CN102664204A - 一种耐磨涂覆型太阳能电池背板 - Google Patents

一种耐磨涂覆型太阳能电池背板 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐磨涂覆型太阳能电池背板，包括底层、两含氟树脂层及聚合物层。两含氟树脂层位于底层上包括具有反射率的填料以及环氧树脂。聚合物层位于两含氟树脂层之间。采用本发明的耐磨涂覆型太阳能电池背板具有高反射率和耐磨性，并且可以节约成本。

Description

一种耐磨涂覆型太阳能电池背板
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池背板，尤其涉及一种具有较好耐磨性和反射率的太阳能电池背板。
背景技术
所谓太阳能光伏发电***是指利用太阳能电池的光伏效应，将太阳能辐射直接转换成电能的一种新型发电***。晶体硅电池是太阳能光伏发电***的核心部分之一，若将晶体硅电池直接暴露在大气中，受到光、热、雨、雪等气象因素的影响，晶体硅电池的转换效率和使用寿命会大大降低。因此，采用合适的封装***对太阳能组件进行保护，可以提高电池的使用寿命和转换效率。
太阳能电池背板作为太阳能电池组件的保护材料，目前有复合型背板、涂覆型背板。其中，涂覆型背板成本低，但存在涂层容易脱落、耐磨性较低的问题，尤其太阳能组件安装在风沙大的地区，背板受风沙刮擦容易掉落，受气候的影响容易裂开，对背板的耐磨性有较高的要求。
发明内容
针对现有技术中，太阳能电池背板的的耐磨性较低较低，易脱落这一缺陷，本发明提供了一种耐磨涂覆型太阳能电池背板。
根据本发明，提供了一种耐磨涂覆型太阳能电池背板，其中，包括：
一底层；
两含氟树脂层，位于所述底层上，两所述含氟树脂层的涂液包括具有反射率的填料以及环氧树脂；以及
一聚合物层，位于两所述含氟树脂层之间。
优选地，以质量百分比计算，两所述含氟树脂层的涂液包括：
含氟树脂24.6～55.3％；
环氧树脂6.0～8.0％；
固化剂1.8～5.7％；
具有反射率的填料4.1～6.6％；
催化剂0.0002～0.0003％；以及
溶剂30.7～57.1％。
优选地，所述具有反射率的填料包括：
基料，包括：钛白粉、碳酸钙、云母粉、滑石粉、粘土、硅灰石粉、石英砂、金属氧化物、石墨、瓷粉、铸石粉其中之一或者它们的混合物；以及
具有反射率的物质，包括：纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化锡、纳米掺锑氧化锡、纳米氟化锂、纳米氟化钙、纳米氟化镁、纳米氟化钡、纳米碳酸钙、中空陶瓷微珠、中空玻璃微珠其中之一或者它们的混合物。
优选地，所述含氟树脂为：偏氟乙烯树脂、三氟型树脂、四氟型树脂其中之一或者它们的混合物。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂中任一种或它们的混合物。
优选地，各所述含氟树脂层的厚度为3～200μm，所述聚合物层的厚度为20～500μm。
优选地，所述底层的涂液以质量百分比计算，包括：
底层树脂20～73％；
固化剂0～18％；
助剂0～9％；
催化剂0～0.4％；以及
溶剂25～75％。
优选地，所述底层的涂液更包括交联剂，所述交联剂包括：过氧化酯、过氧缩酮、二烷类过氧化物其中之一或者它们的混合物或者恶唑啉基的聚合物、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂其中一种或者它们的混合物。
优选地，所述底层的涂液更包括助剂，所述助剂包括：抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂或增粘剂。
优选地，所述底层的厚度为1～10μm。
采用本发明的优点是：通过在含氟树脂层的涂液中添加具有反射率的物质，使太阳能电池背板具有很好的光反射率。另外，在含氟树脂层的涂液中还同时添加环氧树脂，增加了太阳能电池背板的耐磨性。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出了依据本发明的耐磨涂覆型太阳能电池背板的结构示意图。
具体实施方式：
下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出了依据本发明的耐磨涂覆型太阳能电池背板的结构示意图。参照图1，耐磨涂覆型太阳能电池背板1包括：底层10、两含氟树脂层20及聚合物层30。其中，底层10粘合于太阳能电池组件的EVA层上，并且其厚度为1～10μm。两含氟树脂层20设置于底层10上，并且各含氟树脂层20的厚度为3～200μm。两含氟树脂层20的涂夜内含有具有反射率的填料以及环氧树脂。聚合物层30则位于两含氟树脂层20之间，并且其厚度为20～500μm。
以质量百分比计算，底层的涂液包括：底层树脂20～73％、固化剂0～18％、助剂0～9％、催化剂0～0.4％及溶剂25～75％。其中，底层树脂可以为醋酸乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酰胺树脂、含羟基官能团或羧基官能团或环氧基官能团的高聚物其中之一或它们的混合物、或醋酸乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酰胺树脂、含羟基官能团或羧基官能团或环氧基官能团的高聚物其中之一与聚乙烯醇的混合物。具体地，以质量百分比计算，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂中醋酸乙烯的含量为16％～40％，聚酯树脂的玻璃化温度为30～90℃，以摩尔百分比计算，聚乙烯醇的皂化度为70～90mol％，以质量百分比计算，树脂溶液的浓度为2％～30％。底层10的涂液还可以包括：交联剂及助剂。其中，交联剂为：过氧化酯、过氧缩酮、二烷类过氧化物其中之一或者它们的混合物或者恶唑啉基的聚合物、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂其中一种或者它们的混合物。助剂为：抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂或增粘剂。
以质量百分比计算，各含氟树脂层的涂液包括：含氟树脂24.6～55.3％、环氧树脂6.0～8.0％、固化剂1.8～5.7％、具有反射率的填料4.1～6.6％、催化剂0.0002～0.0003％及溶剂30.7～57.1％。含氟树脂可以为偏氟乙烯树脂、三氟型树脂、四氟型树脂其中之一或者它们的混合物。具体地，三氟型树脂可以为氟乙烯-乙烯基醚共聚物或者氟乙烯-乙烯基脂共聚物。更具体地，四氟型树脂可以为四氟乙烯与烷基乙烯基醚共聚物的混合物，也可以为四氟乙烯与烷基乙烯基酯共聚物的混合物。其中，烷基乙烯基醚可以为环己基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、缩水甘油基乙烯基醚其中之一或者它们的混合物。而烷基乙烯基酯则可以为乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、辛癸酸乙烯酯其中之一或者它们的混合物。
环氧树脂可以为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂中任一种或它们的混合物。固化剂可以为异氰酸酯、氨基树脂、封闭型异氰酸酯、嵌段异氰酸酯、三聚氰胺其中之一或者它们的混合物。具有反射率的填料包括：基料及具有反射率的物质。其中，基料为：钛白粉、碳酸钙、云母粉、滑石粉、粘土、硅灰石粉、石英砂、金属氧化物、石墨、瓷粉、铸石粉其中之一或者它们的混合物。具有反射率的物质为：纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化锡、纳米掺锑氧化锡、纳米氟化锂、纳米氟化钙、纳米氟化镁、纳米氟化钡、纳米碳酸钙、中空陶瓷微珠、中空玻璃微珠其中之一或者它们的混合物。
聚合物层30的制作材料为：聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸环己二甲酯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯其中之一或者它们的组合。
具体来说：
含氟树脂层涂液A：以质量百分比计算，在装有搅拌装置的容器中加入200份LF100三氟型树脂并开始搅拌，依次加入40份双酚A型环氧树脂、125份甲基异丁基甲酮、85份二甲苯、10份R-105二氧化钛粉、10份VK-SP30纳米二氧化硅、5份VK-T06纳米二氧化钛、5份VK-JS02纳米氧化锌、0.01份二月桂酸二丁基锡、20份DesmodurN3390固化剂，搅拌40-60分钟，制得含氟树脂层涂液A。
含氟树脂层涂液B：制作方法和使用材料与制作含氟树脂层涂液A相同，只是将200份LF100三氟型树脂置换成200份Zeffle GK570四氟型树脂，制得含氟树脂层涂液B。
含氟树脂层涂液C：制作方法和使用材料与制作含氟树脂层涂液A相同，只是将10份R-105二氧化钛粉、10份VK-SP30纳米二氧化硅、5份VK-T06纳米二氧化钛、5份VK-JS02纳米氧化锌置换成30份陶瓷微珠，制得含氟树脂层涂液C。
含氟树脂层涂液D：制作方法和使用材料与制作含氟树脂层涂液A相同，只是将40份双酚A型环氧树脂置换成40份多酚型缩水甘油醚树脂，制得含氟树脂层涂液D。
底层涂液A：以质量百分比计，在250份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(其中VA含量为33％)中，加入10份紫外吸收剂2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮，10份受阻胺类光稳定剂双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯复配物(质量比1∶1)，15份的抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(质量比1∶4)，7.5份交联固化剂邻，邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯和1％增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并溶解在甲苯、异丙醇和二甲苯(摩尔比1∶1∶2)的混合溶剂中，制得底层涂液A。
底层涂液剂B：以质量百分比计，250份以甲基丙烯酸甲酯和N-羟甲基丙烯酰胺为单体的缩水甘油酯型丙烯酸树脂共聚物，30份交联剂二环戊二烯环氧化物，1份催化剂过氧化氢，加入10份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯，10份的抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(质量比1∶4)，20份紫外吸收剂2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮，并溶解在甲苯、异丙醇(摩尔比1∶1)的混合溶剂中，得到底层涂液B。
底层涂液剂C：以质量百分比计，250份聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯树脂，40份交联剂2-异丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉，0.5份催化剂过氧化氢，加入0.4份受阻胺类光稳定剂双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯复配物(质量比1∶1)，30份的抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮/三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯复配物(质量比1∶2)，并溶解在苯酚/四氯乙烷/异丙醇(摩尔比2∶2∶1)混合溶剂中，得到底层涂液C。
实施例1
使用刮刀涂布法将含氟树脂层涂液A涂敷于250μm厚的PET基膜上，通过120℃热风干燥成膜，得到具有25μm厚的单面含氟树脂层的涂敷膜。经过同样的工艺，将含氟树脂层涂液A涂布在PET基膜的另一侧得到双面含氟树脂层的涂敷膜。同样使用刮刀涂布法将底层涂液A涂布在双面含氟树脂层的涂敷膜的一侧，得到具有3μm厚底层的涂敷膜。在80±5℃的温度条件下热风干燥5min，再经过表面处理、分切、卷取工艺制得太阳能电池背板。
实施例2
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将含氟树脂层涂液A置换成含氟树脂层涂液B，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
实施例3
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将含氟树脂层涂液A置换成含氟树脂层涂液C，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
实施例4
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将含氟树脂层涂液A置换成含氟树脂层涂液D，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
实施例5
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将底层涂液A置换成底层涂液B，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
实施例6
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将底层涂液A置换成底层涂液C，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同于实施例1。
实施例7
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将250μm厚的PET基膜(立大电子绝缘材料厂)置换成250μm厚的PA基膜(全达塑胶制品有限公司)，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
含氟树脂层涂液E：制作方法和使用材料与制作含氟树脂层涂液A相同，只是将40份双酚A型环氧树脂去除，制得含氟树脂层涂液E。
含氟树脂层涂液F：制作方法和使用材料与制作含氟树脂层涂液A相同，只是将10份VK-SP30纳米二氧化硅、5份VK-T06纳米二氧化钛、5份VK-JS02纳米氧化锌去除，制得含氟树脂层涂液F。
比较例1
背板由内外两层为38μm厚的PVF薄膜和中间一层为200μm厚的PET膜经胶粘剂胶粘复合而成。
比较例2
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将含氟树脂涂液A置换成含氟树脂涂液E，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
比较例3
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了不经过涂布底层涂液A的工艺，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
比较例4
背板制作方法和使用材料与实施例1相同，除了将含氟树脂涂液A置换成含氟树脂涂液F，其涂布方法、干燥成膜、表面处理、分切、卷取工艺同实施例1。
采用以上方法制得的背板，性能指标通过以下方法测定
1.光反射率
按照GB/T 13452.3-92、GB/T 9270-88、GB/T 5211.17-88、ISO3906-80标准设计的反射率测定仪进行测试
2.耐磨性
按照GB/T1768-2006进行耐磨性测试
3.与EVA的剥离强度
按照GB/T2790进行剥离强度测试
4.紫外耐候性
按照国际电工委员会标准IEC61215进行紫外辐照老化测试。
试验条件：
试样表面温度60±5℃
波长为280-385nm范围，辐照强度为15KW·h/m2。
黄变指数是按GB2409-80进行分析。
结果见表1
    表1
Figure BSA00000715065400091
从各项性能测试结果可知，采用本发明的优点是：通过在含氟树脂层的涂液中添加具有反射率的物质，使太阳能电池背板具有很好的光反射率。另外，在含氟树脂层的涂液中还同时添加环氧树脂，增加了太阳能电池背板的耐磨性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，包括：
一底层；
两含氟树脂层，位于所述底层上，两所述含氟树脂层的涂液包括具有反射率的填料以及环氧树脂；以及
一聚合物层，位于两所述含氟树脂层之间。
2.如权利要求1所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，以质量百分比计算，两所述含氟树脂层的涂液包括：
含氟树脂24.6～55.3％；
环氧树脂6.0～8.0％；
固化剂1.8～5.7％；
具有反射率的填料4.1～6.6％；
催化剂0.0002～0.0003％；以及
溶剂30.7～57.1％。
3.如权利要求2所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述具有反射率的填料包括：
基料，包括：钛白粉、碳酸钙、云母粉、滑石粉、粘土、硅灰石粉、石英砂、金属氧化物、石墨、瓷粉、铸石粉其中之一或者它们的混合物；以及
具有反射率的物质，包括：纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化锡、纳米掺锑氧化锡、纳米氟化锂、纳米氟化钙、纳米氟化镁、纳米氟化钡、纳米碳酸钙、中空陶瓷微珠、中空玻璃微珠其中之一或者它们的混合物。
4.如权利要求3所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述含氟树脂为：偏氟乙烯树脂、三氟型树脂、四氟型树脂其中之一或者它们的混合物。
5.如权利要求4所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂中任一种或它们的混合物。
6.如权利要求5所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，各所述含氟树脂层的厚度为3～200μm，所述聚合物层的厚度为20～500μm。
7.如权利要求6所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述底层的涂液以质量百分比计算，包括：
底层树脂20～73％；
固化剂0～18％；
助剂0～9％；
催化剂0～0.4％；以及
溶剂25～75％。
8.如权利要求7所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述底层的涂液更包括交联剂，所述交联剂包括：过氧化酯、过氧缩酮、二烷类过氧化物其中之一或者它们的混合物或者恶唑啉基的聚合物、尿素树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂其中一种或者它们的混合物。
9.如权利要求8所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述底层的涂液更包括助剂，所述助剂包括：抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂或增粘剂。
10.如权利要求9所述的耐磨涂覆型太阳能电池背板，其特征在于，所述底层的厚度为1～10μm。
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