太陽能電池復合背板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種太陽能電池復合背板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]太陽能光伏組件主要由玻璃蓋板、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、電池片、背板、接線盒和邊框等組成。由于背板對電池片起支撐和保護作用，且背板作為直接與外界自然環境大面積接觸的封裝材料，其性能直接決定了光伏組件的發電效率和使用壽命，背板必須具備優異的絕緣性、水汽阻隔性和耐候性等，因此背板性能對太陽能光伏組件的影響十分重要。背板對電池使用壽命，輸出功率，安全可靠性起到關鍵作用。性能較差的太陽能電池背板在普通氣候環境下使用8?10年、在特殊環境(高原、海島、濕地等環境)下使用5?8年，即出現脫層、龜裂、起泡、變黃等不良現象，從而造成電池模塊脫落、電池片滑移、電池有效輸出功率降低等情況，甚至出現電打弧現象，引起電池組件燃燒并促發火災，造成人員損害和財產損失。
[0003]現有的背板主要是以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為基板，在其單面或雙面復合或涂覆具有功能性的氟材料，從而使背板具有良好阻隔、耐候及絕緣性能，因此，基板外面的含氟材料的性能就顯得尤為關鍵。
[0004]中國專利201110188877.4公開了一種太陽能電池背板，包括阻氣層、耐加工層和若干外覆層，且至少有一層外覆層是由聚酰亞胺與鐵氟龍制成的復合膜，所述復合膜可以是由聚酰亞胺膜和鐵氟龍膜相貼合所構成，也可以是聚酰亞胺與鐵氟龍的共擠出膜，阻氣層能夠有效阻隔水氣，耐加工層適于貼合加工或提供緩沖效果，聚酰亞胺樹脂具有耐候性質，可保護阻氣層，鐵氟龍則可進一步阻絕水氣和抗紫外線，但該現有技術的方案制備的太陽能電池背板散熱差，抗污能力差，在一定程度了降低了太陽能電池的使用壽命。
[0005]中國專利201310719113.2公開了一種太陽能電池背板，包括基層，所述的基層為塑料層，所述的基層兩側的表面分別通過粘合層連接有樹脂層，所述的樹脂層表面設有保護膜，所述的保護膜包括設置在所述樹脂層表面的硅氧化物涂層，所述的硅氧化物涂層表面通過另一層粘合層連接有涂膜層，所述的塑料層采用聚對苯二甲酸二乙酯，所述的樹脂層為聚偏氟乙烯樹脂層，所述的粘合層為乙酸乙酯層，所述的涂膜層為聚酰亞胺薄膜層。該現有技術制備的太陽能背板拉伸強度好、水汽透過率高、熱收縮率高，但仍然存在著散熱差、抗污能力差等問題，這些都會影響太陽能電池的電氣性能。
[0006]可見，開發出一種強度高、水汽阻隔性能好、抗紫外線、散熱好、抗污能好的太陽能電池背板，成為一個技術問題。

【發明內容】

[0007]針對現有技術中存在的散熱差、抗污能力差、抗老化能力不高的問題，本發明提供了一種太陽能電池復合背板。采用本發明的技術方案，可以制備隔絕性能好、抗老化、耐腐蝕的太陽能電池背板。
[0008]本發明的技術方案是:一種太陽能電池復合背板，依次包括第一背板，第二背板、第三背板，第一背板和第二背板之間、第二背板和第三背板之間還具有粘結層，第一背板與太陽能電池的EVA膠膜鄰接，其特征在于:所述第一背板為聚偏氟乙烯膜；所述第二背板為聚對苯二甲酸乙二脂膜；所述第三背板為聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜。
[0009]進一步，所述第三背板中的氟化鈣為納米氟化鈣。
[0010]進一步，所述第三背板中的氟化鈣為通過六氟環氧丙烷齊聚物型表面活性劑、鈦酸酯偶聯劑、高分子相容劑改性后的納米氟化鈣。
[0011]進一步，所述聚碳酸酯包覆在所述型表面活性劑氟化鈣的表面，形成以氟化鈣為核、聚碳酸酯為殼的結構。
[0012]進一步，作為本發明一種可選的實施方式，所述第一背板也可以用聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜來替代聚偏氟乙烯膜。
[0013]進一步，作為本發明一種可選的實施方式，所述的太陽能電池復合背板中，也可以用聚偏二氟乙烯膜替代聚偏氟乙烯膜。
[0014]本發明還公開了該太陽能電池復合背板的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0015]I)氟化鈣改性:將納米氟化鈣在110°C干燥30min，然后放入盛有甲苯溶劑的容器中，超聲分散20min后，加入鈦酸酯偶聯劑，在在100°C的水浴中保持3小時，自然降溫，抽濾，干燥，將產物置于干燥器中備用；
[0016]2)制備氟化鈣-聚碳酸酯復合粒子:將改性后的氟化鈣加入去離子水、丙烯酸高分子相容劑、六氟環氧丙烷齊聚物型表面活性劑，在常溫下攪拌30min，使共聚物分散均勻，升溫至60°C，再勻速滴加聚碳酸酯單體，同時用機械攪拌引發聚合反應。反應結束后，自然降溫至30°C，分離出產物，然后在恒溫干燥箱中于50°C干燥4h，即制得氟化鈣-聚碳酸酯復合粒子;
[0017]3)制備聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜:將制備氟化鈣-聚碳酸酯復合粒子和聚偏氟乙烯粒料以重量比0.5?1:9.5?9的比例放入高速粉碎機中，均勻混合，然后將混料放入雙螺桿擠出機中擠出，流延成膜；所述雙螺桿擠出機中螺桿各段溫度從進料口到出口孔共設置6個溫度區間，依次是:165 °C、180 °C、190 °C、190 °C、185 °C、170 °C ;
[0018]4)制備太陽能電池復合背板:在第二背板的兩面涂覆粘結層后，然后將第一背板、第二背板和第三背板通過熱壓粘合固化后，即制得太陽能電池復合背板。
[0019]其中，
[0020]步驟I)中，所述鈦酸酯偶聯劑的加入量占納米氟化鈣重量的0.2-0.8%。
[0021]步驟2)中，所述丙烯酸高分子相容劑占納米氟化鈣重量的1.5_2.8%，優選為2.0% ;所述六氟環氧丙烷齊聚物型表面活性劑占納米氟化鈣重量的0.3-1.2%，優選為0.6% ;所述氟化鈣占聚碳酸酯單體的總重量的為3-6%，優選為5%。
[0022]步驟3)中，所述聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜流延成膜的厚度為20-45 μ m，優選為 30 μ m。
[0023]步驟4)中第一背板、第三背板的厚度為30μ ;所述第二背板的厚度為200-300 μ m，進一步優選為250 μ m ;所述粘結層為醋酸乙烯脂共聚物，厚度為8_12 μπι。
[0024]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0025](I)本發明提供的太陽能電池復合背板，第三背板采用聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜，制得的太陽能復合背板具有更好的力學性能和更高的使用溫度，而且具有較強的抗污能力，提升了背板的使用壽命。
[0026](2)采用本發明的技術方案制備的太陽能電池背板，抗水汽侵蝕能力強、不僅能耐高溫而且也耐低溫、耐腐蝕性能強。
[0027](3)采用本發明的技術方案制備的太陽能電池背板，反射陽光能力強，可以阻擋空氣中的紫外線，增強了背板的抗老化性能，而且還可以散射紅外線，降低了背板的溫度，散熱效果好，延長了背板的使用壽命。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明提供的太陽能電池復合背板結構示意圖；
[0029]圖中附圖標記說明:第一背板1、第二背板2、第三背板3。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0031]實施例1
[0032]如圖1所示，一種太陽能電池復合背板，依次包括第一背板1，第二背板2、第三背板3，第一背板I和第二背板2之間、第二背板2和第三背板3之間還具有粘結層4，第一背板I與太陽能電池的EVA膠膜鄰接。而且，第一背板I為聚偏氟乙烯膜；第二背板2為聚對苯二甲酸乙二脂膜；第三背板3為聚碳酸酯-氟化鈣-聚偏氟乙烯組成的復合膜。
[0033]此外，所述第三背板3中的氟化鈣為納米氟化鈣。該氟化鈣為通過六氟環氧丙烷齊聚物型表面活性劑、鈦酸酯偶聯劑、高分子相容劑改性后的納米氟化鈣。聚碳酸酯包覆在所述型表面活性劑氟化鈣的表面，形成以氟化鈣為核、聚碳酸酯為殼的結構。
[0034]本發明提供的太陽能電池復合背板，第三