CN110315823A - 一种高效太阳能光伏电池背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种高效太阳能光伏电池背板及其制造方法。为了解决现有太阳能光伏电池背板反射率低的问题，本发明提供一种高效太阳能光伏电池背板及其制造方法。本发明提供一种高效太阳能光伏电池背板，所述背板包括耐候层、中间层和内层。所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)树脂。该高效太阳能光伏电池背板具有更高的反射率，将该背板使用在太阳能光伏电池中，太阳能光伏电池具有更高的光电转换效率。本发明提供的电池背板的耐UV性能好，能延长太阳能电池的使用寿命。

Description

一种高效太阳能光伏电池背板及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种高效太阳能光伏电池背板及其制备方法。涉及一种可共挤出的含氟聚合物的多层膜材料，可用于太阳能光伏电池的背板和制造该多层膜材料的方法技术。
背景技术
太阳能是一种公认的清洁可再生能源。
太阳能光伏电池是一种可将太阳能(光子)转换成电能(电子)的装置。光伏电池需长期暴露在户外，会受到水气，紫外线，风沙，盐，酸雨等恶劣环境的影响和破坏，需要有封装电池的背板提供长期可靠的耐候性，防渗透性，耐刺穿性和优良的电绝缘性。此外，背板还能将太阳光反射回电池片上，提高背板的反射率从而提高太阳能电池的光电转换效率。
另一方面，现有含氟的光伏电池背板包括耐候层，中间层和内层；耐候层为含氟膜层，提供UV阻隔性；中间层为聚合物树脂，提供优异的绝缘性能、较高的机械强度，抗渗透性；内层有含氟内层与不含氟的内层，提供粘结性，与电池片进行封装。现有的光伏电池背板的制备过程中，通常采用粘结剂将耐候层和内层分别粘结到中间层的两个表面上，生产效率低、不环保、成本高、工艺复杂。而目前的不含氟的太阳能背板经过验证发现耐候性差，不能保护太阳能电池在户外使用25年。
发明内容
为了解决现有太阳能光伏电池背板反射率低的问题，本发明提供一种高效太阳能光伏电池背板及其制备方法。该高效太阳能光伏电池背板具有更高的反射率，将该背板使用在太阳能光伏电池中，太阳能光伏电池具有更高的光电转换效率。本发明提供的电池背板的耐UV性能好，能延长太阳能电池的使用寿命。
另一方面，本发明提供的高效太阳能光伏电池背板采用共挤方式制备，解决了现有太阳能光伏电池背板制备工艺复杂，生产效率低的问题。
本发明提供一种高速高效，节能环保，成本更低，具备更好的可靠性和更高的反射率的太阳能光伏电池背板结构，材料配方及其制造技术。
本发明提供一种含氟共挤型太阳能背板，结构包括耐候层/结构层/内层，耐候层/粘结层/结构层/粘结层/内层。所述结构层也称为中间层。
本发明提供一种高效太阳能光伏电池背板，所述背板包括耐候层、中间层和内层。
进一步的，所述背板依次包括耐候层、中间层和内层。
进一步的，所述背板依次包括耐候层、粘结层、中间层、粘结层和内层。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，紫外稳定剂，和抗氧剂，填料。
所述的聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂(也称为功能聚偏氟乙烯)选自酸酐接枝的PVDF，丙烯酸(酯)类的接枝或共聚PVDF，或与其他含氟(CTFE，HFP)材料共聚的PVDF中的一种或至少两种的组合。
所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)树脂10-100份，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂0-90份，无机粒子填料0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份。所述份数为重量份。
所述的PVDF功能树脂包括酸酐接枝的PVDF，丙烯酸(酯)类的共聚PVDF中的一种或至少两种的组合。
所述的PVDF包括均聚PVDF或至少与一种其他含氟(CTFE，HFP)的共聚PVDF中的一种或至少两种的组合。
所述的PVDF功能树脂包括马来酸酐接枝的PVDF树脂。
进一步的，接枝的PVDF树脂的接枝率为0.4％-1.5％。
所述耐候层中的无机粒子填料选自二氧化钛，二氧化硅，碳酸钙，硫酸钡，硫化锌，或滑石粉中的一种或至少两种的组合。所述填料的平均直径为0.1-10微米。
所述的抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂，受阻胺类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂，或硫酯类抗氧剂中的一种或至少两种的组合。
所述的紫外稳定剂选自水杨酸酯类紫外稳定剂，苯酮类紫外稳定剂，苯并三唑类紫外稳定剂，受阻胺类紫外稳定剂，取代丙烯腈类紫外稳定剂，或三嗪类紫外稳定剂中的一种或至少两种的组合。
所述的中间层包括中间层树脂25-100份，无机颜料0-60份，功能性填料(简称填料)0-75份，增韧剂0-30份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份。所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，1,4-环己烷二甲醇酯，聚碳酸酯，聚烯烃，聚烯烃类热塑性弹性体，尼龙，聚苯硫醚，或聚苯醚中的一种至少两种的组合。
所述的中间层中的无机颜料选自钛白粉，炭黑，硫化锌等颜料中的一种或至少两种的组合。
所述的中间层中的功能性填料选自滑石粉，钛白粉，三氧化二铝，氢氧化铝，二氧化硅，碳酸钙，云母粉，硫酸钡，硅藻土，或玻纤中的一种或至少两种的组合。填料可以是各种各样的形状，例如可以是球形，片层状，针状等。
所述的增韧剂选自聚氨酯类，苯乙烯类，聚烯烃类，聚酯类，聚酰胺类，或间规1,2-聚丁二烯类中的一种或至少两种的组合。
所述的热稳定剂选自有机锡类，金属皂类，受阻酚类，或亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或至少两种的组合。上文中，所述中间层的树脂优选共混改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯或者聚丙烯中的一种或至少两种的组合。
所述的粘结层包括胶黏剂树脂50-100份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份，无机粒子填料0-50份。
所述的粘结层中的填料选自钛白粉或碳酸钙。
所述胶黏剂树脂选自马来酸酐接枝聚烯烃，乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物，乙烯-(甲基)丙烯酸酯-马来酸酐共聚物，乙烯-甲基丙烯酸-缩水甘油酯基共聚物，乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，或离聚物中的一种或至少两种的组合。
上文中，所述的胶黏剂树脂优选乙烯-丙烯酸酯共聚物、或马来酸酐接枝的聚乙烯中的一种或至少两种的组合。
所述内层的组成可以与所述耐候层的组成相同，也可以不同。
进一步的，所述的内层包括内层材料30-100份，无机粒子0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份。
所述的内层的无机粒子(填料)选自二氧化钛。
本发明中所述的份数为重量份。
所述的内层材料选自PVDF，聚烯烃，或尼龙中的一种或其中至少两种的组合。
所述的PVDF内层材料选自酸酐接枝的PVDF，丙烯酸(酯)类的共聚PVDF，或其他含氟(CTFE，HFP)的PVDF共聚物中的一种或至少两种的组合。
所述的聚烯烃内层材料选自高密度聚乙烯，低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，乙烯丙烯酸丁酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯一丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸缩水甘油酯，乙烯丙烯酸甲酯-马来酸酐接枝，聚乙烯-马来酸酐接枝、聚丙烯-马来酸酐接枝、乙烯-丙烯共聚物-马来酸酐接枝、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、聚烯烃弹性体-马来酸酐接枝、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-马来酸酐接枝、乙烯-丙烯酸酯共聚物-马来酸酐接枝、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯-马来酸酐接枝、聚苯乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯-马来酸酐接枝、聚烯烃弹性体-甲基丙烯酸缩水甘油酯、二元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油酯、三元乙丙橡胶-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物，均聚聚丙烯，嵌段聚丙烯，无规聚丙烯，丙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，或乙烯-丙烯共聚物中的一种或至少两种的组合。
所述的尼龙内层材料选自PA6，PA66，PA1010，PA11，PA12中的一种或至少两种的组合。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括酸酐接枝的PVDF树脂10-100份，PMMA树脂0-90份，，紫外稳定剂0.01-10份，和抗氧剂0.01-5份，无机粒子填料0-60份；所述中间层包括中间层树脂25-100份，无机颜料0-60份，填料0-75份，增韧剂0-30份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种或至少两种的组合；所述内层包括内层树脂30-100份，无机粒子(例如二氧化钛)0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份；所述份数为重量份。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述粘结层包括胶粘剂树脂50-100份，无机粒子(例如二氧化钛)0-50份，抗氧剂0.01-5份，紫外稳定剂0.01-10份，热稳定剂0.01-5份；所述份数为重量份。所述胶粘剂树脂包括0-100份乙烯-丙烯酸酯共聚物，和0-100份马来酸酐接枝或共聚聚乙烯；所述份数为重量份。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括酸酐接枝的PVDF功能树脂30-100份，PMMA树脂0-70份，紫外稳定剂0.05-5份，和抗氧剂0.05-3份，无机粒子0-50份。所述粘结层包括胶粘剂树脂70-100份，二氧化钛无机粒子0-30份，抗氧剂0.05-3份，紫外稳定剂0.05-5份，热稳定剂0.05-5份。所述胶粘剂树脂包括30-70份乙烯-丙烯酸酯共聚物，和30-70份马来酸酐接枝或共聚聚乙烯，乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐接枝或共聚聚乙烯的总份数是100份。进一步的，所述中间层包括中间层树脂30-100份，无机颜料0-50份，填料0-70份，增韧剂0-25份，紫外稳定剂0.05-5份，抗氧剂0.05-3份，热稳定剂0.05-3份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种或至少两种的组合。进一步的，所述内层包括内层树脂40-100份，二氧化钛无机粒子0-50份，紫外稳定剂0.05-5份，抗氧剂0.05-3份，热稳定剂0.05-3份；所述内层树脂选自聚乙烯、聚丙烯或尼龙6中的一种或至少两种的组合。前述技术方案包括实施例4-8。
进一步的，在高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括酸酐接枝的PVDF树脂30-100份，PMMA树脂0-70份，紫外稳定剂0.05-5份，和抗氧剂0.05-3份，无机粒子0-50份。进一步的，所述中间层包括中间层树脂30-100份，无机颜料0-50份，填料0-70份，增韧剂0-25份，紫外稳定剂0.05-5份，抗氧剂0.05-3份，热稳定剂0.05-3份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种或至少两种的组合。进一步的，所述内层包括内层树脂40-100份，二氧化钛无机粒子0-50份，紫外稳定剂0.05-5份，抗氧剂0.05-3份，热稳定剂0.05-3份；所述内层树脂选自聚乙烯、聚丙烯或尼龙6中的一种或至少两种的组合。前述技术方案包括实施例12-16。
进一步的，在五层结构的高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括酸酐接枝的PVDF(功能)树脂40-100份，PMMA树脂0-60份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，和无机粒子填料0-40份。所述粘结层包括胶粘剂树脂80-100份，填料0-20份，抗氧剂0.1-3份，紫外稳定剂0.1-5份，热稳定剂0.1-3份；所述胶粘剂树脂包括40-70份乙烯-丙烯酸酯共聚物，和30-60份马来酸酐接枝或共聚聚乙烯，乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐接枝或共聚聚乙烯的总份数为100份；所述中间层包括中间层树脂40-100份，无机颜料0-40份，填料0-60份，增韧剂0-20份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种或至少两种的组合；所述内层包括内层树脂50-100份，无机粒子(例如二氧化钛)0-40份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份；所述份数为重量份。前述技术方案包括实施例6-8。
进一步的，在三层结构的高效太阳能光伏电池背板中，所述耐候层包括酸酐接枝的PVDF树脂40-100份，PMMA树脂0-60份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，和无机粒子填料0-40份。所述中间层包括中间层树脂40-100份，无机颜料0-40份，填料0-60份，增韧剂0-20份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯中的一种或至少两种的组合；所述内层包括内层树脂50-100份，无机粒子(例如二氧化钛)0-40份，紫外稳定剂0.1-5份，抗氧剂0.1-3份，热稳定剂0.1-3份；所述份数为重量份。前述技术方案包括实施例14-16。
本发明还提供所述的高效太阳能光伏电池背板的制备方法，当背板为包括耐候层、中间层和内层的三层结构，采用三层共挤方式制备。当所述背板为包括耐候层、粘结层、中间层、粘结层和内层的五层结构，采用五层共挤方式制备。
该背板制造技术较之传统制造工艺有如下优点：
1、高性能
PVDF作为耐候表层和粘结内层，具备优异的耐候性，阻隔性和机械强度。
PVDF表层与中间结构层之间存在强的层间剥离力(7-8N/cm，国家标准4N/cm/厘米)，且几乎不受UV，水热等因素影响(如经历2000小时温度是85℃、湿度为85％的温湿度加速老化之后，层间剥离力保持几乎不变)。另外作为粘结内层的PVDF由于具备极性酸和羟基官能团，较Arkema Kynar PVDF多层膜与EVA封装膜的粘力更加牢靠；减少长期户外使用分层的风险。
2、高可靠性
从原料粒子到光伏背板一步成型，较之传统背板，大大减少了中间多个工艺过程带来的品质波动。
原料PVDF树脂是功能性共聚物，共聚结构稳定，批次内与批次间性能波动小，有利于薄膜的加工和层间粘力的稳定。
减少了一遍氟膜强剪切加工的热历史，黑点/晶点数量将减少，不但带来背板外观的改善，同时减少了黑点及黑点边缘可能存在的薄弱点。
3、低制造成本
从原料粒子到光伏背板一步成型，减少传统背板诸多中间过程带来的工艺材料损耗，能量损耗和更高的生产效率。
由于层与层之间可以相互支撑，PVDF耐候层和内层厚度只要能满足实际光伏组件应用要求(如不同气候与光照条件，不同风沙盐碱条件，不同安装与质保要求等)，具备进一步减薄的工艺能力，尤其是对于PVDF粘结内层，理论上共挤可以减薄至5微米以下，考虑到实际应用可以维持在7-8微米左右，而传统的单层氟膜挤出的经济厚度的下限则在15微米上下。
模具为常规的ABCBA对称均衡式结构，中间层系粘度较大的PBT，出口膨胀小，共挤工艺相对稳定。
常规的片材共挤生产设备与技术，固定投资小；无需后道处理工艺设备。
4、环保的生产工艺和全产品生命周期
生产全程没有使用任何的溶剂，0VOC排放；产品在全生命周期完成之后依旧可以熔融共混回收做其他户外用途。
附图说明
图1为本发明提供的具有5层结构的高效太阳能光伏电池背板结构示意图；
图2为本发明提供的具有3层结构的高效太阳能光伏电池背板结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图，进一步说明本发明的技术方案。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
如图1所示，本发明提供的高效太阳能光伏电池背板，依次包括耐候层A、粘结层B、中间层C、粘结层B、内层A。该背板为五层共挤结构。
如图2所示，本发明提供的高效太阳能光伏电池背板，依次包括耐候层A、中间层C、内层A。该背板为三层共挤结构。
对背板进行性能测试，具体方法如下：
拉伸强度与断裂伸长率测试：测试按照GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》规定的试验操作方法进行。层间剥离强度测试：测试耐候层与中间层，内层与中间层之间的层间剥离强度，测试按照GB/T2792《压敏胶粘带180°剥离强度实验方法》规定的试验操作方法进行。
背板与EVA的剥离强度测试：背板与EVA的剥离强度按照GB/T2792《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》规定的试验操作方法进行。
反射率测试：用带积分球的分光光度计在波长范围400-1100nm内测试反射率。
水蒸气透过率(WVTR)测试：测试按照GB/T21529《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定试验方法》规定的试验操作方法进行。
击穿电压测试：测试按照GB/T1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》规定的的试验操作方法进行。
湿热老化测试及黄变指数测试：测试按照IEC 61215：2005中的湿热老化试验方法进行湿热老化试验，试验条件为：温度85℃，相对湿度85％，测试时间2000h。黄变指数测试：耐候层与内层黄变指数测试按照ASTM E313-2010《仪器测量的颜色坐标的白色与黄色指数计算规程》规定的试验操作方法进行。
QUV测试：测试按照IEC61215:2005规定的要求进行紫外辐照老化测试。
实施例1
本发明提供一种高效太阳能光伏电池背板，包括耐候层、粘结层、中间层、粘结层、内层。该背板为五层共挤结构。其中，耐候层和内层包括下述组份：10份马来酸酐接枝的PVDF树脂，接枝率为0.6％，90份PMMA树脂，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，60份滑石粉(无机粒子填料)。粘结层包括下述组份：50份乙烯-丙烯酸酯共聚物，50份滑石粉无机粒子，5份抗氧剂，0.01份紫外稳定剂，5份热稳定剂。中间层包括下述组份：25份聚对苯二甲酸丁二醇酯，60份无机颜料，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，0.01份热稳定剂。将酸酐接枝的PVDF树脂和PMMA树脂，填料、紫外稳定剂以及抗氧剂预混或者通过计量装置喂入单螺杆挤出机A，熔融温度约为220摄氏度；将粘结层混合喂入单螺杆挤出机B，熔融温度约为200摄氏度；将中间层喂入单螺杆挤出机C，熔融温度约为240摄氏度。三股熔融料流经过ABCBA结构的分配器层叠在一起形成一“三明治”结构，该A/B/C/B/A模具设计的层间比大约为：25/25/250/25/12.5(例如：耐候层、粘结层、中间层、粘结层、内层这五层的厚度为：25μm/25μm/250μm/25μm/12.5μm)，然后经过单歧管窄缝模头挤出成薄膜状的料帘。以上，也可用多模腔窄缝模头实现该结构。
上述料帘将经过片材辊筒压延组冷却定型。压延第一辊优选硅胶辊，与第一辊捏合的第二辊可选金属辊。接下是片材的输送，切边，内层电晕，最后收卷成膜。
实施例2
耐候层包括下述组份：100份丙烯酸酯共聚的PVDF树脂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂。粘结层包括下述组份：100份马来酸酐接枝聚乙烯，0.01份抗氧剂，10份紫外稳定剂，0.01份热稳定剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，75份滑石粉填料，30份增韧剂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。内层包括100份聚乙烯和聚丙烯的共混物，共混物中聚乙烯与聚丙烯的重量比例为3：2，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例3
耐候层包括下述组份：100份丙烯酸酯共聚的PVDF树脂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂。粘结层包括下述组份：100份马来酸酐接枝聚乙烯，0.01份抗氧剂，10份紫外稳定剂，0.01份热稳定剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，75份滑石粉填料，30份增韧剂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。内层包括30份聚乙烯和聚丙烯的共混物，共混物中聚乙烯与聚丙烯的重量比例为3：2，60份滑石粉无机粒子填料，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，0.01份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例4
耐候层包括下述组份：30份与CTFE共聚的PVDF树脂，70份PMMA树脂，0.05份紫外稳定剂，0.05份抗氧剂。粘结层包括下述组份：70份乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐共聚聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐共聚聚乙烯的重量比例为3:7，0.05份抗氧剂，0.05份紫外稳定剂，0.05份热稳定剂。中间层包括下述组份30份聚对苯二甲酸丁二醇酯，50份无机颜料，0.05份紫外稳定剂，0.05份抗氧剂，0.05份热稳定剂。内层包括下述组份：100份尼龙6，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例5
耐候层包括下述组份：100份马来酸酐接枝的PVDF树脂，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，50份碳酸钙无机粒子填料。粘结层包括下述组份：100份乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐共聚聚乙烯的重量比例为7:3，30份碳酸钙无机粒子填料，3份抗氧剂，5份紫外稳定剂，3份热稳定剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，70份二氧化钛填料，25份增韧剂，3份抗氧剂，5份紫外稳定剂，3份热稳定剂。内层包括下述组份：40份高密度聚乙烯和等规聚丙烯组成的共混物，共混物中高密度聚乙烯与等规聚丙烯的重量比例为7:3，50份碳酸钙无机粒子填料，0.05份抗氧剂，0.05份紫外稳定剂，0.05份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例6
耐候层包括下述组份：40份酸酐接枝的PVDF树脂，60份PMMA树脂，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂。粘结层包括下述组份：80份乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯的重量比是7:3，3份抗氧剂，5份紫外稳定剂，3份热稳定剂。中间层包括下述组份：40份聚丙烯，40份无机颜料，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。内层包括下述组份：100份尼龙6，40份钛白粉，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例7
耐候层包括下述组份：70份马来酸酐接枝的PVDF树脂，30份PMMA树脂，3份紫外稳定剂，1.5份抗氧剂，20份滑石粉无机粒子填料。粘结层包括下述组份：85份乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯的重量比例为2:3，10份滑石粉，1.5份抗氧剂，2份紫外稳定剂，1.5份热稳定剂。中间层包括下述组份：80份聚丙烯，20份无机颜料，30份滑石粉填料，10份增韧剂，3份紫外稳定剂，1份抗氧剂，1份热稳定剂。内层包括下述组份：80份聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物组成的共混物，共混物中聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为3:2，30份滑石粉，1.5份紫外稳定剂，2份抗氧剂，1份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
实施例8
耐候层包括下述组份：100份马来酸酐接枝的PVDF树脂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，40份玻纤填料。粘结层包括下述组份：100乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物与马来酸酐接枝聚乙烯的重量比例为1:1，20份二氧化钛，0.1份抗氧剂，0.1份紫外稳定剂，0.1份热稳定剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，60份滑石粉填料，20份增韧剂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。内层包括下述组份：50份聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物组成的共混物，共混物中聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为3:2，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。
剩余步骤同实施例1。
表1为实施例1-8制备的高效太阳能光伏电池背板的主要性能检测结果。
实施例9-16提供一种高效太阳能光伏电池背板，包括耐候层、中间层、和内层。该背板为三层共挤结构。
实施例9
其中，耐候层和内层包括下述组份：10份马来酸酐接枝的PVDF树脂，接枝率为0.6％，90份PMMA树脂，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，60份滑石粉。中间层包括下述组份：25份聚对苯二甲酸丁二醇酯，60份无机颜料，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，0.01份热稳定剂。将酸酐接枝的PVDF树脂和PMMA树脂，滑石粉、紫外稳定剂以及抗氧剂预混或者通过计量装置喂入单螺杆挤出机A，熔融温度约为220摄氏度；将中间层喂入单螺杆挤出机C，熔融温度约为240摄氏度。三股熔融料流经过ACA结构的分配器层叠在一起形成一“三明治”结构，该A/C/A模具设计的层间比大约为：25/250/12.5(例如：耐候层、中间层、内层这三层的厚度为：25μm/250μm/12.5μm)，然后经过单歧管窄缝模头挤出成薄膜状的料帘。以上，也可用多模腔窄缝模头实现该结构。
上述料帘将经过片材辊筒压延组冷却定型。压延第一辊优选硅胶辊，与第一辊捏合的第二辊可选金属辊。接下是片材的输送，切边，内层电晕，最后收卷成膜。
实施例10
耐候层包括下述组份：100份丙烯酸酯共聚的PVDF树脂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，75份滑石粉填料，30份增韧剂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。内层包括100份聚乙烯和聚丙烯的共混物，共混物中聚乙烯与聚丙烯的重量比例为3：2，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
实施例11
耐候层包括下述组份：100份丙烯酸酯共聚的PVDF树脂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，75份滑石粉填料，30份增韧剂，0.01份紫外稳定剂，0.01份抗氧剂，5份热稳定剂。内层包括30份聚乙烯和聚丙烯的共混物，共混物中聚乙烯与聚丙烯的重量比例为3：2，60份滑石粉，10份紫外稳定剂，5份抗氧剂，0.01份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
实施例12
耐候层包括下述组份：30份与CTFE共聚的PVDF树脂，70份PMMA树脂，0.05份紫外稳定剂，0.05份抗氧剂。中间层包括下述组份30份聚对苯二甲酸丁二醇酯，50份无机颜料，0.05份紫外稳定剂，0.05份抗氧剂，0.05份热稳定剂。内层包括下述组份：100份尼龙6，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
实施例13
耐候层包括下述组份：100份马来酸酐接枝的PVDF树脂，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，50份二氧化硅。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，70份二氧化硅填料，25份增韧剂，3份抗氧剂，5份紫外稳定剂，3份热稳定剂。内层包括下述组份：40份高密度聚乙烯和等规聚丙烯组成的共混物，共混物中高密度聚乙烯与等规聚丙烯的重量比例为7:3，50份二氧化硅，0.05份抗氧剂，0.05份紫外稳定剂，0.05份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9
实施例14
耐候层包括下述组份：40份酸酐接枝的PVDF树脂，60份PMMA树脂，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂。中间层包括下述组份：40份聚丙烯，40份无机颜料，60份填料，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。内层包括下述组份：100份尼龙6，40份滑石粉，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
实施例15
耐候层包括下述组份：70份马来酸酐接枝的PVDF树脂，30份PMMA树脂，3份紫外稳定剂，1.5份抗氧剂，20份碳酸钙。中间层包括下述组份：80份聚丙烯，20份无机颜料，10份增韧剂，3份紫外稳定剂，1份抗氧剂，1份热稳定剂。内层包括下述组份：80份聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物组成的共混物，共混物中聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为3:2，30份钛白，1.5份紫外稳定剂，2份抗氧剂，1份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
实施例16
耐候层包括下述组份：100份马来酸酐接枝的PVDF树脂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，40份二氧化钛。中间层包括下述组份：100份聚丙烯，30份滑石粉填料，20份增韧剂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。内层包括下述组份：50份聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物组成的共混物，共混物中聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为3:2，5份紫外稳定剂，3份抗氧剂，3份热稳定剂。
剩余步骤同实施例9。
表2为实施例9-16制备的高效太阳能光伏电池背板的主要性能检测结果。
对比例1
一种A/B/C/B/A五层结构的太阳能电池背板，其中，耐候层和内层包括下述组份：80份PVDF树脂，30份PMMA，30份滑石粉，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂。中间层包括下述组份：80份聚对苯二甲酸丁二醇酯，20份滑石粉，5份无机颜料，5份增韧剂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。粘结层包括50份乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐共聚聚乙烯组成的共混物，共混物中乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐共聚聚乙烯的重量比是3:2，20份滑石粉，0.1份抗氧剂，0.1份紫外吸收剂，0.1份热稳定剂。
将耐候层和内层物料通过计量装置喂入单螺杆挤出机A，熔融温度约为220摄氏度；将粘结层混合喂入单螺杆挤出机B，熔融温度约为200摄氏度；将中间层喂入单螺杆挤出机C，熔融温度约为240摄氏度。三股熔融料流经过ABCBA结构的分配器层叠形成A/B/C/B/A结构，该A/B/C/B/A模具设计的层间比大约为：25/25/250/25/12.5(例如：耐候层、粘结层、中间层、粘结层、内层这五层的厚度为：25μm/25μm/250μm/25μm/12.5μm)，然后经过单歧管窄缝模头挤出成薄膜状的料帘。以上，也可用多模腔窄缝模头实现该结构。
上述料帘将经过片材辊筒压延组冷却定型。压延第一辊优选硅胶辊，与第一辊捏合的第二辊可选金属辊。接下是片材的输送，切边，内层电晕，最后收卷成膜。
对比例2
一种A/C/A三层结构的太阳能电池背板，耐候层和内层包括下述组份：80份PVDF树脂，30份PMMA树脂，30份滑石粉，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂。中间层包括下述组份：80份聚对苯二甲酸丁二醇酯，20份滑石粉，5份无机颜料，5份增韧剂，0.1份紫外稳定剂，0.1份抗氧剂，0.1份热稳定剂。将耐候层和内层物料通过计量装置喂入单螺杆挤出机A，熔融温度约为220摄氏度；将中间层喂入单螺杆挤出机C，熔融温度约为240摄氏度。两股熔融料流经过ACA结构的分配器层叠形成A/C/A结构，该A/C/A模具设计的层间比大约为：25/250/12.5(例如：耐候层、中间层、内层这三层的厚度为：25μm/250μm/2.5μm)，然后经过单歧管窄缝模头挤出成薄膜状的料帘。以上，也可用多模腔窄缝模头实现该结构。
上述料帘将经过片材辊筒压延组冷却定型。压延第一辊优选硅胶辊，与第一辊捏合的第二辊可选金属辊。接下是片材的输送，切边，内层电晕，最后收卷成膜。
对比例1与对比例2和实施例的区别在于实施例所用的PVDF树脂是功能性的树脂(接枝或共聚的树脂)，共挤成背板后耐候层能牢牢的粘结在中间层上，而普通非功能性的PVDF树脂所挤出的耐候层与中间层之间基本没有粘结力，从而在使用过程中会出现背板脱层造成太阳能电池失效。
对比例3为市场上销售的TPT。
对比例4为市场上销售的KPK背板。
表3为对比例1-4的太阳能背板性能
由上面表1、表2和和表3所示的数据可以得出，本发明提供的高效太阳能光伏电池背板具有较好的可靠性，高的反射率。该背板应用于光伏电池中后，光伏电池的转换效率提高了。其中，实施例3-8和实施例12-16具有更高的反射率：大于或等于85％。而且，实施例6-8和实施例14-16具有更优异的反射率：92％以上。且从实施例和对比例可以看出共挤背板在经历耐候性测试后，拉伸强度和断裂伸长率保持率要比市售的背板好，且层间剥离力基本不变，耐UV性能好。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限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与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述背板包括耐候层、中间层和内层。
2.根据权利要求1所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述背板依次包括耐候层、粘结层、中间层、粘结层和内层。
3.根据权利要求1所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂。
4.根据权利要求3所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯功能树脂选自酸酐接枝的PVDF，丙烯酸(酯)类的接枝或共聚PVDF，或与其他含氟(CTFE，HFP)材料共聚的PVDF中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂10-100份，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂0-90份，无机粒子填料0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，和抗氧剂0.01-5份；所述份数为重量份。
6.根据权利要求1或2所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂30-100份，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂0-70份，无机粒子填料0-50份，紫外稳定剂0.05-5份，和抗氧剂0.05-3份；所述份数为重量份。
7.根据权利要求1所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)树脂10-100份，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂0-90份，无机粒子填料0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份；
所述的中间层包括中间层树脂25-100份，无机颜料0-60份，功能性填料0-75份，增韧剂0-30份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，1,4-环己烷二甲醇酯，聚碳酸酯，聚烯烃，聚烯烃类热塑性弹性体，尼龙，聚苯硫醚，或聚苯醚中的一种至少两种的组合；
所述的内层包括内层材料30-100份，无机粒子0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份。
8.根据权利要求2所述的高效太阳能光伏电池背板，其特征在于，所述耐候层包括聚偏氟乙烯(PVDF)功能树脂10-100份，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂0-90份，无机粒子填料0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份；
所述的中间层包括中间层树脂25-100份，无机颜料0-60份，功能性填料0-75份，增韧剂0-30份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份；所述中间层树脂选自聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，1,4-环己烷二甲醇酯，聚碳酸酯，聚烯烃，聚烯烃类热塑性弹性体，尼龙，聚苯硫醚，或聚苯醚中的一种至少两种的组合；
所述的粘结层包括胶黏剂树脂50-100份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份，无机粒子填料0-50份；
所述的内层包括内层材料30-100份，无机粒子0-60份，紫外稳定剂0.01-10份，抗氧剂0.01-5份，热稳定剂0.01-5份。
9.一种根据权利要求1所述的高效太阳能光伏电池背板的制备方法，其特征在于，所述背板中的耐候层、中间层、和内层采用三层共挤方式制备。
10.一种根据权利要求2所述的高效太阳能光伏电池背板的制备方法，其特征在于，所述背板中的耐候层、粘结层、中间层、粘结层和内层采用五层共挤方式制备。
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