專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能電池組件背板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池組件背板及其制造方法，該太陽(yáng)能電池背板具有優(yōu)異的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太陽(yáng)能電池組件的成本。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是最重要的綠色可再生能源之一。目前，世界各國(guó)都把發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電作為國(guó)家能源策略，大力鼓勵(lì)和推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)展。在近幾年，世界各國(guó)的太陽(yáng)能行業(yè)都快速發(fā)展，主要是得益于政府的支持和大家對(duì)綠色可再生能源的渴求。但是，太陽(yáng)能電池發(fā)電目前還存在很大的挑戰(zhàn)，主要是太陽(yáng)能電池的發(fā)電成本還高于傳統(tǒng)化石發(fā)電的成本，另外，在太陽(yáng)能電池和組件的生產(chǎn)制造過(guò)程中，有一些工藝還存在環(huán)境污染問(wèn)題。太陽(yáng)能電池發(fā)電的發(fā)展挑戰(zhàn)是如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新改進(jìn)現(xiàn)在太陽(yáng)能電池和組件制造工藝和相關(guān)材料的設(shè)計(jì)和制備，避免對(duì)環(huán)境的污染，并持續(xù)降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。太陽(yáng)能電池主要包括晶體硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池。晶體硅太陽(yáng)能電池有包括單晶硅和多晶硅兩種，薄膜太陽(yáng)能電池包括:非晶硅、微晶硅、銅銦鎵硒、碲化鎘、染料敏化和有機(jī)等類(lèi)型。無(wú)論是何種太陽(yáng)能電池，都需要制備成太陽(yáng)能電池組件，對(duì)半導(dǎo)體的電池進(jìn)行有效的保護(hù)和封裝，才能長(zhǎng)期有效的發(fā)電。以晶體硅太陽(yáng)能電池組件為例，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用3mm左右的低鐵超白玻璃做為組件的前板，以乙烯-醋酸乙烯酯EVA的膠膜為封裝材料，分別置于電池片的上下兩邊，以聚合物的多層疊層膜為背板，在140-150°C條件下，通過(guò)真空層壓工藝制成組件，EVA膠膜把電池片與前板玻璃和背板粘合在一起。另外常用的太陽(yáng)能電池組件封裝材料是聚乙烯醇縮丁醛PVB，和改性聚烯烴材料，或其他的材料。太陽(yáng)光從前板玻璃射入，穿過(guò)EVA膠膜到達(dá)太陽(yáng)能電池片，轉(zhuǎn)化成電能。所以玻璃的透過(guò)率是非常重要的，保證足夠的光線(xiàn)入射到電池片。背板的功能主要是保護(hù)EVA膠膜和電池片，確保機(jī)械的完整性、耐水解性、耐紫外光、絕緣性，以及降低水分的穿透。背板一般都采用多層不同聚合物的薄膜通過(guò)膠粘劑復(fù)合而成，這樣不同的聚合物薄膜層可以起到以上提到的不同保護(hù)功能和耐老化性能。其中，背板外層所采用的聚合物薄膜的耐候性能是決定和影響背板功能以及太陽(yáng)能電池組件性能的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。由于氟塑料具有非常優(yōu)異的耐候性能，目前商用的大多數(shù)背板都含有一層或兩層氟塑料薄膜，特別是直接接觸環(huán)境的最外層薄膜。常用的氟塑料薄膜有聚偏氟乙烯PVF薄膜，聚偏二氟乙烯PVDF薄膜，乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE薄膜等。氟塑料中的氟元素是從螢石礦物(CaF2)中提取的，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高昂，對(duì)環(huán)境有很大的破壞作用。有些太陽(yáng)能電池組件也使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET或聚酰胺材料作為背板的外層，但其耐候性能欠佳，影響了太陽(yáng)能電池組件的長(zhǎng)期使用壽命。另外，目前太陽(yáng)能電池背板的制作首先需要制備單獨(dú)的薄膜，然后使用粘合劑進(jìn)行復(fù)合，整個(gè)制作過(guò)程需要多步完成，工藝復(fù)雜。使用的粘合劑通常為溶劑溶解粘合劑，使用此類(lèi)粘合劑有很大的缺點(diǎn):
(I)使用大量的溶劑溶解粘合劑，在加工過(guò)程中溶劑揮發(fā)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，對(duì)溶劑的回收也增加成本。(2)粘合劑層的厚度假較薄，低于或在10微米左右，粘合強(qiáng)度和耐候性差。(3)需要單獨(dú)的工藝將溶劑型粘合劑涂覆到氟塑料薄膜或PET薄膜上，干燥除去溶劑，增加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種環(huán)境友好型的、具有優(yōu)良耐候性能的太陽(yáng)能電池組件的背板。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種加工簡(jiǎn)便的太陽(yáng)能電池組件背板的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種太陽(yáng)能電池組件背板，為單層或者多層結(jié)構(gòu)，至少直接接觸環(huán)境的最外層薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一種或多種材料組成；或者，最外層薄膜主要由ASA,AES,PMMA與聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物組成。ASA,AES和PMMA具有優(yōu)異的耐候性能，其單獨(dú)使用或含有其的共混物具有優(yōu)異的戶(hù)外使用性能。采用這些物質(zhì)作為太陽(yáng)能電池組件背板的最外層薄膜的材料，可以起到長(zhǎng)久的保護(hù)作用。并且原料易得，可以減少氟材料的使用。本發(fā)明的背板可以?xún)H由單層組成，即僅有直接接觸環(huán)境的最外層薄膜。也可以由該最外層薄膜及其內(nèi)側(cè)的一層或多層結(jié)構(gòu)共同組成背板結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池組件背板，優(yōu)選的是，所述最外層薄膜內(nèi)側(cè)設(shè)有基膜層，基膜層材料選自聚酰胺或聚酯；所述聚酰胺可以選自如下組分中的一種或多種:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺614、聚酰胺613、聚酰胺615、聚酰胺616、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺912、聚酰胺913、聚酰胺914、聚酰胺915、聚酰胺616、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1013、聚酰胺1014、聚酰胺1210、聚酰胺1212、聚酰胺1213、聚酰胺1214、、聚對(duì)苯二甲酸己二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸壬二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸癸二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸十二酰胺、己二酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、對(duì)苯二甲酸己二酰胺/間苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己二酸間二甲苯酰胺、對(duì)苯二甲酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸2-甲基戊二酰胺、己二酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸己二酰胺/間苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己內(nèi)酰胺-對(duì)苯二甲酸己二酰胺；所述聚酯可以選自如下組分中的一種或多種:對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。進(jìn)一步地，背板為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述基膜層內(nèi)側(cè)還可以設(shè)有第三薄膜層；所述第三薄膜層材料選自ASA、AES、PMMA, ABS, PC、PA、PET或PBT中的一種或多種；或者所述第三薄膜層材料選自聚烯烴及其烯烴共聚物；所述聚烯烴可以包括高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE、線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯、茂金屬線(xiàn)性低密度聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-辛烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸離子聚合物、硅烷接枝聚乙烯，馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯或其組合；所述烯烴共聚物可以包括乙烯與以下單體中至少一種形成的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C 1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯。上述太陽(yáng)能電池組件背板中，所述最外層薄膜和基膜層之間、所述基層膜與第三薄膜層之間還可以加入粘合層。優(yōu)選的是，所述粘合層選自以下成分中的一種或多種:聚乙烯及乙烯類(lèi)共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、熱塑性聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂和ABS系樹(shù)脂；所述聚乙烯可以包括以下成分:低密度聚乙烯LDPE，線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE，中密度聚乙烯MDPE，高密度聚乙烯HDPE，C2-C8烯烴接枝聚乙烯或與乙烯的共聚物，馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯，硅烷接枝聚乙烯；所述乙烯類(lèi)共聚物可以是乙烯與至少一種以下單體的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯；所述改性聚丙烯可以是指馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯；所述熱塑性聚氨酯TPU可以是由聚酯或聚醚多元醇、二異氰酸酯及小分子二醇擴(kuò)鏈劑反應(yīng)而成，所述聚酯多元醇為聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇等己二酸系酯二醇，所述聚醚多元醇為聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇；所述ABS系樹(shù)脂可以包括選自以下至少兩種單體的共聚物:丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸C 1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、氯乙烯、乙烯、丙烯、馬來(lái)酸酐和馬來(lái)酰亞胺。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在最外層薄膜、基膜層和第三薄膜層中，可以分別添加選自無(wú)機(jī)填料、玻璃纖維、抗氧劑、紫外穩(wěn)定劑、抗水解劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、硅烷偶聯(lián)劑和填充劑中的一種或多種。添加這些添加劑輔料的作用是進(jìn)一步增強(qiáng)背板的性能。添加無(wú)機(jī)填料的目的在于提高材料的機(jī)械性能，導(dǎo)熱性能和阻燃性能等。所述無(wú)機(jī)填料包括但不限于:二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、云母、硅灰石、滑石粉、硫化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、碳化鎢、碳化硅、氮化硼、蒙脫土、粘土、玻璃纖維、玻璃微珠、硫化鑰、氧化鎂、三氧化二鋁、全氟多面體硅氧烷等。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述粘合層中可以加有添加劑，所述添加選自無(wú)機(jī)填料、抗氧劑、紫外穩(wěn)定劑、抗水解劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、娃烷偶聯(lián)劑和填充劑的中一種或多種。這些添加劑的作用也是進(jìn)一步增強(qiáng)粘合層的性能。添加無(wú)機(jī)填料的目的在于提高材料的粘接性能，導(dǎo)熱性能和阻燃性能等。所述無(wú)機(jī)填料包括但不限于:二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、云母、硅灰石、滑石粉、硫化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、碳化鎢、碳化硅、氮化硼、蒙脫土、粘土、玻璃纖維、玻璃微珠、硫化鑰、氧化鎂、三氧
化二鋁、全氟多面體硅氧烷等。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能電池組件背板，優(yōu)選的是，所述第三薄膜層的厚度為10-500微米；更優(yōu)選地，所述第三薄膜層的厚度為50-200微米。優(yōu)選的是，所述最外層薄膜的厚度為20-500微米；背板為單層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述最外層薄膜更優(yōu)選的厚度為200-500微米。背板為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，所述最外層薄膜更優(yōu)選的厚度為20-200微米。優(yōu)選的是，所述基膜層的厚度為50-500微米；更優(yōu)選地，所述基膜層的厚度為100-300 微米。所述粘合層的厚度為5-100微米。更優(yōu)選地，所述粘合層的厚度為10-30微米。同時(shí)，本發(fā)明還提供上述太陽(yáng)能電池組件背板的制備方法。一是采用傳統(tǒng)的背板加工工藝，所述最外層薄膜、基膜層和第三薄膜層使用膠黏劑直接復(fù)合成背膜。第二種是采用新型的熔融共擠出工藝，將所述最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層的塑料粒子分別進(jìn)行熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥苯又频脧?fù)合膜；將所述最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層和粘合層的塑料粒子分別進(jìn)行熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥苯又频脧?fù)合膜。所述背板不含粘合層時(shí)，構(gòu)成所述最外層薄膜、基膜層和第三薄膜層的材料，分別通過(guò)各自的熔融加工設(shè)備，熔融擠出到共擠出適配器，通過(guò)共擠出?？谥苯訌?fù)合成膜，然后通過(guò)軋輥和收卷裝置，得到用作太陽(yáng)能電池組件的多層聚合物復(fù)合膜背板。所述背板含有粘合層時(shí)，構(gòu)成所述最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層和粘合層的材料，分別通過(guò)各自的熔融加工設(shè)備，熔融擠出到共擠出適配器，通過(guò)共擠出模口直接復(fù)合成膜，然后通過(guò)軋輥和收卷裝置，得到用作太陽(yáng)能電池組件的多層聚合物復(fù)合膜背板。具體步驟可以是:(I)、將所述構(gòu)成最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層(還可進(jìn)一步包括粘合層)的材料，分別通過(guò)熔融擠出工藝擠出混合造粒；(2)、將步驟(I)中得到的粒子分別進(jìn)行熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥频?br> 復(fù)合膜。(3)、將步驟(2)中制備的復(fù)合膜通過(guò)軋輥和收卷裝置制得所述太陽(yáng)能電池組件背板。本發(fā)明的有益效果是:該太陽(yáng)能電池背板避免了含氟材料的使用，降低了太陽(yáng)能電池組件的成本，制作過(guò)程綠色環(huán)保，工藝簡(jiǎn)單高效。該太陽(yáng)能電池背板具有優(yōu)異的加工成型性能和耐環(huán)境老化性能。粘合層的使用也避免了溶劑溶解粘合劑的使用，從而避免了溶劑揮發(fā)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例中的試驗(yàn)方法:I)太陽(yáng)能電池組件背板中基膜與最外薄膜層或第三薄膜層薄膜之間的剝離強(qiáng)度將疊層膜切成2cm寬，IOcm長(zhǎng)的樣條，接合層與基層分別固定在拉伸測(cè)試機(jī)的上下夾具中，進(jìn)行剝離測(cè)試，速度為lOcm/min。2)太陽(yáng)能電池組件背板與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封裝材料之間的剝離強(qiáng)度將背板復(fù)合膜與EVA和超白玻璃按由下到上的順序鋪層，在真空層壓機(jī)中升溫至145°C，在真空條件下層壓10分鐘。將制備的樣品手工剝離開(kāi)，切割樣品為2cm寬度，IOcm長(zhǎng)度，然后將玻璃、EVA和背板分別固定在拉力測(cè)試機(jī)的上下夾具上，在IOcm/分的拉伸速度下測(cè)試剝離強(qiáng)度。
3)背板的濕熱老化測(cè)試將背板疊層膜與EVA和超白玻璃按由下到上的順序鋪層，在真空層壓機(jī)中升溫至145°C，在真空條件下層壓10分鐘。將制成的玻璃/EVA/背板樣品至于一臺(tái)濕熱環(huán)境箱，根據(jù)IEC61215標(biāo)準(zhǔn)在85°C /85%相對(duì)濕度下測(cè)試1000個(gè)小時(shí)。取出樣品后，用分光光度計(jì)測(cè)樣品的黃變指數(shù)ΛΥΙ。4)背板的紫外光老化測(cè)試將背板疊層膜與EVA，和超白玻璃按由下到上的順序鋪層，在真空層壓機(jī)中升溫至145°C，在真空條件下層壓10分鐘。將制成的玻璃/EVA/背板樣品至于一臺(tái)QUV紫外老化箱，根據(jù)IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試1000個(gè)小時(shí)。取出樣品后，用分光光度計(jì)測(cè)樣品的黃變指數(shù)AY10比較例I采用Akema公司的Kynar PVDF薄膜,厚度30微米；普通的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET雙向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度為80微米；聚氨酯溶劑型粘合劑，乙酸乙酯為溶劑。通過(guò)粘合劑復(fù)合工藝，分兩步將聚氨酯粘合劑涂敷到PET薄膜兩側(cè)上，分別與PVDF薄膜和LLDPE薄膜復(fù)合，制成PVDF/Tie/PET/Tie/LLDPE疊層膜背板，其中粘合劑的厚度在10微米左右。PVDF為與環(huán)境直接接觸的最外層薄膜。測(cè)試該背板中PVDF與PET之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為4N/cm。該背板與EVA和玻璃通過(guò)真空層壓工藝制成樣品，測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為58N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.9。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為1.6。比較例2采用抗紫外的PET薄膜，厚度50微米；普通的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET雙向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度為50微米；聚氨酯溶劑型粘合劑，乙酸乙酯為溶劑。通過(guò)粘合劑復(fù)合工藝，分兩步將聚氨酯粘合劑涂敷到PET薄膜兩側(cè)上，分別與抗紫外PET薄膜和LLDPE薄膜復(fù)合，制成PET/Tie/PET/Tie/LLDPE疊層膜背板，其中粘合劑的厚度在10微米左右。抗紫外PET膜為與環(huán)境直接接觸的最外層薄膜。測(cè)試該背板中抗紫外PET與PET之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為4N/cm。該背板與EVA和玻璃通過(guò)真空層壓工藝制成樣品，測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為58N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.8。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為2.2。實(shí)施例1采用普通的擠出級(jí)的ASA塑料粒子，添加占ASA塑料粒子質(zhì)量比5%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,熔融擠出流延制得ASA薄膜背板，擠出溫度為250°C，厚度為350微米。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為45N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.6。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。
實(shí)施例2如實(shí)施例1制得厚度為80微米的ASA薄膜；采用普通的對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET雙向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度為50微米；聚氨酯溶劑型粘合劑，乙酸乙酯為溶劑。通過(guò)粘合劑復(fù)合工藝，分兩步將聚氨酯粘合劑涂敷到PET薄膜兩側(cè)上，分別與ASA薄膜和LLDPE薄膜復(fù)合，制成ASA/Tie/PET/Tie/LLDPE疊層膜背板，其中粘合劑的厚度在10微米左右。ASA薄膜為與環(huán)境直接接觸的最外層薄膜。測(cè)試該背板中ASA與PET之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為7N/cm。該背板與EVA和玻璃通過(guò)真空層壓工藝制成樣品，測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為58N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.9。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。實(shí)施例3如實(shí)施例1制得厚度為50微米的ASA薄膜；采用普通的聚酰胺ΡΑ6雙向拉伸的薄膜，厚度180微米；聚丙烯酸脂水型粘合劑。通過(guò)粘合劑復(fù)合工藝，分兩步將聚丙烯酸脂粘合劑涂敷到ΡΑ6薄膜兩側(cè)上，分別與兩層ASA薄膜復(fù)合，制成ASA/Tie/PA6/Tie/ASA疊層膜背板，其中粘合劑的厚度在10微米左右。測(cè)試該背板中ASA與PA6之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為9N/cm。該背板與EVA和玻璃通過(guò)真空層壓工藝制成樣品，測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為45N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.6。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。實(shí)施例4采用普通的擠出級(jí)的ASA塑料粒子(質(zhì)量比70% )，添加20%聚甲基丙烯酸酸甲酯PMMA和10%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在250°C左右的溫度擠出混合造粒，制得ASA/PMMA混合物塑料粒子。采用聚酰胺12塑料粒子，添加10%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.1 %熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在260°C左右的溫度擠出混合造粒，制得尼龍混合物塑料粒子。采用60% LDPE,混合40% EVA,添加9.8%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，雙螺桿擠出機(jī)在170°C左右的溫度擠出混合造粒，制得烯烴混合物塑料粒子。將ASA混合物塑料粒子，尼龍混合物塑料粒子和烯烴混合物塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和模口制得復(fù)合膜，擠出溫度為250°C。由此得到ASA/尼龍/聚烯烴三層疊層膜，三層厚度分別為60/200/60微米。測(cè)試該背板中ASA與尼龍層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為4N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為80N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。實(shí)施例5采用普通的擠出級(jí)的AES塑料粒子(質(zhì)量比85%)，添加10%ΡΑ6，添加5%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在260°C左右的溫度擠出混合造粒，制得AES混合物塑料粒子。采用PA6塑料粒子，添加占成品塑料粒子質(zhì)量比10%經(jīng)過(guò)表面處理的云母和0.1 %熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在260°C左右的溫度擠出混合造粒，制得尼龍混合物塑料粒子。采用20 %LDPE，混合70% EMA，添加9.8%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，雙螺桿擠出機(jī)擠出混合造粒，制得烯烴混合物塑料粒子。將AES塑料粒子，尼龍混合物塑料粒子和烯烴混合物塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和模口制得復(fù)合膜，擠出溫度為250°C。由此得到AES/尼龍/聚烯烴三層疊層膜，三層厚度分別為100/200/30微米。測(cè)試該背板中AES與尼龍層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為5N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為70N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.3。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.5。實(shí)施例6采用普通的擠出級(jí)的70% ASA塑料粒子，混合20% PMMA塑料粒子，添加10%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在250°C左右的溫度擠出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET塑料粒子，添加5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.1%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在260°C左右的溫度擠出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。將ASA混合物塑料粒子，PET混合物塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥频脧?fù)合膜，擠出溫度為260°C。由此得到ASA/PET/ASA三層疊層膜，三層厚度分別為50/200/50微米。測(cè)試該背板中ASA與PET層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為5N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為50N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.4。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.4。實(shí)施例7采用95%質(zhì)量比普通的擠出級(jí)的ASA塑料粒子，添加5%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在250°C左右的溫度擠出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用對(duì)苯二甲酸己二酰胺/間苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺塑料粒子，添加占成品混合物塑料粒子質(zhì)量比50% PA6，5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在260°C左右的溫度擠出混合造粒，制得尼龍混合物塑料粒子。采用60% PMMA，混合35%乙烯丙烯酸共聚物，添加4.8%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在200°C左右的溫度擠出混合造粒，制得粘合層塑料粒子。將ASA塑料粒子，尼龍混合物塑料粒子和粘合層塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和模口制得復(fù)合膜，擠出溫度為280°C。由此得到ASA/粘合層/尼龍/粘合層/ASA三層疊層膜，三層厚度分別為80/10/200/10/30微米。測(cè)試該背板中ASA與尼龍層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為8N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。
測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為45N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.2。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.2。實(shí)施例8采用92%質(zhì)量比的普通的擠出級(jí)的ASA塑料粒子，添加8%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在250°C左右的溫度擠出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET，添加占成品PET混合物塑料粒子質(zhì)量比5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在270°C左右的溫度擠出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。采用40% LDPE，混合50%9.8%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，雙螺桿擠出機(jī)擠出混合造粒，制得烯烴混合物塑料粒子。采用94.8%質(zhì)量比的馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯，添加5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在200°C左右的溫度擠出混合造粒，制得粘合層塑料粒子。將ASA塑料粒子，PET混合物塑料粒子，聚烯烴混合物塑料粒子和粘合層塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥频脧?fù)合膜，擠出溫度為260°C。由此得到ASA/粘合層/PET/聚烯烴三層疊層膜，三層厚度分別為100/15/150/15/100微米。測(cè)試該背板中ASA與PET層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為8N/cm ;聚烯烴與PET層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為6N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品.
測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為80N/cm。用上述玻璃/EVA/ 該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.2。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.4。實(shí)施例9采用95%質(zhì)量比的普通的擠出級(jí)的ASA塑料粒子，添加5%的經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2,經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在250°C左右的溫度擠出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET，添加占成品PET混合物塑料粒子質(zhì)量比5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和
0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在270°C左右的溫度擠出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。采用80% LDPE，混合10% EMA，添加9.8%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和0.2%熱穩(wěn)定劑，雙螺桿擠出機(jī)在200°C左右的溫度擠出混合造粒，制得烯烴混合物塑料粒子。采用94.8%質(zhì)量比的馬來(lái)酸酐接枝乙烯丙烯共聚物，添加5%經(jīng)過(guò)表面處理的二氧化鈦TiO2和
0.2%熱穩(wěn)定劑，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在200°C左右的溫度擠出混合造粒，制得粘合層塑料粒子。將ASA塑料粒子，粘合層塑料粒子，PET混合物塑料粒子和烯烴混合物塑料粒子分別通過(guò)擠出機(jī)熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥频脧?fù)合膜，擠出溫度為260°C。由此得到ASA/粘合層/PET/粘合層/聚烯烴三層疊層膜，三層厚度分別為50/15/200/15/40微米。測(cè)試該背板中ASA與PET層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為7N/cm ;聚烯烴與PET層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為12N/cm。將此背板與EVA和玻璃在真空層壓機(jī)在145°C /10分鐘條件下復(fù)合，制的樣品。測(cè)試該背板與EVA封裝層之間的剝離強(qiáng)度，結(jié)果為70N/cm。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品濕熱老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.2。用上述玻璃/EVA/該背板的復(fù)合樣品紫外老化測(cè)試1000小時(shí)，結(jié)果Λ YI為0.2。
本發(fā)明中的實(shí)施例中背板的性能可與含氟背板(即比較例I)相媲美，要優(yōu)于非氟背板(即比較例2)。該太陽(yáng)能電池背板具有優(yōu)異的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太陽(yáng)能電池組件的成本，且環(huán)保、安全。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池組件背板，為單層或者多層結(jié)構(gòu)，其特征在于:至少直接接觸環(huán)境的最外層薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一種或多種材料組成；或者，最外層薄膜主要由ASA、AES、PMMA與聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述最外層薄膜內(nèi)側(cè)設(shè)有基膜層，基膜層材料選自聚酰胺或聚酯； 所述聚酰胺選自如下組分中的一種或多種:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺614、聚酰胺613、聚酰胺615、聚酰胺616、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺912、聚酰胺913、聚酰胺914、聚酰胺915、聚酰胺616、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1013、聚酰胺1014、聚酰胺1210、聚酰胺1212、聚酰胺1213、聚酰胺1214、、聚對(duì)苯二甲酸己二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸壬二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸癸二酰胺、聚對(duì)苯二甲酸十二酰胺、己二酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、對(duì)苯二甲酸己二酰胺/間苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己二酸間二甲苯酰胺、對(duì)苯二甲酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸2-甲基戊二酰胺、己二酸己二酰胺/對(duì)苯二甲酸己二酰胺/間苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己內(nèi)酰胺-對(duì)苯二甲酸己二酰胺； 所述聚酯選自如下組分中的一種或多種:對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述基膜層內(nèi)側(cè)設(shè)有第三薄膜層 ，所述第三薄膜層材料選自ASA、AES、PMMA, ABS, PC、PA、PET或PBT中的一種或多種； 或者所述第三薄膜層材料選自聚烯烴及其烯烴共聚物， 所述聚烯烴包括高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE、線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯、茂金屬線(xiàn)性低密度聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-辛烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸離子聚合物、硅烷接枝聚乙烯，馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯或其組合； 所述烯烴共聚物包括乙烯與以下單體中至少一種形成的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述最外層薄膜和基膜層之間、所述基層膜與第三薄膜層之間加入粘合層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述粘合層選自以下成分中的一種或多種:聚乙烯及乙烯類(lèi)共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、熱塑性聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂和ABS系樹(shù)脂； 所述聚乙烯包括以下成分:低密度聚乙烯LDPE，線(xiàn)性低密度聚乙烯LLDPE，中密度聚乙烯MDPE，高密度聚乙烯HDPE，C2-C8烯烴接枝聚乙烯或與乙烯的共聚物，馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯，娃燒接枝聚乙烯； 所述乙烯類(lèi)共聚物是乙烯與至少一種以下單體的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸酐、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯；所述改性聚丙烯是指馬來(lái)酸酐接枝改性聚丙烯； 所述熱塑性聚氨酯TPU是由聚酯或聚醚多元醇、二異氰酸酯及小分子二醇擴(kuò)鏈劑反應(yīng)而成，所述聚酯多元醇為聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇等己二酸系酯二醇，所述聚醚多元醇為聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇； 所述ABS系樹(shù)脂包括選自以下至少兩種單體的共聚物:丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、氯乙烯、乙烯、丙烯、馬來(lái)酸酐和馬來(lái)酰亞胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述最外層薄膜、基膜層和第三薄膜層中，分別添加選自無(wú)機(jī)填料、玻璃纖維、抗氧劑、紫外穩(wěn)定劑、抗水解劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、硅烷偶聯(lián)劑和填充劑中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，在所述粘合層中加有添加劑，所述添加選自無(wú)機(jī)填料、抗氧劑、紫外穩(wěn)定劑、抗水解劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、硅烷偶聯(lián)劑和填充劑的中一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池組件背板，其特征在于，所述第三薄膜層的厚度為10-500微米；所述最外層薄膜 的厚度為20-500微米；所述基膜層的厚度為50-500微米；所述粘合層的厚度為5-100微米。
9.權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池組件背板的制備方法，其特征在于:將所述最外層薄膜、基膜層和第三薄膜層使用膠黏劑直接復(fù)合成背膜。
10.權(quán)利要求1-4所述的太陽(yáng)能電池組件背板的制備方法，其特征在于:將所述最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層的塑料粒子分別進(jìn)行熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和模口直接制得復(fù)合膜；將所述最外層薄膜、基膜層、第三薄膜層和粘合層的塑料粒子分別進(jìn)行熔融共擠，通過(guò)共擠出適配器和?？谥苯又频脧?fù)合膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池組件背板，可以為單層或者多層結(jié)構(gòu)，至少直接接觸環(huán)境的最外層薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一種或多種材料組成；或者，最外層薄膜主要由ASA、AES、PMMA與聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物組成。本發(fā)明還提供了該背板的制造方法，即采用直接粘合各層成背膜或者通過(guò)熔融共擠復(fù)合。該太陽(yáng)能電池背板具有優(yōu)異的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太陽(yáng)能電池組件的成本，且環(huán)保、安全。
文檔編號(hào)B32B27/18GK103158312SQ201110424
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉學(xué)習(xí) 申請(qǐng)人:蘇州尚善新材料科技有限公司