專利名稱：一種太陽能電池背膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池背膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
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光產(chǎn)生電能。光伏電池組件是由各種半導(dǎo)體元件系統(tǒng)組裝而成，因而必須加以保護(hù)以減輕環(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膜保護(hù)層的結(jié)構(gòu)。由于具有優(yōu)良的強(qiáng)度、耐候性、抗紫外性和阻濕性能，用氟聚合物薄膜和聚酯(PET)薄膜層疊而成的背板在光伏電池組件中發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)的背板生產(chǎn)方式是將預(yù)先制造好的氟聚合物薄膜特別是聚氟乙烯(PVF)薄膜粘貼于聚酯(PET)基 材上，典型的是在PET兩側(cè)貼附氟聚合物薄膜而形成“三明治”結(jié)構(gòu)。當(dāng)氟聚合物薄膜(如PVF)用作光伏電池組件背板時，它的性能明顯地改善了組件的使用壽命，使組件保證使用壽命達(dá)到25年。然而，預(yù)生產(chǎn)的氟聚合物薄膜與聚合物基底材料間緊密粘附，暴露在戶外若干年后也不會脫開是很難實現(xiàn)的。此前采用的技術(shù)措施，如申請?zhí)枮镃N200710185202. 8的中國專利公開了一種太陽能電池背板及其制備方法，該背板在制備中不需要使用附加的底層或粘合劑層，其生產(chǎn)成本低，性能優(yōu)良，但是，它的抗劃傷性能尚不能完全滿足使用的需求，造成背板在加工過程中其涂層表面的光滑性和完整性不容易保持、在干燥甚至風(fēng)沙環(huán)境中的使用中受到一定的限制，它的抗劃傷性能尚需進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能電池背膜，該背板在保證生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良的同時、提高了其抗劃傷性能。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供這種太陽能電池背膜的制備方法，該方法工藝簡單，可以實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種太陽能電池背膜，它包括基材和含氟聚合物層，所述含氟聚合物層的組分及其重量份數(shù)為
含氟樹脂50 60份，
交聯(lián)劑4 10份，
無機(jī)填料10 15份，
溶劑15 35份，
上述太陽能電池背膜中，所述含氟樹脂是偏氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯的均聚物或它們的共聚物。上述太陽能電池背膜中，所述交聯(lián)劑是異氰酸酯類、氨基樹脂類交聯(lián)劑。上述太陽能電池背膜中，所述交聯(lián)劑選自六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯三聚體、氨基樹脂的一種或幾種混合物。上述太陽能電池背膜中，所述含氟聚合物層包括選自如下元素的氧化物的無機(jī)填料欽、招、錫或娃。上述太陽能電池背膜中，所述溶劑是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種。上述太陽能電池背膜中，所述含氟聚合物層的厚度為10 50μπι。一種太陽能電池背膜的制備方法，它在基材表面上涂布含氟聚合物層，固化得到太陽能電池背膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過對氟碳涂料和交聯(lián)劑的選擇，并通過調(diào)整不同氟碳涂料與不同交聯(lián)劑之間的用量配比，使背膜涂層的抗劃傷性能達(dá)到2Η以上；通過在涂層中使用無機(jī)填料，使背膜的耐候性能、剝離強(qiáng)度和耐溶劑性滿足使用要求；本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡單，可以實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施例方式一般用于太陽能電池背板的基材是聚酯，例如，它可以是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯PEN或它們的雙層共擠的產(chǎn)物。根據(jù)用途不同，基材可以是透明、白色或黑色。為了能夠更好的體現(xiàn)出含氟聚合物的特性例如耐候性、耐溶劑性和阻隔性，用于本發(fā)明的含氟樹脂可以是偏氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯的均聚物或它們的共聚物，優(yōu)選下列含氟樹脂
聚偏氟乙烯樹脂；
聚四氟乙烯樹脂；
聚三氟氯乙烯樹脂；
聚偏氟乙烯一四氟乙烯樹脂；
聚偏氟乙烯一六氟丙烯樹脂；
聚偏氟乙烯一四氟乙烯一六氟丙烯樹脂。為了保持背膜涂層表面的光滑性和完整性，并且滿足其在干燥甚至風(fēng)沙等環(huán)境中的使用要求，為提高背膜涂層的抗劃傷性能，本發(fā)明的涂層中使用了交聯(lián)劑。適合本發(fā)明的交聯(lián)劑可以使用異氰酸酯類、氨基樹脂類交聯(lián)劑，并優(yōu)選下列交聯(lián)劑六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯三聚體、氨基樹脂的一種或幾種混合物。為了增強(qiáng)含氟聚合物層的耐候性、耐溶劑性和阻隔性，本發(fā)明的含氟聚合物層中含有無機(jī)填料，這些無機(jī)填料選自如下元素的氧化物中的一種或幾種鈦、鋁、錫和硅，例如石英顆粒、云母顆粒、二氧化鈦顆粒。適合本發(fā)明的溶劑可以是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種。在本發(fā)明的太陽能電池背膜中，先制備含氟聚合物層的涂布液，該涂布液含有以上所列的含氟樹脂，交聯(lián)劑，無機(jī)填料，并通過溶劑將組合物粘度調(diào)整到適宜涂布的范圍。含氟聚合物層的組分及其重量份數(shù)為
含氟樹脂50 60份，交聯(lián)劑4 10份，
無機(jī)填料10 15份，
溶劑15 35份，
本發(fā)明提供的太陽能電池背膜，可以通過下述方法制備
將基材展開，在它的表面上涂布含氟聚合物層，涂布之后通過固化得到太陽能電池背膜。本發(fā)明方法采取的固化方法包括通過紫外線照射使含氟聚合物交聯(lián)固化或通過采用X射線、鈷60、靜電加速器和大功率電子直線加速器等作為輻照源由高能射線引發(fā)含氟聚合物交聯(lián)固化?！け景l(fā)明中，含氟聚合物層可以通過浸涂法、氣刀涂布法、刮刀涂布法、凹版涂布法、狹縫涂布法等方法涂布在基材上。本發(fā)明的太陽能電池背膜的厚度為10 50 μ m,優(yōu)選20 40 μ m。下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但其實施方式不限于此。實施例I
聚偏氟乙烯(Aldrich制)51份，
二氧化鈦粉(DU PONT制)15份，
六亞甲基二異氰酸酯三聚體4份，
丁酮20份，
醋酸乙酯10份，
在裝有攪拌裝置的容器中加入20份丁酮、10份的醋酸乙酯，開動攪拌，將51份的聚偏氟乙烯、15份的二氧化鈦粉和4份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體依次加入溶劑中，攪拌60分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過刮刀涂布法將涂布液涂布在PET基材上，熱風(fēng)干燥，得到含氟聚合物層厚度為25 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。實施例2
聚四氟乙烯(Aldrich制)50份，
石英顆粒(DU PONT制)15份，
異佛爾酮二異氰酸酯三聚體5份，
醋酸丁酯30份，
在裝有攪拌裝置的容器中加入30份的醋酸丁酯，開動攪拌，將50份的聚四氟乙烯、15份的石英顆粒和5份的異佛爾酮二異氰酸酯三聚體依次加入溶劑中，攪拌50分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過浸涂法將涂布液涂布在PEN基材上，熱風(fēng)干燥，得到含氟聚合物層厚度為40 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。實施例3
聚偏氟乙烯一六氟丙烯(3M Dyneon制)55份，
云母顆粒(DU PONT制)15份，甲苯二異氰酸酯三聚體5份，
甲苯25份，
在裝有攪拌裝置的容器中加入25份的甲苯，開動攪拌，將55份的聚偏氟乙烯一六氟丙烯、15份的云母顆粒和5份的甲苯二異氰酸酯三聚體依次加入溶劑中，攪拌80分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過凹版涂布法將涂布液涂布在PET基材上，熱風(fēng)干燥，得到含氟聚合物層厚度為50 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。實施例4
聚四氟乙烯一六氟丙烯(3M Dyneon制)52份， 二氧化鈦粉(DU PONT制)15份，
六亞甲基二異氰酸酯三聚體5份，
醋酸乙酯10份，
醋酸丁酯18份，
在裝有攪拌裝置的容器中加入10份醋酸乙酯、18份醋酸丁酯，開動攪拌，將52份的聚四氟乙烯一六氟丙烯、15份的二氧化鈦粉和5份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體依次加入溶劑中，攪拌60分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過刮刀涂布法將涂布液涂布在PEN基材上，熱輻射固化，得到含氟聚合物層厚度為30 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。實施例5
聚偏氟乙烯一四氟乙烯一六氟丙烯
(中國樂凱膠片集團(tuán)公司制)57份，
云母顆粒(DU PONT制)15份，
六亞甲基二異氰酸酯三聚體5份，
醋酸丁酮23份，
在裝有攪拌裝置的容器中加入23份醋酸丁酮，開動攪拌，將57份的聚偏氟乙烯一四氟乙烯一六氟丙烯、15份的云母顆粒粉和5份的六亞甲基二異氰酸酯三聚體依次加入溶劑中，攪拌60分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過刮刀涂布法將涂布液涂布在PET基材上，熱輻射固化，得到含氟聚合物層厚度為50 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。對比例
聚偏氟乙烯(Aldrich制)25份，
羥基改性的聚偏氟乙烯一四氟乙烯一六氟丙烯樹脂 (中國樂凱膠片集團(tuán)公司制)3份，
聚四氟乙烯(Solvay Solexis制)2份，
二氧化鈦粉(DU PONT制)O. 2份，
丁酮20份，醋酸乙酯50份。在裝有攪拌裝置的容器中加入20份丁酮、50份醋酸乙酯，開動攪拌，將25份的聚偏氟乙烯、3份的羥基改性的聚偏氟乙烯一四氟乙烯一六氟丙烯樹脂、2份的聚四氟乙烯粉和O. 2份的二氧化鈦粉加入溶劑中，攪拌60分鐘，制得含氟聚合物層涂布液。通過刮刀涂布法將涂布液涂布在PET基材上，熱輻射固化，得到含氟聚合物層厚度為25 μ m的太陽能電池背膜，測其性能。類似地，將一面涂好含氟聚合物層的基材翻轉(zhuǎn)，按以上步驟在基材的另一面涂布得到第二個含氟聚合物層。表I :各實施例的性能數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池背膜，包括基材和含氟聚合物層，其特征是，所述含氟聚合物層的組分及其重量份數(shù)為 含氟樹脂50 60份； 交聯(lián)劑4 10份； 無機(jī)填料10 15份； 溶劑15 35份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述太陽能電池背膜，其特征是，所述含氟樹脂是偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯的均聚物或它們的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽能電池背膜，其特征是，所述交聯(lián)劑是異氰酸酯、氨基樹脂類。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能電池背膜，其特征是，所述交聯(lián)劑是六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、甲苯二異氰酸酯三聚體、氨基樹脂的一種或幾種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述太陽能電池背膜，其特征是，所述含氟聚合物層包括選自如下元素的氧化物的無機(jī)填料鈦、鋁、錫或硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述太陽能電池背膜，其特征是，所述溶劑是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述太陽能電池背膜，其特征是，所述含氟聚合物層的厚度為10 50 μ m0
8.一種制備權(quán)利要求I 7所述太陽能電池背膜的方法，其特征是，所述方法包括在基材表面上涂布含氟聚合物層，固化得到太陽能電池背板。
全文摘要
一種太陽能電池背膜及其制備方法，該背膜包括基材和含氟聚合物層，含氟聚合物層的組分及其重量份數(shù)為含氟樹脂50～60份，交聯(lián)劑4～10份，無機(jī)填料10～15份，溶劑15～35份。本發(fā)明具有優(yōu)異的抗劃傷性能，適應(yīng)在干燥甚至風(fēng)沙等環(huán)境中的使用要求；本發(fā)明提供的制備方法，生產(chǎn)成本低，工藝簡單，可以實現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B32B37/15GK102931263SQ20121044978
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者劉麗英, 呂小波, 李華峰, 柳青 申請人:樂凱膠片股份有限公司