一種復(fù)合型太陽能電池背膜的制作方法
【專利摘要】一種復(fù)合型太陽能電池背膜，它包括耐候?qū)?、膠粘劑層、基材、膠粘劑層和粘接層，所述的膠粘劑層是由以下組分組成的組合物涂敷在基材表面經(jīng)固化形成：膠粘劑100～200重量份，固化劑8～18重量份，籠型倍半硅氧烷8～35重量份，溶劑200～390重量份，所述籠型倍半硅氧烷（POSS）為含羥基的籠型硅氧烷或含異氰酸酯基的籠型硅氧烷,所述膠粘劑層的厚度是5～15μm。本發(fā)明具有較好的耐濕熱性能、阻燃性能，無縮邊現(xiàn)象，保證了太陽能電池組件的使用壽命。
【專利說明】一種復(fù)合型太陽能電池背膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合型太陽能電池背膜。
【背景技術(shù)】
[0002]作為傳統(tǒng)電能生產(chǎn)方法的綠色替代方案，光伏電池組件被用來利用太陽能產(chǎn)生電能。光伏電池組件通常由各種半導(dǎo)體元件系統(tǒng)組裝而成，因而必須加以保護(hù)以減少環(huán)境作用如濕氣、氧氣和紫外線的影響和破壞。光伏電池組件通常采用的是在硅片兩側(cè)層壓貼附玻璃或塑料薄膜保護(hù)層的結(jié)構(gòu)。太陽能電池背膜由于具有優(yōu)良的強(qiáng)度、耐侯性、抗紫外性和阻濕性能，因而在光伏電池組件中發(fā)揮著重要的保護(hù)作用。公知的復(fù)合型太陽能電池背膜一般使用膠粘劑復(fù)合氟膜或聚烯烴膜來作為耐候?qū)踊蛘辰訉?，但是，這些公知的復(fù)合型太陽能電池背膜在長期濕熱老化后由于膠粘劑的降解而造成氟膜或聚烯烴膜在基材表面出現(xiàn)縮邊現(xiàn)象，并且背膜阻燃效果較差，從而影響了太陽能電池組件的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種復(fù)合型太陽能電池背膜，在保證耐濕熱性能及各層粘接強(qiáng)度的同時，解決氟膜或聚烯烴膜在基材表面出現(xiàn)的縮邊問題，同時提高其阻燃性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種復(fù)合型太陽能電池背膜，包括耐候?qū)印⒛z粘劑層、基材、膠粘劑層和粘接層，改進(jìn)后，所述膠粘劑層由以下組分組成的組合物涂敷在基材表面經(jīng)固化形成:
膠粘劑100?200重量份；
固化劑8?18重量份；
籠型倍半硅氧烷(POSS ) 8?35重量份；
溶劑200?390重量份。
[0005]所述籠型倍半硅氧烷(POSS)為含羥基的籠型硅氧烷或含異氰酸酯基的籠型硅氧烷，所述膠粘劑層的厚度是5?15Mm。
[0006]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述的籠型倍半硅氧烷的量為膠粘劑重量的10% ?30%O
[0007]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述膠粘劑是聚酯型多元醇預(yù)聚體。
[0008]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述固化劑是脂肪族異氰酸酯三聚體。
[0009]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述溶劑是乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基甲酮中的兩種或三種溶劑的混合溶劑。
[0010]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述耐候?qū)邮荅TFE膜、PVDF膜、PVF膜中的一種。
[0011]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述粘接層為是聚醋酸乙烯膜、聚乙烯醇縮丁醛膜、烯烴類聚合物膜、PVDF膜、PVF膜中的一種。
[0012]上述復(fù)合型太陽能電池背膜中，所述粘接層的厚度為5?30Mffl。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明通過在膠粘劑層中加入籠型倍半硅氧烷(POSS)，POSS類型的選擇、膠粘劑層厚度的控制和組分及用量之間的組合使用，在保證背膜耐濕熱性能及各層粘接強(qiáng)度的同時，解決了背膜在長期濕熱老化后由于膠粘劑的降解而出現(xiàn)的耐侯層和粘接層在基材表面出現(xiàn)的縮邊現(xiàn)象，提高了背膜的阻燃性能，保證了太陽能電池組件的使用壽命。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明提供的復(fù)合型太陽能電池背膜，包括耐候?qū)?、膠粘劑層、基材、膠粘劑層和粘接層，其中，膠粘劑層是由包含下述組分組合物涂敷在基材表面經(jīng)固化形成的:膠粘劑100?200重量份；固化劑8?18重量份；籠型倍半硅氧烷(POSS) 8?35重量份；溶劑200?390重量份。
[0015]膠粘劑層的作用是使耐侯層和粘接層牢固的黏合在基材表面。通過在膠粘劑層中加入籠型倍半硅氧烷(POSS)、POSS類型的選擇、膠粘劑層厚度的控制和各組分及用量之間的組合使用，第一，通過POSS的官能團(tuán)與膠粘劑分子鏈上的官能團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)，使POSS均勻地分散到膠粘劑分子鏈上，提高了膠粘劑分子鏈的化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了太陽能電池背膜的耐濕熱性能;第二、POSS中的硅籠能夠起到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用，在高溫下降低膠粘劑分子鏈的伸縮變化，提高了膠粘劑層的熱穩(wěn)定性，解決了背膜在長期濕熱老化后由于膠粘劑的降解而出現(xiàn)的耐侯層和粘接層在基材表面出現(xiàn)的縮邊現(xiàn)象；第三、POSS中的硅籠具有厭原子氧的能力，提高了太陽能電池背膜的阻燃性能；第四、通過對膠粘劑層厚度的控制和組分及用量的優(yōu)化組合，在消除縮邊現(xiàn)象和提高阻燃性能的同時，也保證了背膜各層之間的粘接強(qiáng)度滿足使用要求，保證了太陽能電池組件的使用壽命。
[0016]本發(fā)明中，膠粘劑選自聚酯型多元醇預(yù)聚體，如:膠粘劑Liofol LA 2692(漢高制)、膠粘劑CA-022 (日本DIC制)、膠粘劑D-5902A (武漢戴爾惠科技有限公司)、膠粘劑LE 8692(無錫萊恩科技有限公司)、膠粘劑LE 8692 (無錫萊恩科技有限公司)等。
[0017]籠型倍半硅氧烷(POSS)為有機(jī)-無機(jī)雜化的納米材料，帶有官能團(tuán)的籠型倍半硅氧烷可參與分子鏈上的官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)生成帶有硅籠的聚合物。POSS的結(jié)構(gòu)式為XR(SiC)1Jn上的官能團(tuán)可以是-NH2、-0H、帶雙鍵的烯烴、環(huán)氧基等，n=6, 8，10，12時生成的具有對稱結(jié)構(gòu)的低聚物稱為T6，T8, T10, T120根據(jù)本發(fā)明采用的膠粘劑，本發(fā)明中的籠型倍半硅氧烷(POSS)優(yōu)選含羥基的籠型硅氧烷或含異氰酸酯基的籠型硅氧烷，這樣通過POSS的官能團(tuán)與膠粘劑分子鏈上的官能團(tuán)之間的化學(xué)反應(yīng)，使POSS均勻地分散到膠粘劑分子鏈上，提高了膠粘劑分子鏈的化學(xué)穩(wěn)定性，進(jìn)而保證了太陽能電池背膜的耐濕熱性能；并且利用POSS中的硅籠能夠起到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用和具有厭原子氧的能力，減緩膠粘劑分子鏈在使用過程中膠粘劑分子鏈的伸縮運動，解決了背膜在長期濕熱老化后由于膠粘劑的降解而出現(xiàn)的耐侯層和粘接層在基材表面出現(xiàn)的縮邊現(xiàn)象，同時提高背膜的阻燃性能。適合本發(fā)明的POSS可以選自如下公知物質(zhì):單輕基籠型倍半娃氧燒(sigma-aldrich公司制)、二輕基籠型倍半娃氧燒(sigma-aldrich公司制)、籠型倍半娃氧燒ALO136 (美國Hybrid公司制)、羥基籠型倍半硅氧烷齊聚體(T10為主混合物)(樂凱膠片股份公司)等。
[0018]本發(fā)明中，所用固化劑選自脂肪族異氰酸酯三聚體，如市售產(chǎn)品異氰酸酯LiofolLA 7395 (漢聞制)等。[0019]本發(fā)明中的溶劑選自市售產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基甲酮中的兩種或三種溶劑組成的混合物。
[0020]本發(fā)明中，當(dāng)組合為中的POSS的量為膠粘劑重量的10%?30%時，各層之間具有較好的粘接強(qiáng)度，膠粘劑層的耐濕熱性能明顯提高，長時間濕熱老化后耐侯層和粘接層均未出現(xiàn)縮邊現(xiàn)象。
[0021 ] 本發(fā)明的膠粘劑層，可以采用公知的涂敷方法如浸涂法、凹版涂布法、狹縫涂布法等由上述組合物涂覆在基材表面經(jīng)固化而形成，它的厚度控制在5?15ΜΠ1。如果厚度大于15ΜΠ1，則涂層厚度太厚，造成了原材料的浪費；如果涂層厚度小于5Mm，則涂層太薄，容易造成單位面積上的籠形倍半硅氧烷較少，會產(chǎn)生縮邊現(xiàn)象，同時太陽能背板的阻燃效果也會變差。
[0022]本發(fā)明中的基材可以選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂、聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)樹脂等構(gòu)成的單層或多層薄膜。從熱穩(wěn)定性、電絕緣性、成本等評價，優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。根據(jù)太陽能電池背膜的用途不同，可選擇不同厚度、不同顏色的基材。
[0023]為使背膜具有良好的耐候性能，本發(fā)明中耐候?qū)舆x自公知的ETFE膜、PVDF膜、PVF
月旲等。
[0024]為使背膜能與其他組件穩(wěn)定的貼合、牢固的粘接組裝，背膜中設(shè)置了粘接層，它選自具有粘接作用的聚醋酸乙烯膜、聚乙烯醇縮丁醛膜、烯烴類聚合物膜、PVDF膜和PVF膜中的一種。同時，粘接層厚度控制在5?30Mm。低于5微米，長時間老化后粘接層的粘接性能不穩(wěn)定；厚度高于30 μ m，增加物料的消耗，并且容易引起粘接層的縮邊。
[0025]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]實施例1
膠粘劑Liofol LA 2692 (漢高制)100份
異氰酸酯Liofol LA 7395 (漢高制)15份
二輕基籠型倍半娃氧燒(sigma-aldrich公司制)20份 甲基異丁酮95份
乙酸乙酯250份；
在裝有攪拌裝置的容器中加入100份Liofol LA 2692、二羥基籠型倍半硅氧烷20份、甲基丁酮95份和乙酸乙酯250份均勻攪拌30分鐘，然后加入15份Liofol LA 7395攪拌20分鐘后，過濾、封裝。制得膠粘劑涂布液。
[0027]在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布配制好的膠粘劑涂布液，在110°C干燥2分鐘，得到8 μ m的膠粘劑層復(fù)合25 μ mETFE氟膜；同樣，在PET另一面涂布干厚10 μ m膠粘劑層復(fù)合15 μ m聚烯烴膜(PE)，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性倉泛。
[0028]實施例2
膠粘劑CA-022 (日本DIC制)200份；
異氰酸酯TSH900 (日本DIC公司制)15份；
單輕基籠型倍半娃氧燒(sigma-aldrich公司制) 35份；
丁酮120份； 乙酸乙酯130份；
在裝有攪拌裝置的容器中加入200份CA-022、單羥基籠型倍半硅氧烷35份、丁酮120份和乙酸乙酯130份均勻攪拌30分鐘，然后加入15份異氰酸酯TSH900攪拌20分鐘后，過濾、封裝。制得膠粘劑涂布液。
[0029]在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布配制好的膠粘劑涂布液，在90°C干燥I分鐘，得到5μπι的膠粘劑層復(fù)合25 μ mPVF氟膜；同樣，在PET另一面涂布干厚15 μ m膠粘劑層復(fù)合25 μ mPVF氟膜，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性能。
[0030]實施例3
膠粘劑CA-017 (日本DIC制)150份；
異氰酸酯TSH116 (日本DIC公司制)10份；
籠型倍半硅氧烷AL0136 (美國Hybrid公司制)8份；
乙酸乙酯200份；
甲基異丁酮50份；
乙酸丁酯30份；
在裝有攪拌裝置的容器中加入150份CA-017、ALO136籠型倍半硅氧烷8份、乙酸乙酯200份、乙酸丁酯30分、甲基異丁酮50份均勻攪拌30分鐘，然后加入10份異氰酸酯TSHl 16攪拌20分鐘后，過濾、封裝。制得膠粘劑涂布液。
[0031]在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布配制好的膠粘劑涂布液，在110°c干燥2分鐘，得到15 μ m的膠粘劑層復(fù)合25 μ mPVF氟膜；同樣，在PET另一面涂布干厚5 μ m膠粘層復(fù)合5 μ m聚烯烴膜(PE)，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性能。
[0032]實施例4
膠粘劑D-5902A (武漢戴爾惠科技有限公司)180份；
異氰酸酯D-5902B(武漢戴爾惠科技有限公司制)18份；
羥基籠型倍半硅氧烷齊聚體(樂凱膠片股份公司) 11份；
丙酮150份；
乙酸丁酯20份；
丁酮220份；
在裝有攪拌裝置的容器中加入180份膠D-5902A、羥基籠型倍半硅氧烷齊聚體11份、丙酮150份、丁酮220份和乙酸丁酯20份均勻攪拌30分鐘，然后加入18份異氰酸酯D-5902B，攪拌20分鐘后，過濾、封裝。制得膠粘劑涂布液。
[0033]在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布配制好的膠粘劑涂布液，在110°c干燥I分鐘，得到IOym的膠粘劑層復(fù)合25 μ mETFE氟膜；同樣，在PET另一面涂布干厚10 μ m膠粘層復(fù)合30 μ m聚醋酸乙烯膜(EVA)，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性能。
[0034]實施例5
膠粘劑LE 8692 (無錫萊恩科技有限公司)130份；
異氰酸酯GH 8395 (無錫萊恩科技有限公司制)8份；
異氰酸酯基 POSS (52，734-3) (Hybrid Plastics 貿(mào)易公司)15 份；
丁酮170份；乙酸丁酯30份；
在裝有攪拌裝置的容器中加入130份LE 8692、丁酮170份和乙酸丁酯30份均勻攪拌30分鐘，然后加入份異氰酸酯GH 8395、異氰酸酯基POSS (52，734-3) 15份，攪拌20分鐘后，過濾、封裝。制得膠粘劑涂布液。
[0035]在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布配制好的膠粘劑涂布液，在110°c干燥I分鐘，得到12 μ m的膠粘劑層復(fù)合25 μ mETFE氟膜；同樣，在PET另一面涂布干厚6 μ m膠粘劑層復(fù)合25 μ mPVDF膜，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性能。
[0036]對比例
在己清潔并電暈處理的基材PET膜的一面經(jīng)狹縫涂布法涂布Liofol LA 2692/7395(漢高公司制)膠粘劑涂布液，在90°C干燥I分鐘，得到8 μ m的膠粘劑層復(fù)合25 μ mPVDF氟膜(韓國SKC公司制);同樣，在PET另一面涂布干厚15 μ m膠粘層Liofol LA 2692/7395 (漢高公司制)復(fù)合25 μ mPVF膜，得到復(fù)合型太陽能電池背膜，測其性能。
[0037]表1:性能數(shù)據(jù)表
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型太陽能電池背膜，包括耐候?qū)?、膠粘劑層、基材、膠粘劑層和粘接層，其特征在于，所述膠粘劑層由以下組分組成的組合物涂敷在基材表面經(jīng)固化形成: 膠粘劑100?200重量份； 固化劑8?18重量份； 籠型倍半硅氧烷 8?35重量份； 溶劑200?390重量份； 所述籠型倍半硅氧烷為含羥基的籠型硅氧烷或含異氰酸酯基的籠型硅氧烷，所述膠粘劑層的厚度是5?15Mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述籠型倍半硅氧烷的量為膠粘劑重量的10%?30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述膠粘劑是聚酯型多元醇預(yù)聚體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述固化劑是脂肪族異氰酸酯三聚體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述溶劑是乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基異丁基甲酮中的兩種或三種溶劑的混合溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述耐候?qū)邮荅TFE膜、PVDF膜、PVF膜中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述粘接層為是聚醋酸乙烯膜、聚乙烯醇縮丁醛膜、烯烴類聚合物膜、PVDF膜、PVF膜中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合型太陽能電池背膜，其特征在于，所述粘接層的厚度為5?30Wn.
【文檔編號】C09J11/06GK104009106SQ201410230434
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張學(xué)建, 柳青, 張伊瑋, 胡亞召 申請人:樂凱膠片股份有限公司