專利名稱：一種含poe的太陽能電池背板及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于太陽能電池背板及其制備領域，特別涉及一種含POE的太陽能電池背板及其制備方法。
背景技術：
隨著未來的碳成本越來越高，以太陽能為代表的新能源替代傳統(tǒng)化石能源成為必然趨勢。目前，各國政府在資金、技術和政策等方面加大對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的投入，把太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為其國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標之一。在太陽能電池組件中背板一直是除硅片以外最重要的材料，目前的背板產(chǎn)品主要分為含氟和無氟背板兩類。含氟背板中的氟材料一般為PVF(聚氟乙烯)、PVDF (聚偏氟乙烯)、THV (四氟乙烯-六氟丙烯一偏氟乙烯共聚物)、ETFE (乙烯-四氟乙烯共聚物)、 ECTFE (乙烯-三氟氯乙烯共聚物)、PTFE (聚四氟乙烯)和FEVE (氟乙烯與乙烯基醚的共聚物)。市場上最多的商品化的氟塑料薄膜為杜邦公司的PVF膜，商品名Tedler，用來制備TPT結(jié)構(T指杜邦公司的Tedler薄膜，P指聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，因此TPT指PVF/PET/PVF結(jié)構，三層膜間用合適的粘結(jié)劑粘結(jié))的背板，此結(jié)構的背板膜被稱為經(jīng)典的背板結(jié)構，是國內(nèi)外太陽能電池組件廠首選與認可的光伏電池背板結(jié)構。但由于杜邦公司的Tedler膜供應有限，所以一些背板生產(chǎn)廠致力于開發(fā)應用新的含氟背板材料，或是改變背板結(jié)構。由于背板中朝向電池片一側(cè)的氟材料不接觸外界，所需的耐候性要求不高，所以可以使用其他更便宜的材料替代。美國的Madico公司和3M公司選擇使用EVA替代一層氟塑料，發(fā)明了 TPE結(jié)構的背板。其中E指乙烯-醋酸乙烯酯，簡稱EVAJP TPE的結(jié)構式PVF/PET/EVA。3M公司還使用THV薄膜為耐候?qū)樱苽浣Y(jié)構為THV/PET/EVA的背板。無氟結(jié)構的背板的主要生產(chǎn)商均為日本公司，其中最為關鍵的材料是最外層的抗水解PET薄膜，PET是聚酯的一種，因有分子結(jié)構中有大量的苯環(huán)結(jié)構而有較好的抗紫外線能力，但因有酯基而非常容易水解以至逐步喪失性能。因此高質(zhì)量的抗水解PET是通過提高PET的分子量或添加助劑比如亞胺類化合物，使聚酯分子鏈兩端殘余的羧酸基被封閉而減慢其水解的速度。一旦起封閉作用的添加劑消耗完畢水解速度會快速上升使PET的分子鏈斷裂而喪失物理性能，因此無氟背板耐候性不如含氟背板。由于電池片價格的持續(xù)降低導致太陽能電池組件的價格降低，其中背板的成本所占的比例越來越大，在保持性能不變的前提下降低成本變得非常急迫。因此調(diào)整背板結(jié)構、簡化生產(chǎn)步驟、開發(fā)優(yōu)質(zhì)便宜的新背板材料是有效降低背板成本的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種含POE的太陽能電池背板及其制備方法，該太陽能電池背板性能優(yōu)良，符合對背板的要求，且簡化了生產(chǎn)工序，對太陽能行業(yè)有著重要的意義，具有廣闊的應用前景。本發(fā)明的一種含POE的太陽能電池背板，包括耐候?qū)?、粘結(jié)層、結(jié)構增強層、POE膠膜層；所述的POE膠膜層是改性的熱塑性彈性體，其各組分按重量份數(shù)計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、引發(fā)劑O. 01-5 份、紫外光吸收劑O. 01-5份、紫外光穩(wěn)定劑O. 01-5份、

抗氧劑O. 01-5 份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數(shù)計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物5份、引發(fā)劑O. 05份、紫外光吸收劑O. I份、紫外光穩(wěn)定劑O. I份、抗氧劑O. 2份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數(shù)計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物10份、引發(fā)劑O. I份、紫外光吸收劑O. I份、紫外光穩(wěn)定劑O. I份、抗氧劑O. I份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數(shù)計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物20份、引發(fā)劑3份、紫外光吸收劑3份、紫外光穩(wěn)定劑2份、抗氧劑2份。所述的耐候?qū)拥牟馁|(zhì)為聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)。所述的耐候?qū)拥暮穸葹?-60微米。所述的粘結(jié)層為聚氨酯膠層、丙烯酸酯膠層或環(huán)氧膠層。所述的粘結(jié)層的厚度范圍為1-30微米。所述的結(jié)構增強層為聚對苯二甲酸乙二醇酯層。所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯層為雙向拉伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯層。所述的結(jié)構增強層的厚度為40-400微米。所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。所述的紫外光吸收劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2'-羥基-5'-叔辛基苯基)-苯并三唑。
所述的紫外光穩(wěn)定劑為3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸正十六酯、雙(I-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或雙(2，2，6，6-四甲基-4哌啶基)癸二酸酯。所述的抗氧劑為β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基醇酯、β_(3，
5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸、β -(3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸果三甘醇酯、三(2，4_ 二叔丁基苯酚)亞磷酸酯或雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯。所述的POE膠膜層的厚度為100-1000微米。本發(fā)明的一種含POE的太陽能電池背板的制備方法，包括在耐候?qū)优c結(jié)構增強層表面分別涂敷膠黏劑，然后粘合而得到基膜，然后再在結(jié)構增強層的另一表面熱壓一層POE膠膜層，即得到太陽能電池背板；
所述的POE膠膜層的制備方法為將各原料混合均勻后投入擠出機中混煉，擠出機的溫度控制在60 150°C，將所得擠出物經(jīng)流延、壓延進行成膜，通過冷卻、牽引進行整形，最后通過收卷工序即可。所述的膠黏劑為聚氨酯膠、丙烯酸酯膠或環(huán)氧膠。本發(fā)明的一種含POE的太陽能電池背板，自上而下包括Ρ0Ε膠膜層、結(jié)構增強層、粘結(jié)層、耐候?qū)?，其中所述結(jié)構增強層與耐候?qū)油ㄟ^粘結(jié)層粘結(jié)，所述POE膠膜層通過熱壓與結(jié)構增強層連接。所述的POE膠膜層的厚度為100-1000微米。所述的結(jié)構增強層的厚度為40-400微米。所述的粘結(jié)層的厚度范圍為1-30微米。所述的耐候?qū)拥暮穸葹?-60微米。POE是乙烯和辛烯原位聚合的熱塑性彈性體，既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性，而且POE塑料分子結(jié)構中沒有不飽和雙鍵，具有優(yōu)良的耐老化性能。是代替目前太陽能電池中乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)膠膜的很好的材料。本發(fā)明提供一種含POE的新型太陽能電池背板。該背板結(jié)構新穎，在使用中可以直接和電池片壓合，不再需要另外的EVA膠膜作為粘結(jié)背板和電池片的連接層，簡化了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明采用改性的POE膠膜，具有良好的粘結(jié)性，耐候性，制備的背板符合對背板的要求。采用上述的方案，本發(fā)明通過設置一層POE膠膜層在背板上，作為粘結(jié)背板和電池片的材料，實現(xiàn)了在太陽能電池組件的制造中，無需另加EVA膠膜作為粘結(jié)背板和電池片的粘合目的，這一層POE膠膜具有較好的粘結(jié)性，耐候性。綜上，本發(fā)明的新型太陽能電池背板性能優(yōu)良，符合對背板的要求，且在生產(chǎn)過程中簡化了生產(chǎn)工序，對太陽能行業(yè)有著重要的意義，具有廣闊的應用前景。對本發(fā)明的實施例1，2，3制得的復合膜按下表I檢測可知，本復合膜機械性能優(yōu)秀，耐老化性能好,其測試數(shù)據(jù)普遍好于同類復合膜。表I本發(fā)明實施例1-3所得產(chǎn)品的測試結(jié)果
權利要求
1.一種含POE的太陽能電池背板，包括POE膠膜層(I)、結(jié)構增強層(2)、粘結(jié)層(3)、耐候?qū)?4)，其特征在于所述的POE膠膜層(I )，其組分按重量份數(shù)計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、 引發(fā)劑O. 01-5份、 紫外光吸收劑O. 01-5份、 紫外光穩(wěn)定劑O. 01-5份、 抗氧劑O. 01-5份。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種含POE的太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(I)的各組分按重量份數(shù)計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物5份、 引發(fā)劑O. 05份、 紫外光吸收劑O. I份、 紫外光穩(wěn)定劑O. I份、 抗氧劑O. 2份。
3.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(I)的厚度為100-1000微米。
4.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板，其特征在于所述的結(jié)構增強層(2)為聚對苯二甲酸乙二醇酯層；所述的粘結(jié)層(3)為聚氨酯膠層、丙烯酸酯膠層或環(huán)氧膠層；所述的耐候?qū)?4)的材質(zhì)為聚氟乙烯或聚偏氟乙烯。
5.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板,其特征在于所述的結(jié)構增強層(2)的厚度為40-400微米；所述的粘結(jié)層(3)的厚度范圍為1-30微米；所述的耐候?qū)?4)的厚度為4-60微米。
6.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板,其特征在于所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。
7.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板，其特征在于所述的紫外光吸收劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2，4- 二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或2-(2'-羥基-5'-叔辛基苯基)-苯并三唑； 所述的紫外光穩(wěn)定劑為3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸正十六酯、雙(I-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或雙(2，2，6，6-四甲基-4哌啶基)癸二酸酯。
8.根據(jù)權利要求1-2中任一所述的一種含POE的太陽能電池背板,其特征在于所述的抗氧劑為β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸、β-(3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸果三甘醇酯、三(2，4-二叔丁基苯酚)亞磷酸酯或雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯。
9.如權利要求I所述的一種含POE的太陽能電池背板的制備方法，包括 在耐候?qū)?4)與結(jié)構增強層(2)表面分別涂敷膠黏劑，然后粘合得到基膜，然后再在結(jié)構增強層(2)的另一表面熱壓一層POE膠膜層(1)，即得到太陽能電池背板； 所述的POE膠膜層(I)的制備方法為將各原料混合均勻后投入擠出機中混煉，擠出機的溫度控制在60 150°C，最后將得到的擠出物經(jīng)壓光定型、冷卻、牽引、卷曲工序，即可。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種含POE的太陽能電池背板的制備方法，其特征在于所述的膠黏劑為聚氨酯膠、丙烯酸酯膠或環(huán)氧膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含POE的太陽能電池背板及其制備方法，該背板包括耐候?qū)?、粘結(jié)層、結(jié)構增強層、POE膠膜層；所述的POE膠膜層的各組分按重量份數(shù)計為POE 100份、POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、引發(fā)劑0.01-5份、紫外光吸收劑0.01-5份、紫外光穩(wěn)定劑0.01-5份、抗氧劑0.01-5份。其制備方法，包括在耐候?qū)优c結(jié)構增強層表面分別涂敷膠黏劑，然后粘合得到基膜，然后再在結(jié)構增強層的另一表面熱壓一層POE膠膜層，即得。本發(fā)明太陽能電池背板結(jié)構新穎，在使用中可直接和電池片壓合，不再需要另外的乙烯-醋酸乙烯膠膜作為粘結(jié)背板和電池片的連接層；本發(fā)明的制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，應用前景廣闊。
文檔編號B32B37/10GK102867872SQ2012103400
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者張發(fā)饒 申請人:寧波威克麗特功能塑料有限公司