專利名稱：一種涂覆型高粘接太陽電池背膜及制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種 太陽電池背膜，尤其涉及一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，同時涉及一種加工該背膜的工藝。
背景技術：
:
太陽電池板通常是一個疊層結構，一般是由幾種高分子材料復合制成，但這種技術制成的太陽能電池背膜涂層面上有波形，導致涂層間不緊致，器件耐久性不高。且背膜完成后還需再與EVA膠膜封裝，增加了太陽電池組件的價格工序，密封性能不高。如中國專利申請號為CN201010270646. 3號
公開日為2011年4月6日、公開號為CN102005491A的發明專利申請，公開了高氟合晶涂層太陽能光伏電池背膜及其制造方法，該背膜包括自上而下依次設置的第一基層、第一高氟合晶涂層、第二基層、PET層、第三基層、第二高氟合晶涂層和第四基層的七層結構，第一基層下表面和第二基層上表面之間涂覆設置第一高氟合晶涂層，第三基層下表面和第四基層上表面之間涂覆設置第二高氟合晶涂層，第二基層的下表面和第三基層的上表面之間涂覆設置PET層，所述的第一高氟合晶涂層和第二高氟合晶涂層內分別加入以任意比例混合的納米碳化硅和納米氮化鋁的混合物。上述方案通過制造高精密無波紋涂覆技術制成7層結構的太陽光伏高氟合晶涂層背膜，采用等離子體硅化鈦納米處理技術處理，使各層表面親水化，提高各層間的附著力與粘結性。但由于氟材料本身特性，其存在表面能高，表面憎水，粘結性能差。這種背板與EVA的粘接性能降低了，使得背板與EVA的粘接加工工藝變得復雜。發明內容:
本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有性能缺陷，提供一種具有高粘結性、且具有高耐候性、耐腐蝕性、良好的電氣絕緣性能的太陽電池背膜。本發明所要解決的另一技術問題在于克服上述現有工藝技術之不足，提供一種能夠加工具有高粘結性且不易分層的太陽能電池背膜的加工工藝。按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜采用的主要技術方案為包括基材和覆合在所述基材至少一個表面的EVA膠膜層。本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜還采用如下附屬技術方案
所述基材包括基層和含氟涂層，所述基層的上下外表面均設有所述含氟涂層，所述基層與所述含氟涂層之間設有硅鈦化成膜層，所述含氟涂層的外表面設有氟硅氧烷化成膜層。所述EVA膠膜層的厚度為O. 01毫米一 O. I毫米。所述EVA膠膜層是由聚(乙烯-醋酸乙烯)制成。所述基層為PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)基層。所述基層是PET與PBT (聚對苯二甲酸丁二醇酯)或PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)熱融共混而成的高分子合金材料基層，其中PBT或PEN的含量以重量計為1°/Γ50%。 所述基層為超細閉孔式發泡層。所述基層是在PET中加入選自二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯的無機氧化物形成，其中無機氧化物的含量以重量計為19^35%。所述基層的厚度為O. I毫米一 10毫米。所述含氟涂層為四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層。所述含氟涂層中氟樹脂的含量以重量計為309Γ95%。所述的含氟涂層的厚度為O. 01毫米一 O. I毫米。所述氟硅氧烷化成膜層和硅鈦化成膜層的厚度均為O. 01微米一 5微米。所述基層表面或所述含氟涂層的內表面經等離子硅鈦化處理形成所述硅鈦化成膜層。所述含氟涂層外表面經等離子氟硅氧烷化處理形成所述氟硅氧烷化成膜層。 按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝，主要包括以下步驟
(1)在基層的兩個表面進行等離子化處理，活化所述兩個表面；
(2)對活化后基層的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰硅鈦化合物，經20- 200攝氏度加熱
I- 600秒，使得在基層的兩個表面上形成硅鈦化成膜層；
(3)對含有硅鈦化成膜層的基層加熱至50- 200攝氏度后雙面覆合厚度為5 - 200微米的含氟涂層，形成基材；
(4)對含氟涂層的基材的兩個表面進行等離子處理，活化所述兩個表面；
(5)對活化后基材的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰氟硅氧烷化合物，經20- 200攝氏度加熱I 一 600秒,使基材表面形成氟娃氧燒化成膜層；
(6)在形成氟硅氧烷化成膜層的基材上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠膜層。按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝，還可以為主要包括以下步驟
(1)對含氟涂層的兩個表面進行等離子處理，活化含氟涂層表面；
(2)對活化后含氟涂層的兩個表面分別噴涂或滾涂氟硅氧烷化合物和硅鈦化合物，經20 - 200攝氏度加熱I 一 600秒，使含氟涂層的兩個表面形成氟硅氧烷化成膜層和硅鈦化成膜層；
(3)對基層加熱至50- 200攝氏度后，在其雙面分別與步驟(2)中所得的含氟涂層的硅鈦化成膜層相覆合，形成基材；
(4)在基材上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠膜層。按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜與現有技術相比具有如下優點首先，本發明對含氟涂層和基層進行氟硅氧烷化或硅鈦化處理，形成氟硅氧烷化或硅鈦化處理成膜層，使得本發明的粘結性能更好，膜層密實，提高了阻隔性能，尤其對水蒸氣的具有更好阻隔，防潮性能好，電氣性能和耐候性能更好；其次，經過上述處理后的背膜的含氟涂層表面與其他封裝材料(如EVA等)具有相當的粘結性，而背膜的EVA膠膜層表面具有與其他封裝材料(如硅膠等)絕佳的粘結強度。按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝具有如下優點通過本發明的加工工藝制造出來的電池背膜的粘接性更好，膜層密實，提高了阻隔性能，且這種加工工藝可以實現連續化生產，提高了生產效率。
圖I是本發明一種涂覆型高粘接太陽電池背膜結構示意圖。圖2是本發明一種涂覆型高粘接太陽電池背膜結構示意圖。
具體實施例方式 現有技術中的太陽能電池背膜一般是有幾種高分子材料復合制成，但這種技術制成的太陽能電池背膜涂層面上有波形，導致涂層間不緊致，器件耐久性不高。且背膜完成后還需再與EVA膠膜封裝，增加了太陽電池組件的價格工序，密封性能不高。參見圖1，按照本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，包括包括基材I和覆合在所述基材I至少一個表面的EVA膠膜層2。所述結構使得本發明的背膜具有與其他封裝材料(如硅膠等)絕佳的粘結強度。參見圖2，按照本發明提供的上述實施例中，所述基材I包括基層11和含氟涂層12，所述基層11的上下外表面均設有所述含氟涂層12，所述基層11與所述含氟涂層12之 間設有硅鈦化成膜層13，所述含氟涂層12的外表面設有氟硅氧烷化成膜層14。使得本發明的背膜易于與其他的太陽電池組件粘結。本實施例中所述含氟涂層12與基層11相對的面為含氟涂層12內表面，所述含氟涂層12與基層11相背的面為含氟涂層12外表面。因此，本實施例中的基材I的結構為七層結構，即依次覆合在一起的氟硅氧烷化成膜層14、含氟涂層12、硅鈦化成膜層13、基層11、硅鈦化成膜層13、含氟涂層12、氟硅氧烷化成膜層14。這種七層結構使得本發明背膜在制作過程中的最后一步流延EVA膠膜層2時無需辨別正反面，提高了生產效率，節約了成本。本發明的背膜在使用時阻隔性更好，整體的防潮性能、電氣性能和耐候性能更好；同時具有高粘結性且不易分層的特性。在本發明給出的上述實施例中，所述氟硅氧烷化成膜層14的厚度為O. 01微米至5微米，優選厚度為O. I微米至2微米。具體數值可以根據基層11和含氟涂層12的厚度選擇O. 05微米、O. I微米、O. 3微米、O. 8微米、I. 2微米、I. 8微米、2微米、2. 5微米、3微米等等。這里厚度的選擇，要滿足各層之間粘結的需求，同時要提高背膜的整體性能。在本發明中的所述基層11可以為PET基層，其中PET為聚苯二甲酸乙二醇酯。本發明的所述基層11也可以為PET與PBT熱融共混而成的高分子合金材料基層，其中PBT為聚對苯二甲酸丁二酯，通過添加PBT對PET進行改性，從而提高所述基層的整體性能。其中PBT的含量以重量計為1°/Γ50%，優選為8% 20%。具體數值可以為1%、4%、8%、12%、15%、18%、20%、25%、30%、40% 和 50%。本發明的所述基層11還可以為PET與PEN熱融共混而成的高分子合金材料基層，其中PEN為聚萘二甲酸乙二醇酯，通過添加PEN對PET進行改性，從而提高所述基層的整體性能。其中PEN的含量以重量計為1% 50%，優選為8% 20%。具體數值可以為1%、4%、8%、12%、15%、18%、20%、25%、30%、40% 和 50%。本發明的基層11經PET與PBT或PEN合金化后，改進了結晶性、加工性及平整性，使基層表面等離子化均一性提高，活性基團分散均勻，為后續硅鈦化及氟硅氧烷化大面積均勻牢固覆合提供了可靠保證。本發明中的所述基層11是在PET中加入無機氧化物形成，其中無機氧化物的含量以重量計為1% 35%，優選為10% 20%。具體數值可以為1%、5%、10%、12%、16%、20%、25%、30%和35%。其中，所述無機氧化物可以為二氧化娃、氧化鈦、氧化招、氧化錯。
本發明中的基層11也可以采用PE，通過超細閉孔式發泡工藝形成超細閉孔式發泡層，這里的發泡層中的發泡孔為封閉式結構，且發泡孔為超細結構。這種結構的基層具有較好的支持力，且重量輕，易于彎折，可以應用于彎曲式太陽電池板中。在本發明給出 的上述基層11中，所述基層11的厚度為O. Imm- 10mm，其中非發泡基層的優選厚度為O. 2-0. 3mm,具體數值為O. 2mm、0. 22mm、0. 25mm、0. 28mm、0. 3mm。發泡基層的厚度為I 一 3mm,具體數值為lmm、2mm、3mm。在本發明給出的上述實施例中，所述含氟涂層12為四氟乙烯基膜層，這種膜層可以選用J0LYW00D FFC膜，也可以為四氟乙烯(TFE)均聚物膜層。本發明的含氟涂層12也可以為四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層，即THV膜層。本發明的含氟涂層12還可以為三氟氯乙烯基膜層。本發明的所述含氟涂層12中氟樹脂的含量以重量計為30°/Γ95%，優選為50°/Γ80%。具體數值為 30%、40%、50%、60%、70%、80%、95%。本發明給出的上述實施例中，所述氟硅氧烷化成膜14是通過在所述含氟涂層12表面經等離子氟硅氧烷化處理形成的一層成膜層，即本發明中所稱的氟硅氧烷化成膜層14。本發明提供的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝，主要包括以下步驟
(1)在基層11的兩個表面進行等離子化處理，活化所述兩個表面；
(2)對活化后基層11的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰硅鈦化合物，經20- 200攝氏度加熱I 一 600秒，使得在基層11的兩個表面上形成硅鈦化成膜層13 ；
(3)對含有硅鈦化成膜層13的基層11加熱至50- 200攝氏度后雙面覆合厚度為5 —200微米的含氟涂層12，形成基材；
(4)對含氟涂層12的基材的兩個表面進行等離子處理，活化所述兩個表面；
(5)、對活化后基材I的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰氟硅氧烷化合物，經20- 200攝氏度加熱I 一 600秒，使基材表面形成氟硅氧烷化成膜層14 ；
(6)、在形成氟硅氧烷化成膜層14的基材I上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠月旲層2。經過上述加工工藝完成背膜的加工，這種背膜可以作為成品銷售，并用于太陽電池板中，與太陽電池板中的其他組件相粘結。本發明在步驟(2)和步驟(5)中，所采用的加熱溫度可以在20 - 200攝氏度，力口熱烘烤的時間可以為I 一 600秒，優選范圍加熱溫度為80 - 130攝氏度，加熱時間為10 —60秒。其中，數值選擇可以根據各層的材料不同，選用不同的加熱溫度和時間。另外，加熱溫度越高，所采用的加熱時間越短。具體數值可以如下加熱溫度為20攝氏度，加熱時間為600秒；加熱溫度為40攝氏度，加熱時間為300秒；加熱溫度為60攝氏度，加熱時間為100秒；加熱溫度為80攝氏度，加熱時間為40秒；加熱溫度為120攝氏度，加熱時間為15秒；加熱溫度為150攝氏度，加熱時間為10秒；加熱溫度為200攝氏度，加熱時間為I秒。本發明在步驟(3)中，可以將基層加熱到50 — 200攝氏度，優選80 — 150攝氏度，具體數值可以為50攝氏度，60攝氏度，80攝氏度，100攝氏度，120攝氏度，150攝氏度，180攝氏度，200攝氏度。而氟膜或含氟涂層的厚度為5 — 200微米，優選10 — 40微米。具體數值可以為5毫米、10毫米、15毫米、25毫米、35毫米、40毫米、60毫米、100毫米、150毫米、200暈米。針對本實施例還可以采用如下加工工藝，主要包括以下步驟
(1)對含氟涂層12的兩個表面進行等離子處理，活化含氟涂層12表面；
(2)對活化后含氟涂層12的兩個表面分別噴涂或滾涂氟硅氧烷化合物和硅鈦化合物，經20 - 200攝氏度加熱I 一 600秒，使含氟涂層的兩個表面分別形成氟硅氧烷化成膜層14和硅鈦化成膜層13 ；
(3)對基層11加熱至50- 200攝氏度后，在其雙面分別與步驟(2)中所得的含氟涂層12的硅鈦化成膜層13相覆合，形成基材I ;
(4)在基材I上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠膜層2。 本發明在步驟(2)中，所采用的加熱溫度可以在20 - 200攝氏度，加熱烘烤的時間可以為I 一 600秒，優選范圍加熱溫度為80 - 130攝氏度，加熱時間為10 — 60秒。其中，數值選擇可以根據各層的材料不同，選用不同的加熱溫度和時間。另外，加熱溫度越高，所采用的加熱時間越短。具體數值可以如下加熱溫度為20攝氏度，加熱時間為600秒；力口熱溫度為40攝氏度，加熱時間為300秒；加熱溫度為60攝氏度，加熱時間為100秒；加熱溫度為80攝氏度，加熱時間為40秒；加熱溫度為120攝氏度，加熱時間為15秒；加熱溫度為150攝氏度，加熱時間為10秒；加熱溫度為200攝氏度，加熱時間為I秒。本發明在步驟(3 )中，可以將基層加熱到50 — 200攝氏度，優選80 — 150攝氏度，具體數值可以為50攝氏度，60攝氏度，80攝氏度，100攝氏度，120攝氏度，150攝氏度，180攝氏度，200攝氏度。而氟膜或含氟涂層的厚度為5 — 200微米，優選10 — 40微米。具體數值可以為5毫米、10毫米、15毫米、25毫米、35毫米、40毫米、60毫米、100毫米、150毫米、200暈米。
在本發明給出的上述實施例中，所述硅鈦化成膜層4的厚度為O. 01微米至5微米，優選厚度為O. I微米至2微米。具體數值可以根據基層和含氟涂層的厚度選擇O. 05微米、O. I微米、O. 3微米、O. 8微米、I. 2微米、I. 8微米、2微米、2. 5微米、3微米等等。這里厚度的選擇，要滿足各層之間粘結的需求，同時要提高背膜的整體性能。在實施例中采用的基層11和含氟涂層12與上述實施例中的相同，此處對具體內容不再贅述。本發明給出的實施例中，所述硅鈦化成膜層13是通過在所述基層11或所述含氟涂層12的表面經等離子硅鈦化處理形成的一層成膜層，即本發明中所稱的硅鈦化成膜層13。本發明中所采用的氟硅氧烷化合物和硅鈦化合物的分子式分別為R-F-Si(OR)3和Si0x、Ti02，這兩種化合物可以從市場上購買到成品。這兩種氟硅氧烷化合物和硅鈦化合物均為有機化合物，可以是固體或液體，并與其他液體進行配比。它的特性使其具有一端親有機物，另一端親無機物的特性，從而有效的提高了各層之間的粘結力。本發明采用上述加工工藝可以實現背膜加工的連續化生產，提高了生產效率。本發明的產品與國外的同類產品相比，各項數據如下
權利要求
1.一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于包括基材和覆合在所述基材至少一個表面的EVA膠膜層。
2.如權利要求I所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基材包括基層和含氟涂層，所述基層的上下外表面均設有所述含氟涂層，所述基層與所述含氟涂層之間設有硅鈦化成膜層，所述含氟涂層的外表面設有氟硅氧烷化成膜層。
3.如權利要求I述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述EVA膠膜層的厚度為O. Ol毫米一 O. I毫米。
4.如權利要求I述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述EVA膠膜層是由聚(乙烯-乙酸乙烯)制成。
5.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層為PET基層。
6.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層是PET與PBT或PEN熱融共混而成的高分子合金材料基層，其中PBT或PEN的含量以重量計為1% 50%。
7.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層為超細閉孔式發泡層。
8.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層是在PET中加入選自二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯的無機氧化物形成，其中無機氧化物的含量以重量計為1°/Γ35%。
9.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層的厚度為O. I暈米一 10暈米。
10.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述含氟涂層為四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層。
11.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述含氟涂層中氟樹脂的含量以重量計為309Γ95%。
12.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述的含氟涂層的厚度為O. 01毫米一 O. I毫米。
13.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述氟硅氧烷化成膜層和硅鈦化成膜層的厚度均為O. 01微米一 5微米。
14.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述基層表面或所述含氟涂層的內表面經等離子硅鈦化處理形成所述硅鈦化成膜層。
15.如權利要求2所述的一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，其特征在于所述含氟涂層外表面經等離子氟硅氧烷化處理形成所述氟硅氧烷化成膜層。
16.一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝，其特征在于主要包括以下步驟 (1)在基層的兩個表面進行等離子化處理，活化所述兩個表面； (2)對活化后基層的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰硅鈦化合物，經20- 200攝氏度加熱I - 600秒，使得在基層的兩個表面上形成硅鈦化成膜層； (3)對含有硅鈦化成膜層的基層加熱至50- 200攝氏度后雙面覆合厚度為5 - 200微米的含氟涂層，形成基材；(4)對含氟涂層的基材的兩個表面進行等離子處理，活化所述兩個表面； (5)對活化后基材的兩個表面噴涂或滾涂或浸潰氟硅氧烷化合物，經20- 200攝氏度加熱I 一 600秒,使基材表面形成氟娃氧燒化成膜層； (6)在形成氟硅氧烷化成膜層的基材上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠膜層。
17.一種涂覆型高粘接太陽電池背膜的加工工藝，其特征在于主要包括以下步驟 (1)對含氟涂層的兩個表面進行等離子處理，活化含氟涂層表面； (2)對活化后 含氟涂層的兩個表面分別噴涂或滾涂氟硅氧烷化合物和硅鈦化合物，20 - 200攝氏度加熱I 一 600秒，使含氟涂層的兩個表面形成氟硅氧烷化成膜層和硅鈦化成膜層； (3)對基層加熱至50- 200攝氏度后，在其雙面分別與步驟(2)中所得的含氟涂層的硅鈦化成膜層相覆合，形成基材； (4)在基材上的任意一面采用流延工藝流延出EVA膠膜層。
全文摘要
一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，包括基材和覆合在所述基材至少一個表面的EVA膠膜層，所述基材包括基層和含氟涂層，所述基層的上下外表面均設有所述含氟涂層，所述基層與所述含氟涂層之間設有硅鈦化成膜層，所述含氟涂層的外表面設有氟硅氧烷化成膜層。本發明提供一種涂覆型高粘接太陽電池背膜，尤其對水蒸氣具有更好的阻隔效果，防潮性能好，電氣性能和耐候性能更好；而背膜的EVA膠膜層表面具有與其他封裝材料絕佳的粘結強度。
文檔編號H01L31/18GK102911613SQ20111021966
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者林建偉, 張育政, 夏文進, 王鳴光, 王志 申請人:蘇州中來光伏新材股份有限公司