成约5μm厚的耐候涂层(内层)，在结构增强层外表层涂覆耐候层(外层)，在110℃干燥2.5min成膜，制成约15μm厚的耐候层。

透明功能层材料熔融体从淋膜机模头流出，淋膜机进料温度为70℃，塑化温度为130℃，挤出，均匀铺开在内耐候涂层上，经冷却形成约520μm透明功能层。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％。

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片；(双面高效太阳能电池)

复合于电池片一面的EVA；(500μm)

复合于所述EVA的玻璃；(2.5mm)

复合于所述电池片另一面的上述背板胶膜一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000

实施例4：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、耐候涂层(内层)、结构增强层、粘结层和耐候层(外层)依次复合而成。

透明功能层：硅树脂聚合物，厚度550μm

耐候涂层(内层)：四氟乙烯-乙烯基醚共聚物，厚度5μm

结构增强层：透明PET(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，厚度250μm

粘结层：透明聚酯胶黏剂，厚度10μm

耐候层(外层)：聚偏氟乙烯，厚度23μm

耐候涂层采用电晕设备电晕至50dyne/cm，在结构增强层内表层涂覆耐候层，在110℃干燥2min成膜，制成约5μm厚的耐候涂层

透明功能层材料熔融体从淋膜机模头流出，淋膜机进料温度为70℃，塑化温度为130℃，挤出，均匀铺开在透明结构层上，经冷却形成约550μm透明功能层。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％，

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片；(双面高效太阳能电池)

复合于电池片一面的EVA；(500μm)

复合于所述EVA的玻璃；(3mm)

复合于所述电池片另一面的上述背板胶膜一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000

实施例5：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、结构增强层、粘结层和耐候层依次复合而成。

透明功能层：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，内含水杨酸酯抗紫外材料(质量份数1.5％)厚度620μm

结构增强层：透明PA(尼龙)，厚度270μm

粘结层：透明聚酯胶黏剂，厚度15μm

耐候层：聚三氟氯乙烯，厚度25μm

透明功能层材料熔融体从淋膜机模头流出，淋膜机进料温度为80℃，塑化温度为140℃，挤出，均匀铺开在透明结构层上，经冷却形成约620μm透明功能层。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％，

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片；(双面高效太阳能电池)

复合于电池片一面的EVA；(550μm)

复合于所述EVA的玻璃；(3.2mm)

复合于所述电池片另一面的上述背板胶膜一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，背面发电功率增益20％，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000

实施例6：

一种背板胶膜一体化透明材料由透明功能层、结构增强层和耐候层依次复合而成。

透明功能层：乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，内含丙酮抗紫外材料(质量份数2％)厚度610μm

结构增强层：透明PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，厚度350μm

耐候涂层：三氟氯乙烯-乙烯基醚共聚物，厚度15μm

耐候涂层采用电晕设备电晕至50dyne/cm，在结构增强层外表层涂覆耐候层，在110℃干燥2.5min成膜，制成约15μm厚的耐候涂层；透明功能层材料熔融体从淋膜机模头流出，淋膜机进料温度为70℃，塑化温度为140℃，挤出，均匀铺开在透明结构层上，经冷却形成约610μm透明功能层。

背板胶膜一体化透明材料透光率大于80％，

将其制备为太阳能光伏组件，包括：

电池片；(双面高效太阳能电池)

复合于电池片一面的EVA；(650μm)

复合于所述EVA的玻璃；(3mm)

复合于所述电池片另一面的上述背板胶膜一体化透明材料。

对太阳能光伏组件的性能进行测定，背面发电功率增益20％，组件使用寿命25年，爆版率由1/6000，下降至1/10000

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种背板胶膜一体化透明材料，其特征在于，包括：

透明功能层，所述透明功能层由包括聚烯烃或改性树脂的基材制备而成；

复合于所述透明功能层的透明结构增强层；

复合于所述透明结构增强层的第一透明耐候层。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括透明第一粘结层，所述第一粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第一粘结层的厚度为5～30μm。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，在所述透明结构增强层和所述透明耐候层之间还包括第二粘结层，所述第二粘结层由质量比为100：(0.5～10)的粘结剂与抗紫外线功能材料制备而成，所述粘结剂选自透明聚氨酯胶黏剂、透明环氧树脂、透明丙烯酸树脂、透明聚酯胶黏剂、有机硅胶、热熔胶中的一种或几种混合物，所述第二粘结层的厚度为5～30μm。

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，在所述透明功能层与所述透明结构增强层之间还包括第二透明耐候层，所述第二透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm；所述耐候涂层选自含氟涂层，所述耐候涂层的厚度为1～30μm。

5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述透明功能层还包括抗紫外线功能材料，所述基材与抗紫外线功能材料的质量比为100：(0.5～10)，所述抗紫外线功能材料选自水杨酸酯抗紫外线材料、丙酮抗紫外线材料和聚丙烯类抗紫外线材料中的一种或多种，所述改性树脂选自热塑性聚氨酯、硅树脂聚合物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，所述透明功能层的厚度为200～800μm。

6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述透明结构增强层选自透明PET、透明PEN、透明PBT或透明PA，所述透明结构增强层的厚度50～500μm。

7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第一透明耐候层选自耐候薄膜层或耐候涂层，所述耐候薄膜层选自氟树脂薄膜层，所述耐候薄膜层的厚度为20～200μm；所述耐候涂层选自含氟涂层，所述耐候涂层的厚度为1～30μm。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述的背板胶膜一体化透明材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)在透明结构增强层的一面复合第一透明耐候层；

B)在所述透明结构增强层的另一面复合透明功能层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述复合为通过粘结层复合或者直接粘结；步骤B)中，所述复合为通过粘结层复合或者直接粘结。

10.一种太阳能光伏组件，其特征在于，包括；

电池片；

复合于电池片一面的EVA；

复合于所述EVA的玻璃；

复合于所述电池片另一面的背板胶膜一体化透明材料，所述背板胶膜一体化透明材料选自权利要求1～7任意一项所述的背板胶膜一体化透明材料或权利要求8或9任意一项所述的制备方法制备得到的背板胶膜一体化透明材料。