本發(fā)明屬于太陽能光伏組件領域,具體涉及一種光伏組件封裝用POE復合背面材料。
背景技術:
:隨著未來的碳成本越來越高,以太陽能為代表的新能源替代傳統(tǒng)化石能源成為必然趨勢。目前,各國政府在資金、技術和政策等方面加大對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的投入,把太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為其國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標之一。在太陽能電池組件中背板一直是除硅片以外最重要的材料,目前的背板產(chǎn)品主要分為含氟和無氟背板兩類。含氟背板中的氟材料一般為PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、THV(四氟乙烯-六氟丙烯一偏氟乙烯共聚物)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)和FEVE(氟乙烯與乙烯基醚的共聚物)。市場上最多的商品化的氟塑料薄膜為杜邦公司的PVF膜,商品名Tedler,用來制備TPT結構(T指杜邦公司的Tedler薄膜,P指聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜,因此TPT指PVF/PET/PVF結構,三層膜間用合適的粘結劑粘結)的背板,此結構的背板膜被稱為經(jīng)典的背板結構,是國內外太陽能電池組件廠首選與認可的光伏電池背板結構。但由于杜邦公司的Tedler膜供應有限,所以一些背板生產(chǎn)廠致力于開發(fā)應用新的含氟背板材料,或是改變背板結構。由于背板中朝向電池片一側的氟材料不接觸外界,所需的耐候性要求不高,所以可以使用其他更便宜的材料替代。美國的Madico公司和3M公司選擇使用EVA替代一層氟塑料,發(fā)明了TPE結構的背板。其中E指乙烯-醋酸乙烯酯,簡稱EVA,即TPE的結構式PVF/PET/EVA。3M公司還使用THV薄膜為耐候層,制備結構為THV/PET/EVA的背板。無氟結構的背板的主要生產(chǎn)商均為日本公司,其中最為關鍵的材料是最外層的抗水解PET薄膜,PET是聚酯的一種,因分子結構中有大量的苯環(huán)結構而有較好的抗紫外線能力,但因有酯基而非常容易水解以至逐步喪失性能。因此高質量的抗水解PET是通過提高PET的分子量或添加助劑比如亞胺類化合物,使聚酯分子鏈兩端殘余的羧酸基被封閉而減慢其水解的速度。一旦起封閉作用的添加劑消耗完畢水解速度會快速上升使PET的分子鏈斷裂而喪失物理性能,因此無氟背板耐候性不如含氟背板。由于電池片價格的持續(xù)降低導致太陽能電池組件的價格降低,其中背板的成本所占的比例越來越大,在保持性能不變的前提下降低成本變得非常急迫。因此調整背板結構、簡化生產(chǎn)步驟、開發(fā)優(yōu)質便宜的新背板材料是有效降低背板成本的方法。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的上述缺點,提供一種光伏組件封裝用POE復合背面材料,該光伏組件封裝用背面材料的性能優(yōu)良,符合對背面材料的要求,對太陽能行業(yè)有著重要的意義,具有廣闊的應用前景。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術方案如下:由透明POE膜、不透光POE膜和氟膜依次組成,透明POE膜由95%的POE樹脂和5%的改性添加劑組成,不透光POE膜由80~85%的POE樹脂、10~15%的阻隔與增強材料和5%的改性添加劑組成,不透光POE膜可以是白色、灰白色或黑色等。在本發(fā)明中,進一步的,氟膜為PVDF膜或PVF膜。在本發(fā)明中,進一步的,改性添加劑,按重量計,由0.5~3份的有機過氧化物交聯(lián)劑、0.5~2份的交聯(lián)助劑、0.2~1.0份的硅烷偶聯(lián)劑和0.05~0.5份的抗紫外線劑組成。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,改性添加劑,按重量計,由1.0~1.5份有機過氧化物交聯(lián)劑、0.5~1.0份的交聯(lián)助劑、0.2~1.0份的硅烷類偶聯(lián)劑和0.05~0.3份的抗紫外線劑組成。在本發(fā)明中,進一步的,POE樹脂在190℃測試的熔融流動指數(shù)為5~40g/10min,熔點為60~100℃。在本發(fā)明中,進一步的,阻隔與增強材料主要為鈦白粉,還包括二氧化鈦、氫氧化鈣、白炭黑、氧化鋁、氧化鋅等中的一種或多種。在本發(fā)明中,進一步的,有機過氧化物交聯(lián)劑為烷基類過氧化物、酯類過氧化物、碳酸脂類過氧化物或縮酮類過氧化物中的任意一種。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,有機過氧化物交聯(lián)劑為過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯(TAEC)、過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)、過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、過氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯(TBPIN)、1,1-雙(叔丁基過氧化)環(huán)己烷、1,1-雙(叔丁基過氧化)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷(231)中的一種。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一種。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,硅烷類偶聯(lián)劑為KH-550、KH-560、KH-570、A-174、KBM-503、Z-6030、KH-792、A-1120、Z-6020、KBM-603、KH-791、A-151、A-171中的一種或多種。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,抗紫外線劑為TINUVIN622、770、944、783、123、765、2908、531、327、328中的一種或多種。在本發(fā)明中,進一步的,POE復合背面材料的厚度為0.155~1.3mm,透明POE膜的厚度為0.05~0.5mm,不透光POE膜的厚度為0.1~0.5mm,氟膜的厚度為0.005~0.3mm。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,POE復合背面材料的厚度為0.215~0.53mm,透明POE膜的厚度優(yōu)選為0.1~0.3mm,不透光POE膜的厚度優(yōu)選為0.1~0.3mm,氟膜的厚度優(yōu)選為0.015~0.03mm。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,不透光POE膜由85%的POE樹脂、10%的阻隔與增強材料和5%改性添加劑組成。在本發(fā)明中,優(yōu)選的,POE樹脂為乙烯與辛烯的共聚物,其牌號為8401、8402、8407、8411、7350、8200、9200、KS560T中的任一種。本發(fā)明的有益效果是:(1)接觸太陽能電池的是透明POE膜,可以讓外層反光回來的光線使電池背面(指雙面電池)也能發(fā)電,提高太陽能電池發(fā)電效率;(2)與電池接觸的透明POE膜阻止了外層不透光POE膜材料的滲入,避免影響電池轉換效率;(3)POE復合背面材料具有非常優(yōu)秀的耐老化性能,經(jīng)濕熱、紫外線、熱循環(huán)等試驗,其性能明顯好于目前使用的EVA背面材料;(4)POE復合背面材料具有非常低的水氣透過率,沒有電勢誘導衰減現(xiàn)象(PID),可以應用在水面、海邊、池溏等高濕環(huán)境;(5)使用POE復合背面材料封裝的太陽能電池組件,不再使用背板材料,可以節(jié)約綜合成本;(6)使用POE復合背面材料的晶體硅組件,外層仍使用了耐老化性特別優(yōu)秀的氟膜,可以確保太陽電池組件的使用壽命達到三十年以上;(7)POE復合背面材料也同樣適用于各種薄膜電池組件的封裝,有效提高薄膜電池組件的使用性能與壽命。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,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。實施例1成分比例POE樹脂(在19O℃測試的熔融流動指數(shù)為40g/10min,熔點為100℃)95%過氧化-2-乙基己酸叔戊酯1.3%三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)0.66%KH-5500.26%TINUVIN6220.066%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.1mm厚的薄膜狀產(chǎn)品,即為透明POE膜,透光率為90.6%。成分比例POE樹脂(在190℃測試的熔融流動指數(shù)為40g/10min,熔點為100℃)85%過氧化-2-乙基己酸叔戊酯1.3%三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)0.66%KH-5500.26%TINUVIN6220.066%鈦白粉和氧化鋁的混合物10%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.1mm厚白色的薄膜狀產(chǎn)品,即為不透光POE膜。使用0.015mm的PVDF膜,將一層透明POE膜、一層不透光POE膜和一層PVDF膜通過加熱輥壓成為一體,得到0.215mm厚的POE復合背面材料。實施例2成分比例POE樹脂(在190℃測試的熔融流動指數(shù)為5g/10min,熔點為60℃)95%過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)1.97%三聚氰酸三烯丙酯(TAC)1.3%A-i741.3%TINUVIN7700.39%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.3mm厚的薄膜狀產(chǎn)品,即為透明POE膜,透光率為90.7%。成分比例POE樹脂(在190℃測試的熔融流動指數(shù)為5g/10min,熔點為60℃)80%過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)1.97%三聚氰酸三烯丙酯(TAC)1.3%A-1741.3%TINUVIN7700.39%鈦白粉和氧化鋁的混合物15%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.3mm厚白色的薄膜狀產(chǎn)品,即為不透光POE膜。使用0.03mm的PVF膜,將一層透明POE膜、一層不透光POE膜和一層PVDF膜通過加熱輥壓成為一體,得到0.53mm厚的POE復合背面材料。實施例3成分比例POE樹脂(在190℃測試的熔融流動指數(shù)為25g/10min,熔點為60℃)95%1,1-雙(叔丁基過氧化)環(huán)己烷1.6%三經(jīng)甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)1.0%Z-60300.7%TINUVIN290g0.2%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.2mm厚的薄膜狀產(chǎn)品,即為透明POE膜,透光率為90.7%。成分比例POE樹脂(在190℃測試的熔融流動指數(shù)為5g/10min,熔點為60℃)82%1,1-雙(叔丁基過氧化)環(huán)己烷1.97%三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)1.3%Z-60301.3%TINUVIN29080.39%鈦白粉、氧化鋁和白炭黑的混合物13%將上述材料混合均勻,加熱擠出0.2mm厚黑色的薄膜狀產(chǎn)品,即為不透光POE膜。使用0.02mm的PVF膜,將一層透明POE膜、一層不透光POE膜和一層PVDF膜通過加熱輥壓成為一體,得到0.42mm厚的POE復合背面材料。對本發(fā)明實施例1和實施例2制得的POE復合膜進行性能檢測,得出以下檢測結果:本POE復合背面材料機械性能優(yōu)秀,耐老化性能好,水氣穿透率極低,其測試數(shù)據(jù)普遍好于同類復合背面材料。應當指出,上述描述了本發(fā)明的實施例。然而,本領域技術的技術人員應該理解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明范圍的前提下本發(fā)明還會有多種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。當前第1頁1 2 3