CN111634074B - 复合型光伏背板及抗pid光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件。复合型光伏背板依次包括耐候层、透明支撑基材层、粘结层以及功能层；粘结层的材料包括羟基聚酯树脂、极性低聚物、第一固化剂和第一吸水填料；功能层的材料按重量百分比计包括80～99.9％的聚烯烃非极性树脂、0.001～10％的极性树脂和0.001～10％的第二吸水填料。本发明有效解决了背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子导致的PID效应。

Description

复合型光伏背板及抗PID光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏领域，具体而言，涉及一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件。
背景技术
现今的能源体系中，依托太阳能这种取之不尽、用之不竭的资源，而形成的光伏发电系统产业链发展的如火如荼。然而，近年来在光伏组件中存在的一种现象，却一直困扰着业内人士，那就是光伏组件的PID效应(Potential Induced Degradation)。PID效应全称为电势诱导衰减，其直接危害就是大量电荷聚集在电池片表面，使电池表面钝化效果恶化，从而导致电池片的填充因子、开路电压、短路电流降低，最终导致组件功率衰减。
对于PID现象的机理性研究，技术结论认同度较高的机理当属离子迁移理论，即主要源于太阳能组件中的微量游离金属阳离子迁移(如钠离子、镁离子等)。例如，随着外界水汽不断渗入，光伏组件内部将会形成了电解质微环境，则来源于光伏玻璃、封装胶膜、光伏背板以及外界环境中的金属阳离子如Na+在这种微环境中发生移动。光伏组件在光生伏打作用下形成电场，金属离子在电场作用下逐渐向电池表面移动并富集于减反层，使漏电流增大，并与电池片中的载流子复合从而降低电池片内的载流子浓度，最终导致组件功率的衰减。可见，最大程度的降低电解质微环境的产生或降低金属阳离子向电池片表面富集的速度，将是消除或减轻PID现像的主要方法。
不论是组件制造端还是辅材端，都在积极参与到寻找解决方案的行动中。诸如，组件制造端CN 207489890 U通过使用新型封装材料高透ETFE薄膜、抗PID的EVA胶膜、纤维无纺薄毡、环氧树脂基板、丁基热熔密封胶的方式制作出的光伏组件，较常规组件表现出较好的抗PID性能。光伏玻璃端CN203553178U通过在玻璃两面设计减反膜结构，组织玻璃中的钠离子析出，有效降低了PID现象。封装胶膜端报道较多，CN 109705442 A报道了及一种可用于制备EVA封装胶膜材料的含伊/蒙粘土的光伏封装薄膜用抗PID功能母粒，这种母粒在有助于封装胶膜提升抗PID功能。CN108943936A设计一种三层共挤型封装胶膜来减缓PID现象出现。光伏背板端也有相关报道，CN103252953B报道了一种具有高的水汽阻隔性、高绝缘性、高抗水解性的三层结构的一体化光伏背板材料，在抗PID作用方面具有优异的表现，在晶硅单面电池的96PID测试中衰减低于1.5％。CN 108767042 A报道了一种可以反射增益型高透过率太阳能电池背膜，通过反射光线的设计在提高双面晶硅组件功率增益的同时还显著降低了PID现象，制作工艺较复杂。然而，对于光伏背板材料，目前的研究主要还集中在从水汽阻隔性方面来着手解决，对于背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子的影响考虑还未有相关报告。尤其是对于双面发电的晶硅电池组件，电池片背板的PID现象与背板材料具有更大的联系。
因此，开发出一种工艺相对简单透明背板，能对光伏组件尤其是双面发电组件的PID性能具有延缓甚或抑制作用，并在透光率、耐热性等性能方面也具有优异的长期稳定性，是晶硅光伏组件封装行业最迫切需要解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合型光伏背板及抗PID光伏组件，以解决现有技术中背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子导致的PID效应无法有效解决的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种复合型光伏背板，其包括：耐候层；透明支撑基材层，位于耐候层的一侧表面；粘结层，位于透明支撑基材层的远离耐候层的一侧表面，且粘结层的材料包括羟基聚酯树脂、极性低聚物、第一固化剂和第一吸水填料；以及功能层，位于粘结层的远离透明支撑基材层的一侧表面，且功能层的材料按重量百分比计包括80～99.9％的聚烯烃非极性树脂、0.001～10％的极性树脂和0.001～10％的第二吸水填料。
进一步地，极性低聚物的数均分子量为200～10000g/mol，玻璃化转变温度为-100～15℃；优选地，极性低聚物选自聚乙烯醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙交酯二元醇、聚醚二元醇、聚氧化乙烯二元醇、聚丁二烯二元醇、氢化聚丁二烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、己二酸系聚酯二元醇、癸二酸系聚酯二元醇、双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或多种；优选地，羟基聚酯树脂的羟值为5～30mgKOH/g，酸值为0.2～5mgKOH/g，数均分子量为5000～50000g/mol，玻璃化转变温度为-40～30℃。
进一步地，按重量百分比计，极性低聚物和羟基聚酯树脂在粘结层材料中的总占比为65～90％，第一吸水填料在粘结层材料中的占比为0.001～10％，且第一固化剂在粘结层材料中的占比为3.5～25％；优选地，将极性低聚物和羟基聚酯树脂的重量之和即为M，将羟基聚酯树脂的重量记为N，N/M＝60～99％；优选地，按重量百分比计，粘结层的材料还包括0.001～1％的第一助剂。
进一步地，按重量百分比计，聚烯烃非极性树脂包括60～99％的聚乙烯、0.01～20％的聚丙烯和0.01～20％的烯烃共聚物，且极性树脂为聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮、钠中和度为20～80％的聚丙烯酸中的一种或多种；优选地，烯烃共聚物包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种；优选地，按重量百分比计，功能层的材料还包括0.001～0.5％的第二助剂。
进一步地，按重量百分比计，透明支撑基材层的材料包括95～99％的数均分子量为20000～60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、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中的一种或多种按照任意配比组成、0.001～1％的第三吸水填料及0.1～5％的第三助剂；优选地，第一吸水填料、第二吸水填料和第三吸水填料分别独立地选自活化分子筛、活化沸石、活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸锆、磷酸氢锆、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、氧化钙、硫酸锌、氯化钙、草酸钙、硫酸钙、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝钾中的一种或多种；优选第一吸水填料、第二吸水填料和第三吸水填料的粒径分别≤5μm，更优选分别为0.1～2μm；更优选地，第一吸水填料、第二吸水填料和第三填料分别独立地选自活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、草酸钙、硫酸铝钾中的一种或多种。
进一步地，耐候层为氟树脂固化层；优选地，按重量百分比计，耐候层的材料包括60～90％的氟树脂、0.001～20％的二氧化硅、1～20％的第二固化剂和0.001～1％的第四助剂；优选地，第一固化剂和第二固化剂选自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、聚酰胺、聚亚甲基二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、二亚丁基三胺中的一种或多种。
进一步地，氟树脂选自羟基聚三氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚三氟乙烯酯型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯酯型氟碳树脂中的一种或多种；优选地，氟树脂的数均分子量为5000～30000，羟值为40～65mgKOH/g；优选地，二氧化硅为经质量分数为0.01～5％甲基硅氧烷、脂肪酸、硬脂酸、松香、钛酸酯中一种或多种表面处理形成的改性纳米二氧化硅。
进一步地，按重量百分比计，功能层的材料还包括0.001～0.5％的第二助剂，透明支撑基材层的材料包括95～99％的数均分子量为20000～60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.001～1％的第三吸水填料及0.1～5％的第三助剂，耐候层的材料包括60～90％的氟树脂、0.001～20％的二氧化硅、1～20％的第二固化剂和0.001～1％的第四助剂；其中，第一助剂、第二助剂、第三助剂和第四助剂分别独立地选自紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、催化剂、水解稳定剂中的一种或多种；优选地，水解稳定剂选自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；优选地，催化剂选自五甲基二乙烯三胺、双二甲氨基乙基醚、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或多种。
进一步地，耐候层的厚度为5～30μm，透明支撑基材层的厚度为100～300μm，粘结层的厚度为2～30μm，功能层的厚度为25～200μm。
根据本发明的另一方面，还提供了一种抗PID光伏组件，包括电池片、封装胶膜和背板，背板为上述复合型光伏背板，且复合型光伏背板中的功能层与封装胶膜接触设置。
本发明提供了一种复合型光伏背板，其包括耐候层、透明支撑基材层、粘结层和功能层。在实际封装过程中，将功能层与位于电池片外围的封装胶膜接触设置，耐候层则远离电池片设置。上述复合型光伏背板中，靠近电池片的功能层采用聚烯烃非极性材料为主体，辅以一定量极性树脂和第二吸水填料，能够在保证绝缘性的同时通过吸附、螯合作用为游离金属阳离子提供了流通、富集通道，为组件封装材料中的游离金属阳离子的迁移到该层提供有利条件，同时还与粘结层具有很好的粘结作用。粘结层不仅具有粘结作用，同时在极性树脂体系与第一吸水填料的共同作用下进一步为金属阳离子的固定作用提供了基础。耐候外层可有效降低了空气中的水汽、阳离子附着性；透明支撑基材层作为背板的支撑材料，同时还起到阻挡耐候层中微量游离金属阳离子继续迁移到粘结层、功能层的作用。
因此，本发明提供的上述复合型光伏背板不仅能够使背板整体材料中金属阳离子达到很好的固定效果，有效减缓了背板材料中存在的游离微量金属阳离子富集到电池片表面的速度，还增加了背板材料对组件封装材料中的游离金属阳离子的吸附作用，同时也降低了空气中游离微量金属阳离子在背板材料表面的粘附，从多个方面协同作用增强了抗PID作用。将本发明的光伏背板应用于晶硅光伏组件，尤其是双面发电晶硅光伏组件，对组件的抗PID功能具有明显的提高作用。与此同时，上述光伏背板还具有良好的透光率，并在耐热性、阻水性、绝缘性以及耐老化性能等方面也具有优异的长期稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一种实施例的复合型光伏背板的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、耐候层；20、透明支撑基材层；30、粘结层；40、功能层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中因背板材料自身存在的微量游离金属阳离子以及与背板外表面附着的来自空气中的微量游离金属阳离子导致的PID效应还无法得到有效解决。
为了解决上述问题，本发明提供了一种复合型光伏背板，如图1所示，该复合型光伏背板包括耐候层10、透明支撑基材层20、粘结层30和功能层40；透明支撑基材层20位于耐候层10的一侧表面；粘结层30位于透明支撑基材层20的远离耐候层10的一侧表面，且粘结层30的材料包括羟基聚酯树脂、极性低聚物、第一固化剂和第一吸水填料；功能层40位于粘结层30的远离透明支撑基材层20的一侧表面，且功能层40的材料按重量百分比计包括80～99.9％的聚烯烃非极性树脂、0.001～10％的极性树脂和0.001～10％的第二吸水填料。
上述复合型光伏背板中，靠近电池片的功能层采用聚烯烃非极性材料为主体，辅以一定量极性树脂和第二吸水填料，能够在保证绝缘性的同时通过吸附、螯合作用为游离金属阳离子提供了流通、富集通道，为组件封装材料中的游离金属阳离子的迁移到该层提供有利条件，同时还与粘结层具有很好的粘结作用。粘结层不仅具有粘结作用，同时在极性树脂体系与第一吸水填料的共同作用下进一步为金属阳离子的固定作用提供了基础。耐候外层可有效降低了空气中的水汽、阳离子附着性；透明支撑基材层作为背板的支撑材料。
因此，本发明提供的上述复合型光伏背板不仅能够使背板整体材料中金属阳离子达到很好的固定效果，有效减缓了背板材料中存在的游离微量金属阳离子富集到电池片表面的速度，还增加了背板材料对组件封装材料中的游离金属阳离子的吸附作用，同时也降低了空气中游离微量金属阳离子在背板材料表面的粘附，从多个方面协同作用增强了抗PID作用。将本发明的光伏背板应用于晶硅光伏组件，尤其是双面发电晶硅光伏组件，对组件的抗PID功能具有明显的提高作用。与此同时，上述光伏背板还具有良好的透光率(在400nm-1200nm区间内具有88％以上的透光率)，并在耐热性、阻水性、绝缘性以及耐老化性能等方面也具有优异的长期稳定性。
在一种优选的实施方式中，极性低聚物的数均分子量为200～10000g/mol，玻璃化转变温度为-100～15℃；极性低聚物选自聚乙烯醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙交酯二元醇、聚己内酯二元醇、聚醚二元醇(如：聚四亚甲基醚二元醇、聚乙醚二元醇、聚丙醚二元醇、聚四亚甲基醚二元醇)、聚氧化乙烯二元醇、聚丁二烯二元醇、氢化聚丁二烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、己二酸系聚酯二元醇、癸二酸系聚酯二元醇、双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或多种。采用上述类型的极性低聚物，一方面有利于进一步提高粘结层的粘结性，同时也有利于进一步固定从功能层中穿出的少量金属阳离子，以进一步改善PID问题。优选地，羟基聚酯树脂的羟值为5～30mgKOH/g，酸值为0.2～5mgKOH/g，数均分子量为5000～50000g/mol，玻璃化转变温度为-40～30℃。将上述羟基聚酯树脂和极性低聚物、第一吸水填料配合，形成的粘结剂在粘结性、金属离子固定性、热稳定性、透明度、阻水性、绝缘性等方面具有更好的促进作用。
为了进一步平衡粘结层30的各方面性能，在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，极性低聚物和羟基聚酯树脂在粘结层30材料中的总占比为65～90％，第一吸水填料在粘结层30材料中的占比为0.001～10％，且第一固化剂在粘结层30材料中的占比为3.5～25％；优选地，将极性低聚物和羟基聚酯树脂的重量之和即为M，将羟基聚酯树脂的重量记为N，N/M＝60～99％。另外，出于光稳定性、热稳定性、抗水解性等方面的考虑，优选地，按重量百分比计，粘结层30的材料还包括0.001～1％的第一助剂。
上述极性树脂选自聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮、钠中和度为20～80％的聚丙烯酸中的一种或多种，能够有效提高功能层的交联密度，从而有利于提高功能层固定游离金属阳离子的能力，以进一步有效降低PID效应。在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，聚烯烃非极性树脂包括60～99％的聚乙烯、0.01～20％的聚丙烯和0.01～20％的烯烃共聚物，且极性树脂为聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮、钠中和度为20～80％的聚丙烯酸中的一种或多种。该组成下，功能层对游离金属阳离子具有更好的吸附、螯合作用，有助于进一步提高组件的抗PID作用。
优选地，烯烃共聚物包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。使用上述几种烯烃共聚物，配合极性树脂、聚烯烃非极性树脂、第二吸水填料，形成的功能层具有更好的抗PID功效，同时在稳定性、透明度等方面的表现更佳。优选地，按重量百分比计，功能层40的材料还包括0.001～0.5％的第二助剂。利用第二助剂更有利于提高功能层的各项性能。
上述透明支撑基材层20的目的是提供支撑作用，在一种优选的实施方式中，按重量百分比计，透明支撑基材层20的材料包括95～99％的数均分子量为20000～60000g/mol的基材树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、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中的一种或多种按照任意配比组成，优选基材树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)、0.001～1％的第三吸水填料及0.1～5％的第三助剂。这样，除了起到支撑作用，透明支撑基材层20同时还能够起到阻挡耐候层中微量游离金属阳离子继续迁移到粘结层、功能层的作用。
上述各吸水填料的作用是为了提高背板的水汽阻隔性，以减少因水汽造成的PID问题，并提高背板的绝缘性。在一种优选的实施方式中，第一吸水填料、第二吸水填料和第三吸水填料分别独立地选自活化分子筛、活化沸石、活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸锆、磷酸氢锆、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、氧化钙、硫酸锌、氯化钙、草酸钙、硫酸钙、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝钾中的一种或多种。优选第一吸水填料、第二吸水填料和第三吸水填料的粒径分别≤5μm，更优选分别为0.1～2μm。上述类型的吸水填料具有较好的吸水性能，为了同时兼顾吸水性和透明度，更优选地，第一吸水填料、第二吸水填料和第三填料分别独立地选自活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、草酸钙、硫酸铝钾中的一种或多种。以上几种吸水填料除了具有较好的吸水性能，在各层的树脂基材中具有更好的分散性，能够在相对较少的用量下提高背板的水汽阻隔性能。
上述耐候层10为氟树脂固化层，为疏水设计，有利于提高背板对外界水汽的阻隔，并减少游离阳离子的附着。在一种优选的实施方式中，耐候层10为氟树脂固化层。氟树脂固化层为疏水设计，对于空气中的水汽、阳离子附着具有更好的阻隔性。优选地，按重量百分比计，耐候层10的材料包括60～90％的氟树脂、0.001～20％的二氧化硅、1～20％的第二固化剂和0.001～1％的第四助剂。采用上述材料形成的耐候层10，具有更好的疏水性能和防止游离阳离子附着的性能，与此同时，在耐热性、耐老化性等方面具有更佳的表现。需说明的是，这里的二氧化硅是作为透明填料来用，主要用来调节工艺过程中遇到的问题，同时还可以保证透光率、透明性。
优选地，固化剂选自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、聚酰胺、聚亚甲基二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、2、3-二甲基二亚丁基三胺中的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，氟树脂选自羟基聚三氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚三氟乙烯酯型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯酯型氟碳树脂中的一种或多种；优选地，氟树脂的数均分子量为5000～30000，羟值为40～65mgKOH/g；
优选地，二氧化硅为经质量分数为0.01～5％甲基硅氧烷、脂肪酸、硬脂酸、松香、钛酸酯中一种或多种表面处理形成的改性纳米二氧化硅。采用该改性二氧化硅，耐候层的性能更佳。
在一种优选的实施方式中，功能层40的材料还包括0.001～0.5％的第二助剂，透明支撑基材层20的材料包括95～99％的数均分子量为20000～60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.001～1％的第三吸水填料及0.1～5％的第三助剂，耐候层10的材料包括60～90％的氟树脂、0.001～20％的二氧化硅、1～20％的第二固化剂和0.001～1％的第四助剂；其中，第一助剂、第二助剂、第三助剂和第四助剂分别独立地选自紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、催化剂、水解稳定剂中的一种或多种；优选地，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。
优选地，受阻氨类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。
优选地，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；
优选地，热稳定剂由粒径在10nm～0.2um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。
水解稳定剂选自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；优选地，催化剂选自五甲基二乙烯三胺、双二甲氨基乙基醚、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或多种。选用上述类型的助剂，背板具有更好的耐热性、抗水解性、耐老化性等综合性能。
本发明所用原料均可市购获得。
为了进一步平衡光伏背板的综合性能，在一种优选的实施方式中，耐候层10的厚度为5～30μm，透明支撑基材层20的厚度为100～300μm，粘结层30的厚度为2～30μm，功能层40的厚度为25～200μm。
上述背板的制备方法简单，优选如下：透明支撑基材层在250～300℃熔融加工后经流延成膜、双向拉伸制得，功能层在60～150℃熔融加工后经流延成膜制得，粘结层用溶剂稀释后采用湿法涂布在透明支撑层一侧后再经40～60℃热固化制得，耐候层用溶剂稀释后采用湿法涂布在透明支撑层另一侧后再经100～200℃热固化方法制得，功能层与透明支撑基材层经粘结层贴合在一起，具体可以采用辊压的方式进行贴合。
根据本发明的另一方面，还提供了一种抗PID光伏组件，包括电池片、封装胶膜和背板，其中，背板为上述复合型光伏背板，且复合型光伏背板中的功能层40与封装胶膜接触设置。采用上述复合型光伏背板，不仅能够使背板整体材料中金属阳离子达到很好的固定效果，有效减缓了背板材料中存在的游离微量金属阳离子富集到电池片表面的速度，还增加了背板材料对组件封装材料中的游离金属阳离子的吸附作用，同时也降低了空气中游离微量金属阳离子在背板材料表面的粘附，从多个方面协同作用增强了抗PID作用。因此，该抗PID光伏组件的抗PID功能明显改善。与此同时，上述光伏背板还具有良好的透光率并在耐热性、阻水性、绝缘性以及耐老化性能等方面也具有优异的长期稳定性，使得光伏组件的整体性能也得以保证。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
需要说明的是，光伏背板的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
1.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 1410《材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》。
试样尺寸：100mm*100mm。
测试条件：测试电压1500V
3.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*15mm。
拉伸速度：100mm/min.
4.层间剥离强度
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：200mm*15mm。
拉伸速度：100mm/min.
5.背板/EVA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*10mm。
拉伸速度：100mm/min.
6.恒定耐湿热老化性能
测试方法参照标准GB/T2423.3《高低温湿热试验方法》。
试验条件：+85℃，相对湿度85％。
试验前、后对试样进行测定。
7.水汽透过率
测试方法参照标准ASTM F1249《用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸汽透过性的试验方法》。
试验条件：+40℃，相对湿度100％；+65℃，相对湿度100％。
8.PID测试
测试方法参照标准IEC TS 2804-1。
试验条件：+85℃，相对湿度85％；-1500V恒定直流电压，192h。
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。
实施例1：
200μm功能层的配方如下(质量分数)：聚乙烯(埃克森美孚)54％；聚丙烯(SKC)18％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)18％；聚乙烯醇(三维盛泰)9.998％；活化蒙脱石(久宙化学)0.001％；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(巴斯夫)0.0005％；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)0.0003％；三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)0.0001％；N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工)0.0001％；
50μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.2mgKOH/g，羟值为5mg KOH/g，数均分子量为12700，玻璃化转变温度为-34℃)60％；聚四亚甲基醚二醇(日本三菱)5％；聚己内酯二元醇(晓星化工)15％；三聚磷酸铝(Acros试剂)9％；三乙撑四胺(晶沪化工)10％；辛酸亚锡(正恒科技)1％；
300μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)99％；磷酸氢二钠(Acros试剂)0.001％；水解稳定剂I powder(莱茵化学)6％；抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)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)0.999％；
30μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂GK570(日本大金)79％；纳米二氧化硅(仁谦化工，0.01％钛酸酯偶联剂处理)0.001％；异佛尔酮二异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯)20％；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(双键化学)0.4％；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(巴斯夫)0.3％；抗热氧老化剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(巴斯夫)0.299％。
实施例2：
150μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(SKC)98.9％；聚丙烯(北欧化工)0.9％；乙烯-丙烯共聚物(埃克森美孚)0.1％；聚乙烯吡络烷酮(晓星化工)0.009％；磷酸锆(Acros试剂)0.001％；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(巴斯夫)0.04％；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(巴斯夫)0.03％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.02％；
20μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为3.0mgKOH/g，羟值为30mg KOH/g，数均分子量为43000，玻璃化转变温度为30℃)60％；聚己二酸丁二醇酯二元醇(誉宇新材料)20％；活化蒙脱石(久宙化学)0.5％；苯基缩水甘油醚水解稳定剂(弘裕化工)0.5％；异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(拜耳)19％；
100μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)95％；硅酸铝钾(BYK)1％；水解稳定剂P200(莱茵化学)2％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)1％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工)1％；
25μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)80％；纳米二氧化硅(仁谦化工，2％松香处理)0.1％；甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(长春化学)18.9％；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(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(巴斯夫)0.1％；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(双键化学)0.1％；
实施例3：
25μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(埃克森美孚)72％；聚丙烯(北欧化工)16％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)1.4％；钠中和度为80％聚丙烯酸(润洋化工)10％；硫酸铝钾(正洋化工)0.1％；22-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚(巴斯夫)0.0005％；2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(巴斯夫)0.3％；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(永光化学)0.2％；
30μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为1.3mgKOH/g，羟值为24mg KOH/g，数均分子量为21400，玻璃化转变温度为-30℃)75％；氢化聚丁二烯二元醇(巴斯夫)15％；磷酸铝(正洋化工)0.001％；氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体(拜耳)9.9％；双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯(巴斯夫)0.099％；
150μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)96％；磷酸钛(Acros试剂)0.1％；水解稳定剂UN-03(尤恩化工)2.9％；抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(巴斯夫)0.5％；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)0.5％；
30μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂4102(长兴化学)90％；纳米二氧化硅(仁谦化工，0.3％硬脂酸处理)0.1％；六亚甲基二异氰酸酯预聚物(拜耳)9.899％；二月桂酸二丁基锡(巴斯夫)0.001％。
实施例4：
50μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(乐天化学)72％；聚丙烯(北欧化工)7.992％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)0.008％；聚乙烯吡咯烷酮(卡达尔)9.5％；三聚磷酸氢铝(Acros试剂)10％；2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑(巴斯夫)0.25％；N-(2-乙氧基苯基)-N’-(4-乙基苯基)乙二酰胺(巴斯夫)0.15％；双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯(华雯化工)0.1％；
10μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，羟基聚酯树脂。测得酸值为5mgKOH/g，羟值为28mg KOH/g，数均分子量为5000，玻璃化转变温度为-40℃)60％；聚己内酯二元醇(日本大赛璐)10％；脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂(惠峰合成材料)6％；草酸钙(万帅化工)3％；水解稳定剂I型(莱茵化学)0.4％；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(双键化学)0.3％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.2％；醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(金水源化工)15％；二乙烯三胺(晶沪化工)5％；对甲苯磺酸(飞歌化学)0.1％；
250μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)97％；磷酸氢铝(Acros试剂)0.001％；水解稳定剂P400(莱茵化学)1.9％；抗氧剂2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(德国巴斯夫公司)0.999％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工产品有限公司)0.1％；
15μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂41088(长兴化学)95％；纳米二氧化硅(仁谦化工，5％脂肪酸处理)3％；混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(茂嘉化工)1％；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(巴斯夫)0.4％；光稳定剂双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(永光化学)0.4％；抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(巴斯夫)0.2％。
实施例5：
100μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(乐天化学)90％；聚丙烯(埃克森美孚)0.0095％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)4.9905％；钠中和度为20％聚丙烯酸(润洋化工)3.7％；磷酸镁(国药试剂)1％；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(巴斯夫)0.15％；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(巴斯夫)0.1％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.05％；
2μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.5mgKOH/g，羟值为18mg KOH/g，数均分子量为50000，玻璃化转变温度为5℃)50％；聚亚丁基醚二醇(晓星化工有限公司)15％；聚四氢呋喃二元醇(日本三菱公司)15％；磷酸铋(国药试剂)10％；六亚甲基二异氰酸酯三聚体(日本聚氨酯公司)6％；氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体3.9％；钛酸四正丁酯(国药试剂)0.1％；
200μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)98％；硅酸锆(国药试剂)0.001％；水解稳定剂新癸酸缩水甘油酯(陶氏化学)1％；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(巴斯夫)0.6％；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)0.399％；
5μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂Lumiflon 200(日本旭硝子)60％；纳米二氧化硅(仁谦化工，0.01％八甲基环四硅氧烷处理)20％；六亚甲基二异氰酸酯预聚物(拜耳)9.5％；紫外吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(永光化学)0.3％；光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(双键化学)0.1％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)0.1％。
实施例6
粘结层、透明支撑基材层、耐候层与实施例1相同。
200μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(埃克森美孚)89％；聚丙烯(SKC)0.009％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)0.991％；聚乙烯醇(三维盛泰)0.001％；活化蒙脱石(久宙化学)9.998％；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(巴斯夫)0.0004％；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)0.0003％；三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)0.0002％；N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工)0.0001％。
实施例7
150μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(SKC)98.9％；聚丙烯(北欧化工)0.9％；乙烯-丙烯共聚物(埃克森美孚)0.1％；聚乙烯吡络烷酮(晓星化工)0.009％；磷酸锆(Acros试剂)0.001％；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(巴斯夫)0.04％；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(巴斯夫)0.03％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.02％；
5μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为3.0mgKOH/g，羟值为30mg KOH/g，数均分子量为43000，玻璃化转变温度为30℃)50％；双酚F型环氧树脂(惠峰合成材料)24％；活化分子筛(久宙化学)10％；苯基缩水甘油醚水解稳定剂(弘裕化工)1％；异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(拜耳)15％；
100μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)95％；硅酸铝钾(BYK)1％；水解稳定剂P200(莱茵化学)2％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)1％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工)1％；
25μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)80％；纳米二氧化硅(仁谦化工，2％松香处理)0.1％；甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(长春化学)18.9％；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(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(巴斯夫)0.1％；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(双键化学)0.1％。
实施例8
功能层、透明支撑基材层、耐候层与实施例1相同。
50μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.2mgKOH/g，羟值为5mg KOH/g，数均分子量为12700，玻璃化转变温度为-34℃)79.2％；聚四亚甲基醚二醇(日本三菱)0.5％；三聚磷酸铝(Acros试剂)9％；聚己内酯二元醇(晓星化工)0.3％；三乙撑四胺(晶沪化工)10％；辛酸亚锡(正恒科技)1％。
实施例9
100μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(SKC)80％；聚丙烯(北欧化工)10％；乙烯-丙烯共聚物(埃克森美孚)5％；聚乙烯醇(三维盛泰)2％；磷酸锆(Acros试剂)2.91％；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(巴斯夫)0.04％；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(巴斯夫)0.03％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.02％；
30μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为3.0mgKOH/g，羟值为30mg KOH/g，数均分子量为43000，玻璃化转变温度为30℃)48％；聚氧化乙烯二元醇(巴斯夫)32％；磷酸锆(Acros试剂)3％；苯基缩水甘油醚水解稳定剂(弘裕化工)1％；异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(拜耳)16％；
100μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)95％；硅酸铝钾(BYK)1％；水解稳定剂P200(莱茵化学)2％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)1％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工)1％；
25μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)80％；纳米二氧化硅(仁谦化工，2％松香处理)0.1％；甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(长春化学)18.9％；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(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(巴斯夫)0.1％；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(双键化学)0.1％。
实施例10
150μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(SKC)90％；聚丙烯(北欧化工)8.5％；乙烯-丙烯共聚物(埃克森美孚)0.5％；乙烯-庚烯共聚物聚(埃克森美孚)0.5％；钠中和度为40％的聚丙烯酸(润洋化工)0.2％；磷酸氢铝(Acros试剂)0.2％；2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(巴斯夫)0.06％；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(巴斯夫)0.03％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.01％；
20μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为3.0mgKOH/g，羟值为30mg KOH/g，数均分子量为43000，玻璃化转变温度为30℃)75％；聚丙交酯二元醇(誉宇新材料)12.499％；硫酸钠(国药试剂)0.001％；苯基缩水甘油醚水解稳定剂(弘裕化工)0.5％；丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(金水源化工)12％；
100μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)98％；氧化钙(万帅化工)0.5％；水解稳定剂P200(莱茵化学)0.5％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)0.6％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工)0.4％；
25μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)80％；纳米二氧化硅(仁谦化工，2％松香处理)0.1％；甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂(长春化学)18.9％；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(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(巴斯夫)0.1％；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(双键化学)0.1％。
实施例11
功能层、粘结层、透明支撑基材层与实施例1相同。
30μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂GK570(日本大金)90％；纳米二氧化硅(仁谦化工，0.01％钛酸酯偶联剂处理)0.001％；异佛尔酮二异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯)9％；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(双键化学)0.4％；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(巴斯夫)0.3％；抗热氧老化剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(巴斯夫)0.299％。
实施例12
80μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(SKC)93％；聚丙烯(北欧化工)4％；乙烯-辛烯共聚物(埃克森美孚)0.3％；聚乙烯醇(三维盛泰)1.1％；磷酸锡(Acros试剂)1％；、2,2’-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚(巴斯夫)0.4％；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)0.1％；β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)0.1％；
15μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为3.0mgKOH/g，羟值为30mg KOH/g，数均分子量为43000，玻璃化转变温度为30℃)70％；聚癸二酸乙二醇酯二元醇(誉宇新材料)20％；磷酸氢锆(Acros试剂)0.5％；噁唑啉水解稳定剂(纳琳威化工)0.5％；聚酰胺(戴尔惠化学)9％；
180μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)95％；硅酸铝钾(BYK)1％；水解稳定剂P200(莱茵化学)2％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)1％；热稳定剂水滑石粉(冠达化工)1％；
22μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂T-1(三爱富化学)65％；纳米二氧化硅(仁谦化工，3％硬脂酸处理)20％；(2、3-二甲基)二亚丁基三胺(晶沪化工)13％；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(巴斯夫)1％；光稳定剂聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)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(双键化学)0.4％。
实施例13
透明支撑基材层、耐候层与实施例1相同。
200μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(埃克森美孚)54％；聚丙烯(SKC)18％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化)18％；聚乙烯醇(三维盛泰)9.998％；氧化钙(万帅化工)0.001％；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(巴斯夫)0.0005％；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)0.0003％；三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)0.0001％；N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工)0.0001％；
50μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.2mgKOH/g，羟值为5mg KOH/g，数均分子量为12700，玻璃化转变温度为-34℃)60％；聚四亚甲基醚二醇(日本三菱)5％；氯化钙(万帅化工)9％；聚己内酯二元醇(晓星化工)15％；三乙撑四胺(晶沪化工)10％；辛酸亚锡(正恒科技)1％。
实施例14
100μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(乐天化学)92％；聚丙烯(埃克森美孚)0.0095％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)3％；乙烯-辛烯共聚物(北欧化工)2％；钠中和度为50％聚丙烯酸(润洋化工)1.2％；磷酸镁(国药试剂)0.05％；活化蒙脱石(久宙化学)0.04％；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(巴斯夫)0.75％；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(巴斯夫)0.9％；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(永光化学)0.0505％；
2μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.5mgKOH/g，羟值为18mg KOH/g，数均分子量为50000，玻璃化转变温度为5℃)50％；
聚亚丁基醚二醇(晓星化工有限公司)15％；
聚四氢呋喃二元醇(日本三菱公司)15％；磷酸铋(国药试剂)10％；六亚甲基二异氰酸酯三聚体(日本聚氨酯公司)6％；氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体3.9％；钛酸四正丁酯(国药试剂)0.1％。
200μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)98％；硅酸锆(国药试剂)0.001％；水解稳定剂新癸酸缩水甘油酯(陶氏化学)1％；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(巴斯夫)0.6％；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)0.399％；
5μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂Lumiflon 200(日本旭硝子)60％；纳米二氧化硅(仁谦化工，0.01％八甲基环四硅氧烷处理)20％；六亚甲基二异氰酸酯预聚物(拜耳)9.5％；紫外吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(永光化学)0.3％；光稳定剂2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(双键化学)0.1％；抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(巴斯夫)0.1％。
比较例1：
300μm功能层的配方如下(质量分数)：
聚乙烯(埃克森美孚)63％；聚丙烯(SKC)18％；乙烯-丙烯共聚物(北欧化工)18％；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(巴斯夫)0.5％；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯(巴斯夫)0.3％；三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)0.1％；N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯(华雯化工)0.1％；
50μm粘结层的配方如下(质量分数)：
羟基聚酯树脂(自制，酸值为0.2mgKOH/g，羟值为5mg KOH/g，数均分子量为12700，玻璃化转变温度为-34℃)65％；纳米二氧化硅(赢创化学)9％；聚酰胺(杜邦)15％；三乙撑四胺(晶沪化工)10％；辛酸亚锡(正恒科技)1％；
300μm透明支撑基材层的配方如下(质量分数)：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(杜邦)99％；纳米二氧化硅(赢创化学)0.001％；水解稳定剂I powder(莱茵化学)6％；抗氧剂三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(永光化学)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)0.999％；
30μm耐候外层的配方如下(质量分数)：
氟树脂GK570(日本大金)79％；纳米二氧化钛(科慕)0.001％；异佛尔酮二异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯)20％；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(双键化学)0.4％；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(巴斯夫)0.3％；抗热氧老化剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(巴斯夫)0.299％。
比较例2：
市场上购得光伏背板BEC-301T，结构为Coating/PET/Coating，厚度280微米。
比较例3：
市场上购得光伏背板KPO，结构为O膜/粘结层/PET/粘结层/PVDF膜，厚度450微米。
对实施例1至14制得的一种高压背板以及比较例1至3的材料进行性能检测，结果如表1所示。其中，PID测试中所使用其它材料相同，包含光伏玻璃、F406PS、双面电池片、F806PS。
表1
Figure BDA0002531781960000191
Figure BDA0002531781960000201
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Figure BDA0002531781960000202
Figure BDA0002531781960000203
Figure BDA0002531781960000211
由表中数据可知，实施例1～14在透光率、耐热性、绝缘性以及耐老化性能保持较好，与比较例1～3在相同的水平。而实施例1～14在阻水性、抗PID性能方面具有非常明显的优势，尤其是在电池背面的抗PID性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种复合型光伏背板，其特征在于，包括：
耐候层（10）；
透明支撑基材层（20），位于所述耐候层（10）的一侧表面；
粘结层（30），位于所述透明支撑基材层（20）的远离所述耐候层（10）的一侧表面，且所述粘结层（30）的材料包括羟基聚酯树脂、极性低聚物、第一固化剂和第一吸水填料；所述极性低聚物选自聚乙烯醇、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚丙交酯二元醇、聚醚二元醇、聚氧化乙烯二元醇、聚丁二烯二元醇、氢化聚丁二烯二元醇、聚四氢呋喃二元醇、己二酸系聚酯二元醇、癸二酸系聚酯二元醇中的一种或多种；以及
功能层（40），位于所述粘结层（30）的远离所述透明支撑基材层（20）的一侧表面，且所述功能层（40）的材料按重量百分比计包括80~99.9%的聚烯烃非极性树脂、0.001~10%的极性树脂和0.001~10%的第二吸水填料；按重量百分比计，所述聚烯烃非极性树脂包括60~99%的聚乙烯、0.01~20%的聚丙烯和0.01~20%的烯烃共聚物；所述极性树脂为聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述极性低聚物的数均分子量为200~10000g/mol，玻璃化转变温度为-100~15℃；所述羟基聚酯树脂的羟值为5~30mgKOH/g，酸值为0.2~5mgKOH/g，数均分子量为5000~50000 g/mol，玻璃化转变温度为-40~30℃。
3.根据权利要求1所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述极性低聚物和所述羟基聚酯树脂在所述粘结层（30）材料中的总占比为65~90%，所述第一吸水填料在所述粘结层（30）材料中的占比为0.001~10%，且所述第一固化剂在所述粘结层（30）材料中的占比为3.5~25%。
4.根据权利要求3所述的复合型光伏背板，其特征在于，将所述极性低聚物和所述羟基聚酯树脂的重量之和即为M，将所述羟基聚酯树脂的重量记为N，N/M=60~99%。
5.根据权利要求3所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述粘结层（30）的材料还包括0.001~1%的第一助剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述烯烃共聚物包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述功能层（40）的材料还包括0.001~0.5%的第二助剂。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述透明支撑基材层（20）的材料包括95~99%的数均分子量为20000~60000的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中的一种或多种按照任意配比组成、0.001~1%的第三吸水填料及0.1~5%的第三助剂。
9.根据权利要求8所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述第一吸水填料、所述第二吸水填料和所述第三吸水填料分别独立地选自活化分子筛、活化沸石、活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸锆、磷酸氢锆、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、氧化钙、硫酸锌、氯化钙、草酸钙、硫酸钙、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝钾中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述第一吸水填料、第二吸水填料和所述第三吸水填料的粒径分别≤5μm。
11.根据权利要求8所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述第一吸水填料、第二吸水填料和所述第三吸水填料的粒径分别为0.1~2μm。
12.根据权利要求8所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述第一吸水填料、所述第二吸水填料和所述第三吸水填料分别独立地选自活化蒙脱石、硅酸铝钾、硅酸铝、硅酸锆、三聚磷酸铝、三聚磷酸氢铝、磷酸铝、磷酸氢铝、磷酸铋、磷酸钛、磷酸锡、磷酸镁、磷酸氢二钠、草酸钙、硫酸铝钾中的一种或多种。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述耐候层（10）为氟树脂固化层。
14.根据权利要求13所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述耐候层（10）的材料包括60~90%的氟树脂、0.001~20%的二氧化硅、1~20%的第二固化剂和0.001~1%的第四助剂。
15.根据权利要求14所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述第一固化剂和所述第二固化剂选自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、聚酰胺、聚亚甲基二胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、（2、3-二甲基）二亚丁基三胺中的一种或多种。
16.根据权利要求14所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述氟树脂选自羟基聚三氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚三氟乙烯酯型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯酯型氟碳树脂中的一种或多种。
17.根据权利要求16所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述氟树脂的数均分子量为5000~30000，羟值为40~65mgKOH/g。
18.根据权利要求14所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述二氧化硅为经质量分数为0.01~5%甲基硅氧烷、脂肪酸、硬脂酸、松香、钛酸酯中一种或多种表面处理形成的改性纳米二氧化硅。
19.根据权利要求5所述的复合型光伏背板，其特征在于，按重量百分比计，所述功能层（40）的材料还包括0.001~0.5%的第二助剂，所述透明支撑基材层（20）的材料包括95~99%的数均分子量为20000~60000的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.001~1%的第三吸水填料及0.1~5%的第三助剂，所述耐候层（10）的材料包括60~90%的氟树脂、0.001~20%的二氧化硅、1~20%的第二固化剂和0.001~1%的第四助剂；
其中，所述第一助剂、所述第二助剂、所述第三助剂和所述第四助剂分别独立地选自紫外吸收剂、受阻胺类光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、催化剂、水解稳定剂中的一种或多种。
20.根据权利要求19所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述水解稳定剂选自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；所述催化剂选自五甲基二乙烯三胺、双二甲氨基乙基醚、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或多种。
21.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型光伏背板，其特征在于，所述耐候层（10）的厚度为5~30µm，所述透明支撑基材层（20）的厚度为100~300µm，所述粘结层（30）的厚度为2~30µm，所述功能层（40）的厚度为25~200µm。
22.一种抗PID光伏组件，包括电池片、封装胶膜和背板，其特征在于，所述背板为权利要求1至21中任一项所述的复合型光伏背板，且所述复合型光伏背板中的功能层（40）与所述封装胶膜接触设置。
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