改性聚氨酯太陽能電池背板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性聚氨酯太陽能電池背板及其制備方法，該改性聚氨酯太陽能電池背板包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接。制備方法：將粘結(jié)層的各成分混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為200～310℃，制成粘結(jié)層；基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為10～20Kgf，復(fù)合溫度為60～70℃，復(fù)合時間為1～3天。本發(fā)明的表面能為43～48達因，剝離強度為47～50N/cm，其中的焦磷酸鈣明顯提高了聚氨酯的表面能，使粘結(jié)層的剝離強度顯著提高，層與層之間的粘結(jié)更牢固。
【專利說明】改性聚氨酯太陽能電池背板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池背板領(lǐng)域，尤其涉及一種改性聚氨酯太陽能電池背板及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能背板位于太陽能電池板的背面，對電池片起保護和支撐作用，具有可靠 的絕緣性、阻水性、耐老化性。一般具有三層結(jié)構(gòu)，外層保護層具有良好的抗環(huán)境侵蝕能 力。
[0003] 申請?zhí)枮?012104853517，名稱為"一種高粘結(jié)強度的太陽能電池背板膜及其制 備方法"的中國專利申請公開了一種太陽能電池背板膜，其是在聚酯基層兩側(cè)通過涂布膠 黏劑粘結(jié)層與耐候?qū)訌?fù)合；所述耐候?qū)邮峭ㄟ^將氟塑料與聚合物填料、無機填料、功能助 劑混合后擠出造粒，再通過流延或吹膜的方式制得的含氟薄膜；所述氟塑料為乙烯-三氟 氯乙烯共聚物或聚偏氟乙烯，占耐候?qū)淤|(zhì)量的50-80wt% ;所述聚合物填料為聚丙烯酸酯聚 合物，占耐候?qū)淤|(zhì)量的l〇_3〇wt% ;所述無機填料為含鈦、鋁、錫、硅元素的氧化物，占耐候?qū)?質(zhì)量的10-20wt% ;所述的功能助劑占耐候?qū)淤|(zhì)量的0-2wt%。該發(fā)明的太陽能電池背板膜， 耐候?qū)优c封裝材料之間有良好的黏附性，該方法通過改進耐候?qū)犹岣咂渑c封裝材料之間 的黏附性，但是如果粘結(jié)層的粘結(jié)性不高，耐候?qū)雍头庋b材料之間的連接力仍然會受到影 響；而且該方法改進耐候?qū)拥恼辰Y(jié)性能是通過提高粘結(jié)成分的含量實現(xiàn)的，這樣其耐候性 會相應(yīng)的降低。
[0004] 申請?zhí)枮?013100287172,名稱為"膠黏劑組合物及其制備方法和在太陽能電池背 板的應(yīng)用"的中國專利申請公開了一種膠黏劑組合物及其制備方法和在太陽能電池背板的 應(yīng)用，所述膠黏劑組合物，主體主要組成為20%-80% (重量)合成樹脂、0. 1%-20% (重量)納米 包覆氧化物、〇.〇1%_3% (重量)高分子分散劑、余量為溶劑，輔體為異氰酸酯類固化劑。所述 太陽能電池背板耐候?qū)?、中間絕緣層和粘結(jié)層通過接枝技術(shù)，用膠黏劑組合物在一定溫度 下涂布復(fù)合而成，通過接枝技術(shù)和內(nèi)層粘結(jié)膜進行充分融合，通過緩釋技術(shù)再將耐水解和 抗紫外成分均勻釋放出，使粘結(jié)層達到長時間抗水解老化、抗紫外老化的目的。該方法采用 了膠黏劑組合物來連接絕緣層和粘結(jié)層，工藝較復(fù)雜，雖然達到了緩慢的抗水解老化能力， 但是層與層之間的連接力較弱，容易脫落。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改性聚氨酯太陽能電池背板及其制備方 法，改性聚氨酯太陽能電池背板剝離強度高，層與層之間的粘結(jié)牢固。
[0006] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣10?50份、聚氨酯60?80份、鄰苯二甲酸二丁酯40?50份、三聚氰胺80? 120份、醋酸乙烯酯70?90份、碳酸鎂30?40份、己二異氰酸酯30?50份、兩性氧化物 60?80份、聚磷酸鹽12?20份。
[0007] 作為對本發(fā)明的進一步改進，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組分：焦磷酸鈣30 份、聚氨酯70份、鄰苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100份、醋酸乙烯酯80份、碳酸鎂35 份、己二異氰酸酯40份、兩性氧化物70份、聚磷酸鹽15份。
[0008] 作為對本發(fā)明的進一步改進，基材層厚度為20?50 ii m。
[0009] 作為對本發(fā)明的進一步改進，含氟膜厚度為60?80 ii m。
[0010] 作為對本發(fā)明的進一步改進，粘結(jié)層厚度為100?280 ilm。
[0011] 作為對本發(fā)明的進一步改進，兩性氧化物為氧化鋁或氧化鋅。
[0012] 作為對本發(fā)明的進一步改進，聚磷酸鹽為焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉、六偏磷 酸鈉中的一種或幾種的混合物。
[0013] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為200?310°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為10?20Kgf，復(fù)合溫度為60?70°C， 復(fù)合時間為1?3天。
[0014] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（1)的擠出溫度為250°C。
[0015] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（2)的復(fù)合壓力為15Kgf，復(fù)合溫度為65°C，復(fù) 合時間為2. 5天。
[0016] 原理：焦磷酸鈣提高聚氨酯的表面能和表面活性，使層與層之間的粘結(jié)性更強，不 易剝離脫落。
[0017] 有益效果 本發(fā)明的表面能為43?48達因，剝離強度為47?50N/cm，其中的焦磷酸鈣明顯提高 了聚氨酯的表面能，使粘結(jié)層的剝離強度顯著提高，層與層之間的粘結(jié)更牢固。

【具體實施方式】
[0018] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細介紹，但不局限于此。
[0019] 實施例1 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣30份、聚氨酯70份、鄰苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100份、醋酸乙烯酯80 份、碳酸鎂35份、己二異氰酸酯40份、兩性氧化物70份、聚磷酸鹽15份。
[0020] 基材層厚度為30 ii m。
[0021] 含氟膜厚度為70iim。
[0022] 粘結(jié)層厚度為200 ii m。
[0023] 兩性氧化物為氧化鋁。
[0024] 聚磷酸鹽包括焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉的混合物，質(zhì)量比例1 :1 :1。
[0025] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1)將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為250°C，制成粘結(jié)層； (2)基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為15Kgf，復(fù)合溫度為65°C，復(fù)合時間 為2. 5天。
[0026] 實施例2 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣10份、聚氨酯60份、鄰苯二甲酸二丁酯40份、三聚氰胺80份、醋酸乙烯酯70 份、碳酸鎂30份、己二異氰酸酯30份、兩性氧化物60份、聚磷酸鹽12份。
[0027] 基材層厚度為20 ii m。
[0028] 含氟膜厚度為60 ii m。
[0029] 粘結(jié)層厚度為100 U m。
[0030] 兩性氧化物為氧化鋅。
[0031] 聚磷酸鹽為六偏磷酸鈉。
[0032] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為200°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為lOKgf，復(fù)合溫度為60°C，復(fù)合時間 為1天。
[0033] 實施例3 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣50份、聚氨酯80份、鄰苯二甲酸二丁酯50份、三聚氰胺120份、醋酸乙烯酯90 份、碳酸鎂40份、己二異氰酸酯50份、兩性氧化物80份、聚磷酸鹽20份。
[0034] 基材層厚度為50lim。
[0035] 含氟膜厚度為80 ii m。
[0036] 粘結(jié)層厚度為280 ii m。
[0037] 兩性氧化物為氧化鋅。
[0038] 聚磷酸鹽包括質(zhì)量比1 :1的磷酸四鈉和六偏磷酸鈉。
[0039] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為310°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為20Kgf，復(fù)合溫度為70°C，復(fù)合時間 為3天。
[0040] 實施例4 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣20份、聚氨酯65份、鄰苯二甲酸二丁酯43份、三聚氰胺90份、醋酸乙烯酯75 份、碳酸鎂33份、己二異氰酸酯35份、兩性氧化物65份、聚磷酸鹽13份。
[0041] 基材層厚度為30iim。
[0042] 含氟膜厚度為65 ii m。
[0043] 粘結(jié)層厚度為120 iim。
[0044] 兩性氧化物為氧化錯。
[0045] 聚磷酸鹽為磷酸四鈉。
[0046] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為250°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為13Kgf，復(fù)合溫度為63°C，復(fù)合時間 為1. 2天。
[0047] 實施例5 改性聚氨酯太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有含氟 膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下重量份計的組 分：焦磷酸鈣40份、聚氨酯75份、鄰苯二甲酸二丁酯48份、三聚氰胺115份、醋酸乙烯酯85 份、碳酸鎂38份、己二異氰酸酯45份、兩性氧化物75份、聚磷酸鹽18份。
[0048] 基材層厚度為45 ii m。
[0049] 含氟膜厚度為75 ii m。
[0050] 粘結(jié)層厚度為250 u m。
[0051] 兩性氧化物為氧化鋅。
[0052] 聚磷酸鹽為磷酸三鈉。
[0053] 上述改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為300°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為18Kgf，復(fù)合溫度為68°C，復(fù)合時間 為2. 8天。
[0054] 對比例1 與實施例1相同，不同在于：粘結(jié)層的組成成分中未添加焦磷酸鈣。
[0055] 性能測試 對實施例和對比例的產(chǎn)品進行性能測試，結(jié)果見表1。
[0056] 表面能：單位：達因。兩次電暈后的表面能。
[0057] 剝離強度：單位：N/cm。檢測標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D-1876 180° Peel。
[0058] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，包括中間的基材層，所述基材層的上、下 兩面均設(shè)有含氟膜，所述含氟膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接；其中，所述粘結(jié)層包括以下 重量份計的組分：焦磷酸鈣10?50份、聚氨酯60?80份、鄰苯二甲酸二丁酯40?50份、 三聚氰胺80?120份、醋酸乙烯酯70?90份、碳酸鎂30?40份、己二異氰酸酯30?50 份、兩性氧化物60?80份、聚磷酸鹽12?20份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，所述粘結(jié)層包括 以下重量份計的組分：焦磷酸鈣30份、聚氨酯70份、鄰苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100 份、醋酸乙烯酯80份、碳酸鎂35份、己二異氰酸酯40份、兩性氧化物70份、聚磷酸鹽15份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，基材層厚度為 20 ?50 u m〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，含氟膜厚度為 60 ?80 u m〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，粘結(jié)層厚度為 100 ?280 u m〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，兩性氧化物為氧 化鋁或氧化鋅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板，其特征在于，聚磷酸鹽為焦磷 酸鈉、磷酸三鈉、磷酸四鈉、六偏磷酸鈉中的一種或幾種的混合物。
8. 基于權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 將焦磷酸鈣、聚氨酯、鄰苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸鎂、己二異氰 酸酯、兩性氧化物、聚磷酸鹽混合均勻，熔融擠出，擠出溫度為200?310°C，制成粘結(jié)層； (2) 基材層和含氟膜通過粘結(jié)層復(fù)合，復(fù)合壓力為10?20Kgf，復(fù)合溫度為60?70°C， 復(fù)合時間為1?3天。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，步驟 (1) 的擠出溫度為250°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性聚氨酯太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，步驟 (2) 的復(fù)合壓力為15Kgf，復(fù)合溫度為65°C，復(fù)合時間為2. 5天。
【文檔編號】B32B27/40GK104409540SQ201410577249
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司