專利名稱：一種無氟太陽能電池背板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池設(shè)備，特別涉及ー種無氟太陽能電池背板及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，能源問題關(guān)系著各個國家的前途和命運?？稍偕茉次絹碓蕉嗳说年P(guān)注，太陽能就是其中最有發(fā)展?jié)摜哪茉粗弧Ｄ壳埃柲芄夥l(fā)電已在許多國家得到了迅猛發(fā)展，其中所用背板材料對太陽能光伏電池起著關(guān)鍵性的作用。背板材料應(yīng)該具有以下特點能抵御天氣高低溫變化、太陽紫外線、大氣中水汽及化學(xué)物質(zhì)等有害物質(zhì)的不利影響，同時應(yīng)具有很好的電子絕緣性、尺寸穩(wěn)定性、與封裝材料EVA有很好的粘結(jié)性、耐老化性在25年以上，從而能很好地保護(hù)太陽能電池組件內(nèi)部的電池片發(fā)電正常。目前太陽能電池背板中位于電氣絕緣層兩側(cè)應(yīng)用的主要是聚氟こ烯(PVF)和聚偏氟こ烯(PVDF)薄膜，對絕緣背板的品質(zhì)優(yōu)劣起著決定性的作用。已有技術(shù)中，由杜邦公司生產(chǎn)的并且擁有專利的聚氟こ烯薄膜基本上壟斷了用于構(gòu)成絕緣背板的耐候?qū)铀玫牟牧鲜袌?，這些材料的成本高，且難于回收利用，不利于太陽能光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的推廣。因此，本專利研制了成本低高性能的無氟太陽能電池背板，該無氟太陽能電池背板便于回收利用，對環(huán)境無污染，符合當(dāng)今社會能源發(fā)展的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的在于提供ー種能夠解決上述技術(shù)問題中的至少ー個技術(shù)問題的無氟太陽能電池背板及其制備方法。本發(fā)明的又一目的在于提供ー種具有良好耐候性的無氟太陽能電池背板及其制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供ー種具有阻擋紫外線的無氟太陽能電池背板及其制備方法。本發(fā)明的再一目的在于提供ー種易于回收利用的無氟太陽能電池背板及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種無氟太陽能電池背板，其特征在于該太陽能電池背板包括電氣絕緣層PET薄膜基體層和兩改性聚丙烯酸樹脂涂層膜層。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的電氣絕緣層PET薄膜基體層厚度為 100_300um。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的涂層膜層厚度為5-50um。所述的的無氟太陽能電池背板，其特征在干所述的涂層膜具有高的紫外光反射性和耐候性，涂層膜為均勻涂敷于PET薄膜上的涂層液，涂層液為改性聚丙烯酸樹脂。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的涂層液包括10-50重量份的有機(jī)溶剤、5-20重量份的聚丙烯酸樹脂、1-10重量份的聚酰胺(ΡΑ)、0. 1-5重量份的無機(jī)填料、O. 1-5重量份的抗紫外線助劑、O. 1-10重量份的抗氧化劑和1-20重量份的增韌劑。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的有機(jī)溶劑是こ酸こ酷、ニ氯甲烷、石油醚、甲苯、ニ甲苯、異丙醇和丙酮中的ー種或幾種。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的聚丙烯酸樹脂為甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、丙烯酰胺、丙烯酸こ酷、丙烯酯丁酷、丙烯腈、丙烯酸-2-こ基己酯中的任意ー種或幾種的聚合物或共聚物。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的無機(jī)填料是滑石粉、碳酸鈣、氧 化鈣、碳酸鎂和硫酸鋇中的至少ー種，且無機(jī)填料的粒徑范圍是I μ m-50 μ m。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的抗紫外線助劑是納米ニ氧化硅和納米ニ氧化鈦中的至少ー種，且抗紫外線助劑的平均粒徑是5-500nm。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的抗氧化劑是亞磷酸酯類抗氧化齊U、有機(jī)硫化物抗氧化劑和金屬離子鈍化劑中的至少ー種。所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的增韌劑是聚烯烴弾性體、こ烯-醋酸こ烯酷、苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯嵌段共聚物和丙烯腈-苯こ烯-丁ニ烯共聚物中的至少ー種。ー種如上所述的無氟太陽能電池背板的制備方法，其特征在于它包括下述步驟
1)將PET薄膜用等離子體設(shè)備進(jìn)行處理；
2)將制備的涂層液均勻涂敷于PET薄膜兩面；
3)將制備的背板在烘箱中50-150度烘干24小吋。所述的無氟太陽能電池背板的制備方法，其特征在于PET薄膜表面經(jīng)等離子體處理后達(dá)到50達(dá)因以上；涂層液用涂覆機(jī)均勻涂敷于PET薄膜面上。


圖I是實施例1-3和對比例1-3的太陽能電池背板的示意性剖視圖。圖中1、3_改性聚丙烯酸樹脂涂層膜層，2-電氣絕緣層PET薄膜基體層。
具體實施例方式本發(fā)明的無氟太陽能電池背板包括PET薄膜基體層和兩涂層膜層。PET薄膜基體層的厚度應(yīng)保持在100_300um，厚度小于lOOum，則制備的背板不能滿足電絕緣相關(guān)性能，厚度大于300um會使背板變得笨重，不便于操作也増加了太陽能光伏電池的成本。涂層膜在背板中主要起的作用是保護(hù)PET薄膜基體層和阻擋紫外線，這就要求涂層膜具有強(qiáng)的耐老化性和阻擋紫外線的性能。如果涂層膜的厚度小于5um，那么制備的涂層背板在耐老化和抗紫外方面都不能滿足要求。若涂層膜的厚度達(dá)到50um，那么涂層背板在耐老化和抗紫外方面就已能滿足要求，厚度再厚成本増加，因此涂層膜的厚度范圍是5_50umo在各個實施例中，PA具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點高，耐熱，磨擦系數(shù)低，電絕緣性好，有自熄性，耐候性好。通過將聚丙烯酸樹脂與PA共混，有望獲得綜合性能好的共混材料。涂層液各組分的重量要保持一定的比例關(guān)系。如果改性聚丙烯酸樹脂含量少，則涂層膜與PET薄膜基體層的剝離カ小；通過PA的加入可以增加涂層膜的耐候性和電絕緣性，但PA的加入量不宜過多，否則會造成涂層膜與PET薄膜基體層的剝離カ的減小。無機(jī)填料的粒徑小于I μ m，首先是填料成本的增加，其次是無機(jī)填料本身易于發(fā)生團(tuán)聚，造成無機(jī)填料分散不均，最終影響背板的性能；粒徑大于50 μ m時,無機(jī)填料不能很好的分散于改性聚丙烯酸樹脂中，同時會造成薄膜抗撕裂強(qiáng)度的降低，使得背板的性能不能滿足需要。無機(jī)填料重量份的多少也直接影響著背板的性能，因此無機(jī)填料應(yīng)保持在
O.1-5重量份。
和無機(jī)填料粒徑原理相似，抗紫外線助劑的平均粒徑是5_500nm。當(dāng)抗紫外線助劑的含量少于O. I重量份時，抗紫外線效果會急劇變差。也就是說，將本發(fā)明的聚丙烯組合物中的抗紫外線助劑的含量設(shè)定為O. I重量份以上可以取得意料不到的技術(shù)效果。如果抗紫外線助劑的含量多于5重量份，則抗紫外線效果不會因為含量增多而増大，因此沒有必要使抗紫外線助劑的含量超過5重量份。亞磷酸酯類抗氧化劑包括苯胺亞磷酸酯類抗氧化劑，例如苯胺亞磷酸鈉鹽、苯胺亞磷酸鉀鹽、亞甲基苯胺亞磷酸鈉鹽、雙苯胺亞磷酸鋁鹽、對苯ニ胺亞磷酸鈉鹽。如果抗氧化劑的量少于O. I重量份，則起不到抗氧化的效果。如果抗氧化劑的量多于10重量份，則抗氧化效果不會因為含量增多而増大，且會造成其它性能的下降。因此沒有必要使抗氧化劑的含量超過10重量份。在一個優(yōu)選的實施例中，抗氧化劑的添加重量份為O. 1-10重量份。在實施例中，當(dāng)增韌劑こ烯-醋酸こ烯酯(EVA)的含量不足O. I重量份，則起不到增韌的效果；如果增韌劑的含量超過20重量份，則涂層液的韌性過強(qiáng)，同時使得其它性能(像背板的黃變性等)不符合對產(chǎn)品性能的要求。對于涂層液的組成，各成分的重量要保持一定比例，只有比例適當(dāng)，才能保證背板性能滿足要求。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。實施例I
請見圖1，一種無氟太陽能電池背板，該背板由3層結(jié)構(gòu)組成。其中第一結(jié)構(gòu)體I和第三結(jié)構(gòu)體3均為改性聚丙烯酸樹脂涂層膜層，厚度為20um ；第二結(jié)構(gòu)體2為PET薄膜基體層，厚度為250um。無氟太陽能電池背板的制備包括
I)制備涂層液。稱取10重量份的こ酸こ酷，向其中依次加入以下物質(zhì)20重量份甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物，I重量份的ΡΑ，0. I重量份無機(jī)填料滑石粉，O. I重量份的抗紫外線助劑納米ニ氧化鈦，O. I重量份的抗氧化劑亞磷酸酯類抗氧化劑，I重量份的增韌劑こ烯-醋酸こ烯酷。每加ー種物質(zhì)攪拌均勻后，再加入下ー種物質(zhì)，最后攪拌該混合溶液至均勻狀態(tài)，得到涂層液。2)用涂覆機(jī)將制得的涂層液均勻涂覆于PET薄膜兩面上，放入烘箱中烘干24h，溫度保持在80度。最后得到無氟太陽能電池背板。所述PET薄膜基體層為聚對苯ニ甲酸こニ醇酯瓷白膜。
所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯共聚物三者重量份比為2:1:1。所述滑石粉細(xì)度200目，白度大于95%。所述ニ氧化鈦平均粒徑為200nm。所述亞磷酸酯類抗氧化劑包括苯胺亞磷酸酯類抗氧化劑，例如苯胺亞磷酸鈉鹽、苯胺亞磷酸鉀鹽、亞甲基苯胺亞磷酸鈉鹽、雙苯胺亞磷酸鋁鹽、對苯ニ胺亞磷酸鈉鹽。所述こ烯-醋酸こ烯酯分子量為5000-5000000。實施例2
改變涂層液的配方，稱取30重量份的こ酸こ酷，向其中依次加入以下物質(zhì)10重量份甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物，5重量份的PA，I重量份無機(jī)填料滑石粉，I重量份的抗紫外線助劑納米ニ氧化鈦，2重量份的抗氧化劑亞磷酸酯類抗氧化齊U，5重量份的增韌劑こ烯-醋酸こ烯酷。每加ー種物質(zhì)攪拌均勻后，再加入下一種物質(zhì)，最后攪拌該混合溶液至均勻狀態(tài)，得到涂層液。其它所述與實施例I相同，制備無氟太陽能電池背板，背板結(jié)構(gòu)圖同樣見圖I所 示。
實施例3
改變涂層液的配方，稱取50重量份的こ酸こ酷，向其中依次加入以下物質(zhì)5重量份甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物，10重量份的PA，5重量份無機(jī)填料滑石粉，5重量份的抗紫外線助劑納米ニ氧化鈦，10重量份的抗氧化劑亞磷酸酯類抗氧化齊U，20重量份的增韌劑こ烯-醋酸こ烯酷。每加ー種物質(zhì)攪拌均勻后，再加入下ー種物質(zhì)，最后攪拌該混合溶液至均勻狀態(tài)，得到涂層液。其它所述與實施例I相同，制備無氟太陽能電池背板，背板結(jié)構(gòu)圖同樣見圖I所示。
對比例I
同樣見圖1，一種無氟太陽能電池背板，該背板由3層結(jié)構(gòu)組成。其中第一結(jié)構(gòu)體I和第三結(jié)構(gòu)體3均為改性聚丙烯酸樹脂涂層膜，厚度為20um ；第二結(jié)構(gòu)體2為PET薄膜基體層，厚度為250um。無氟太陽能電池背板的制備包括
I)制備涂層液。稱取10重量份的こ酸こ酷，向其中依次加入以下物質(zhì)30重量份甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物，O. 5重量份的PA，12重量份無機(jī)填料滑石粉，O. I重量份的抗紫外線助劑納米ニ氧化鈦，O. I重量份的抗氧化劑亞磷酸酯類抗氧化劑，I重量份的增韌劑こ烯-醋酸こ烯酷。每加ー種物質(zhì)攪拌均勻后，再加入下ー種物質(zhì)，最后攪拌該混合溶液至均勻狀態(tài)，得到涂層液。2)用涂覆機(jī)將制得的涂層液均勻涂覆于PET薄膜兩面上，放入烘箱中烘干24h，溫度保持在80度。最后得到無氟太陽能電池背板。所述PET薄膜基體層為聚對苯ニ甲酸こニ醇酯瓷白膜。所述甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物三者重量份比為 2:1:1。所述滑石粉細(xì)度200目，白度大于95%。
所述ニ氧化鈦平均粒徑為200nm。
所述亞磷酸酯類抗氧化劑包括苯胺亞磷酸酯類抗氧化劑，例如苯胺亞磷酸鈉鹽、苯胺亞磷酸鉀鹽、亞甲基苯胺亞磷酸鈉鹽、雙苯胺亞磷酸鋁鹽、對苯ニ胺亞磷酸鈉鹽。所述こ烯-醋酸こ烯酯分子量為5000-5000000，
對比例2
改變對比例I涂層液的配方，稱取50重量份的こ酸こ酷，向其中依次加入以下物質(zhì)I重量份甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸こ酯共聚物，20重量份的PA，O. I重量份無機(jī)填料滑石粉，12重量份的抗紫外線助劑納米ニ氧化鈦，O. I重量份的抗氧化劑亞磷酸酷類抗氧化劑，I重量份的增韌劑こ烯-醋酸こ烯酷。每加ー種物質(zhì)攪拌均勻后，再加入下一種物質(zhì)，最后攪拌該混合溶液至均勻狀態(tài)，得到涂層液。其它所述與對比例I相同，制備無氟太陽能電池背板，背板結(jié)構(gòu)圖見圖I所示。對比例3
改變實施例2無氟太陽能電池背板涂層膜厚度，結(jié)構(gòu)圖同樣見圖1，其中第一結(jié)構(gòu)體I和第三結(jié)構(gòu)體3均為改性聚丙烯酸樹脂涂層膜，厚度為2um ;第二結(jié)構(gòu)體2為PET薄膜基體層，厚度為250um。其它所述與實施例2相同制備無氟太陽能電池背板。對實施例I、實施例2、實施例3、對比例I、對比例2和對比例3進(jìn)行了背板性能測試，相關(guān)結(jié)果見表I。
權(quán)利要求
1.一種無氟太陽能電池背板，其特征在于該太陽能電池背板包括電氣絕緣層PET薄膜基體層和兩改性聚丙烯酸樹脂涂層膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的電氣絕緣層PET薄膜基體層厚度為100-300um。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的涂層膜層厚度為.5_50umo
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的涂層膜具有高的紫外光反射性和耐候性，涂層膜為均勻涂敷于PET薄膜上的涂層液，涂層液為改性聚丙烯酸樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的涂層液包括10-50重量份的有機(jī)溶剤、5-20重量份的聚丙烯酸樹脂、1-10重量份的聚酰胺、O. 1-5重量份的無機(jī)填料、O. 1-5重量份的抗紫外線助劑、O. 1-10重量份的抗氧化劑和1-20重量份的增韌劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的有機(jī)溶劑是こ酸こ酷、ニ氯甲烷、石油醚、甲苯、ニ甲苯、異丙醇和丙酮中的ー種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無氟太陽能電池背板，其特征在于所述的聚丙烯酸樹脂為甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸丁酷、丙烯酰胺、丙烯酸こ酷、丙烯酯丁酷、丙烯腈、丙烯酸-2-こ基己酯中的任意一種或幾種的聚合物或共聚物。
8.—種如權(quán)利要求I或2或3或4或5或6或7所述的無氟太陽能電池背板的制備方法，其特征在于它包括下述步驟 . 1)將PET薄膜用等離子體設(shè)備進(jìn)行處理； .2)將制備的涂層液均勻涂敷于PET薄膜兩面； .3)將制備的背板在烘箱中50-150度烘干24小吋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無氟太陽能電池背板的制備方法，其特征在干PET薄膜表面經(jīng)等離子體處理后達(dá)到50達(dá)因以上；涂層液用涂覆機(jī)均勻涂敷于PET薄膜面上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種太陽能電池用耐高溫層壓定位電子膠帶及其制備方法，該膠帶包括膠粘層和基體層，基體層面上涂覆膠黏層，膠黏層為環(huán)氧樹脂膠、聚酰胺膠、有機(jī)硅膠或丙烯酸樹脂膠中的一種，基體層為改性聚乙烯(PE)，包括50-100重量份PE、0-50重量份的聚酰胺(PA)、1-20重量份的抗紫外線助劑二氧化鈦、0.1-10重量份的增韌劑EVA。根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池用耐高溫層壓定位電子膠帶可具有良好的耐候性、紫外線阻擋性和電絕緣性。
文檔編號H01L31/048GK102642360SQ20121013393
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者黃時將 申請人:上海鑫冠橡膠材料有限公司