CN112786721B - 一种无氟太阳能电池背板及其制备工艺及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池设备，尤其涉及一种无氟太阳能电池背板及其制备工艺及应用。所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂。所述无氟太阳能电池背板的应用包括单独用作太阳能背板、与其他材料复合制作复合背板。本发明的无氟太阳能电池背板具有优异的水汽阻隔性、韧性和层间剥离性。

Description

一种无氟太阳能电池背板及其制备工艺及应用
技术领域
本发明涉及太阳能电池设备，尤其涉及一种无氟太阳能电池背板及其制备工艺及应用。
背景技术
太阳能电池一般由上层板盖、封装材料、电池片、封装材料、太阳能背板组成。其中，太阳能背板是太阳能电池的重要组成部分，一方面起到对电池组件的支撑作用，另一方面保护太阳能电池，防止水汽渗入，提高太阳能电池的耐湿老化性能和光电转化效率，延长太阳能电池的使用寿命。
现有的太阳能背板膜包括依次设置的耐候氟膜层、支撑层PET、粘结层涂层(含氟涂料)制备而成，但是含氟的太阳能背板较多的使用的是偏氟乙烯，但是偏氟乙烯在加工成膜的过程中，会快速的产生HF气体，对人体的健康有一定的危害，同时聚偏氟乙烯的表面润湿性较差、材料的回收困难。继而，又发展了聚酯基材、乙烯-醋酸乙烯酯的太阳能背板，但是，聚酯和乙烯-醋酸乙烯酯分子主链中含有大量的酯基，易水解，尽管经过改性处理，仍然难以达到太阳能背板的耐湿热老化性能的要求。
聚烯烃是烯烃的聚合物，原料丰富、价格低廉、电绝缘性优异，并且分子无极性，吸水率极低，能满足太阳能背板的高阻隔、耐老化和耐候性能要求，将聚烯烃应用在太阳能背板中，具有良好的性能。但是现有的聚烯烃基材的太阳能背板的韧性不佳，在长时间电池板的重力下，容易使得太阳能背板韧性不足，造成太阳能背板弯曲，破裂，损坏。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或其共聚物中的一种或几种的混合物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为(30～40)：(40～50)：(8～15)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机助剂包括纳米二氧化钛。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯。
作为本发明一种优选的技术方案，所述外层的厚度为100～200微米，所述内层的厚度为200～300微米。
本发明的第二个方面提供了一种无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；
(2)按照上述配比将外层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；
(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝(800-1300)mm×(0.3-3)mm。
本发明的第三个方面提供了一种太阳能电池模组，所述太阳能电池模组包括上的无氟太阳能电池背板或由上述的无氟太阳能电池背板制作的复合背板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述复合背板的材料还包括PET膜。
本发明具有下述有益效果：
1.本发明采用对层挤出工艺设计了一种无氟太阳能电池背板，通过一定熔融指数的茂金属线性低密度聚乙烯和聚丙烯和一定熔点的乙烯丙烯无规共聚物能够有效保证外层和内层之间的粘合力，保证太阳能背板的机械强度和韧性；
2.本发明外层中添加了乙烯丙烯无规共聚物，不仅提高了背板的韧性，其还能够与有机机蒙脱土协同作用进一步改善刚性粒子纳米二氧化钛会降低共混物的韧性的缺点；
3.本发明中的阳能电池背板不含有氟材料，利于回收；
4.本发明的制备方法简单，适于推广应用；
5.本发明的无氟太阳能电池背板的应用范围广，可单独作为背板，也可充当太阳能背板基材膜，与其他材料如氟膜、PET、氟碳树脂等材料复合制作复合背板。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
本发明的第一个方面提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂。
在一种实施方式中，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或其共聚物中的一种或几种的混合物。
在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为(30～40)：(40～50)：(8～15)；进一步优选的，所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为35：45：12。
在一种实施方式中，所述聚乙烯选自茂金属线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚中的一种或几种；进一步优选的，所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯。
在一种优选的实施方式中，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为1.8～4g/10min(2.16kg，190℃)；进一步优选的，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为2～3.8g/10min(2.16kg，190℃)；更进一步优选的，所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率2g/10min(2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP1520，熔体流动速率为2g/10min(2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP2530S，熔体流动速率为2.6g/10min(2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP0540，熔体流动速率为3.8g/10min(2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯，其重量比为1：(0.6～0.8)；进一步优选的，所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.7。
在一种实施方式中，所述均聚聚丙烯的熔融指数为2.5～3.5g/10min((2.16kg，190℃)；进一步优选的，所述均聚聚丙烯的熔融指数为3g/10min((2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述均聚聚丙烯为中石化的T30S。
在一种实施方式中，所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为6～7.8g/10min(2.16kg，190℃)；进一步优选的，所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7g/10min(2.16kg，190℃)。
在一种实施方式中，所述嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R。
在一种实施方式中，所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为90～120℃；进一步优选的，所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃。
在一种实施方式中，所述乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399。
在本发明的技术方案中，申请人发现通过一定熔融指数的茂金属线性低密度聚乙烯、聚丙烯和一定熔点的乙烯丙烯无规共聚物能够有效保证外层和内层之间的粘合力，保证太阳能背板的机械强度和韧性。可能是因为茂金属线性低密度聚乙烯和乙烯丙烯无规共聚物具有较高的熔融粘度，在共挤加工时可增加内外层的粘结性，提高剥离强度。
在一种实施方式中，所述无机助剂包括纳米二氧化钛。
纳米二氧化钛的加入可以很好的提高材料的抗老化性能在一定程度上延缓电池的使用寿命；
在一种优选的实施方式中，所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯。
在一种实施方式中，所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为(0.5～0.8)：(0.3～0.6)：1；进一步优选的，所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.6：0.4：1。
在一种实施方式中，所述多层氧化石墨烯的层数为2～5层；进一步优选的，所述多层氧化石墨烯的层数为3层。
在一种实施方式中，所述有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂。
在一种实施方式中，所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司。
在一种实施方式中，所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
申请人原有的目的是添加一定量的有机蒙脱土减少太阳能背板的水汽透过率，但却意外发现，加入一定量的有机蒙脱土可以改善纳米二氧化钛刚性粒子带来的降低共混物的韧性的缺点。申请人猜测可能是因为在本发明体系中一定量的乙烯丙烯无规共聚物可以穿插到蒙脱土的层间，增大有机蒙脱土的层间距，使得有机蒙脱土接触面积增大的同时也促进蒙脱土、多层氧化石墨烯与茂金属线性低密度聚乙烯的相互作用力得到进一步增强，茂金属线性低密度聚乙烯在有机蒙脱土异相成核的作用下引起晶型转变，从而有助于改善体系的韧性。
并且在本发明体系中，利用多层氧化石墨烯结构上的特点，改善背板的导热能力，而加入一定量的乙烯丙烯无规共聚物的长链穿插到蒙脱土与多层氧化石墨烯层间，增大其层间距，在一定程度上阻止茂金属线性低密度聚乙烯的链运动，有助于提高其热稳定性。而且乙烯丙烯无规共聚物与有机蒙脱土、多层氧化石墨烯之间的协同作用之下，还能在一定程度上避免物料的紧密堆积，避免可能出现的导电网络的形成，起到一定的绝缘作用。
在上述技术方案中，所述无氟太阳能电池背板从内到外依次包括内层、外层，也就是说本发明的无氟太阳能电池背板可以是2层结构或三层结构，也可以是4层、5层或更多层结构。
在一种实施方式中，所述外层的厚度为100～200微米，所述内层的厚度为200～300微米。
在一种优选的实施方式中，所述外层的厚度为120～180微米，所述内层的厚度为230～270微米；进一步优选的，所述外层的厚度为150微米，所述内层的厚度为250微米。
本发明的第二个方面提供了一种无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；
(2)按照上述配比将外层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；
(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板。
在一种实施方式中，所述片状熔体中依次为外层、内层。
在一种实施方式中，所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝(800-1300)mm×(0.3-3)mm。
无氟太阳能电池背板在挤出过程中，内层和外层相互贴合的部分在高温熔融的环境下相互渗透，并且在本发明中选用乙烯丙烯无规共聚物和茂金属线性低密度聚乙烯作为主体材料获得了更高的结合力，在长期使用的过程中其还具有较强的剥离强度。
本发明的第三个方面提供了一种太阳能电池模组，所述太阳能电池模组包括上述的无氟太阳能电池背板或由上述的无氟太阳能电池背板制作的复合背板。
作为本发明一种优选的技术方案，所述复合背板的材料还包括PET膜。
在一种实施方式中，所述太阳能电池模组包括电池片，所述电池片下端粘连封装材料-1，所述封装材料下端粘连无氟太阳能电池背板，所述电池片上端粘连封装材料-2，所述封装材料-2上端覆盖光学玻璃。
以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
另外，如果没有特殊说明，本发明中的原料均可由市售得到。
实施例
实施例1
本发明的实施例1具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为30：40：8；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为2g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.6；所述均聚聚丙烯的熔融指数为2.5g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为6g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比0.5：0.4：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为120微米，所述内层的厚度为230微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在600rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在200℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在600rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在200℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP1520；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
实施例2
本发明的实施例2具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为40：50：15；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.8；所述均聚聚丙烯的熔融指数为3.5g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7.8g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为3.8g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.8：0.6：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为180微米，所述内层的厚度为270微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP0540；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
实施例3
本发明的实施例3具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为35：45：12；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为2.6g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.7；所述均聚聚丙烯的熔融指数为3g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.6：0.4：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为150微米，所述内层的厚度为250微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；
所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP2530S；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
实施例4
本发明的实施例4具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为35：45：12；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为1.2g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.7；所述均聚聚丙烯的熔融指数为3g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.6：0.4：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为150微米，所述内层的厚度为250微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；
所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP0511；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
实施例5
本发明的实施例5具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为35：45：12；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为2.6g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.7；所述均聚聚丙烯的熔融指数为3g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括多层氧化石墨烯；所述多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.4：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为150微米，所述内层的厚度为250微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；
所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP2530S；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
实施例6
本发明的实施例3具体提供了一种无氟太阳能电池背板，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为35：45：12；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为2.6g/10min(2.16kg，190℃)；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的重量比为1：0.7；所述均聚聚丙烯的熔融指数为3g/10min((2.16kg，190℃)；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为7g/10min(2.16kg，190℃)；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为110℃；所述无机助剂包括纳米二氧化钛；所述无机助剂还包括有机蒙脱土和多层氧化石墨烯；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯、二氧化钛的重量比为0.3：0.4：1；所述多层氧化石墨烯的层数为3层；所述外层的厚度为150微米，所述内层的厚度为250微米；
所述无氟太阳能电池背板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按照上述配比将内层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；(2)按照上述配比将外层的物料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在210℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；(3)将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板；
所述片状熔体中依次为外层、内层；
所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝1000mm×2.6mm。
所述茂金属线性低密度聚乙烯为EvolueTM SP2530S；均聚聚丙烯为中石化的T30S；嵌段共聚聚丙烯为中石化的M700R；乙烯丙烯无规共聚物为埃克森美孚副牌399；有机蒙脱土采购于灵寿县燕国矿产品加工厂；所述多层氧化石墨烯采购于杭州智钛净化科技有限公司；所述二氧化钛为AEROXIDE TiO2 P25。
性能测试
1.水汽阻隔测试：按照标准ISO 15106-2对实施例中无氟太阳能电池背板水汽阻隔性能进行测定。
评价标准：当水汽透过率小于等于0.74g/m2.d时，水汽阻隔性能为优；当水汽透过率小于等于2g/m2.d，大于0.74g/m2.d时，水汽阻隔性能为良；当水汽透过率大于2g/m2.d时，水汽阻隔性能为差。
2.低温冲击性能测试：按照标准GB/T2423.1-2008《电工电子产品环境试验》第2部分：试验方法试验A：低温和GB/T1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》规定的方法进行，测试温度为-40℃，测试样品为实施例中的无氟太阳能电池背板。
评价标准：当低温冲击强度大于等于3.4KJ/m2时，低温冲击性能为优；当低温冲击强度大于等于2.5KJ/m2，小于3.4KJ/m2时，低温冲击性能为良；当低温冲击强度小于2.5KJ/m2时，低温冲击性能为差。
3.层间剥离性能测试：按照标准GB/T2792《压敏胶带180°剥离强度试验方法》测试实施例中无氟太阳能电池背板的层间剥离力。
评价标准：当层间剥离力大于等于10N/cm时，层间剥离性能为优；当层间剥离力大于等于7N/cm时，小于10N/cm，层间剥离性能为良；当层间剥离力小于7N/cm时，层间剥离性能为差。
4.饱和吸水性测试：按照标准GB/T1034《塑料吸水性试验方法》测试实施例中无氟太阳能电池背板的饱和吸水率；测试条件为：沸水，30min。
评价标准：当饱和吸水率小于等于0.15％时，饱和吸水性为优；当饱和吸水率小于等于0.4％时，小于0.15％时，饱和吸水性为良；当饱和吸水率小于0.4％时，饱和吸水性为差。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002887221050000141
由表1可知，本发明的无氟太阳能电池背板具有优异的水汽阻隔性、韧性和层间剥离性。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (5)

1.一种无氟太阳能电池背板，其特征在于，所述无氟太阳能电池背板从内至外包括内层和外层；所述内层的制备原料包括聚烯烃；所述外层的制备原料包括聚烯烃和无机助剂；所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的混合物；所述聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯无规共聚物的重量比为（30～40）：（40～50）：（8～15）；所述聚乙烯为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯的熔体流动速率为1.8～4g/10min（2.16kg，190℃）；所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯，其重量比为1：（0.6～0.8）；所述均聚聚丙烯的熔融指数为2.5～3.5g/10min（2.16kg，190℃）；所述嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为6～7.8g/10min（2.16kg，190℃）；所述乙烯丙烯无规共聚物的熔点为90～120℃；所述无机助剂包括有机蒙脱土、多层氧化石墨烯和二氧化钛；所述有机蒙脱土、多层氧化石墨烯和二氧化钛的重量比为（0.5~0.8）：（0.3~0.6）：1。
2.根据权利要求1所述的一种无氟太阳能电池背板，其特征在于，所述外层的厚度为100～200微米，所述内层的厚度为200～300微米。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的无氟太阳能电池背板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照上述配比将内层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物A，备用；
（2）按照上述配比将外层的物料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物B，备用；
（3）将制备得到的复合物A、复合物B分别输送至共挤背板产线挤出机A、挤出机B，经熔融、塑化后经共同的矩形口型模具挤出，得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到所述的无氟太阳能电池背板。
4.根据权利要求3所述的无氟太阳能电池背板的制备工艺，其特征在于，所述矩形口型模具为中空长方体结构，所述矩形口型模具的宽度×厚度＝(800-1300)mm×(0.3-3)mm。
5.一种太阳能电池模组，其特征在于，所述太阳能电池模组包括权利要求1-2任一项所述的无氟太阳能电池背板或权利要求1-2任一项所述的无氟太阳能电池背板制作的复合背板。
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