一種太陽能電池背膜及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能電池背膜及其制備方法，背膜包括基材，該基材的表面涂有耐候層，耐候層由以下質量份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇15-25份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇15-20份、甲基環己基二異氰酸酯3-6份、納米二氧化鋅1-4份、納米二氧化鋯2-3份、乙酸丁酯35-55份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。制備方法：a、制備耐候層組合物；b、將耐候層組合物涂布于聚碳酸酯基材上；c、將熔體膜層與基材層壓合為一體。本發明的太陽能電池背膜具有良好的水氣阻隔性、耐候性及附著性，并且與封裝材料之間的粘結強度高。
【專利說明】一種太陽能電池背膜及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能電池領域，具體涉及一種太陽能電池背膜及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 太陽能電池是通過光電效應直接把光能轉化成電能的裝置，具有永久性、清潔性 和靈活性三大優點。如今，太陽能電池已經被大量的使用在各個【技術領域】。
[0003] 背膜是構成太陽能電池組件的重要組成部分，其在整個太陽能電池中主要起著絕 緣和阻隔水氣的作用，因此需要具備較好的水氣阻隔性及絕緣性，這些性能主要是通過背 膜中的基材達到的，但由于基材在使用過程中，尤其是在戶外使用過程中，容易受到紫外線 等的侵蝕造成老化，故需要采用具有耐候性的材料來保護基材，從而形成太陽能電池背膜。
[0004] 現有技術中，多采用含氟聚合物作為耐候層，然后將其涂布或粘接于基材上，以構 成太陽能電池背膜。但采用含氟聚合物作為耐候層存在一些問題，含氟聚合物與溶劑及其 他組合物的相容性較差，在制備成涂料的過程中容易發生沉降，從而造成涂布不均，以及潤 濕性較差，使耐候層與基材的附著性較差，使用過程中容易發生脫落。同時，生產的背膜不 僅需要揮發大量的溶劑，制備工藝復雜，成本較高，而且自身的層間粘合以及與薄膜的粘合 效果都無法達到令人滿意的程度，長期戶外使用便會出現層間分脫的現象。
[0005] 申請號為201210048866. 0的專利公開了一種太陽能電池背膜，包括PET基層和氟 層，所述PET基層兩側均設有氟層，所述氟層的組成主要為四氟氟樹脂和鈦白粉。其含氟聚 合物與溶劑及其他組合物的相容性較差，涂布不均，使用過程中容易發生脫落，同時自身的 層間粘合以及與薄膜的粘合效果都無法達到令人滿意的程度。
[0006] 因此，如何提供一種制作工藝簡單、成本低且性能優良的太陽能電池背膜成為本 領域亟待解決的課題。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的是為了克服以上現有技術的不足而提供一種制作工藝簡單、成本低 且性能優良的太陽能電池背膜及其制備方法。
[0008] 本發明的一種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由 以下質量份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇15-25份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二 醇酯二醇15-20份、甲基環己基二異氰酸酯3-6份、納米二氧化鋅1-4份、納米二氧化鋯2-3 份、乙酸丁酯35-55份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚 物制備得到。
[0009] 優選的，一種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由 以下質量份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇18-22份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己 二醇酯二醇16-19份、甲基環己基二異氰酸酯4-5份、納米二氧化鋅2-3份、納米二氧化鋯 2. 2-2. 8份、乙酸丁酯40-50份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸 丁酯共聚物制備得到。
[0010] 更優選的，一種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層 由以下質量份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇20份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二 醇酯二醇17份、甲基環己基二異氰酸酯4. 5份、納米二氧化鋅2. 5份、納米二氧化鋯2. 5份、 乙酸丁酯45份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備 得到。
[0011] 優選的，所述的基材為聚碳酸酯。
[0012] 一種太陽能電池背膜的制備方法，包括以下步驟：
[0013] a、在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再 加入聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固 化劑甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物；
[0014] b、將耐候層組合物涂布于120-150微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下： 先將基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱 烘烤，烘板箱溫度分別設為120_125°C、100-108°C、80-90°C，烘道長度為15-20m，線速度為 3-25m/min,最后經收卷機收卷；
[0015] c、在180_230°C下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度 為20-30微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到SO-KKTC，冷卻 成型，最后通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背 膜。
[0016] 優選的，步驟b中所述的烘板箱溫度分別設為125°C、105°C、85°C。
[0017] 優選的，步驟b中所述的烘道長度為18m。
[0018] 優選的，步驟b中所述的線速度為20m/min。
[0019] 優選的，步驟c中所述的將熔體膜層冷卻到90°C。
[0020] 有益效果：本發明制備的太陽能電池背膜通過了耐候性試驗及附著力測試為0 級，顯示了其具有良好的水氣阻隔性、耐候性及附著性，并且與封裝材料之間的粘結強度 商。
[0021] 本發明提供的太陽能電池背膜與現有技術的背膜相比較，具體如下：
[0022] 1、本發明在基材表面涂布耐候層，與現有技術中采用含氟聚合物作為耐候層制作 的太陽能電池背膜相比，制作工藝簡單，成本較低。
[0023] 2、本發明的耐候層組合物具有較好的相容性，更有利于涂布生產。
[0024] 3、本發明的耐候層與基材表面具有較好的附著性，可避免在使用過程中耐候層發 生脫落。

【具體實施方式】
[0025] 實施例1
[0026] -種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇15份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇15 份、甲基環己基二異氰酸酯3份、納米二氧化鋅1份、納米二氧化鋯2份、乙酸丁酯35份，在 基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。
[0027] 一種太陽能電池背膜的制備方法，包括以下步驟：
[0028] a、在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再 加入聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固 化劑甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物；
[0029] b、將耐候層組合物涂布于120微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下：先將 基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱烘烤， 烘板箱溫度分別設為120°C、100°C、80°C，烘道長度為15m，線速度為3m/min，最后經收卷機 收卷；
[0030] C、在180°c下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度為 20微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到80°C，冷卻成型，最后 通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背膜。
[0031] 實施例2
[0032] -種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇25份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇20 份、甲基環己基二異氰酸酯6份、納米二氧化鋅4份、納米二氧化鋯3份、乙酸丁酯55份，在 基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。
[0033] 一種太陽能電池背膜的制備方法，包括以下步驟：
[0034] a、在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再 加入聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固 化劑甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物；
[0035] b、將耐候層組合物涂布于150微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下：先將 基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱烘烤， 烘板箱溫度分別設為1251：、1081：、901：，烘道長度為20111，線速度為25111/1^11，最后經收卷 機收卷；
[0036] c、在230°C下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度為 30微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到KKTC，冷卻成型，最后 通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背膜。
[0037] 實施例3
[0038] -種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇18份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇16 份、甲基環己基二異氰酸酯4份、納米二氧化鋅2份、納米二氧化鋯2. 2份、乙酸丁酯40份， 在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。
[0039] 一種太陽能電池背膜的制備方法，包括以下步驟：
[0040] a、在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再 加入聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固 化劑甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物；
[0041] b、將耐候層組合物涂布于130微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下：先將 基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱烘烤， 烘板箱溫度分別設為1211：、1031：、871：，烘道長度為16111，線速度為16111/1^11，最后經收卷 機收卷；
[0042] c、在190°C下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度為 23微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到85°C，冷卻成型，最后 通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背膜。
[0043] 實施例4
[0044] 一種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，該耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇20份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇17 份、甲基環己基二異氰酸酯4. 5份、納米二氧化鋅2. 5份、納米二氧化鋯2. 5份、乙酸丁酯45 份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。
[0045] 一種太陽能電池背膜的制備方法，包括以下步驟：
[0046] a、在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再 加入聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固 化劑甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物；
[0047] b、將耐候層組合物涂布于140微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下：先將 基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱烘烤， 烘板箱溫度分別設為1251：、1051：、851：，烘道長度為18111，線速度為2〇111/1^11，最后經收卷 機收卷；
[0048] c、在200°C下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度為 25微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到90°C，冷卻成型，最后 通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背膜。
[0049] 將上述實施例制備的太陽能電池背膜進行性能測試，試驗如下：
[0050] 一、水蒸氣透過率試驗
[0051] 根據標準ASTM F 1249,采用TSY-W2水蒸氣透過率測試儀對實施例1至4制備的 背膜的水蒸氣透過率進行測試。
[0052] 二、耐候性試驗
[0053] 根據標準ISO 4892-2,采用Q-sun氙燈型耐候試驗機對實施例1至4制備的背膜 的耐候性進行測試。
[0054] 三、附著力試驗
[0055] 根據標準GB/T 9286-1998,采用漆膜劃格儀（昆山三諾儀器QHl漆膜劃格儀，劃格 等級最高級為0級）對實施例1至4制備的背膜的附著力進行測試。
[0056] 四、粘結強度試驗
[0057] 粘結強度依據國家標準GB/T8808進行測試。
[0058] 將試驗一至四的試驗數據進行統計，試驗結果見表1。
[0059] 表 1
[0060]

【權利要求】
1. 一種太陽能電池背膜，包括基材，該基材的表面涂有耐候層，其特征在于耐候層由以 下質量份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇15-25份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇 酯二醇15-20份、甲基環己基二異氰酸酯3-6份、納米二氧化鋅1-4份、納米二氧化鋯2-3 份、乙酸丁酯35-55份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚 物制備得到。
2. 根據權利要求1所述的一種太陽能電池背膜，其特征在于所述的耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇18-22份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇 16-19份、甲基環己基二異氰酸酯4-5份、納米二氧化鋅2-3份、納米二氧化鋯2. 2-2. 8份、 乙酸丁酯40-50份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物 制備得到。
3. 根據權利要求1所述的一種太陽能電池背膜，其特征在于所述的耐候層由以下質量 份數的組分組成：聚己二酸乙二醇酯二醇20份、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇17 份、甲基環己基二異氰酸酯4. 5份、納米二氧化鋅2. 5份、納米二氧化鋯2. 5份、乙酸丁酯45 份，在基材層另一表面設置有增粘層，該增粘層由乙烯丙烯酸丁酯共聚物制備得到。
4. 根據權利要求1所述的一種太陽能電池背膜，其特征在于所述的基材為聚碳酸酯。
5. -種如權利要求1至3任一項所述的太陽能電池背膜的制備方法，其特征在于包括 以下步驟： a、 在容器中加入乙酸丁酯，然后加入納米二氧化鋅和納米二氧化鋯，攪拌均勻，再加入 聚己二酸乙二醇酯二醇和聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入固化劑 甲基環己基二異氰酸酯，攪拌均勻后，得到耐候層組合物； b、 將耐候層組合物涂布于120-150微米的聚碳酸酯基材上，具體涂布過程如下：先 將基材經放卷機放卷，然后自動上料，耐候層組合物在基材上涂布之后經過三段烘板箱烘 烤，烘板箱溫度分別設為120-125°C、100-108°C、80-90°C，烘道長度為15-20m，線速度為 3-25m/min,最后經收卷機收卷； c、 在180-230°C下，將熔融的乙烯丙烯酸丁酯共聚物擠出到基材層表面，形成厚度為 20-30微米的乙烯丙烯酸丁酯共聚物熔體膜層，然后將熔體膜層冷卻到80-100°C，冷卻成 型，最后通過4. 5kg/cm2的壓力輥將熔體膜層與基材層壓合為一體，即得太陽能電池背膜。
6. 根據權利要求5所述的一種太陽能電池背膜的制備方法，其特征在于步驟b中所述 的烘板箱溫度分別設為125°C、105°C、85°C。
7. 根據權利要求5所述的一種太陽能電池背膜的制備方法，其特征在于步驟b中所述 的烘道長度為18m。
8. 根據權利要求5所述的一種太陽能電池背膜的制備方法，其特征在于步驟b中所述 的線速度為20m/min。
9. 根據權利要求5所述的一種太陽能電池背膜的制備方法，其特征在于步驟c中所述 的將熔體膜層冷卻到90°C。
【文檔編號】H01L31/18GK104393083SQ201410650810
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術有限公司