太陽能電池背板膜及其生產(chǎn)方法
【專利說明】
[00011 本申請是PCT國際申請日為2011年1月18日，？0'國際申請?zhí)枮椋?'/開2011/ 051156、中國國家申請?zhí)枮?01180005800.7的發(fā)明名稱為《太陽能電池背板膜及其生產(chǎn)方 法》的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用于太陽能電池背板的膜和生產(chǎn)所述膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 作為太陽能電池元件，具有結(jié)晶硅、非晶硅等的太陽能電池模塊通常通過使用層 壓法生產(chǎn)，所述層壓法為，將正表面保護(hù)板層、填充層、太陽能電池元件即光伏元件、填充 層、和背表面保護(hù)板層依次層疊，并通過真空抽吸熱壓層疊物。由于太陽能電池被安置在暴 露在陽光和雨水下的環(huán)境中，例如在屋頂上，因此組成太陽能電池模塊的各個(gè)層需要具有 耐侯性的功能如防潮性，耐熱性和抗紫外線性。
[0004] 所述背表面保護(hù)板層需要滿足的條件例如，具有出色的強(qiáng)度和綜合的魯棒性如耐 侯性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風(fēng)壓性、耐冰雹性、耐化學(xué)性、光反射性、光漫散射性和可 設(shè)計(jì)性，特別是具有出色的防潮性以阻止?jié)駳狻⒀醯葷B透，具有高的表面硬度，具有出色的 防污性以避免污物、塵土的等堆積在表面，以及非常高的耐久性，并具有高的防護(hù)能力。
[0005] 例如，目標(biāo)是以低廉的成本構(gòu)建具有出色的綜合性能如防潮性、對(duì)長期性能劣化 的抵抗性、耐久性、以及防護(hù)能力的安全的太陽能電池模塊，而提議一種用于太陽能電池模 塊的背表面防護(hù)板，其中將含有增白劑和紫外線吸收劑的耐熱的聚丙烯基樹脂膜層壓在基 材膜的兩個(gè)表面，所述基材膜提供有無機(jī)氧化物的沉積膜（參見例如日本專利申請公開 (JP-A)No.2007-306006)〇
[0006] 而且，在背表面防護(hù)板層本身的功能之外，所述背表面防護(hù)板的生產(chǎn)率也是重要 的考慮，因此，也存在對(duì)具有更高生產(chǎn)效率的生產(chǎn)用于太陽能電池的背表面防護(hù)板的方法 的需求。通常，用于太陽能電池的背表面防護(hù)板具有疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)包括基材、具 有反射陽光功能的白色層、以及各種各樣的功能層，其中所述層主要由樹脂膜形成。通過將 各自的樹脂膜貼合于其上，生產(chǎn)所述背表面防護(hù)板。
[0007]就此而言，為了改善背板的生產(chǎn)加工效率，提議了一種通過以下方法生產(chǎn)的用于 太陽能電池的背板:對(duì)第一樹脂膜層11、白色著色層12、阻氣性沉積樹脂膜層13、和第二樹 脂膜層14實(shí)施熱退火處理，并因此賦予了低收縮性(參見例如日本專利No. 2006-073793)。
[0008]也已經(jīng)公開了一種用于太陽能電池的背表面防護(hù)板，其由基材膜、白色墨水層和 無機(jī)沉積膜形成，以求得到具有出色的耐侯性、耐熱性、耐水性、耐光性、耐風(fēng)壓性、耐冰雹 性、耐化學(xué)性、防潮性、防污性、可設(shè)計(jì)性、光反射性、耐電壓性、及其他各種所需性能的，并 具有出色的反射入射光能力的，并能夠通過通用的方法成形和加工的，并具有出色的耐久 性的保護(hù)板，以致提高能量轉(zhuǎn)換效率(參見例如日本專利No. 2006-210557)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于太陽能電池背板的膜，所述膜包含：基材 膜;在所述基材膜的至少一個(gè)表面上提供的白色層，該白色層是由含有白色顏料、第一水性 粘合劑和無機(jī)氧化物填充劑的用于該白色層的水性組合物的涂膜形成的;在所述基材膜的 所述至少一個(gè)表面上提供的粘附保護(hù)層，該粘附保護(hù)層是由含有第二水性粘合劑的用于該 粘附保護(hù)層的水性組合物的涂膜形成的，所述用于太陽能電池背板的膜具有出色的生產(chǎn)效 率、在層中均勻存在的白色顏料、和各層之間出色的粘附性，并且本發(fā)明還提供了生產(chǎn)所述 用于太陽能電池背板的膜的方法。
[0010] [技術(shù)問題]
[0011] 在上述專利文獻(xiàn)中描述的用于太陽能電池的背表面防護(hù)板均為這樣一類板:如果 沒有將各層貼合在一起的工序，就無法完成所述用于太陽能電池的背表面防護(hù)板(其為層 疊板）。因此，生產(chǎn)效率不足，而且在各層之間的粘附力也不足。
[0012] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于太陽能電池背板的膜，所述膜具有出色的生產(chǎn) 效率、在層中均勻存在的白色顏料、和各層之間出色的粘附性，以及提供生產(chǎn)所述膜的方 法。
[0013][問題的解決方案]
[0014] 本發(fā)明的示范性實(shí)施方案包括以下各項(xiàng)。
[0015] 〈1> 一種生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，所述方法包括:通過將含有白色顏 料、第一水性粘合劑和無機(jī)氧化物填充劑的用于白色層的水性組合物涂布在基材膜的至少 一個(gè)表面上，在基材膜上形成白色層;通過將含有第二水性粘合劑的用于粘附保護(hù)層的水 性組合物涂布在基材膜的所述至少一個(gè)表面上，在基材膜上形成粘附保護(hù)層。
[0016] 〈2>根據(jù)〈1>項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中在所述用于白色 層的水性組合物中的白色顏料相對(duì)于第一水性粘合劑的體積分?jǐn)?shù)處于從50 %至200 %的范 圍內(nèi)，并且將所述用于白色層的水性組合物涂布在所述基材膜上，從而使所述用于白色層 的水性組合物的涂層厚度處于從4μπι至20μπι的范圍內(nèi)，并且白色顏料的涂布量處于從3g/m 2 至10g/m2的范圍內(nèi)。
[0017] 〈3>根據(jù)〈1>或〈2>項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中在所述用 于白色層的水性組合物中，無機(jī)氧化物填充劑的含量相對(duì)于第一水性粘合劑的總量處于從 5質(zhì)量％至400質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
[0018] 〈4>根據(jù)〈1>至〈3>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，所述 方法還包括將用于耐侯性層的水性組合物涂布在其上形成了白色層和粘附保護(hù)層的至少 一個(gè)表面的相反表面上，所述用于耐侯性層的水性組合物含有碳氟樹脂或有機(jī)硅-丙烯酸 類復(fù)合樹脂中的至少一種。
[0019] 〈5>根據(jù)〈1>至〈4>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中， 所述基材膜的其上形成了白色層和粘附保護(hù)層的至少一個(gè)表面對(duì)于波長為550nm的光的光 反射率是70%以上。
[0020] 〈6>根據(jù)〈1>至〈5>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中， 所述用于白色層的水性組合物還包含至少一種表面活性劑。
[0021] 〈7>根據(jù)〈1>至〈6>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中， 所述第一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑各自獨(dú)立地包含由以下各項(xiàng)組成的組中的至 少一項(xiàng):聚烯烴、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、（甲基)丙烯酸類聚合物和聚酯。
[0022] 〈8>根據(jù)〈1>至〈7>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中， 所述用于粘附保護(hù)層的水性組合物還包含無機(jī)氧化物填充劑。
[0023] 〈9>根據(jù)〈1>至〈8>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其中， 所述基材膜包括聚酯。
[0024] 〈10>根據(jù)〈1>至〈9>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法，其 中，所述用于白色層的水性組合物還包含至少一種[懲唑啉化合物作為用于第一水性粘合劑 的交聯(lián)劑。
[0025] 〈11> 一種用于太陽能電池背板的膜，所述膜包含:基材膜;在所述基材膜的至少一 個(gè)表面上提供的白色層，且所述白色層包含用于白色層的水性組合物的涂膜，所述用于白 色層的水性組合物含有白色顏料、第一水性粘合劑和無機(jī)氧化物填充劑；以及在所述基材 膜的所述至少一個(gè)表面上提供的粘附保護(hù)層，所述粘附保護(hù)層包含用于粘附保護(hù)層的含有 第二水性粘合劑的水性組合物的涂膜。
[0026] 〈12>根據(jù)〈11>項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，在用于白色層的水性組 合物中的白色顏料相對(duì)于第一水性粘合劑的體積分?jǐn)?shù)處于從50%至200%的范圍內(nèi)，白色 層的膜厚處于從4μπι至20μπι的范圍內(nèi)，并且白色顏料的涂布量處于從3g/m 2至10g/m2的范圍 內(nèi)。
[0027] 〈13>根據(jù)〈11>或〈12>項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，所述無機(jī)氧化物 填充劑的含量相對(duì)于在白色層中的第一水性粘合劑的總量處于5質(zhì)量％至400質(zhì)量％的范 圍內(nèi)。
[0028] 〈14>根據(jù)〈11>至〈13>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，所述用 于太陽能電池背板的膜還包括耐侯性層，所述耐侯性層包含用于耐侯性層的水性組合物的 涂膜并且設(shè)置在其上提供了白色層和粘附保護(hù)層的至少一個(gè)表面的相反表面上，所述用于 耐侯性層的水性組合物含有碳氟樹脂或有機(jī)硅-丙烯酸類復(fù)合樹脂中的至少一種。
[0029] 〈15>根據(jù)〈11>至〈14>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，所述基 材膜的其上提供了白色層和粘附保護(hù)層的基材膜的至少一個(gè)表面?zhèn)葘?duì)于波長為550nm的光 的光反射率是70%以上。
[0030] 〈16>根據(jù)〈11>至〈15>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，所述第 一水性粘合劑和所述第二水性粘合劑各自獨(dú)立地包含由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一項(xiàng)： 聚烯烴、聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、（甲基)丙烯酸類聚合物和聚酯。
[0031] 〈17>根據(jù)〈11>至〈16>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜，其中，所述粘 附保護(hù)層還包含無機(jī)氧化物填充劑。
[0032] 〈18>生產(chǎn)根據(jù)〈11>至〈17>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜的方法，其 中，所述基材膜包括聚酯。
[0033] 〈19>生產(chǎn)根據(jù)〈11>至〈18>項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用于太陽能電池背板的膜的方法，其 中，所述用于白色層的水性組合物還包含至少一種1徳唑啉化合物作為用于第一水性粘合 劑的交聯(lián)劑。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 〈生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法〉
[0035] 本發(fā)明的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法包括:通過將含有白色顏料、第一 水性粘合劑和無機(jī)氧化物填充劑的用于白色層的水性組合物涂布在基材膜的至少一個(gè)表 面上，在基材膜上形成白色層，以及通過將含有第二水性粘合劑的用于粘附保護(hù)層的水性 組合物涂布在基材膜的所述至少一個(gè)表面上，在基材膜上形成粘附保護(hù)層。
[0036] 本發(fā)明的生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法還可以包括：向在其上提供了白色 層和粘附保護(hù)層的至少一個(gè)表面的相反表面上涂布用于耐侯性層的水性組合物的步驟，所 述用于耐侯性層的水性組合物含有碳氟樹脂或有機(jī)硅-丙烯酸類復(fù)合樹脂中的至少一種。 此外，所述方法可以具有:在通過在基材膜上涂布用于白色層的水性組合物形成白色層之 前，通過涂布用于基材膜和白色膜之間的底涂層的水性組合物形成底涂層的步驟。
[0037] 當(dāng)生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜的方法具有上述配置時(shí)，能夠簡單地通過涂布 (涂層)生產(chǎn)用于太陽能電池背板的膜，而不需要將組成用于太陽能電池背板的膜的各層貼 合其上。因此，用于太陽能電池背板的膜的生產(chǎn)效率能夠得以提高。
[0038] 此外，在本發(fā)明的生產(chǎn)用于太陽能背板的膜的方法中，通過涂布含有水性粘合劑 的水性組合物形成所述白色層和所述粘附保護(hù)層。所以，各水性組合物能夠形成具有很小 厚度的涂膜，并且因此在基材膜和白色層之間的粘附性以及在白色層和粘附保護(hù)層之間的 粘附性均能夠得以提高。特別是，設(shè)想在白色層和粘附保護(hù)層之間的層間粘附性能夠通過 水性粘合劑之間的相互作用得以加強(qiáng)。此外，當(dāng)在白色層中含有無機(jī)氧化物填充劑時(shí)，粘附 性得以提高，特別是，甚至在濕熱環(huán)境中（例如，85°C及85%相對(duì)濕度），粘附性也不輕易降 低。
[0039] 因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的白色層是用過涂布諸如上文所述的水性組合物形成的，所以與 把通過在樹脂中加入白色顏料形成的膜或?qū)淤N合其上而形成的白色層相比，白色顏料不容 易在層內(nèi)局域化，且白色顏料可能均勻存在于層中。因此，設(shè)想具有如此白色層的本發(fā)明的 用于太陽能電池背板的膜也具有出色的陽光反射效率。
[0040] 這樣，本發(fā)明的用于太陽能電池背板的膜具有適用于太陽能電池的反光性或裝飾 性，而且對(duì)電池主體的粘附(特別是，對(duì)將太陽能電池元件密封的EVA系密封劑的粘附)也很 出色，以致所述膜能夠保持穩(wěn)定，在濕熱環(huán)境中也不隨時(shí)間流逝引起剝落等，并且可以在長 時(shí)間內(nèi)以穩(wěn)定的方式保持發(fā)電性能。