CN201576687U - 高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜 - Google Patents
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Abstract
一种高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，它由基材、树脂底层、铝层和耐磨保护层组成，所述树脂底层位于基材的一面，耐磨保护层位于背膜的最外侧，铝层位于树脂底层和耐磨保护层之间。本实用新型可以抵御水蒸气、紫外线等外部自然因素对背膜和太阳能电池的影响，提高了电池的耐热性、耐湿性和机械性能；避免了背膜在使用过程化中的老化分层开裂问题，提高了使用寿命。由于不使用含氟化合物，也杜绝了氟化合物的环境污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能光伏电池的背膜。
背景技术
由于石化类能源紧张，煤炭对环境污染严重，温室气体排放导致全球升温，替代能源是目前各国竞争的焦点，太阳能电池作为一种半永久且无公害的的新能源正被使用化，并得以迅猛的发展。
太阳能电池包括电池组件和电池背膜。电池组件是由各种半导体元件系统组装而成，因而必须加以保护以减轻环境的影响和破坏，提高电池的使用寿命。为了减轻环境的影响和破坏，提高电池的使用寿命，电池的封装材料即电池背膜的研究非常必要，要求电池背膜具有良好的水蒸气阻隔性和绝缘性。同时由于其常年暴露在室外还要求其具有良好的耐侯性。
为达到上述目的，目前通用的太阳能电池背膜为三层三明治结构，依次为聚氟乙烯塑料薄膜层，聚酯薄膜层和聚氟乙烯塑料层。其中聚氟乙烯塑料薄膜层厚度为35μm-45μm之间，聚酯薄膜的厚度为180μm-300μm之间。两层聚氟乙烯塑料薄膜和聚酯薄膜之间采用以EVA(聚醋酸乙烯酯)为主要成分的粘合剂粘合在一起。这种三层三明治结构的背膜随着电池使用时间的延长，层与层之间容易出现开胶即分层现象，造成背膜报废而影响背膜对水蒸气的阻隔性和耐候性，影响电池的使用寿命。由于聚氟乙烯塑料薄膜制备工艺复杂，其制造成本高，同时氟塑料制造过程中还存在氟污染的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述已有技术的缺陷，提供一种高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜。
为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为：
一种高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，它由基材、树脂底层、铝层和耐磨保护层组成，所述树脂底层位于基材的一面，耐磨保护层位于背膜的最外侧，铝层位于树脂底层和耐磨保护层之间。
上述高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，所述基材是经过电晕处理的厚度为100μm-350μm的PET聚酯薄膜。
上述高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，所述聚酯薄膜为含有无机添加剂、紫外稳定剂和热稳定剂的白色PET聚酯薄膜。
上述高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，所述树脂底层为偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂层。
上述高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，所述铝层的厚度为35nm-68nm。
上述高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，所述耐磨保护层是丙烯酸类紫外固化树脂层。
本实用新型中使用的基材，可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂等构成的单层或多层薄膜，基材可以是透明的，亦可以是白色、黑色或其他颜色的。从耐热性、电绝缘性和价格等方面综合考虑，首选基材为过电晕处理的厚度为100μm-350μm的PET聚酯薄膜。
为了改善基材自身的性能，基材中含有无机添加剂，这些添加剂是二氧化钛或二氧化硅等；同时为提高基材的耐侯性和热稳定性，基材还含有紫外线稳定剂，热稳定剂等助剂。
为提高基材和铝沉积层的粘合性能，同时提供背膜的耐高温潮湿性能，在基材和铝沉积层之间设置了一层树脂底层，所述树脂底层为偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂层。该树脂底层在双向拉伸薄膜制造过程中，由凹版涂布机采用线内涂布的涂布方式涂布的。
为提高背膜对水蒸气的阻隔性能和耐高温性能，本实用新型在真空度≤10-3Pa的条件下，在树脂底层上蒸镀厚度为35nm-68nm的铝层。
为提高背膜的耐候性能，延长背膜和电池的使用寿命，本实用新型通过凹版涂布方式在在铝层上涂布厚度在3μm-5μm的耐磨保护层，所述耐磨保护层是丙烯酸类紫外固化树脂层。本实用新型制备过程如下：
含有紫外稳定剂、热稳定剂的膜级聚酯切片(69％-75％)与二氧化硅添加剂聚酯切片(3％-6％)和二氧化钛添加剂聚酯切片(22％-25％)在管路中混合均匀经结晶干燥后，送入挤出机经熔融，熔体过滤，计量后，由口模赋型在铸片辊上冷却到70℃以下，呈白色不透明片状。厚片随即通过60℃-80℃的辊筒组被均匀的预热。在长度方向(片膜运行方向)被快速拉伸3-3.5倍。并迅速冷却到片膜到40℃以下。
纵向拉伸的薄膜经电晕处理，在横拉入口处，由凹版涂布机在薄膜的表面涂布树脂底层，进入横拉机，预热到80℃-110℃在宽度方向上被拉伸3-4倍。然后在190℃-230℃之间进行热定型。随后经切边，测厚，收卷得到厚度在100μm-350μm的带有树脂底层的PET聚酯薄膜。
制得的带有树脂底层的PET聚酯薄膜送入真空蒸镀机内，在真空度≤10-3Pa的条件下，在聚酯薄膜的树脂底层上蒸镀厚度为35nm-68nm的铝层。
蒸镀结束后，通过凹版涂布在铝层上涂布厚度在3μm-5μm的丙烯酸类树脂耐磨保护层，经紫外固化得到背膜。
与现有技术相比，本实用新型可以抵御水蒸汽、紫外线等外部自然因素对背膜和太阳能电池的影响，提高了电池的耐热性、耐湿性和机械性能；避免了背膜在使用过程中的老化分层开裂的问题，提高了使用寿命。由于不使用含氟化合物，杜绝了氟化合物的环境污染。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中各标号表示为：1、基材；2、树脂底层；3、铝层；4、耐磨保护层。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不限于此。
实施例1
将含有紫外稳定剂，热稳定剂的膜级聚酯切片(69％-75％)与二氧化硅添加剂聚酯切片(3％-6％)和二氧化钛添加剂聚酯切片(22％-25％)在管路中混合均匀经结晶干燥后，送入挤出机经熔融，熔体过虑后，由口模赋型在铸片辊上冷却到70℃以下，得到厚片，厚片随即通过60℃的辊筒组被均匀的预热。在纵向被快速拉伸3.5倍后迅速冷却片膜到40℃以下。
纵向拉伸的薄膜经电晕处理，在横拉入口处，由凹版涂布机在薄膜的表面涂布偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂底层，进入横拉机，预热到110℃，横向被拉伸4倍，然后在190℃进行热定型。经切边得到厚度在100μm带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜。
带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜送入真空蒸镀机内，在真空度≤10-3Pa的条件下，在树脂底层上蒸镀厚度为35nm的铝层。
蒸镀结束后，通过凹版涂布在铝层上涂布厚度在3μm的耐磨保护层，经紫外固化得到背膜，测其性能。
实施例2
将含有紫外稳定剂，热稳定剂的膜级聚酯切片(69％-75％)与二氧化硅添加剂聚酯切片(3％-6％)和二氧化钛添加剂聚酯切片(22％-25％)在管路中混合均匀经结晶干燥后，送入挤出机经熔融，熔体过虑后，由口模赋型在铸片辊上冷却到70℃以下，得到厚片，厚片随即通过80℃的辊筒组被均匀的预热。在纵向被快速拉伸3.2倍后迅速冷却片膜到40℃以下。
纵向拉伸的薄膜经电晕处理，在横拉入口处，由凹版涂布机在薄膜的表面涂布偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂底层，进入横拉机，预热到90℃，横向被拉伸3.5倍，然后在210℃进行热定型。经切边得到厚度在250μm带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜。
带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜送入真空蒸镀机内，在真空度≤10-3Pa的条件下，在树脂底层上蒸镀厚度为68nm的铝层。
蒸镀结束后，通过凹版涂布在铝层上涂布厚度在5μm的耐磨保护层，经紫外固化得到背膜，测其性能。
实施例3
将含有紫外稳定剂，热稳定剂的膜级聚酯切片(69％-75％)与二氧化硅添加剂聚酯切片(3％-6％)和二氧化钛添加剂聚酯切片(22％-25％)在管路中混合均匀经结晶干燥后，送入挤出机经熔融，熔体过虑后，由口模赋型在铸片辊上冷却到70℃以下，得到厚片，厚片随即通过70℃的辊筒组被均匀的预热。在纵向被快速拉伸3.5倍后迅速冷却片膜到40℃以下。
纵向拉伸的薄膜经电晕处理，在横拉入口处，由凹版涂布机在薄膜的表面涂布偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂底层，进入横拉机，预热到110℃，横向被拉伸3倍，然后在230℃进行热定型。经切边得到厚度在350μm带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜。
带有树脂底层的白色PET聚酯薄膜送入真空蒸镀机内，在真空度≤10-3Pa的条件下，在树脂底层上蒸镀厚度为50nm的铝层。
蒸镀结束后，通过凹版涂布在铝层上涂布厚度在4μm的耐磨保护层，经紫外固化得到背膜，测其性能。
性能检测数据：
检测方法
1)拉伸强度，GB12802.2-2004；
2)断裂伸长率，GB12802.2-2004；
3)热收缩率，100mmX100mm的片膜样片在150℃下，加热30min后，用阿贝比较仪测量加热前后薄膜样片的尺寸变化，用变化的尺寸除以加热前的尺寸得到纵横向的热收缩率。
4)水蒸气透过率，GB/T1037-1988；
5)氧气透过率，GB/T1038-2000；
6)电气强度，GB12802.2-2004；
7)紫外老化评价，在100KW的紫外线强度下照射100小时。
Claims (6)
1.一种高阻隔高耐候太阳能光伏电池背膜，其特征在于：它由基材(1)、树脂底层(2)、铝层(3)和耐磨保护层(4)组成，所述树脂底层(2)位于基材(1)的一面，耐磨保护层(4)位于背膜的最外侧，铝层(3)位于树脂底层(2)和耐磨保护层(4)之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池背膜，其特征在于：所述基材(1)是经过电晕处理的厚度为100μm-350μm的PET聚酯薄膜。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏电池背膜，其特征在于：所述基材(1)是含有无机添加剂、紫外稳定剂和热稳定剂的白色PET聚酯薄膜。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏电池背膜，其特征在于：所述树脂底层(2)为偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物树脂层。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏电池背膜，其特征在于：所述铝层(3)的厚度为35nm-68nm。
6.根据权利要求5所述的太阳能光伏电池背膜，其特征在于：所述耐磨保护层(4)是丙烯酸类紫外固化树脂层。
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