一種太陽能電池背板及其制備方法

專利名稱：一種太陽能電池背板及其制備方法
技術領域：
本發明屬于太陽能電池材料及其制備領域，特別涉及一種太陽能電池背板及其制備方法。
背景技術：
太陽能電池背板是太陽能電池不可或缺的組成部分，背板是電池板背面的保護材料，用于支撐、固定太陽能電池，并具有持續抵御光照射的能力。太陽能電池的可靠性在很大程度上依賴于背板的可靠性。目前比較常用的太陽能電池的背板都使用氟塑料作為最外層的耐候層，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指聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(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。還有其它的氟材料包括PVDF(聚偏氟こ烯)、THV(四氟こ烯-六氟丙烯-偏氟こ烯共聚物)、ETFE(こ烯-四氟こ烯共聚物)、ECTFE (こ烯-三氟氯こ烯共聚物)、PTFE (聚四氟こ烯)和FEVE (氟こ烯與こ烯基醚的共聚物)。考慮到杜邦公司的Tedler膜供應有限，所以ー些背板生產公司致力于開發應用新的含氟背板材料，或是通過改變背板結構來應對。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替代ー層氟塑料，發明了 TPE結構的背板。其中E指こ烯-醋酸こ烯酷，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。雖然含氟背板耐候性優異，但由于其表面能比較低，具有很明顯的不粘性，膠在其表面不易鋪展而導致其和其它的塑料非常不容易粘結，即使通過對氟材料表面處理后，粘結強度仍然不夠理想。因此很多公司致力于無氟背板的研究，目前主要生產商均為日本公司，其中無氟背板最為關鍵的材料是最外層的抗水解PET薄膜，PET是聚酯的ー種，因有分子結構中有大量的苯環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就是通過提高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。使得這ー類抗水解PET無氟背板可以運用于太陽能電池。目前，由于電池片價格的持續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，所以需要保持性能不變的前提下來降低成本。改變背板結構、簡化生產步驟、開發優質便宜的新背板材料是有效降低背板成本的方法。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種太陽能電池背板及其制備方法，該太陽能電池背板結構新穎，在使用中可以直接和電池片壓合，不再需要另外的EVA膠膜作為粘結背板和電池片的連接層，且簡化了生產エ序，降低了生產成本。本發明的一種太陽能電池背板，該太陽能背板包括抗水解PET層和POE膠膜層；所述的POE膠膜層是改性的熱塑性弾性體，各組分按重量份數計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、引發劑O. 01-5 份、紫外光吸收劑O. 01-5份、紫外光穩定劑O. 01-5份、 抗氧劑O. 01-5 份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物5份、引發劑O. 05份、紫外光吸收劑O. I份、紫外光穩定劑O. I份、抗氧劑O. 2份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物10份、引發劑O. I份、紫外光吸收劑O. I份、紫外光穩定劑O. I份、抗氧劑O. I份。所述的POE膠膜層的各組分按重量份數計為POE100 份、POE接枝馬來酸酐共聚物20份、引發劑3份、紫外光吸收劑3份、紫外光穩定劑I份、抗氧劑I份。所述的抗水解PET層為碳化ニ亞胺封端的抗水解聚對苯ニ甲酸こニ醇酯，其厚度范圍為40-1000微米。所述的POE膠膜層的厚度范圍為100-1000微米。所述的引發劑為過氧化ニ異丙苯。所述的紫外光吸收劑為2-羥基-4-甲氧基ニ苯甲酮、2，4-ニ羥基ニ苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基ニ苯甲酮或2-(2'-羥基-5'-叔辛基苯基)-苯并三唑。所述的紫外光穩定劑為3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯甲酸正十六酷、雙(I-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸ニ酸酯或雙(2，2，6，6-四甲基-4哌啶基)癸ニ酸酷。所述的抗氧劑為β-(3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八烷基醇酷、β_(3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸、β -(3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸果三甘醇酷、三(2，4_ ニ叔丁基苯酚)亞磷酸酯或雙十八烷基醇季戊四醇ニ亞磷酸酷。本發明的一種太陽能電池背板的制備方法，包括在抗水解PET膜的表面熱壓ー層POE膠膜，即得太陽能電池背板；所述的POE膠膜的制備方法為將各原料混合均勻后投入擠出機中混煉，擠出機的溫度控制在60 150°C，將所得擠出物經流延、壓延進行成膜，通過冷卻、牽引進行整形，最后通過收卷エ序即可。本發明的一種太陽能電池背板，該太陽能背板自上而下包括POE膠膜層和抗水解PET層；所述的POE膠膜層通過熱壓與抗水解PET層連接。所述的POE膠膜層的厚度范圍為100-1000微米。 所述的抗水解PET層的厚度范圍為40-1000微米。POE是こ烯和辛烯原位聚合的熱塑性弾性體，既有優異的韌性又有良好的加工性，而且POE塑料分子結構中沒有不飽和雙鍵，具有優良的耐老化性能。由于其優良的性能，便宜的價格，是用來代替目前太陽能電池中こ烯-醋酸こ烯酯(EVA)膠膜的很好的材料。本發明提供ー種新型太陽能電池背板。該背板結構新穎，在使用中可以直接和電池片壓合，不再需要另外的EVA膠膜作為粘結背板和電池片的連接層，簡化了生產エ序，降低了生產成本。另外，本發明采用改性的POE膠膜，具有良好的粘結性，耐候性，制備的背板符合對背板的要求。采用上述的方案，本發明專利通過設置ー層POE膠膜層在背板上，作為粘結背板和電池片的材料，實現了在太陽能電池組件的制造中，無需另加EVA膠膜作為粘結背板和電池片的粘合目的，這ー層POE膠膜具有較好的粘結性，耐候性。綜上，本發明的新型太陽能電池背板性能優良，符合對背板的要求，且在生產過程中簡化了生產エ序，對太陽能行業有著重要的意義，具有廣闊的應用前景。對本發明的實施例1，2，3制得的復合膜按下表I檢測可知，本復合膜機械性能優秀，耐老化性能好,其測試數據普遍好于同類復合膜。表I本發明實施例1-3所得產品的測試結果
權利要求
1.一種太陽能電池背板，包括抗水解PET層(I)和膠膜層，其特征在于所述的膠膜層為POE膠膜層(2)，其組分按重量份數計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、 引發劑0.01-5份、 紫外光吸收劑0. 01-5份、 紫外光穩定劑0. 01-5份、 抗氧劑0.01-5份。
2.根據權利要求I所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(2)的各組分按重量份數計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物5份、 引發劑0.05份、 紫外光吸收劑0. I份、 紫外光穩定劑0. I份、 抗氧劑0. 2份。
3.根據權利要求I所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(2)的各組分按重量份數計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物10份、引發劑0.1份、 紫外光吸收劑0. I份、 紫外光穩定劑0. I份、 抗氧劑0. I份。
4.根據權利要求I所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(2)的各組分按重量份數計為 POE100 份、 POE接枝馬來酸酐共聚物20份、引發劑3份、 紫外光吸收劑3份、 紫外光穩定劑I份、抗氧劑I份。
5.根據權利要求1-4中任一所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的抗水解PET層(I)為碳化ニ亞胺封端的抗水解聚對苯ニ甲酸こニ醇酯，厚度范圍為40-1000微米。
6.根據權利要求1-4中任一所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的POE膠膜層(2)的厚度范圍為100-1000微米。
7.根據權利要求1-4中任一所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的引發劑為過氧化ニ異丙苯。
8.根據權利要求1-4中任一所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的紫外光吸收劑為2-羥基-4-甲氧基ニ苯甲酮、2，4- ニ羥基ニ苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基ニ苯甲酮或2-(2'-羥基-5'-叔辛基苯基)-苯并三唑；紫外光穩定劑為3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯甲酸正十六酷、雙(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸ニ酸酯或雙(2，2，6，6-四甲基-4哌啶基)癸ニ酸酷。
9.根據權利要求1-4中任一所述的ー種太陽能電池背板，其特征在于所述的抗氧劑為@ - (3, 5_ ニ叔丁基-4_輕基苯基)丙酸十八燒基醇酷、P - (3, 5_ ニ叔丁基-4_輕基苯基)丙酸、￠-(3-叔丁基-5-甲基-4-羥基苯基)丙酸果三甘醇酯、三(2，4_ ニ叔丁基苯酚)亞磷酸酯或雙十八烷基醇季戊四醇ニ亞磷酸酷。
10.如權利要求I所述的ー種太陽能電池背板的制備方法，包括在抗水解PET膜的表面熱壓ー層POE膠膜，即得太陽能電池背板； 所述的POE膠膜的制備方法為將各原料混合均勻后投入擠出機中混煉，擠出機的溫度控制在60 150°C，將所得擠出物經流延、壓延進行成膜，通過冷卻、牽引進行整形，最后 通過收卷エ序即可。
全文摘要
本發明涉及一種太陽能電池背板及其制備方法，所述背板包括抗水解PET層和POE膠膜層；所述的POE膠膜層的組分按重量份數計為POE 100份、POE接枝馬來酸酐共聚物1-50份、引發劑0.01-5份、紫外光吸收劑0.01-5份、紫外光穩定劑0.01-5份、抗氧劑0.01-5份；其制備，包括在抗水解PET膜的表面熱壓一層POE膠膜，即得。本發明的太陽能背板結構簡單，在使用中可以直接和電池片壓合，不再需要另外的乙烯-醋酸乙烯膠膜作為粘結背板和電池片的連接層，其制備方法簡化了生產工序，降低了生產成本，具有廣闊的應用前景。
文檔編號H01L31/048GK102850963SQ201210338929
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者張發饒 申請人:寧波威克麗特功能塑料有限公司