專利名稱：一種太陽能電池背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池背板。
技術(shù)背景太陽能作為一種綠色環(huán)保、取之不盡的能源是替代傳統(tǒng)火力發(fā)電的最佳選擇。由于太陽能電池需長期暴露在室外使用，所以光伏組件中的電池片必須要加以保護(hù)，以防止大氣中水汽、氧氣、紫外線等環(huán)境因素的影響和破壞。因此，需要在電池片的下端加一層背板來保護(hù)電池片。國內(nèi)外對(duì)太陽能電池背板的研究主要包括以下這幾種I、通過PET聚酯薄膜和上下兩層耐候?qū)訌?fù)合形成三明治結(jié)構(gòu)來提高整個(gè)背板耐候性和阻隔性。其代表是奧地利依索沃爾塔(Isovolta)公司的TPT背板，其中T是杜邦公司研發(fā)生產(chǎn)的聚氟乙烯薄膜(Tedlar薄膜)。Tedlar薄膜作為耐候?qū)影仓虚g一層PET聚酯薄膜復(fù)合而成。2、由于氟材料的價(jià)格較為昂貴，所以為節(jié)省成本，美國Madico公司研制開發(fā)出了的TPE太陽能電池背板。其結(jié)構(gòu)和TPT基本一樣，還是ABA三明治結(jié)構(gòu)，但是采用乙烯-醋酸乙烯共聚(EVA)代替TPT中的內(nèi)層耐候氟材料層。3、和TPT類似的還有KPK太陽能電池背板。該背板也是采用三明治結(jié)構(gòu)，通過3層復(fù)合來提高背板性能。其中K是法國阿科瑪公司研發(fā)生產(chǎn)的Kynar膜，即PVDF聚偏氟二乙烯膜，中間包覆的也是PET聚酯薄膜。從以上三種背板中可以看出，無論背板的結(jié)構(gòu)怎么改變，其結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層用的都是PET聚酯。在性能上，PET聚酯的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到152MPa，介電強(qiáng)度也有16.9kv/mm，可見PET突出的力學(xué)穩(wěn)定性和良好電氣絕緣性是太陽能電池背板長期戶外使用的有力保障。即便如此，用PET做結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的背板的使用年限理論上僅為25年。所以，尋找一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，力學(xué)強(qiáng)度更大，電氣絕緣性更優(yōu)異的背板基膜是很有必要的。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有太陽能電池背板(又稱太陽能背板)使用年限較短的技術(shù)問題，進(jìn)一步延長太陽能電池背板的使用年限，本發(fā)明提供了一種太陽能電池背板及其制備方法。本發(fā)明提供的太陽能電池背板的結(jié)構(gòu)簡單、材料易得、性能優(yōu)異，完全符合太陽能電池背板的使用要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下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(也可稱為基膜或基材)和耐候?qū)?，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和耐候?qū)又g通過粘結(jié)層粘結(jié)固定。所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層材料可以是熱塑性均苯聚酰亞胺，所述耐候?qū)硬牧峡梢允蔷燮蚁＿M(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-30μπι，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-300 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為5-20 μ m。[0012]進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?5_25μπι，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為180-250 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為8-15 μ m。進(jìn)一步的，所述耐候?qū)訛榉牧蠈樱鼋Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)層為聚酰亞胺薄膜。進(jìn)一步的，所述氟材料層的材料包括聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、氟乙烯(四氟乙烯或三氟乙烯)和乙烯基醚共聚物中的一種或至少兩種的組合，所述聚酰亞胺薄膜的材料包括熱固性聚酰亞胺，熱塑性聚酰亞胺，聚酰胺酰亞胺，不溶、不熔性聚酰胺酰亞胺，可溶性聚酰亞胺或低溫固化聚酰亞胺中的一種或至少兩種的組合。 所述氟材料層優(yōu)選聚偏氟乙烯(PVDF)。所述聚酰亞胺(PI)優(yōu)選熱塑性均苯聚酰亞胺。更佳的，所述熱塑性均苯聚酰亞胺為雙向拉伸熱塑性均苯聚酰亞胺。其重均分子量為20000，特性粘度為O. 65dl/g，玻璃化溫度200°C _400°C，熔點(diǎn)為228°C。進(jìn)一步的，所述粘結(jié)層材料為瞬干粘結(jié)劑、厭氧粘結(jié)劑、壓敏粘結(jié)劑、熱熔粘結(jié)劑、熱固性樹脂粘結(jié)劑、乳液與乳膠型粘結(jié)劑以及耐高溫粘結(jié)劑中的一種或至少兩種的組合。優(yōu)選聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂中的一種或至少兩種以上的組合。進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0_20μπι，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-230 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為5-12 μ m。進(jìn)一步的，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-30 μ m，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為230-300 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為12-20 μ m。本發(fā)明還提供一種太陽能電池背板的制備方法，它的特點(diǎn)是，所述制備方法包括下述步驟(I)將所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的原材料通過雙向拉伸工藝制成薄膜，即得到結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層；(2)步驟(I)制得的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的上表面和下表面分別涂布上粘結(jié)劑，加熱固化，使其交聯(lián)度達(dá)到60% -80% ；(3)在140°C的溫度下，把耐候?qū)诱辰Y(jié)在步驟(2)所得的產(chǎn)物的上表面和下表面，即得太陽能電池背板。本發(fā)明還提供一種太陽能電池，它的特點(diǎn)是，所述太陽能電池包括上述的太陽能電池背板。本發(fā)明還提供一種太陽能電池，它的特點(diǎn)是，所述太陽能電池包括的背板由上述制備方法制得。聚酰亞胺(PI)是一種綜合性能非常優(yōu)秀的工程塑料，在力學(xué)性能上未填充的PI塑料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到IOOMPa以上，杜邦生產(chǎn)的均苯型聚酰亞胺(Kapton)可達(dá)到170MPa，聯(lián)苯型聚酰亞胺(Upilex S)能達(dá)到400MPa左右。在熱學(xué)性能方面，PI的最高能耐溫400°C以上，最低在_269°C的液態(tài)氦中也不會(huì)發(fā)生脆裂現(xiàn)象。PI的介電強(qiáng)度可達(dá)到100-300KV/mm。由此可見，無論在力學(xué)性能，熱學(xué)性能還是電氣絕緣性能上，PI比PET的性能更好，所以更適合做太陽能電池背板的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層。本發(fā)明提供的上述太陽能電池背板在溫度為85°C，濕度為85 %的環(huán)境下進(jìn)行老化試驗(yàn)，靜置試驗(yàn)2000小時(shí)之后，背板沒有出現(xiàn)明顯黃變、氣泡、翹曲等現(xiàn)象。上述老化試驗(yàn)結(jié)果說明，用PI做基膜的太陽能電池背板使用年限在理論上可以達(dá)到40年之久。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的太陽能電池背板的力學(xué)性能和熱學(xué)性能穩(wěn)定，耐阻隔性突出，層與層之間的結(jié)合較牢固，背板結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，可用于支撐保護(hù)太陽能電池片；并且由于聚酰亞胺超強(qiáng)的力學(xué)性能，穩(wěn)定的耐高低溫性能以及優(yōu)異的絕緣性能，本發(fā)明提供的太陽能電池背板的使用年限在理論上可以達(dá)到40年之久。本發(fā)明提供的太陽能電池背板的制備方法，生產(chǎn) 工藝簡單，易于操作。本發(fā)明提供的太陽能電池使用壽命較長。

圖I為本發(fā)明提供的太陽能電池背板的剖面示意圖；其中，I為耐候?qū)樱?為結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層，3為粘結(jié)層。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所用材料和設(shè)備為現(xiàn)有的材料和設(shè)備。例如，雙向拉伸的設(shè)備和熱固化設(shè)備均為現(xiàn)有設(shè)備；聚氟乙烯、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯或三氟乙烯和乙烯基醚共聚物以及熱固性聚酰亞胺，熱塑性聚酰亞胺，聚酰胺酰亞胺，不溶、不熔性聚酰胺酰亞胺，可溶性聚酰亞胺或低溫固化聚酰亞胺均為市場上常見的產(chǎn)品；瞬干粘結(jié)劑、厭氧粘結(jié)劑、壓敏粘結(jié)劑、熱熔粘結(jié)劑、熱固性樹脂粘結(jié)劑、乳液與乳膠型粘結(jié)劑以及耐高溫粘結(jié)劑均為常用粘結(jié)齊U，所述粘結(jié)劑包括可從市場上購得的聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂。本發(fā)明提供的太陽能電池背板的制備方法包括下述步驟(I)將所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的原材料通過雙向拉伸工藝制成薄膜，即得到結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層；(2)將步驟(I)制得的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的上表面和下表面分別涂布上粘結(jié)劑，在130°C的恒溫條件下熱固化30min,使其交聯(lián)度達(dá)到60% -80% ；(3)在140°C的溫度下，把耐候?qū)?氟材料層)粘結(jié)在步驟(2)所得的產(chǎn)物的上表面和下表面，即得太陽能電池背板。如圖I所示，本發(fā)明提供的太陽能電池背板，包括耐候?qū)覫、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2，所述耐候?qū)覫和結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層2之間通過粘結(jié)層3粘結(jié)固定。實(shí)施例I :按上述方法制備太陽能電池背板，其中耐候?qū)覲VDF的厚度為10 μ m ;結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層材料為聚酰亞胺，厚度為150 μ m;粘結(jié)層的厚度為5 μ m。所得背板的相關(guān)性能見表I。實(shí)施例2 按上述方法制備太陽能電池背板，其中耐候?qū)覲VDF的厚度為20 μ m ;結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層材料為聚酰亞胺，厚度為200 μ m;粘結(jié)層的厚度為ΙΟμπι。所得背板的相關(guān)性能見表I。實(shí)施例3 按上述方法制備太陽能電池背板，其中耐候?qū)覲VDF的厚度為25 μ m;結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層材料為聚酰亞胺，厚度為250 μ m;粘結(jié)層的厚度為15μπι。所得背板的相關(guān)性能見表I。實(shí)施例4 按上述方法制備太陽能電池背板，其中耐候?qū)覲VDF的厚度為30 μ m ;結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層材料為聚酰亞胺，厚度為300μπι ;粘結(jié)層的厚度為20μπι。所得背板的相關(guān)性能見表I。比較例I蘇州賽伍應(yīng)用技術(shù)有限公司生產(chǎn)的KPK ；比較例2浙江省平湖市華源光伏材料有限公司生產(chǎn)的HY-FTF。表I
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)印⒔Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和耐候?qū)?，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和耐候?qū)又g通過粘結(jié)層粘結(jié)固定；所述耐候?qū)拥暮穸葹?0-20 μ m，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為150-230 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為5-12 μ m。
2.一種如權(quán)利要求I所述太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候?qū)拥暮穸葹?0μπι，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層的厚度為230 μ m，所述粘結(jié)層的厚度為12 μ m。
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)有太陽能電池背板使用年限較短的技術(shù)問題，進(jìn)一步延長太陽能電池背板的使用年限，本實(shí)用新型提供了一種太陽能電池背板，該太陽能電池背板依次包括耐候?qū)印⒔Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和耐候?qū)?，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)層和耐候?qū)又g通過粘結(jié)層粘結(jié)固定。本實(shí)用新型提供的太陽能電池背板的結(jié)構(gòu)簡單、材料易得、性能優(yōu)異，完全符合太陽能電池背板的使用要求。
文檔編號(hào)H01L31/048GK202378367SQ20112048785
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:寧波長陽科技有限公司