一種樹脂組合物和光伏背板及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，尤其涉及一種用于制備光伏背板的樹脂組 合物和光伏背板及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能具有清潔、取之不盡、用之不竭、開發利用方便等各種優點而被作為新能源 大力推廣，世界各國都以各種補貼政策來推動本國太陽能光伏終端應用市場;在國內，微電 網、分布式發電等也得到大力發展。眾所周知，晶硅光伏組件目前主要有兩種封裝結構，一 種是：（按從上到下的順序)玻璃/EVA膠膜/電池串/EVA膠膜/高分子膜背板，另一種是:玻 璃/EVA膠膜/電池串/EVA膠膜/玻璃背板，可知它們的主要區別在于背板的不同。其中后者 被稱為雙玻組件，雖然玻璃背板具備耐磨、絕緣和水汽透過率為零的特點，可以賦予雙玻組 件很多優點，但其存在笨重及電池片間漏光導致的功率損失現象而未被批量生產和使用。 而前者則是在光伏業界被大量使用的結構，這種結構的光伏組件被大量用于光伏電站。然 而，自2013年以來，隨著前期投資的光伏電站的陸續并網發電并運行一段時間后，國內外電 站的光伏組件上爆出大規模的蝸牛紋、PID衰減等各種質量問題，引發了國內外對電站品質 的高度關注。。這些問題除了野蠻施工外，和水汽穿透高分子膜背板導致劣質EVA膠膜快速 降解有密切關系。由于高分子膜背板的水汽阻隔性不好，很容易導致EVA膠膜遇水分解產生 醋酸，腐蝕光伏電池上的銀柵線，匯流帶等，使光伏組件的發電效率逐年下降；使用高分子 膜背板的光伏組件幾乎不能適用于一些近水發電項目，如魚光互補、農業溫室、灘涂電站及 早晚露水大的地區，上述區域的水汽高，對光伏組件的壽命影響較大。
[0003] 上述一系列事故導致雙玻組件再次被大量研究，如CN201498522U中公布了一種雙 玻組件，但該專利提出雙玻組件的目的只是為了提高安全性，美觀和安裝方便，也沒有解決 電池片間漏光而導致的功率損失問題;而關于功率損失的問題，CN204792826U提出了在雙 玻組件的玻璃背板的向光面設置白色的彩釉層，通過白色的彩釉層將從電池片間隙漏過的 光進行反射，起到增加組件功率的作用。CN204720464U也是在同樣的位置通過增加一層白 色不透明涂層來提高功率。而目前業界還有使用白色熱熔膠膜作為后側的封裝材料的方 法，即結構為:玻璃/透明熱熔膠膜/電池串/白色熱熔膠膜/玻璃背板，也就是所謂的白色雙 玻組件;然而，這種白色熱熔膠膜在使用時普遍存在溢膠大而遮擋電池片和焊帶的問題，也 存在波浪紋及從電池片邊緣上翻的問題，組件良品率低；同時上述雙玻組件還存在強度差、 不抗風壓等問題。
[0004] 因此，本領域現迫切需要一種光伏背板，用于光伏組件的封裝，使光伏組件質輕、 強度高，且可降低光伏組件功率損失、水汽阻隔性好、能抵抗風壓，可以用于替代現有高分 子膜背板和玻璃背板。
【發明內容】
[0005] 針對上述現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供了一種用于制備太陽能光 伏背板的樹脂組合物；
[0006] 本發明的目的之二在于提供一種采用上述樹脂組合物制備的光伏背板，其質輕、 反射率高、水汽阻隔性好、能抵抗風壓，可替代現有的高分子膜背板和玻璃背板；
[0007] 本發明的目的之三在于提供上述光伏背板的制備方法。
[0008] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
[0009] -種樹脂組合物，用于制備光伏背板，按固體重量份計，包括如下組分:低吸水性 環氧樹脂60~100份、聚倍半硅氧烷樹脂0~40份、白色填料20~40份、阻隔性填料10-50份、 固化劑5~15份、促進劑0.01 -1份和適量有機溶劑。
[0010] 本發明樹脂組合物中采用低吸水性環氧樹脂與白色填料和阻隔性填料混合，一方 面，其可使該樹脂組合物制得的光伏背板呈現白色，與有技術中使用白色膠膜來增加反光 性相同，利用白色的反光特性，達到提高制備的光伏組件功率的目的，且相對于現有技術， 本發明的樹脂組合物在使用中，避免了使用白色膠膜可能存在的溢膠、遮擋電池片等的工 藝缺陷;而使得最終制得的白色樹脂板可增強光伏組件的反光性，提高光伏組件的功率;另 一方面，低吸水性環氧樹脂和阻隔性填料的添加，使最終制得的光伏背板具有阻隔水汽的 作用，防止水汽滲透，對光伏組件中的其他物質帶來不利影響。
[0011] 具體地，所述低吸水性環氧樹脂是指具備一些特殊結構的環氧樹脂，可以為聯苯 型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、鄰甲酚醛環氧樹脂和脂環族環氧樹脂中的一種或幾 種;優選聯苯型環氧樹脂和雙環戊二烯環氧樹脂，其中，聯苯型環氧樹脂分子鏈具有較好的 對稱性、結晶性強，分子間隙小，具有低吸水性，其結構如下（I)所示，可以使用的聯苯型環 氧有日本化藥株式會社的NC3000等;雙環戊二烯型環氧樹脂，結構如下（II)所示，可以使用 的有大日本油墨化學工業株式會社的HP7200等；
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[0013]所述低吸水性環氧樹脂還可以選擇使用脂環族環氧，其也具有低吸水的特性，例 如huntsman公司的HCEP Araldite CY5622;本發明選擇低吸水性環氧的主要目的是考慮到 光伏背板要求低水汽阻隔性，作為構成樹脂組合物的主要樹脂單元，要求自身低吸水性，才 能將水汽阻隔在外。
[0014]較佳地，聚倍半硅氧烷樹脂的加入可以使其制得的光伏背板具有耐磨的特性，可 抵抗風沙的侵蝕，其化學結構式為：
?中，R為環氧基、 硫醇基、苯基或甲基中的一種或幾種;R優選為環氧基或硫醇基;一般以含環氧基或者硫醇 基的聚倍半硅氧烷樹脂為最佳，因其可以參與樹脂的反應，而不是屬于添加型的，有利于提 高樹脂板的耐磨性;所述聚倍半硅氧烷樹脂優選荒川化學工業株式會社的3 乂求七y ^SQ 系列，如 SQ101、102-1 等。
[0015]另外，白色填料的加入在本發明中非常重要，白色雙玻組件為了提高功率使用了 白色的膠膜，但存在溢膠、遮擋電池片等各種工藝問題，限制了應用;本發明樹脂組合物中 添加白色填料，最后使得所得的光伏背板為白色，利用了白色的反光特性，在不使用白色膠 膜的情況下即可達到增加光伏組件功率的目的。較佳地，所述白色填料為滑石粉、鈦白粉、 碳酸鈣、硫酸鋇、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硅酸鈣中的一種或幾種;考慮到白色填料最 好具有較優異的耐候性，優選鈦白粉;鈦白粉同時具有高反射率和耐候性，尤其是金紅石型 的鈦白粉，晶格致密、穩定、耐候，適用于戶外使用，優選使用的有Dupont公司的Ti-Pure R-706;加入白色填料后，可使白色樹脂板對400-1100nm范圍的光具有80%以上的反射率。 [0016]較佳地，所述阻隔性填料為具有平板狀結晶的蒙脫石、沸石、滑石、云母、長石中的 一種或幾種；阻隔性填料的加入可以提高制得的光伏背板的阻隔性，盡管在不添加阻隔性 填料的情況下，玻纖布增強的光伏背板(厚〇. 6mm)的水汽透過率可達0.6g/day. m2，遠低于 高分子膜背板的一般測試結果(2. lg/day.m2)，已可以滿足使用要求;但在添加阻隔性填料 后，可使制得的樹脂板的阻隔性更低，而考慮阻隔性應越低越好，則添加該阻隔性填料，用 以降低制得的樹脂板的阻隔性。
[0017] 具體地，固化劑理論上可以選擇環氧固化的各種固化劑，例如DICY、DDS等;但根據 經驗，DICY固化的環氧樹脂易吸水，這與DICY本身易吸潮有一定的關系；故選擇DDS類的固 化劑較好。較佳地，所述固化劑為4,4-二氨基二苯砜(4,4-005)、3,3-二氨基二苯砜(3,3-DDS)中的一種或兩種，優選4，4-DDS。
[0018] 具體地，所述促進劑用于促使環氧的固化反應加速;其中所述促進劑為2-甲基咪 唑（2