防老化太陽能電池背板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防老化太陽能電池背板及其制備方法，該防老化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)有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙酮銪10～30份、二氧化鈦60～80份、甲基丙烯酸酯50～70份、間甲基苯乙烯30～60份、乙烯甲基醚10～50份、乙酸異丙酯20～70份、鄰苯二甲酸酐30～70份、聚四氟乙烯30～70份。制備方法：將各組分混合均勻，干燥，加熱，擠出造粒，制成耐候膜；基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板；冷處理20～30min；熱處理1～2h。本發(fā)明熱收縮率小，尺寸穩(wěn)定，外界環(huán)境變化時性能穩(wěn)定，濕熱條件下不易脫層變黃。
【專利說明】防老化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，尤其涉及一種防老化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。太 陽電池背膜主要分為含氟背膜與不含氟背膜兩大類。含氟背膜表面的氟材料由于氟元素電 負性大，范德華半徑小，碳氟鍵鍵能極強（高達485KJ/mol)，且其獨特的氟化鏈整體結(jié)構(gòu)中 的螺旋形棒狀分子緊密、剛硬、表面平滑，使得氟樹脂的耐候性、耐熱性、耐高低溫性和耐化 學(xué)藥品性等各項性能均十分優(yōu)越。氟樹脂的優(yōu)異特性使得含氟材料(氟膜或氟碳涂料)具有 優(yōu)異的耐侯性能，可保障長期戶外使用的可靠性。作為對外部環(huán)境與太陽電池內(nèi)部起阻隔 作用的背膜，其與外部接觸的空氣面以及與EVA結(jié)合的粘結(jié)面(光照面）遭受著主要的老化 作用。然而，由于目前背膜開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)考慮到雙面含氟材料給整個背膜生產(chǎn)造成的成本 壓力，廠商采用了 EVA材料(或其他烯烴聚合物）替代雙面含氟的TPT結(jié)構(gòu)背膜中EVA粘結(jié) 面(光照面）的氟材料，從而出現(xiàn)了單面含氟的TPE結(jié)構(gòu)的背膜。此類TPE結(jié)構(gòu)的背膜在與 組件封裝用EVA膠膜粘結(jié)后，由于其光照面無含氟材料，對背膜的PET主體基材進行有效保 護，組件安裝后背膜無法經(jīng)受長期的紫外老化考驗，在幾年之內(nèi)組件就會出現(xiàn)背膜黃變、脆 化老化等不良現(xiàn)象，嚴重影響組件的長期發(fā)電效能，因此單面含氟的TPE結(jié)構(gòu)的背膜是不 適用于晶硅太陽電池組件的封裝使用的。
[0003] 申請?zhí)枮?011104424470，名稱為"太陽能電池背板及其制備方法"的中國專利申 請公開了一種太陽能電池背板及其制備方法，該太陽能電池背板原料組成按重量配比為聚 偏二氟乙烯8-12份，改性PE8-12份，改性EVA40-60份，鈦白粉0. 5-2份，其制備備步驟包 括：原料混合、分類烘干和微層共擠。該發(fā)明太陽能電池背板所需的原材料無需進口，且采 用流延復(fù)合工藝進行太陽能電池背板的制作，制作工藝簡單，不僅產(chǎn)品的性能好，且制造成 本低。該發(fā)明太陽能電池背板與EVA的粘結(jié)強度、與硅膠的剝離強度、水蒸氣透過率、擊穿 電壓等技術(shù)指標優(yōu)于傳統(tǒng)涂布復(fù)合工藝生產(chǎn)的太陽能電池背板。但是該發(fā)明受熱易變形， 性能不穩(wěn)定。
[0004] 申請?zhí)枮?014100071100,名稱為"耐濕熱太陽能電池背板及其制造方法"的中國 專利申請公開了耐濕熱太陽能電池背板，包括依次復(fù)合的耐候?qū)?、連接層、結(jié)構(gòu)增強層和反 射層，耐候?qū)訛镻ET膜，或由無機材料和熱穩(wěn)定劑改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯制成；結(jié)構(gòu) 增強層由聚丙烯、改性聚丙烯、或者合金制成，所述合金為聚丙烯與工程塑料的合金，或者 為改性聚丙烯與工程塑料的合金。該發(fā)明的太陽能電池背板，以耐候PET膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氟 膜材料作為耐候?qū)?，不僅能保證耐候性能，而且成本大大降低。同時以聚丙烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 PET材料作為結(jié)構(gòu)增強層，避免了傳統(tǒng)PET結(jié)構(gòu)增強層耐濕熱水解性能差，在長期濕熱環(huán)境 使用中會脆化開裂的問題，從而能配合PET耐候?qū)舆M一步提高背板的耐濕熱老化性能。但 是該發(fā)明耐候?qū)有阅苡兴岣?，但是太陽能背板的整體耐濕熱老化性能不強，連接層、反射 層容易變黃老化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種防老化太陽能電池背板及其制備方法，防 老化太陽能電池背板熱收縮率小，尺寸穩(wěn)定。
[0006] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候膜， 所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙 酮銪10?30份、二氧化鈦60?80份、甲基丙烯酸酯50?70份、間甲基苯乙烯30?60 份、乙烯甲基醚10?50份、乙酸異丙酯20?70份、鄰苯二甲酸酐30?70份、聚四氟乙烯 30?70份。
[0007] 作為對本發(fā)明的進一步改進，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙酮銪 15?25份、二氧化鈦70?78份、甲基丙烯酸酯55?65份、間甲基苯乙烯40?50份、乙 烯甲基醚20?40份、乙酸異丙酯30?60份、鄰苯二甲酸酐40?60份、聚四氟乙烯40? 60份。
[0008] 作為對本發(fā)明的進一步改進，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙酮銪 20份、二氧化鈦70份、甲基丙烯酸酯60份、間甲基苯乙烯40份、乙烯甲基醚30份、乙酸異 丙酯50份、鄰苯二甲酸酐50份、聚四氟乙烯50份。
[0009] 作為對本發(fā)明的進一步改進，甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲 酯或甲基丙烯酸乙酯。
[0010] 作為對本發(fā)明的進一步改進，基材層厚度為40?60微米。
[0011] 作為對本發(fā)明的進一步改進，耐候膜厚度為50?80微米。
[0012] 作為對本發(fā)明的進一步改進，粘結(jié)層厚度為10?12微米。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種防老化太陽能電池背板的制備方法。
[0014] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至800?900°C，擠出造粒，利用流延機 制成耐候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持20?30min ; (4) 將太陽能電池背板放在90?KKTC的條件下保持1?2h，室溫冷卻，即可。
[0015] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（1)加熱至850°C后擠出造粒。
[0016] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（3)的溫度為-80?-50°C。
[0017] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（4)反應(yīng)溫度為95°C，時間為I. 5h。
[0018] 原理：先冷后熱處理，可以提高耐候膜的耐受性，使熱收縮保持不變，尺寸穩(wěn)定。
[0019] 有益效果 本發(fā)明的冷處理明顯提高了太陽能電池背板的耐候性，冷熱處理可以使耐候?qū)拥姆肿?間穩(wěn)定性增強，不易受外界環(huán)境冷熱變化影響，使熱收縮率減小，尺寸穩(wěn)定。本發(fā)明的熱收 縮率為0. 6?0. 8%，外界環(huán)境變化時性能穩(wěn)定，濕熱條件下不易脫層變黃。

【具體實施方式】
[0020] 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。
[0021] 實施例1 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候膜， 所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙 酮銪20份、二氧化鈦70份、甲基丙烯酸酯60份、間甲基苯乙烯40份、乙烯甲基醚30份、乙 酸異丙酯50份、鄰苯二甲酸酐50份、聚四氟乙烯50份。
[0022] 甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸異辛酯。
[0023] 基材層厚度為40微米。
[0024] 耐候膜厚度為50微米。
[0025] 粘結(jié)層厚度為10微米。
[0026] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至850°c，擠出造粒，利用流延機制成耐 候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在-60°C的條件下保持25min ; (4) 將太陽能電池背板放在95°C的條件下保持I. 5h，室溫冷卻，即可。
[0027] 實施例2 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候膜， 所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙 酮銪10份、二氧化鈦60份、甲基丙烯酸酯50份、間甲基苯乙烯30份、乙烯甲基醚10份、乙 酸異丙酯20份、鄰苯二甲酸酐30份、聚四氟乙烯30份。
[0028] 甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸甲酯。
[0029] 基材層厚度為50微米。
[0030] 耐候膜厚度為60微米。
[0031] 粘結(jié)層厚度為11微米。
[0032] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至800°c，擠出造粒，利用流延機制成耐 候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持20min ; (4) 將太陽能電池背板放在90°C的條件下保持lh，室溫冷卻，即可。
[0033] 實施例3 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候膜， 所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙 酮銪30份、二氧化鈦80份、甲基丙烯酸酯70份、間甲基苯乙烯60份、乙烯甲基醚50份、乙 酸異丙酯70份、鄰苯二甲酸酐70份、聚四氟乙烯70份。
[0034] 甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸乙酯。
[0035] 基材層厚度為60微米。
[0036] 耐候膜厚度為80微米。
[0037] 粘結(jié)層厚度為12微米。
[0038] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至900°c，擠出造粒，利用流延機制成耐 候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持30min ; (4) 將太陽能電池背板放在KKTC的條件下保持2h，室溫冷卻，即可。
[0039] 實施例4 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候 膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰 丙酮銪15份、二氧化鈦78份、甲基丙烯酸酯65份、間甲基苯乙烯50份、乙烯甲基醚40份、 乙酸異丙酯60份、鄰苯二甲酸酐60份、聚四氟乙烯60份。
[0040] 甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸甲酯。
[0041] 基材層厚度為45微米。
[0042] 耐候膜厚度為55微米。
[0043] 粘結(jié)層厚度為11微米。
[0044] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至820°c，擠出造粒，利用流延機制成耐 候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持22min ; (4) 將太陽能電池背板放在92°C的條件下保持I. 2h，室溫冷卻，即可。
[0045] 實施例5 防老化太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè)有耐候膜， 所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：乙酰丙 酮銪25份、二氧化鈦78份、甲基丙烯酸酯65份、間甲基苯乙烯50份、乙烯甲基醚40份、乙 酸異丙酯60份、鄰苯二甲酸酐60份、聚四氟乙烯60份。
[0046] 甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸乙酯。
[0047] 基材層厚度為55微米。
[0048] 耐候膜厚度為70微米。
[0049] 粘結(jié)層厚度為12微米。
[0050] 上述防老化太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至880°c，擠出造粒，利用流延機制成耐 候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持28min ; (4) 將太陽能電池背板放在98°C的條件下保持I. 5h，室溫冷卻，即可。
[0051] 對比例1 與實施例1相同，不同在于：省略步驟（3)，不進行冷處理。
[0052] 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。
[0053] 熱收縮率：單位：％。檢測標準：ASTM D-1204 (150°C，30min)。
[0054] 耐濕熱老化：試驗條件為溫度85°C、RH85%，時間2000h。觀察脫層、變黃情況。
[0055] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 防老化太陽能電池背板，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)有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計 的組分：乙酰丙酮銪10?30份、二氧化鈦60?80份、甲基丙烯酸酯50?70份、間甲基苯 乙烯30?60份、乙烯甲基醚10?50份、乙酸異丙酯20?70份、鄰苯二甲酸酐30?70 份、聚四氟乙烯30?70份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候膜包括以下 重量份計的組分：乙酰丙酮銪15?25份、二氧化鈦70?78份、甲基丙烯酸酯55?65份、 間甲基苯乙烯40?50份、乙烯甲基醚20?40份、乙酸異丙酯30?60份、鄰苯二甲酸酐 40?60份、聚四氟乙烯40?60份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候膜包括以下 重量份計的組分：乙酰丙酮銪20份、二氧化鈦70份、甲基丙烯酸酯60份、間甲基苯乙烯40 份、乙烯甲基醚30份、乙酸異丙酯50份、鄰苯二甲酸酐50份、聚四氟乙烯50份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，甲基丙烯酸酯為甲基 丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，基材層厚度為40?60 微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，耐候膜厚度為50?80 微米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板，其特征在于，粘結(jié)層厚度為10?12 微米。
8. 基于權(quán)利要求1所述的防老化太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 將乙酰丙酮銪、二氧化鈦、甲基丙烯酸酯、間甲基苯乙烯、聚乙烯甲基醚、乙酸異丙 酯、鄰苯二甲酸酐、聚四氟乙烯混合均勻，干燥，加熱至800?900°C，擠出造粒，利用流延機 制成耐候膜； (2) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板； (3) 將太陽能電池背板放在低于-30°C的條件下保持20?30min ; (4) 將太陽能電池背板放在90?100°C的條件下保持1?2h，室溫冷卻，即可。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防老化太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，步驟（3)的 溫度為-80?_50°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防老化太陽能電池背板的制備方法，其特征在于，步驟（4) 反應(yīng)溫度為95°C，時間為1. 5h。
【文檔編號】H01L31/049GK104393079SQ201410634684
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12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