[发明专利]一种太阳能电池背板膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池背板膜及其制备方法。

技术背景

太阳能电池背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，需具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性能。近年来随光伏行业的兴起，各个公司对太阳能光伏电池背板提出了各种结构。目前比较常用的结构有TPT结构和TPE结构，其中T指杜邦公司的Tedlar薄膜，成分为聚氟乙烯（PVF）薄膜、P指聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，E指乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）薄膜，三层薄膜间用合适的粘结剂粘结，TPT结构指PVF薄膜/PET薄膜/PVF薄膜结构，TPE结构指PVF薄膜/PET薄膜/EVA薄膜结构。但是由于PVF加工困难且麻烦，现在很多专家提出用其它氟塑料聚偏氟乙烯（PVDF）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯（THV）来代替PVF薄膜。

氟塑料具有很好的耐候性，能够提高背板的整体性能，但存在表面能低，表面憎水，粘结剂在氟塑料表面不容易展开，不容易和其它的塑料粘合的问题，因此氟塑料难以直接使用。目前已经有将含氟薄膜层进行表面改性或采用含氟塑料溶液涂覆等方法以提高含氟塑料层的表面能，进而提高粘附性的报道。如中国专利文件CN101582459A（CN200910053911.X）提供的一种将聚偏氟乙烯与无机材料共混进行改性，用该共混塑料合金层作为耐候层。而中国专利文件CN101177514A（CN200710185202.8）提供一种太阳能电池背板，包括基材和含氟聚合物层；该发明是将含氟塑料与聚合物填料、无机填料等在溶剂中进行混合，制备含氟塑料溶液，再与聚合物填料、无机填料等在溶剂中进行混合，制备含氟塑料溶液，然后涂覆到基材表面以制备含氟聚合物复合膜层，但该方法存在溶剂残留及溶剂污染等问题，并且对涂覆技术要求极高。

因此，需要一种新的方法改善含氟塑料耐候层的表面黏附性，以解决氟塑料作为耐候层在使用过程中易脱落而影响电池使用寿命的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种层间剥离强度高、且耐候层保持了氟树脂优良特性的太阳能电池背板膜及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种太阳能电池背板膜，自上而下包括第一过渡层、第一耐候层、第二过渡层、基材、第三过渡层和第二耐候层；所述基材与第二过渡层和第三过渡层之间通过胶黏剂层粘结；第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层是通过共挤流延或吹膜的方式制备而成的三层复合膜层，厚度为10-30μm；第三过渡层和第二耐候层是通过共挤流延或吹膜的方式制备而成双层复合膜，厚度为10-30μm。

所述第一耐候层、第二耐候层材料相同，选自乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）或聚偏氟乙烯（PVDF）。

所述第一过渡层、第二过渡层、第三过渡层材料相同，是聚丙烯酸酯聚合物、氟树脂、无机填料、功能助剂的共混物。其中聚丙烯酸酯聚合物的含量为过渡层质量的50-80wt%；氟树脂的含量为过渡层质量的0-30wt%；无机填料为钛、铝、锡或硅的氧化物纳米粉，含量为过渡层质量的10-20wt%；功能助剂为抗氧剂、抗老化剂、光吸收剂、光稳定剂之一或组合，功能助剂含量为过渡层质量的0-2wt%。

所述基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）薄膜之一，或者是聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的共混物薄膜，厚度为50-250μm。PET/PBT都是具有良好机械性能的聚合物，也称为聚酯基材。

所述胶黏剂为聚氨酯胶、环氧胶或丙烯酸胶，胶黏剂层厚度为2-25μm。

所述功能助剂中，抗氧剂选自受阻酚类、光稳定剂选自受阻胺类、光吸收剂、选自苯酮类或苯并三唑类、偶联剂选自硅烷类偶联剂。其中抗氧剂、抗老化剂、光稳定剂、光吸收剂、偶联剂均按本领域常规选择。抗氧剂选自受阻酚类、光稳定剂选自受阻胺类、光吸收剂选自苯酮类或苯并三唑类、偶联剂选自硅烷类偶联剂。所述的功能助剂的进一步优选如下：抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂BHT；光稳定剂770或光稳定剂622LD；光吸收剂UV-P或光吸收剂UV-O；硅烷偶联剂KH570或硅烷偶联剂KH560。

根据本发明优选的，在过渡层材料中，所述聚丙烯酸酯聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯，所述氟树脂为聚偏氟乙烯，所述无机填料优选二氧化钛或三氧化二铝纳米粉。

根据本发明优选的，所述三层复合膜中第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层的厚度比为（0.5～1）：1：（0.5～1）。进一步优选的，第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层的厚度相等。