專利名稱：一種太陽能電池背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種太陽能電池背板技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能電池背板。
技術(shù)背景[0002]太陽能作為一種清潔、無污染、取之不盡的能源受到了人們的廣泛關(guān)注。太陽能電池是把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能的有效工具。由于太陽能電池需要長(zhǎng)期在室外受雨水，紫外線等自然因素的侵蝕，對(duì)電池板的使用壽命很不利。所以如何提高太陽能電池背板的耐候性，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。當(dāng)前最主流的的背板是美國Madico公司的TPE、歐洲的Isovolta 公司的TPT以及日本3M公司自主研發(fā)的含有THV (四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯)氟樹脂的THV/PET/EVA結(jié)構(gòu)的背板。也有不少公司采用PVDF(偏氟乙烯)、ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物)等一些氟材料來制備太陽能電池背板(可簡(jiǎn)稱太陽能背板)，但是從結(jié)構(gòu)上看， 基本都是TPT或TPE為主，由于氟材料表面能很低，難以與聚酯粘合。因此需要對(duì)氟膜的表面改性來完成，傳統(tǒng)方法是在聚酯膜表面涂布粘結(jié)劑，顯然工藝較復(fù)雜，粘結(jié)層的厚度難控制。另外，氟材料作為耐候?qū)硬粌H價(jià)格昂貴而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；另外，長(zhǎng)時(shí)間使用粘結(jié)層容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。[0003]我國的太陽能產(chǎn)業(yè)興起較晚，但是發(fā)展迅速，對(duì)太陽能電池背板的研究也取得了很大的成果。不過在工藝技術(shù)方面仍舊沒有太大的突破。[0004]上海海優(yōu)威電子技術(shù)有限公司的申請(qǐng)?zhí)枮?00810204220. 0 (公布號(hào) CN101431108A，公布日2009年5月13日)的中國專利申請(qǐng)報(bào)道了一種太陽能背板， 其特征是該背板由耐候及水汽阻隔層(10-40μπι)、紫外線阻隔層(15-100μπι)、增強(qiáng)層 (125-250 μ m)和反射及粘結(jié)層(20-100 μ m)構(gòu)成。其中耐候?qū)邮欠牧?，增?qiáng)層是聚酯薄膜，反射層是聚乙烯材料。這種背板采用多層復(fù)合的方法可以有效提高背板的阻隔性，但是層與層之間依然是用粘結(jié)劑粘接，而且耐候?qū)右惨廊挥玫氖欠牧?。所以生產(chǎn)成本較高，工藝難度較大，對(duì)環(huán)境有污染而且不利于長(zhǎng)時(shí)間使用。[0005]南京納泉高科材料股份有限公司的申請(qǐng)?zhí)枮?00910167211. 3 (公布號(hào) CN101997038A，公布日2011年3月30日)的中國專利申請(qǐng)也報(bào)道了一種太陽背板，該背板基材的至少一側(cè)設(shè)有氟材料耐候?qū)?，基材的另一?cè)設(shè)有無機(jī)材料阻隔層，層與層之間采用粘結(jié)層固化粘結(jié)。該背板依然無法避免用氟材料來提高耐候性和粘結(jié)層來粘結(jié)耐候?qū)雍突?。雖然簡(jiǎn)化了復(fù)合層數(shù)，但是層之間還是需要粘結(jié)劑，因此也存在工藝、成本問題以及使用壽命問題。[0006]太紅科技(昆山)有限公司的申請(qǐng)?zhí)枮?01020544571. 9 (專利公告號(hào) CN201804884U，公告日2011年4月20日)的中國專利申請(qǐng)同樣報(bào)道了一種采用多層薄膜復(fù)合的方法來提高背板的阻隔性能和用氟材料來提高耐候性，但是同樣存在以上專利申請(qǐng)中的問題。發(fā)明內(nèi)容3[0007]為了解決現(xiàn)有太陽能電池背板生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜的缺陷。本發(fā)明提供一種太陽能電池背板及其制備方法。[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的太陽能電池背板使用壽命長(zhǎng)，不含有氟元素，節(jié)省了生產(chǎn)成本，也不會(huì)造成環(huán)境污染，且耐候性和阻隔性較好；本發(fā)明提供的太陽能電池背板的制備方法，包括三層共擠出和雙向拉伸工藝，該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)效率尚ο[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了下述技術(shù)方案[0010]一種太陽能電池背板，它的特點(diǎn)是，所述太陽能電池背板依次包括耐候?qū)?、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和阻隔層。[0011]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥慕M份包括聚酯材料和功能助劑；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的組份包括聚酯材料、無機(jī)顏料和功能助劑；所述阻隔層的組份包括樹脂材料和功能助劑。[0012]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)影ǖ木埘ゲ牧蠟榫蹖?duì)苯二甲酸乙二醇酯_1，4環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層包括的聚酯材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)；所述阻隔層包括的樹脂材料為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。[0013]所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1，4環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)密度為1. 29_1. 40g/ cm3，相對(duì)分子量為15000-18000，特性粘度為0. 52-0. 62dl/g。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-1， 4環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)具有非常出色的耐候性，可以長(zhǎng)時(shí)間保持材料的韌性，防止黃變， 而且PETG化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此是耐候?qū)拥慕^佳材料。[0014]所述的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)為雙向拉伸聚酯薄膜(BOPET)，所用PET切片的相對(duì)分子量為16000-18000，密度為1. 38-1. 40g/cm3，特性粘度為0. 52-0. 65dl/g，玻璃化溫度為82°C。[0015]所述乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的相對(duì)分子量在12000-15000之間。[0016]進(jìn)一步的，所述功能助劑包括抗氧劑和抗紫外線穩(wěn)定劑，所述無機(jī)顏料為白色無機(jī)顏料。[0017]上述抗氧劑為芳香類抗氧劑，可以為二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉及其衍生物或化合物中的一種或至少兩種的組合。[0018]上述抗紫外線穩(wěn)定劑為水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類、 受阻胺類或其組合?？梢詾樗畻钏岜锦ァ⒆贤饩€吸收劑UV-P、紫外線吸收劑uv-o、紫外線吸收劑υν-9、紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UVP-327、光穩(wěn)定劑-744或其組合。[0019]上述白色無機(jī)顏料為鈦白粉、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋁中的一種或幾種， 較佳的所述白色無機(jī)顏料為鈦白粉或硫酸鋇。所述白色無機(jī)顏料的粒徑可以是0. 2-0. 3um。[0020]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)又兴隹寡鮿┱妓瞿秃驅(qū)涌傊亓康腳5%，所述抗紫外線穩(wěn)定劑占所述耐候?qū)涌傊亓康?. 5% -2% ；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層中所述抗氧劑占所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層總重量的_5%，所述抗紫外線穩(wěn)定劑占所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層總重量的0. 5%~2%, 所述白色無機(jī)顏料占所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層總重量的10% -30% ；所述阻隔層中所述抗氧劑占所述阻隔層總重量的_5%，所述抗紫外線穩(wěn)定劑占所述阻隔層總重量的0. 5% -2%。[0021]所述耐候?qū)印⒔Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)層、阻隔層的厚度可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)，只要在模頭口徑大小范圍之內(nèi)。[0022]進(jìn)一步的，所述乙烯-乙烯醇共聚物含有重量百分含量為20% -40%的乙烯。乙烯含量過高有利于加工生產(chǎn)，但是不利于該材料的阻隔性；乙烯含量過低則相反。[0023]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-100微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-350 微米，所述阻隔層的厚度為10-100微米。[0024]本發(fā)明還提供一種太陽能電池背板的制備方法，所述制備方法包括下述步驟[0025](1)、所述耐候?qū)拥母鹘M份混合均勻，制成混合塑料A ；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的各組份混合均勻，制成混合塑料B ；所述阻隔層的各組份混合均勻，制成混合塑料C ；上述各層的各組份可分別通過高混機(jī)混合。[0026](2)、將步驟(1)所制得的三種混合塑料分別進(jìn)行熔融塑化，所得的熔體通過分配器進(jìn)入三層共擠出機(jī)的模頭，共擠出復(fù)合薄膜；[0027](3)、將步驟( 所得復(fù)合薄膜，通過冷卻、鑄片、雙向拉伸工藝，制得三層共擠薄膜，裁切所述薄膜，制得所述的太陽能電池背板。[0028]所述復(fù)合薄膜在靜態(tài)拉伸機(jī)中進(jìn)行雙向拉伸，拉伸溫度控制在80-120°C。[0029]本發(fā)明還提供一種太陽能電池，包括上述太陽能電池背板。[0030]本發(fā)明還提供一種太陽能電池，包括太陽能電池背板，所述太陽能電池背板采用上述的制備方法制備而成。[0031]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-60微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為200-250微米，所述阻隔層的厚度為40-60微米。[0032]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-50微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-250微米，所述阻隔層的厚度為10-50微米。[0033]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-100微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為250-350 微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。[0034]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-50微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-350微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。[0035]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-80微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-250微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。[0036]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-80微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為180-300微米，所述阻隔層的厚度為20-80微米。[0037]與現(xiàn)有太陽能電池背板相比，本發(fā)明提供的太陽能電池背板為三層共擠復(fù)合薄膜，只有三層，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且有利于節(jié)省成本。層與層之間沒有任何粘結(jié)劑，而是通過熔融共擠的方法相結(jié)合，這種結(jié)合方法層與層之間沒有明顯的分界，不易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，有利于提高使用壽命，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，同時(shí)有助于節(jié)省成本。該背板所用的耐候?qū)又胁缓蟹?，不僅大大節(jié)省生產(chǎn)成本，而且對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成污染。本發(fā)明提供的太陽能電池背板不僅耐候性優(yōu)異，而且力學(xué)強(qiáng)度也穩(wěn)定，能滿足太陽能背板的使用要求，對(duì)太陽能行業(yè)有重要意義。[0038]本發(fā)明提供的太陽能電池背板的制備方法，包括三層共擠出和雙向拉伸工藝，該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)效率高。


[0039]圖1為本發(fā)明提供的太陽能電池背板剖面示意圖；[0040]其中，1為耐候?qū)樱?為結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層，3為阻隔層。
具體實(shí)施方式
[0041]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的太陽能電池背板進(jìn)行詳細(xì)說明。[0042]本發(fā)明中混合塑料采用高混機(jī)混合，較佳的，高混機(jī)的容積為100L。三種混合塑料的共擠出是采用帶有分配器的三層共擠出流延機(jī)。冷卻用設(shè)備冷鼓的直徑在1. 2-1. 6m之間，速度控制在70-100m/min之間，冷鼓表面溫度控制在30_60°C之間。雙向拉伸采用靜態(tài)拉伸機(jī)，拉伸機(jī)的拉伸倍率可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)。本發(fā)明涉及的其他設(shè)備均為常規(guī)儀器設(shè)備。[0043]如圖1所示，本發(fā)明提供的太陽能電池背板為三層共擠出薄膜，包括耐候?qū)?，結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2和阻隔層3。[0044]下述實(shí)施例1至實(shí)施例27中抗氧劑、抗紫外線穩(wěn)定劑和無機(jī)顏料的百分含量為重量百分含量，分別基于其所屬的各層(耐候?qū)?，結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層或阻隔層)的總重量；所述乙烯的百分含量為重量百分含量，基于EVOH的重量；所述耐候?qū)拥闹饕牧蠟镻ETG ；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的主要材料是PET ；所述阻隔層的主要材料是EV0H。所述白色無機(jī)顏料的粒徑可以是 0. 2-0. 3um。[0045]實(shí)施例1 [0046]如圖1所示，耐候?qū)?，厚度為20微米，其中抗氧劑二苯胺的添加量為1%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為0. 5%，其余為PETG ；結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2，厚度為150微米，鈦白粉白色顏料添加量為10%，抗氧劑二苯胺添加量為1%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為0.5%，其余為PET ；阻隔層3，厚度為10微米，乙烯含量為20%，抗氧劑二苯胺添加量為1%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為0. 5%，其余為EV0H。所述鈦白粉的粒徑是0. 2um。相關(guān)參數(shù)見表 1。[0047]具體制備方法如下[0048](1)、所述耐候?qū)拥母鹘M份通過100L的高混機(jī)混合均勻，制成混合塑料A ；所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的各組份通過100L的高混機(jī)混合均勻，制成混合塑料B ；所述阻隔層的各組份通過100L的高混機(jī)混合均勻，制成混合塑料C ；[0049](2)、將步驟(1)所制得的三種混合塑料同時(shí)分別加入三臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)，分別進(jìn)行熔融塑化，所得的熔體通過分配器進(jìn)入三層共擠出機(jī)的模頭，共擠出復(fù)合薄膜；[0050](3)、步驟(2)所得復(fù)合薄膜，通過冷卻、鑄片、雙向拉伸工藝，制得三層共擠薄膜， 裁切所述薄膜，制得所述的太陽能電池背板。[0051]復(fù)合薄膜在靜態(tài)拉伸機(jī)中雙向拉伸，拉伸溫度為80°C。[0052]實(shí)施例2 [0053]如圖1所示，耐候?qū)?，厚度為30微米，其中抗氧劑二苯胺的添加量為2%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為1%，其余為PETG ；結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2，厚度為200微米，鈦白粉白色顏料添加量為20 %，抗氧劑二苯胺添加量為2 %，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為1 %，其余為 PET ；阻隔層3，厚度為20微米，乙烯含量為30%，抗氧劑二苯胺添加量為2 %，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為1%，其余為EV0H。所述鈦白粉的粒徑是0.3um。相關(guān)參數(shù)見表1。[0054]具體制備方法如下[0055]靜態(tài)拉伸機(jī)的拉伸溫度為85°C，其它步驟同實(shí)施例1。[0056]實(shí)施例3 [0057]如圖1所示，耐候?qū)?，厚度為50微米，其中抗氧劑二苯胺的添加量為3%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為1. 5%，其余為PETG ；結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2，厚度為250微米，鈦白粉白色顏料添加量為30 %，抗氧劑二苯胺添加量為3 %，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-P添加量為1. 5 %，其余為PET ；阻隔層3，厚度為50微米，乙烯含量為40%，抗氧劑對(duì)苯二銨添加量為3%，抗紫外線穩(wěn)定劑UV-531添加量為1.5%，其余為EV0H。所述鈦白粉的粒徑可以是0. 25um。相關(guān)參數(shù)見表1。[0058]具體制備方法如下[0059]制備方法同實(shí)施例1，其中靜態(tài)拉伸機(jī)的拉伸溫度為100°C。[0060]表 1[0061]
權(quán)利要求1.一種太陽能電池背板，其特征在于，所述太陽能電池背板依次包括耐候?qū)?、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和阻隔層。
2.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?10-100微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-350微米，所述阻隔層的厚度為10-100微米。
3.—種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-60 微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為200-250微米，所述阻隔層的厚度為40-60微米。
4.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-50 微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-250微米，所述阻隔層的厚度為10-50微米。
5.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?50-100微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為250-350微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。
6.一種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-50 微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-350微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。
7.—種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-80 微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-250微米，所述阻隔層的厚度為50-100微米。
8.—種如權(quán)利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-80 微米，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為180-300微米，所述阻隔層的厚度為20-80微米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及太陽能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能電池背板。為了解決現(xiàn)有太陽能電池背板生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜的缺陷，本實(shí)用新型提供一種太陽能電池背板。本實(shí)用新型提供的太陽能電池背板的結(jié)構(gòu)依次包括耐候?qū)印⒔Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和阻隔層，只有三層結(jié)構(gòu)，但是耐候性和阻隔性較好，生產(chǎn)成本較低，不含氟元素，不會(huì)造成環(huán)境污染。
文檔編號(hào)B32B27/08GK202319195SQ20112047624
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
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