CN102514343A - 一种太阳能电池背板及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池背板及其生产工艺，该工艺包括以下步骤：（1）电晕处理PET膜；（2）用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂；（3）在PET膜的其中一面涂布粘合剂；（4）烘干粘合剂；（5）在热压状态下压合PET膜的粘合剂涂布面和PVDF膜；（6）重复步骤（3）~（5），在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；（7）固化压合好的太阳能电池背板。本发明生产得到的太阳能电池背板透明美观，电气绝缘性能、耐水解老化性能、尺寸稳定性能、阻隔水蒸气性能、拉伸性能和抗紫外线性能突出，背板内部各层之间以及背板与太阳能电池片包封材料EVA之间结合紧密牢固，延长了背板的使用寿命。

Description

一种太阳能电池背板及其生产工艺

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及太阳能电池背板。

背景技术

太阳能电池板主要由前板、太阳能电池片和背板组成，其中前板是具有高透光率的钢化玻璃，太阳能电池片由EVA包封，而背板的主要起到阻隔水蒸气和氧气、机械保护和绝缘作用。现在，多晶硅太阳电池组件的使用要求为25年，而背板作为直接与外环境大面积接触的光伏封装材料，其应具备卓越的耐长期老化、绝缘、水蒸气阻隔等性能。如果背板在耐老化、绝缘、耐水气等方面无法满足环境考验，最终将导致太阳电池的可靠性、稳定性与耐久性无法得到保障，使太阳电池板提早出现脱层、龟裂、起泡、黄变等不良现象，造成电池模块脱落、电池片滑移、电池有效输出功率降低等不良，更危险的是电池组件会在较低电压和电流值的情况下出现电打弧现象，引起电池组件燃烧并促发火灾，造成人员安全损害和财产损失。 

PET具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120 ℃，短期使用可耐150 ℃高温，可耐-70 ℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好；抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性好；气体和水蒸气渗透率低，具有优良的阻气、阻水等性能，所以，太阳能电池背板一般都用PET膜来作为支持体。

研究表明，PET分子主链中含有大量的酯基，与水具有很好的亲和性，容易产生水增塑，同时即使微量的水分也会导致分子主链的降解。PET在湿热老化过程中老化性能的变化受三个因素影响：结晶度、水增塑、水解,各因素自始至终都在起作用,不同的环境和不同的阶段内各种不同因素起主导作用。老化初期，结晶为主导因素,它增加杨氏模量、最大拉伸应力,使材料变脆,降低冲击强度，然后水增塑成为主要因素,它使材料韧性增加,但是很快水解反应上升为主要因素,它引起PET大分子链断裂,分子量下降,从而引起机械性能的破坏。而温度的升高则会使上述过程明显加快，因此水和热是导致PET物理机械性能急剧下降的主要原因。此外，紫外辐射也会使PET的分子量、强度大幅度下降,结晶度有所提高,从而使材料脆化。

PVDF具有超高耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、高机械强度和韧性、防粘性和抗沾污性强、耐热性好，所以太阳能电池背板通常由中间的PET膜和上下两层PVDF膜压合而成。

现有的太阳能电池背板中PVDF膜与PET膜不容易粘结，从而使背板容易脆化，水蒸气透过率比较高，容易发生脱胶现象，进而影响太阳电池的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种耐候性强的太阳能电池背板及其生产工艺，为达到这一目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用电晕处理PET膜的表面使之产生低温等离子体，PET膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联、表面***糙，从而增加了对极性溶剂附着性；

（2）采用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂，将KS06胶水的主剂和固化剂按照50:9的重量比混合均匀，通过添加丙酮或丁酮将固含量控制在35%-45%，此时，粘合剂的黏度最佳；

（3）在PET膜的其中一面均匀地涂布粘合剂，干基涂布量≥5.0g/m²；

（4）将烘箱温度设置在60~80℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜1~2分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触；

（5）在热压状态下压合PET膜和PVDF膜，PET膜的压合面为涂布了粘合剂的一面，压合温度为70-75℃；

（6）重复步骤（3）~（5）在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；

（7）固化压合好的太阳能电池背板，固化条件为：室温固化15天以上，或者60℃固化7天以上。

用上述工艺生产得到的一种太阳能电池背板，其特征在于，包括5层结构：

第一层是PVDF膜，其与包封太阳能电池片的EVA有绝佳的相溶性，其作用为粘结EVA并将阳光反射回太阳电池内，同时具有强抗紫外线辐射力；

第二层是粘结层，粘结层由科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制后涂布而成，其作用是粘结PVDF膜与PET膜；

第三层是电晕处理过的PET膜，作为支持层；

第四层是粘结层，粘结层由科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制后涂布而成，其作用是粘结PVDF膜与PET膜；

第五层是PVDF膜，具有高耐候性、高化学稳定性、高机械强度和韧性、抗沾污性强、耐热性好。

所述工艺生产的太阳能电池背板具有如下优点：

（1）所述太阳能电池背板各层之间以及背板与EVA之间结合紧密、牢固，不易脱落；

（2）所述太阳能电池背板透光率高，与其他背板相比更加美观；

（3）所述太阳能电池背板阻隔水蒸气和氧气、机械保护、抗拉伸、绝缘能力强；

（4）所述太阳能电池背板耐候性能优异，对温度、水解老化、紫外辐射都有很强耐性，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明太阳能电池背板的结构示意图；

图中标号：1-PVDF膜、2-粘结层、3-PET膜、4-粘结层、5-PVDF膜。

具体实施方式

实施例1

一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用电晕处理PET膜的表面使之产生低温等离子体，PET膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联、表面***糙，从而增加了对极性溶剂附着性；

（2）采用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂，将KS06胶水的主剂和固化剂按照50:9的重量比混合均匀，通过添加丙酮将固含量控制在35%；

（3）在PET膜的其中一面均匀地涂布粘合剂，干基涂布量5.0g/m²；

（4）将烘箱温度设置在60℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜2分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触；

（5）在热压状态下压合PET膜和PVDF膜，PET膜的压合面为涂布了粘合剂的一面，压合温度为70℃；

（6）重复步骤（3）~（5）在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；

（7）固化压合好的太阳能电池背板，固化条件为：室温固化15天。

 

实施例2：

一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用电晕处理PET膜的表面使之产生低温等离子体，PET膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联、表面***糙，从而增加了对极性溶剂附着性；

（2）采用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂，将KS06胶水的主剂和固化剂按照50:9的重量比混合均匀，通过添加丁酮将固含量控制在40%；

（3）在PET膜的其中一面均匀地涂布粘合剂，干基涂布量7.0g/m²；

（4）将烘箱温度设置在70℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜1.5分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触；

（5）在热压状态下压合PET膜和PVDF膜，PET膜的压合面为涂布了粘合剂的一面，压合温度为72℃；

（6）重复步骤（3）~（5）在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；

（7）固化压合好的太阳能电池背板，固化条件为： 60℃固化7天。

实施例3

一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用电晕处理PET膜的表面使之产生低温等离子体，PET膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联、表面***糙，从而增加了对极性溶剂附着性；

（2）采用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂，将KS06胶水的主剂和固化剂按照50:9的重量比混合均匀，通过添加丙酮将固含量控制在45%；

（3）在PET膜的其中一面均匀地涂布粘合剂，干基涂布量9.0g/m²；

（4）将烘箱温度设置在80℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜1分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触；

（5）在热压状态下压合PET膜和PVDF膜，PET膜的压合面为涂布了粘合剂的一面，压合温度为75℃；

（6）重复步骤（3）~（5）在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；

（7）固化压合好的太阳能电池背板，固化条件为：室温固化20天。

实施例4：

与实施例2差异在于，步骤（7）中固化条件为：60℃固化9天。

如图1所示，实施例1~4得到的太阳能电池背板，从上至下包括5层结构：第一层是PVDF膜（1）；第二层是由科菲化学股份有限公司的KS06胶水涂布而成的粘结层（2）；第三层是作为支持层的电晕处理过的PET膜（3）；第四层是与第二层相同的粘结层（4）；第五层是PVDF膜（5）。

经过各项测试，实施例1~ 4生产得到太阳能电池背板的技术性能参数如下：

（1）电气绝缘性能测试：所述太阳能电池背板击穿电压高于20KV、局部放电电压高于1000V；

（2）耐水解老化性能测试：所述太阳能电池背板在120℃、100%相对湿度的条件下处理96小时后未脆化；

（3）尺寸稳定性能测试：所述太阳能电池背板在150℃条件下处理0.5小时，收缩率小于1%；

（4）180o剥离强度测试：所述太阳能电池背板与EVA的剥离强度高于40N/cm，所述太阳能电池背板内PET膜与PVDF膜的剥离强度高于25 N/cm；

（5）水蒸气透过率性能测试：所述太阳能电池背板水蒸气透过率小于1.0g∕m2/24h；

（6）拉伸性能测试：所述太阳能电池背板拉伸强度高于110MPa，断裂伸长度高于80%；

（7）抗紫外线性能测试：所述太阳能电池背板经过UVA-340紫外灯照射2000小时后，无变色、无脱层现象，也无气泡产生。

Claims (5)

1.一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用电晕处理PET膜的表面，使之产生低温等离子体，PET膜表面产生游离基反应使聚合物发生交联、表面***糙，从而增加了对极性溶剂附着性；

（2）采用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂，将KS06胶水的主剂和固化剂按照50:9的重量比混合均匀，通过添加丙酮或丁酮将固含量控制在35%-45%，此时，粘合剂的黏度最佳；

（3）在PET膜的其中一面均匀地涂布粘合剂，干基涂布量≥5.0g/m²；

（4）将烘箱温度设置在60~80℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜1~2分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触；

（5）在热压状态下压合PET膜和PVDF膜，PET膜的压合面为涂布了粘合剂的一面，压合温度为70-75℃；

（6）重复步骤（3）~（5）在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；

（7）固化压合好的太阳能电池背板，固化条件为：室温固化15天以上，或者60℃固化7天以上。

2.如权利要求1所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中所述电晕处理为等离子电晕处理。

3.如权利要求1所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，步骤（4）为：将烘箱温度设置在80℃，干燥处理涂布了粘合剂的PET膜1分钟，烘箱内的热空气以旋流方式与PET膜表面接触。

4.如权利要求1所述的一种太阳能电池背板的生产工艺，其特征在于，步骤（7）固化条件为：室温固化20天。

5.如权利要求1所述工艺生产得到的一种太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板透明美观，包括5层结构：

第一层是PVDF膜，其与包封太阳能电池片的EVA有绝佳的相溶性，作用是粘结EVA并将阳光反射回太阳电池内，同时具有强抗紫外线辐射力；

第二层是粘结层，粘结层由科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制后涂布而成，其作用是粘结PVDF膜与PET膜；

第三层是电晕处理过的PET膜，作为支持层；

第四层是粘结层，粘结层由科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制后涂布而成，其作用是粘结PVDF膜与PET膜；

第五层是PVDF膜，具有高耐候性、高化学稳定性、高机械强度和韧性、抗沾污性强、耐热性好。

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