一種太陽能電池背板及太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽能電池背板，包括依次層疊的增強層、基體層和粘結層，所述增強層為復合材料，所述復合材料為纖維織物和聚合物形成。本發(fā)明還提供了含有該背板的太陽能電池組件。本發(fā)明的太陽能電池背板具有很好的強度。
【專利說明】-種太陽能電池背板及太陽能電池組件
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池【技術領域】，尤其涉及一種太陽能電池背板及一種太陽能電 池組件。
【背景技術】
[0002] 太陽能電池是通過光電效應直接把光能轉化成電能的裝置。它是一種新型電源， 具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點，其市場前景廣闊。太陽能光伏發(fā)電在不遠的將來會 占據世界能源消費的重要席位，不但要替代部分常規(guī)能源，而且將成為世界能源供應的主 體。
[0003] 太陽能電池組件通常是一個疊層結構：主要包括背板、密封膠層、電池片、密封膠 層和透光層等層，依次層壓而成。其中，太陽能電池背板的主要作用是提高太陽能電池組件 的整體機械強度，另外可以防止水汽滲透到密封膠層中，影響電池片的使用壽命。所以太陽 能電池背板必須具有絕緣(耐電擊穿)、耐老化、耐氣候影響和耐腐蝕等特性。
[0004] 目前，現有工藝化太陽能電池背板主要通過多層膜熱壓成型方式生產。以最常用 的TPT為例，它是以聚氟乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚氟乙烯（即PVF/PET/PVF)三層 獨立的薄膜通過膠水的粘結熱壓成型。但是由于含氟聚合物一般表面能低，采用PVF與PET 之間熱壓膠合時，對膠水配方要求苛刻，而且容易造成薄膜層與層之間的粘合強度不夠，同 時層與層之間容易造成氣泡殘留，在長時間的應用中，氣體、鹽霧、一些污染物會沿著薄膜 的邊緣向中間滲透和侵蝕，從而造成薄膜層由于膠水的老化而導致層和層之間的剝離，導 致太陽能電池耐氣候、耐紫外線及絕緣性的下降，從而影響太陽能電池的壽命，同時聚合物 基材的承重性差，在風沙等惡劣條件下整個組件的抗沖擊能力較弱。
【發(fā)明內容】
[0005] 本發(fā)明為解決現有技術中太陽能電池背板的強度差的技術問題，提供一種強度好 的太陽能電池背板及太陽能電池組件。
[0006] 本發(fā)明提供了一種太陽能電池背板，包括依次層疊的增強層、基體層和粘結層，所 述增強層為復合材料，所述復合材料為纖維織物和聚合物形成。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種太陽能電池組件，所述太陽能電池組件包括依次層疊的背 板、密封膠層、電池片、密封膠層和透光層，所述背板為本發(fā)明所述的太陽能電池背板，所述 太陽能電池背板的粘結層與密封膠層接觸。
[0008] 本發(fā)明的太陽能電池背板中增強層，增強層由纖維織物與聚合物復合材料制成， 背板強度高，且層間粘結強度高。
【具體實施方式】
[0009] 為了使本發(fā)明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明提供了一種太陽能電池背板，包括依次層疊的增強層、基體層和粘結層，所 述增強層為復合材料，所述復合材料為纖維織物和聚合物形成。
[0011] 復合材料中纖維織物和聚合物的質量含量沒有特別的限制，可以根據增強層的厚 度及特性自行進行調整。
[0012] 纖維織物以一層或者多層形式的增強骨架，在聚合物中浸漬形成復合材料。纖維 織物可提供高的力學強度，使得背板能夠耐風沙、耐沖擊。
[0013] 優(yōu)選地，所述纖維織物為三維骨架結構。三維骨架結構是指增強纖維的排列可通 過編織、針刺等方式形成互相纏繞的三維結構，代替普通的纖維平鋪或二維的編織結構。該 結構提供使得纖維與復合材料中的樹脂更容易粘結，需要多層層疊的時，層間粘附力更優(yōu)。
[0014] 優(yōu)選地，所述基體層與增強層、基體層與粘結層之間存在膠黏劑層。
[0015] 優(yōu)選地，所述基體層與增強層為一體成型結構。所述基體層與粘結層之間熱熔粘 合。
[0016] 優(yōu)選地，所述纖維織物由碳纖維、芳綸、玻璃纖維和聚乙烯纖維中的至少一種編織 而成； 優(yōu)選地，所述聚合物為環(huán)氧類樹脂、不飽和聚酯類樹脂、酚醛類樹脂、聚酰亞胺類樹脂 和氰酸酯類樹脂中的至少一種。
[0017] 優(yōu)選地，所述基體層為聚對苯二甲酸乙二醇酯層（PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯層 (PBT)、聚酰胺層（PA)、聚酰亞胺層（PI )、聚苯醚層（ΡΡ0)和聚碳酸酯（PC)層中的至少一種。
[0018] 優(yōu)選地，所述粘結層為聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯 共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙烯醇縮丁醛中的 至少一種形成的膜層。在粘結層中可添加交聯劑、紫外線吸收劑等助劑，有效保護基體材 料，該層可選用粘結劑與基體層進行粘合，但優(yōu)選與基體層熱壓粘合。熱壓粘合的溫度為 60-300°C，優(yōu)選100-180°C，可選用層壓機或輥壓進行粘合，優(yōu)選帶有抽真空裝置的層壓機。
[0019] 優(yōu)選地，所述增強層的厚度為30um-1000um ;基體層的厚度為50um-800um ;粘接 層的厚度為50um-1000um。更優(yōu)選地，所述增強層的厚度為100um-400um ;基體層的厚度為 100um-400um ;粘接層的厚度為 100um-500um。
[0020] 本發(fā)明的增強層由聚合物溶液浸漬纖維織物得到，所得的增強層與基體層另一面 層疊后加熱加壓固化，聚合物溶液固化時，增強層樹脂固化，同時與基體層形成牢固的粘 結。最佳狀態(tài)下，粘結層、基體層與增強層同時加熱、加壓固化。
[0021] 下面應用具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0022] 實施例1 (1)在100重量份的EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物）樹脂(韓國三星綜合化學有限公司 產品，型號為E032A)中添加7重量份的二氧化硅、2重量份的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽 巴精化公司生產，型號UV329 )，進行充分混合并加熱至EVA樹脂充分熔融，保溫熔煉2分鐘， 然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從而得到厚度為200 μ m的粘接層。
[0023] (2)將100份HLK102-3乙烯基酯樹脂(常州樺立柯新材料有限公司）與2份過氧 化甲乙酮、2份辛酸鈷液進行攪拌。將無錫安飛纖維材料科技有限公司的碳纖維織物(碳纖 維為基布經紗緯紗，芳綸為鉤圈紗）在該溶液中浸漬，得到厚度為l〇〇um的增強層。
[0024] (3)增強層的一側用離型紙保護，另一側與250um的PET薄膜(江蘇裕興薄膜科技 股份有限公司，CY11，兩面電暈處理）層疊，PET薄膜另一側則與（1)中所得的粘接層一起放 入層壓機，l〇〇°C，抽真空3min，層壓lOmin，得到所述的背板S1。
[0025] 實施例2 (1)在100重量份的EMMA (乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物)樹脂(住友化學有限公司，型 號WK301)中添加30重量份的EVA樹脂(韓國三星綜合化學有限公司產品，型號為E032A)， 10份的鈦白粉(杜邦公司R960)進行充分混合并加熱至EVA樹脂充分熔融，保溫熔煉2分 鐘，然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從而得到厚度為150 μ m的粘接層。
[0026] (2)將100份HLK-197雙酚A型不飽和聚酯樹脂(常州樺立柯新材料有限公司）與 2份過氧化甲乙酮、2份辛酸鈷液進行攪拌。將無錫安飛纖維材料科技有限公司的碳纖維織 物(碳纖維為基布經紗緯紗，芳綸為鉤圈紗)在該溶液中浸漬，得到厚度為120um的增強層。
[0027] (3)增強層一側用離型紙保護，另一側與130um的PBT薄膜（SABIC FR1，雙面電暈 處理)層疊，PBT薄膜另一側則與（1)中所得的粘接層一起放入層壓機，120°C，抽真空3min， 層壓8min，得到所述的背板S2。
[0028] 實施例3 (1)在100重量份的PE (中國石化，型號2420H)中添加7重量份的二氧化硅、2重量份 的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽巴精化公司生產，型號UV329)，進行充分混合并加熱至樹脂 充分熔融，保溫熔煉2分鐘，然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從而得到厚度為300 μ m的粘 接層。
[0029] (2)將100份改性酚醛樹脂與140份丙酮進行攪拌溶解。將無錫安飛纖維材料科 技有限公司的碳纖維織物(碳纖維為基布經紗緯紗，芳綸為鉤圈紗）在該溶液中浸漬，得到 厚度為400um的增強層。
[0030] (3)增強層兩層層疊，一側用離型紙保護，另一側與400um的PET薄膜(江蘇裕興薄 膜科技股份有限公司，CY11，兩面電暈處理）層疊，PET薄膜另一側則與（1)中所得的粘接層 一起放入層壓機，135°C，抽真空3min，層壓lOmin，得到所述的背板S3。
[0031] 實施例4 (1)在100重量份的PP (韓國三星綜合化學有限公司RF401)中添加7重量份的二氧 化硅、2重量份的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽巴精化公司生產，型號UV329 )，進行充分混 合并加熱至樹脂充分熔融，保溫熔煉2分鐘，然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從而得到厚 度為50 μ m的粘接層。
[0032] (2)將100份聚酰亞胺樹脂(沁陽市天益化工有限公司，TY005-1)加入20份丙酮 并攪拌。將普通碳纖維織物在該溶液中浸漬，得到厚度為30um的增強層。
[0033] (3)增強層兩層層疊，一側用離型紙保護，另一側與50um的PI薄膜（自制，雙面 電暈處理）層疊，PI薄膜另一側則與（1)中所得的粘接層一起放入層壓機，180°C，抽真空 3min，層壓lOmin，得到所述的背板S4。
[0034] 實施例5 (1)在100重量份的聚乙烯醇縮丁醛(長春石油化學公司，型號B-1776)中添加7重量 份的二氧化硅、2重量份的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽巴精化公司生產，型號UV329)，進 行充分混合并加熱至樹脂充分熔融，保溫熔煉2分鐘，然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從 而得到厚度為1000 μ m的粘接層。
[0035] (2)將100份改性氰酸酯樹脂與150份丙酮混合攪拌。將普通碳纖維織物在該溶 液中浸漬，得到厚度為l〇〇um的增強層。
[0036] (3)增強層兩層層疊，一側用離型紙保護，另一側與800um的PC薄膜（自制，雙面 電暈處理）層疊，PC薄膜另一側則與（1)中所得的粘接層一起放入層壓機，140°C，抽真空 3min，層壓lOmin，得到所述的背板S5。
[0037] 實施例6 (1)在90重量份的聚乙烯醇縮丁醛(長春石油化學公司，型號B-1776)中添加 7重量份 的二氧化硅、2重量份的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽巴精化公司生產，型號UV329)，進行 充分混合并加熱至樹脂充分熔融，保溫熔煉2分鐘，然后采用T模頭擠壓機擠壓成形，從而 得到厚度為1〇〇〇 μ m的粘接層。
[0038] (2)將100份改性氰酸酯樹脂與120份丙酮混合攪拌。將普通碳纖維織物在該溶 液中浸漬，得到厚度為l〇〇um的增強層，將所得增強層兩層疊加，140°C烘干固化。
[0039] (3)將100份聚酯樹脂(東洋紡GK682)溶于200份乙酸乙酯中，加入60份固化劑 (TKA-100)，攪拌得到膠水。
[0040] (4)將800um的PC薄膜（自制，雙面電暈處理）兩側分別涂布（3)中所得的膠水， 得到40um厚的膠層；膠層在80°C烘干10min，而后兩側分別與（1)中所得的薄膜及（2)中 所得的增強層進行粘合，得到所述的背板S6。
[0041] 對比例1 (1)在90重量份的EVA樹脂(韓國三星綜合化學有限公司產品，型號為E032A)中添 加7重量份的二氧化硅、2重量份的苯并三唑系紫外吸收劑（由汽巴精化公司生產，型號 UV329)，進行充分混合并加熱至EVA樹脂充分熔融，保溫熔煉2分鐘，然后采用T模頭擠壓 機擠壓成形，從而得到厚度為200 μ m的膜層。
[0042] (2 )江蘇裕興薄膜科技股份有限公司，CY11，兩面電暈處理。在兩側涂布聚氨酯膠， 兩側分別于（1)中所得的膜層及PVF膜(杜邦公司Tedlar)粘合，得到背板CS1。
[0043] 測試方法及結果 1、強度測試 使用萬能試驗機對所得背板進行彎曲強度測試，結果見表1。
[0044] 2、粘結強度 根據GB/T 2790測試基體層與粘結層之間剝離強度和基體層與增強層之間剝離強度。 結果見表1。
[0045] 表 1
【權利要求】
1. 一種太陽能電池背板，其特征在于，包括依次層疊的增強層、基體層和粘結層，所述 增強層為復合材料，所述復合材料為纖維織物和聚合物形成。
2. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述纖維織物為三維骨架結 構。
3. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述基體層與增強層之間存 在膠黏劑層。
4. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述基體層與粘結層之間存 在膠黏劑層。
5. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述基體層與增強層為一體 成型結構。
6. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述基體層與粘結層之間熱 熔粘合。
7. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述纖維織物由碳纖維、芳 綸、玻璃纖維和聚乙烯纖維中的至少一種編織而成。
8. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述聚合物為環(huán)氧類樹脂、不 飽和聚酯類樹脂、酚醛類樹脂、聚酰亞胺類樹脂和氰酸酯類樹脂中的至少一種。
9. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述基體層為聚對苯二甲酸 乙二醇酯層、聚對苯二甲酸丁二醇酯層、聚酰胺層、聚酰亞胺層、聚苯醚層和聚碳酸酯層中 的至少一種。
10. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述粘結層為聚乙烯、聚丙 烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲 酯共聚物和聚乙烯醇縮丁醛中的至少一種形成的膜層。
11. 根據權利要求1所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述增強層的厚度為 30um-1000um ;基體層的厚度為50um-800um ;粘接層的厚度為50um-1000um。
12. 根據權利要求11所述的太陽能電池背板，其特征在于，所述增強層的厚度為 100um-400um;基體層的厚度為100um-400um;粘接層的厚度為100um-500um。
13. -種太陽能電池組件，所述太陽能電池組件包括依次層疊的背板、密封膠層、電池 片、密封膠層和透光層，其特征在于，所述背板為權利要求1-12中任意一項所述的太陽能 電池背板，所述太陽能電池背板的粘結層與密封膠層接觸。
【文檔編號】B32B27/12GK104124300SQ201310149072
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權日:2013年4月26日
【發(fā)明者】宮清, 周維, 白守萍 申請人:比亞迪股份有限公司