專利名稱：用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣 背板。
背景技術(shù)：
如業(yè)界所知之理，太陽(yáng)能光伏電池的整體結(jié)構(gòu)包括框體(通常使用鋁框)、安裝 于框體上的太陽(yáng)能光伏玻璃、位于太陽(yáng)能光伏玻璃下方的電池片(也稱硅片或硅板)、熱熔 膠層(EVA層)、接線盒和絕緣背板。由于太陽(yáng)能光伏組件通常安裝在室外，因此無疑要求其 具有到理想的耐候性。美國(guó)已確立太陽(yáng)能光伏(PV)組件使用壽命30年的目標(biāo)，從而除了 對(duì)PV組件用的密封膠具有嚴(yán)苛的技術(shù)要求外(技術(shù)要求如耐受高低溫環(huán)境的考驗(yàn)、防潮、 抗環(huán)境耐蝕能力、耐紫外線能力和耐黃變性、良好的粘結(jié)性能、抗機(jī)械性、抗震能力、抗氧化 性、絕緣性能和阻燃性能等)，對(duì)絕緣背板同樣要求具有良好的耐候性、耐老化性、絕緣性、 抗污染能力強(qiáng)、水汽透過率小、局部放電能力> 1000V以上和使用壽命能與PV組件相適應(yīng) (彡25年)，等等。絕緣背板的公知的結(jié)構(gòu)已在公開專利文獻(xiàn)如CN101582458A和CN101582459A的背 景技術(shù)欄作了詳細(xì)的介紹，并且還由并不限于的以下專利文獻(xiàn)的公開而為公眾所知，A.授 權(quán)公告號(hào)CN201387885Y推薦的太陽(yáng)能光伏組件用絕緣背板；B. CN201387887Y介紹的用于 太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板；C.公開號(hào)CN101615636A揭示的減少粘接層的四層結(jié)構(gòu)太陽(yáng) 能電池背板；D.公開號(hào)CN101431108A給出的新型太陽(yáng)能電池背板，等等。歸納而言，由上、下耐候?qū)雍臀挥谏?、下耐候?qū)又g的電氣絕緣層構(gòu)成，更具體地 講，電氣絕緣層的朝向上的一側(cè)表面通過膠粘層與上部的耐候?qū)咏Y(jié)合，而電氣絕緣層的朝 向下的一側(cè)表面同樣通過相應(yīng)的膠粘層與下部的耐候?qū)酉嘟Y(jié)合。從剖面結(jié)構(gòu)上看，自上而 下依次為耐候?qū)?、膠粘層(也稱粘合層)、電氣絕緣層、膠粘層(也稱粘合層)和耐候?qū)?，?在宏觀結(jié)構(gòu)上構(gòu)成五層結(jié)構(gòu)。毋容置疑，耐候?qū)訉?duì)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乙烯薄膜基本上壟斷了用于構(gòu)成絕緣背板的耐候?qū)铀?的材料市場(chǎng)，并且價(jià)格足以令普通企業(yè)卻步。鑒此，我國(guó)不少企業(yè)均在基于產(chǎn)業(yè)自主的高度 致力于開發(fā)優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的作為耐候?qū)拥谋∧?，但迄今為止既未見又未聞?dòng)蝎@得實(shí)質(zhì)性突破的 報(bào)道。尤其是已公開的國(guó)外文獻(xiàn)中尚缺乏可借鑒的技術(shù)啟示。例如US3133854、US513989 和US6632518均介紹了在PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)之類的基材上預(yù)涂底層或氟碳料 粘結(jié)層，以得到耐久性能優(yōu)異的疊層背板，但是專利所介紹的工藝十分繁瑣和苛刻，并且按 照專利技術(shù)介紹的得到的背板對(duì)水汽的阻隔效果并不能達(dá)到人們所期取的程度，與封裝材 料之間的粘合強(qiáng)度低。前面提及的CNlO 1582458A披露的“新型太陽(yáng)能電池背板(即絕緣背板)”和 CN101582459A提供的“以改性聚偏氟乙烯合金為耐候保護(hù)層的太陽(yáng)能電池背板(即絕緣背 板)”均介紹了以聚偏氟乙烯和無機(jī)物(無機(jī)填料)構(gòu)成為耐候?qū)?，用作太?yáng)能光伏組件的絕緣背板，其中CN101582459A的第一、第二耐候?qū)泳鶠闊o機(jī)材料改性的聚偏氟乙烯合金 層；而CN101582458A將相對(duì)于前者的第二耐候?qū)邮褂糜砂咨垡蚁┏淙蔚臒嵴辰臃瓷鋵印?但是，由于聚偏氟乙烯自身在成膜時(shí)極易發(fā)生取向，而所添加的無機(jī)填料又容易加速聚偏 氟乙烯的分解，并且無機(jī)填料與聚偏氟乙烯的相容性較為脆弱(欠缺)，因此這兩項(xiàng)專利申 請(qǐng)方案得到的作為保護(hù)性的耐候?qū)釉谑褂靡欢螘r(shí)間后易出現(xiàn)異相分離的情形，從而導(dǎo)致絕 緣背板的保護(hù)性能失效，進(jìn)而殃及太陽(yáng)能光伏組件的使用壽命。鑒于上述已有技術(shù)所存在的欠缺，本申請(qǐng)人進(jìn)行了有益的嘗試，下面將要介紹的 技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種能夠有效地增進(jìn)無機(jī)填料與聚偏氟乙烯之間相容性 而藉以改善水汽阻隔效果和耐紫外線性能以保障太陽(yáng)能光伏組件的使用壽命的用于太陽(yáng) 能光伏組件的絕緣背板。本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，包括耐候 層、電氣絕緣層和粘接層，特征在于還包括有一阻隔層，該阻隔層位于所述的耐候?qū)优c電 氣絕緣層之間，并且阻隔層朝向所述耐候?qū)拥囊粋?cè)表面通過第一粘合層與耐候?qū)咏Y(jié)合，阻 隔層朝向電氣絕緣層的一側(cè)表面由第二粘合層與電氣絕緣層的一側(cè)表面相結(jié)合，而電氣絕 緣層的另一側(cè)表面則通過第三粘合層與所述的粘接層相結(jié)合，其中所述的耐候?qū)訛榫燮?二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料的混合物，所述的阻隔層為鋁箔或者在一側(cè)表面通過 濺射或蒸鍍金屬氧化物的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜；所述的電氣絕緣層為聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯、聚2，6_萘二甲酸乙二酯或聚酰胺。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的耐候?qū)拥暮穸葹?-50 μ m;所述的阻隔 層的厚度為1_50μπι;所述的電氣絕緣層的厚度為50-300 μ m;而所述的粘接層的厚度為 5-50 μ m。在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的耐候?qū)拥膶訑?shù)為1層、2層或3層。在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī) 材料的重量份數(shù)分別為20-80份、10-50份和1-30份。在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的丙烯酸類樹脂為甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酯丁酯中的任意一種的聚合物或共聚物。在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的丙烯酸類樹脂為聚甲基丙烯酸甲在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的無機(jī)材料為二氧化鈦或碳黑。在本發(fā)明的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的電氣絕緣層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇在本發(fā)明的又更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的第一、第二、第三粘合層均為聚氨 酯粘合劑或丙烯酸粘合劑。在本發(fā)明的又進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的粘接層為乙烯聚合物或者聚偏二 氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料三者的混合物，所述的乙烯聚合物為低密度聚乙烯或乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案由于將已有技術(shù)中由聚偏氟乙烯與無機(jī)填料構(gòu)成耐候?qū)?改為由聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料構(gòu)成，由于丙烯酸類樹脂與聚偏二氟乙烯 具有良好的相容性，從而能增進(jìn)水汽阻隔效果和耐紫外線性能，保障太陽(yáng)能光伏組件的使 用壽命；在耐候?qū)优c電氣絕緣層之間設(shè)有阻隔層，能進(jìn)而增強(qiáng)水汽阻隔效果；提供的方案 材料易得，絕緣背板成本低廉，不僅可以擺脫依賴進(jìn)口，而且能滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求。


圖1為本發(fā)明用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2為圖1所示的耐候?qū)拥牡谝粚?shí)施例結(jié)構(gòu)圖。圖3為圖1所示的耐候?qū)拥牡诙?shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 請(qǐng)見圖1，給出的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板包括耐候?qū)?、阻隔層3、電氣絕 緣層5和粘接層7，阻隔層3朝向耐候?qū)?的一側(cè)的表面即圖1所示朝向上的表面由第一 粘合層2與耐候?qū)?粘合為一體，阻隔層3朝向電氣絕緣層5的一側(cè)表面即圖1所示朝向 下的表面由第二粘合層4與電氣絕緣層5的一側(cè)表面(圖1所示朝向上的一側(cè))粘結(jié)為一 體，而電氣絕緣層5的另一側(cè)表面即圖1所示朝向下的一側(cè)的表面，也即朝向粘接層7的一 側(cè)的表面由第三粘合層6粘結(jié)為一體。在使用狀態(tài)下，即，當(dāng)本發(fā)明的用于太陽(yáng)能光伏組件 的絕緣背板付諸太陽(yáng)能光伏電池應(yīng)用時(shí)，耐候?qū)?朝向外，而粘接層7則朝向內(nèi)。在本實(shí)施例中，耐候?qū)?的厚度為6 μ m,阻隔層3的厚度為48 μ m,電氣絕緣層5 的厚度為100 μ m，粘接層7的厚度為7 μ m，并且耐候?qū)?為單層結(jié)構(gòu)。其中耐候?qū)?的材 料由以下重量份數(shù)的原料構(gòu)成聚偏二氟乙烯80份，丙烯酸類樹脂20份，無機(jī)材料28份， 丙烯酸類樹脂為聚甲基丙烯酸甲酯，而無機(jī)材料為二氧化鈦，阻隔層3使用鋁箔，前述的電 氣絕緣層5的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，前述的第一、第二、第三粘合層2、4、6的材料 均為聚氨酯粘合劑，而前述的粘接層7完全同前述的耐候?qū)?的材料。將前述的聚偏二氟乙烯80份、聚甲基丙烯酸甲酯20份和二氧化鈦28份混合均勻 后，通過螺桿擠出機(jī)擠出造粒，使作為顏料的二氧化鈦能均勻地分散在樹脂中，然后將樹脂 通過擠出流延工藝即流延法制得厚度為6μπι的用作耐候?qū)?的薄膜，并且進(jìn)行電暈處理。 由第一、第二和第三粘合層2、4、6使耐候?qū)?、阻隔層3、電氣絕緣層5和粘接層7實(shí)施干式 復(fù)合，收卷后得到由圖1所示結(jié)構(gòu)的絕緣背板。實(shí)施例2 將耐候?qū)?的厚度為50 μ m,將阻隔層3的厚度改為4 μ m，將電氣絕緣層5的厚度 改為250μπι，將粘接層7的厚度改為50μπι，將構(gòu)成耐候?qū)?的聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹 脂和無機(jī)材料的重量份數(shù)分別改為20份、12份和1份，其中丙烯酸類樹脂使用聚甲基丙 烯酸丁酯，無機(jī)材料使用碳黑；將第一、第二粘合層2、4和第三粘合層6的材料均使用丙烯 酸粘合劑，阻隔層3為一側(cè)表面通過濺射工藝濺射有氧化鋁的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜 (PET薄膜)，電氣絕緣層5的材料使用聚2，6-萘二甲酸乙二酯，粘接層7的材料改為低密 度聚乙烯。其余均同對(duì)實(shí)施例1的描述。
實(shí)施例3 將耐候?qū)?的厚度改為30 μ m,將阻隔層3的厚度改為20 μ m,將電氣絕緣層5的 厚度改為180 μ m,將粘接層7的厚度改為30 μ m,電氣絕緣層5的材料使用聚酰胺；將構(gòu)成 耐候?qū)?的聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料的重量份數(shù)分別改為65份、45份和10 份，其中丙烯酸類樹脂使用聚甲基丙烯酸丁酯，粘接層7使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。 其余均同對(duì)實(shí)施例1的描述。實(shí)施例4:將耐候?qū)?的厚度改為18 μ m,將阻隔層3的厚度改為35 μ m,將電氣絕緣層5的 厚度改為350 μ m，將粘接層7的厚度改為18 μ m，將構(gòu)成耐候?qū)?的聚偏二氟乙烯、丙烯酸 類樹脂和無機(jī)材料的重量份數(shù)分別改為40份、30份和15份，其中丙烯酸類樹脂為丙烯酸 丁酯(15份)與甲基丙烯酸甲酯(15份)的共聚物，阻隔層3為一側(cè)表面通過蒸鍍工藝蒸 鍍有氧化硅的PET薄膜，粘接層7的材料改用由聚乙烯與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按重量 份數(shù)為1 1構(gòu)成的混合物。其余均同對(duì)實(shí)施例1的描述。實(shí)施例5 請(qǐng)見圖2，耐候?qū)?為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且厚度相同，本實(shí)施例所擇厚度均為 45 μ m,由第一、第二、第三復(fù)合層11、12、13彼此復(fù)合后構(gòu)成耐候?qū)?，在該第一、第二、第 三復(fù)合層11、12、13中，至少有一層復(fù)合層為含氟薄膜，即至少有一層的材料是聚偏二氟乙 烯、丙烯酯類樹脂和無機(jī)材料的混合物，其余兩層的材料則既可以為聚偏二氟乙烯，也可以 為聚偏二氟乙烯、丙烯酸酯類樹脂和無機(jī)材料的混合物，還可以將第一、第二、第三復(fù)合層 11、12、13均使用前述的聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料的混合物。第一、第二、第 三復(fù)合層11、12、13的厚度各為15μπι。其余均同對(duì)實(shí)施例1的描述。實(shí)施例6 請(qǐng)見圖3，耐候?qū)?為兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且厚度相同，本實(shí)施例擇取的厚度均為 20 μ m，由第一、第二復(fù)合層11、12彼此復(fù)合后構(gòu)成第一耐候?qū)?，在第一、第二復(fù)合層11、12 中應(yīng)當(dāng)有一層的材料為含氟薄膜，即必須有一層的材料為聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和 無機(jī)材料的混合物，但也可使第一、第二復(fù)合層11、12的材料均使用聚偏二氟乙烯、丙烯酸 類樹脂和無機(jī)材料的混合物，其中，第一、第二復(fù)合層11、12的厚度各為ΙΟμπι，其余均同對(duì) 實(shí)施例5的描述。
權(quán)利要求
一種用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，包括耐候?qū)?1)、電氣絕緣層(5)和粘接層(7)，其特征在于還包括有一阻隔層(3)，該阻隔層(3)位于所述的耐候?qū)?1)與電氣絕緣層(5)之間，并且阻隔層(3)朝向所述耐候?qū)?1)的一側(cè)表面通過第一粘合層(2)與耐候?qū)?1)結(jié)合，阻隔層(3)朝向電氣絕緣層(5)的一側(cè)表面由第二粘合層(4)與電氣絕緣層(5)的一側(cè)表面相結(jié)合，而電氣絕緣層(5)的另一側(cè)表面則通過第三粘合層(6)與所述的粘接層(7)相結(jié)合，其中所述的耐候?qū)?1)為聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料的混合物，所述的阻隔層(3)為鋁箔或者在一側(cè)表面通過濺射或蒸鍍金屬氧化物的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜；所述的電氣絕緣層(5)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6 萘二甲酸乙二酯或聚酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的耐候?qū)?(1)的厚度為5-50 μ m;所述的阻隔層(3)的厚度為1-50 μ m;所述的電氣絕緣層(5)的厚 度為50-300 μ m ；而所述的粘接層(7)的厚度為5_50 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的耐 候?qū)?1)的層數(shù)為1層、2層或3層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的聚偏二 氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料的重量份數(shù)分別為20-80份、10-50份和1-30份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的丙 烯酸類樹脂為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酯丁酯中的任意一種 的聚合物或共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的丙 烯酸類樹脂為聚甲基丙烯酸甲酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的無 機(jī)材料為二氧化鈦或碳黑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的電 氣絕緣層(5)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的第一、 第二、第三粘合層(2、4、6)均為聚氨酯粘合劑或丙烯酸粘合劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，其特征在于所述的粘接 層(7)為乙烯聚合物或者聚偏二氟乙烯、丙烯酸類樹脂和無機(jī)材料三者的混合物，所述的 乙烯聚合物為低密度聚乙烯或乙烯_醋酸乙烯酯共聚物。
全文摘要
一種用于太陽(yáng)能光伏組件的絕緣背板，屬于太陽(yáng)能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域。包括耐候?qū)?、電氣絕緣層和粘接層，特點(diǎn)是還包括有一阻隔層，該阻隔層位于耐候?qū)优c電氣絕緣層之間，并且阻隔層朝向耐候?qū)拥囊粋?cè)表面通過第一粘合層與耐候?qū)咏Y(jié)合、朝向電氣絕緣層的一側(cè)表面由第二粘合層與電氣絕緣層的一側(cè)表面相結(jié)合，電氣絕緣層的另一側(cè)表面通過第三粘合層與粘接層相結(jié)合，耐候?qū)訛榫燮蚁⒈┧犷悩渲蜔o機(jī)材料的混合物，阻隔層為鋁箔或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜；電氣絕緣層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二酯或聚酰胺。能增進(jìn)水汽阻隔效果和耐紫外線性能，保障使用壽命；能增強(qiáng)水汽阻隔效果；可以擺脫依賴進(jìn)口，滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求。
文檔編號(hào)B32B27/08GK101992571SQ2010102701
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者楊小旭, 邵名巍 申請(qǐng)人:常熟市冠日新材料有限公司