本發(fā)明涉及光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池背板。
背景技術(shù)：
如今太陽能電池已被廣泛使用，由于太陽能電池中的電池硅片易被水汽、氧氣腐蝕，因而需要對其封裝。封裝是將電池硅片“上蓋下墊”，將電池硅片包封，并和上層玻璃、下層背板一起，利用真空層壓技術(shù)粘合為一體。
太陽能電池背板大多采用三層薄膜結(jié)構(gòu)，中間層為支持體pet，內(nèi)粘接層一般為eva或聚烯烴，外層為耐候?qū)?，起到耐受空氣中水汽、紫外線照射、耐風(fēng)沙耐化學(xué)品侵蝕的作用，一般為含氟薄膜，比如pvf膜、pvdf膜、etfe膜等；各層之間采用膠黏劑進行粘合，然而，膠黏劑生產(chǎn)水準(zhǔn)不一，產(chǎn)品良莠不齊，極易受環(huán)境中溫度和濕度的影響降低太陽能電池背板的層間粘結(jié)力，進而影響太陽能電池組件的使用壽命。
聚偏氟乙烯(pvdf)涂料是高溫烘烤型涂料，具有優(yōu)異的耐候、抗腐蝕和機械性能，常與熱塑型丙烯酸混合，例如，羅門哈斯b44樹脂，該樹脂中甲基丙烯酸甲酯的含量占丙烯酸樹脂含量的60％以上，可保證丙烯酸與偏氟乙烯的相容性好。但這類pvdf(pvdf均聚物)涂料熔點較高，需要經(jīng)過200℃以上的高溫烘烤成膜，在該溫度下，會使太陽能電池背板基材pet的機械性能、熱穩(wěn)定性能下降，因此在太陽能電池背板上應(yīng)用受到限制。
近幾年，雖有pvdf涂料應(yīng)用在太陽能電池背板中的相關(guān)專利，但都存在一定的局限性。中國專利cn102802942a中應(yīng)用熱塑型丙烯酸(b44)作為涂料的粘結(jié)介質(zhì)，甲基丙烯酸甲酯單體的含量占丙烯酸樹脂含量的60％以上，該丙烯酸樹脂中甲基丙烯酸甲酯的含量高，制備的涂層對基材的粘結(jié)力低，此專利為了改善涂層附著力，優(yōu)選方案使用了底漆，并且，應(yīng)用熱塑型的丙烯酸酯制備的涂層耐丁酮擦拭性能較差、硬度偏低，層壓表觀有布紋等弊病。中國專利cn104403442a、中國專利cn104449312a這兩篇文獻均為丙烯酸改性的熱塑性偏氟乙烯涂料，由于涂料的耐熱性差、涂料中又沒有交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此該涂料配制的涂層硬度低、層壓表觀有布紋等弊病。中國專利cn104335361a中偏氟乙烯含量占樹脂含量的60％以上，因pvdf具有不粘性，所以該涂料對背板基材的粘結(jié)力低。中國專利cn103703571a中涂料使用時需要預(yù)先涂布底涂，施工工藝繁雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無需底涂，并且與基材的粘結(jié)力高的太陽能電池背板用涂料。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種太陽能電池背板用涂料，所述涂料的組成及其重量份數(shù)為：
上述太陽能電池背板用涂料，所述偏氟乙烯共聚物中偏氟乙烯的質(zhì)量百分含量為65％-95％。
上述太陽能電池背板用涂料，所述偏氟乙烯共聚物的熔點為70℃-170℃，優(yōu)選130℃-160℃。
上述太陽能電池背板用涂料，所述偏氟乙烯共聚物的分子量為100000-300000。
上述太陽能電池背板用涂料，所述含氟丙烯酸樹脂由丙烯酸酯單體、含羥基的丙烯酸酯單體與含氟丙烯酸酯單體共聚而成。
上述太陽能電池背板用涂料，所述含氟丙烯酸樹脂的分子量為8000-20000。
上述太陽能電池背板用涂料，所述含氟丙烯酸樹脂中含氟丙烯酸酯單體的質(zhì)量百分含量為5％-30％。
一種太陽能電池背板，所述太陽能電池背板采用上述涂料。
上述太陽能電池背板，所述太陽能電池背板包括基材、耐候?qū)印⒄辰Y(jié)層，所述耐候?qū)訛橥苛贤繉樱稣辰Y(jié)層為涂料涂層、pe、eva中的一種。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明的涂料選用了偏氟乙烯共聚物為耐候樹脂，該涂料的熔點為70℃-170℃，可在200℃以下成膜，不影響太陽能電池背板基材pet的機械性能和熱穩(wěn)定性。
(2)本發(fā)明的涂料選用了與偏氟乙烯共聚物相容性好的含氟丙烯酸樹脂，提高了涂料涂層對基材的附著力，并且無需底涂，生產(chǎn)工藝簡單。
(3)本發(fā)明在含氟丙烯酸樹脂中引入含氟丙烯酸單體，不僅提高了丙烯酸樹脂的耐候性能，同時降低了偏氟乙烯共聚物的含量，降低了生產(chǎn)成本。
(4)本發(fā)明的含氟丙烯酸樹脂含有-oh基團，可與固化劑反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，制備的涂層可以滿足太陽能電池背板耐丁酮、高硬度、層壓表觀良好的要求，且在壓力蒸煮100h后仍能與太陽能電池背板基材保持良好的附著力。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
本發(fā)明涂料的組成及其重量份數(shù)為：
所述偏氟乙烯共聚物為偏氟乙烯單體與氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯，三氟乙烯、六氟異丁烯、全氟丁基乙烯、全氟乙烯基醚等單體中的一種或幾種共聚而成，優(yōu)選六氟丙烯、四氟乙烯單體。
所述偏氟乙烯共聚物中偏氟乙烯的含量為65％-95％，偏氟乙烯的含量低于65％，偏氟乙烯共聚物的結(jié)晶度下降，致使偏氟乙烯共聚物的熔點太低；偏氟乙烯的含量高于95％，偏氟乙烯共聚物的結(jié)晶度過高，與含氟丙烯酸樹脂的相容性變差。
所述偏氟乙烯共聚物的熔點在70℃-170℃，優(yōu)選130℃-160℃。熔點低于70℃，涂料的耐溫性差，在層壓過程中出現(xiàn)布紋；熔點高于160℃，涂料的成膜溫度將高于180℃，此溫度下會使背板基材pet的機械性能下降。
所述偏氟乙烯共聚物的分子量為100000-300000，分子量小于100000，偏氟乙烯共聚物的耐候性較差，分子量大于300000，偏氟乙烯共聚物在極性溶劑中的溶解性能及熔融成膜難度較大。
所述偏氟乙烯聚合物的制備方法為，將偏氟乙烯氣相單體與氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯，三氟乙烯、六氟異丁烯、全氟丁基乙烯、全氟乙烯基醚等氣相單體中的一種或幾種，按照重量比，壓入到高壓反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜，在80℃的條件下，反應(yīng)3h，冷卻后出料，得到偏氟乙烯共聚物的樣品。
所述含氟丙烯酸樹脂由丙烯酸酯單體、含羥基的丙烯酸酯單體與含氟丙烯酸酯單體共聚而成。
所述丙烯酸酯單體選自與偏氟乙烯相容性好的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種。優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種。
所述含羥基的丙烯酸酯單體選自甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯、丙烯酸羥丁酯等中的一種或幾種。優(yōu)選丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯。
所述含氟丙烯酸酯單體選自全氟烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸全氟丁酯、丙烯酸全氟丁酯、甲基丙烯酸全氟烷基乙基酯、丙烯酸全氟烷基乙基酯、丙烯酸全氟己基乙基酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、丙烯酸八氟戊酯等中的一種或幾種。優(yōu)選全氟丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸五氟丙酯。
所述含氟丙烯酸樹脂的分子量在8000-20000之間，如果分子量小于8000，偏氟乙烯共聚物與含氟丙烯酸樹脂的交聯(lián)程度較大，制備的涂料涂層較脆，分子量大于20000，偏氟乙烯共聚物與含氟丙烯酸樹脂的交聯(lián)度達不到要求，制備的涂料涂層的耐溶劑、硬度等性能下降。
含氟丙烯酸樹脂中含氟丙烯酸酯單體的質(zhì)量百分含量為5％-30％。含氟丙烯酸酯單體的含量小于5％時，含氟丙烯酸樹脂的耐紫外性能較差，并且該樹脂與偏氟乙烯涂料的相容性變差，制備的涂料對基材的附著力低；當(dāng)含氟丙烯酸單體的含量大于30％后，含氟丙烯酸樹脂的耐紫外性能、與偏氟乙烯共聚物的相容性均沒有明顯變化。
所述含氟丙烯酸樹脂的制備方法為，將含氟丙烯酸單體、丙烯酸單體、含羥基的丙烯酸酯單體按照重量份數(shù)比與溶劑混合均勻，加入引發(fā)劑，如過氧化苯甲酰，鏈轉(zhuǎn)移劑如正丁硫醇，在110℃的條件下反應(yīng)3h，然后蒸出多余溶劑，最后干燥即得含氟丙烯酸樹脂樣品。
所述異氰酸酯固化劑為脂肪族的異氰酸酯中的一種或幾種，優(yōu)選脂肪族異氰酸酯的單體或共聚物中的一種或幾種，例如hdi(六亞甲基異氰酸酯)、hdi三聚體、hdi縮二脲、ipdi(異氟二酮二異氰酸酯)、ipdi三聚體。
所述溶劑選自乙酸乙酯、乙酸丁酯、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、異氟二酮、氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯等中的一種或幾種，優(yōu)選乙酸乙酯、乙酸丁酯、氮甲基吡咯烷酮、氮氮二甲基甲酰胺、異氟二酮。
所述顏料為鈦白粉。
所述助劑包括分散劑、消泡劑。所述分散劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述消泡劑為聚硅氧烷非水性乳液。
本發(fā)明還公開了一種太陽能電池背板，包括基材、涂布于基材一面或兩面的涂料涂層。
所述基材為pet、聚酰胺等材料
當(dāng)涂料涂布于基材一面時，基材另一面為粘結(jié)層，粘結(jié)層通過膠黏劑與基材粘結(jié)。所述粘結(jié)層為pe(聚乙烯)、eva(乙烯醋酸乙烯酯)。所述膠黏劑為聚氨酯膠黏劑。
本發(fā)明中所用的偏氟乙烯共聚物、含氟丙烯酸樹脂為自制產(chǎn)品。
本發(fā)明中所用的其它試劑均為公知的市售產(chǎn)品。
本發(fā)明的所述太陽能電池組件包括由所述涂料制備的太陽能電池背板。
以下通過實施例對本發(fā)明進行更詳細說明，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1
涂料組成：
偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(偏氟乙烯含量95％，熔點158℃，分子量15萬)5g，含氟丙烯酸樹脂(含氟丙烯酸單體含量8％，分子量1.5萬)16g，hdi1.4g，鈦白粉13g，消泡劑、分散劑各0.1g，乙酸丁酯、異氟二酮、氮氮二甲基甲酰胺混合溶劑64.4g。
將涂料涂布于pet基材上，180℃烘干，然后將未涂布的pet面用聚氨酯粘結(jié)劑與pe復(fù)合即制得太陽能電池背板。
實施例2
涂料組成：
偏氟乙烯與四氟乙烯共聚物(偏氟乙烯含量88％，熔點150℃，分子量30萬)10g，含氟丙烯酸樹脂(含氟丙烯酸單體含量14％，分子量為1萬)15g，ipdi1.9g；鈦白粉16g，消泡劑、分散劑各0.1g，乙酸丁酯、異氟二酮、氮氮二甲基乙酰胺57.2g。
將涂料涂布于pet基材的兩面，180℃烘干，即制得太陽能電池背板。
實施例3
涂料組成：
偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物(偏氟乙烯含量90％，熔點141℃，分子量25萬)12g，含氟丙烯酸樹脂(含氟丙烯酸單體含量20％，分子量1.8萬)12g，ipdi1.3g，鈦白粉15g，消泡劑、分散劑各0.1g，乙酸丁酯、氮氮二甲基甲酰胺、異氟二酮混合溶劑59.5g。
將涂料涂布于聚酰胺基材上，180℃烘干，然后將未涂布pet面與eva復(fù)合即制得太陽能電池背板。
實施例4
涂料組成：
偏氟乙烯與四氟乙烯共聚物(偏氟乙烯含量65％，熔點136℃，分子量21萬)10g，含氟丙烯酸樹脂(含氟丙烯酸單體28％，分子量為1.2萬)14g，hdi1.5g，鈦白粉15g，消泡劑、分散劑各0.1g，乙酸丁酯、氮氮二甲基甲酰胺、異氟二酮混合溶劑59.3g。
將涂料涂布于pet基材上，180℃烘干，然后將未涂布pet面與pe復(fù)合即制得太陽能電池背板。
實施例5
涂料組成：
偏氟乙烯與四氟乙烯、六氟丙烯共聚物(偏氟乙烯含量88％，熔點136℃，分子量10萬)12g，含氟丙烯酸樹脂(含氟丙烯酸單體含量15％，分子量為2萬)16g，ipdi1.0g，鈦白粉18g，消泡劑、分散劑各0.1g，乙酸丁酯、氮氮二甲基甲酰胺、異氟二酮混合溶劑50.8g。
將涂料涂布于pet基材上，180℃烘干，然后將未涂布pet面與pe復(fù)合即制得太陽能電池背板。
對比例一：
采用pvdf均聚物，與鈦白粉、溶劑、助劑按一定配比共混后制成涂料，涂布于pet基材上，180℃烘干。
對比例二：
采用pvdf均聚物與丙烯酸樹脂、鈦白粉、溶劑、助劑按一定配比共混后制成涂料，涂布于pet基材上，180℃烘干。
本實施例1-5制得的涂料，按gb/t31034-2014(晶體硅太陽電池組件用絕緣背板)、cqc3308-2013(光伏組件封裝用背板技術(shù)規(guī)范)標(biāo)準(zhǔn)制樣并檢測性能，檢測結(jié)果如表1所示：
表1本發(fā)明實施例及對比例檢測結(jié)果