CN103579393A - 一种太阳能电池背板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供了一种太阳能电池背板，其特征在于太阳能电池背板为对称结构，中间为聚对苯二甲酸乙二醇酯层40，由中间向外依次为粘结剂层30、氧化硅层20和氟塑料层10。本发明还提供了太阳能电池背板的制作方法。本发明所述太阳能电池背板具有气体透过率和水透过率低的特点，同时具有耐碱性、耐侯性、机械强度高的特点，在露天及太空环境下能长时间使用，可广泛用于军事、航天、通信、农业及公共设施等领域。

Description

一种太阳能电池背板及制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合膜及其制备方法，特别是涉及一种太阳能电池背板及制备方法。
背景技术
太阳能电池组件是由透明前面基板、填充材料、太阳能电池元件、填充材料、背板等构成。由于太阳能电池服役环境较为恶劣，为了实现对长期设置于户外的太阳能电池元件的保护，要求太阳能电池背板在耐候性、耐水解性、阻气性、机械强度、密合性等方面具有耐久性。
另一方面，在太阳能电池元件中要使用结晶硅系、多晶硅系、非晶硅系、化合物半导体型、有机薄膜型，就这些太阳能电池而言对于背板的上述性能提出了更高的要求。
申请号为200910053910.5的中国发明专利公开了一种太阳能电池背板，该太阳能电池背板是由耐候层、增强层、反射层和粘结层构成，结构新颖，但是该背板阻隔性能较差，并且反射层的为聚乙烯材料耐候性差。
日本专利：日本特开2002-26343号公报的专利公开了一种丙烯酸聚氨酯树脂作为背板防湿的底涂层，但是该涂层在高温高湿下发生老化、无法保持密合性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种太阳能电池背板，其特征在于所述的太阳能电池背板为对称结构，中间为树脂合金层，由中间向外依次为粘结剂层、氧化硅层和氟塑料层。本发明公开的太阳能电池背板可作为太阳能电池的组成部件，用于保护电池元件。可广泛用于军事、航天、通信、农业及公共设施等领域。
树脂合金层是由聚对苯二甲酸乙二酯和添加剂组成，添加剂为抗紫外线稳定剂和抗热氧老化稳定剂，添加剂含量占树脂合金总重量的2％～10％，抗紫外线稳定剂可以为邻羟基苯甲酸苯酯、2-苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮，2-羟基-4-甲基二苯甲酮、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶中的一种或多种，抗热氧老化稳定剂可以为二芳基仲胺、对苯二胺及其衍生物中的一种或几种。粘结剂层采用聚烯烃材料，可以为聚丙烯酸粘结剂、乙烯-乙酸乙烯共聚物粘结剂以及聚乙烯醇中的一种。氧化硅层厚度为300nm～3500nm，氟塑料层可以为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、乙烯一四氟乙烯共聚物以及聚偏氟乙烯中的一种，厚度为20μm～50μm。
为解决上述问题，本发明还提供一种太阳能电池背板的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：
(1)氟塑料膜表面处理，将氟塑料膜放入丙酮、酒精和去离子水中用超声波清洗10min，取出用吹风机吹干，放入真空室。
(2)真空室抽真空到5Pa时，通入Ar等离子体，用Ar等离子体轰击氟塑料表面，氟塑料表层所吸附的杂质、灰尘、油污、氧化物彻底去除，同时离子对表面的轰击使得氟塑料基体表面温度略有升高。
(3)继续抽真空，当真空室内气压达到0.1Pa时分别通入SiH4、02和Ar，SiH4和02体积配比为1∶1～1.5，Ar作为保护气体。
(4)启动微波发生装置，在氟塑料膜一面沉积氧化硅涂层，形成带有氧化硅涂层的复合氟塑料薄膜。
(5)利用层压法将复合氟塑料薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一面热贴合，利用层压法将复合氟塑料薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的另一面热贴合，复合氟塑料薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中间有粘结剂，得到对称结构的太阳能电池背板的半成品。
(6)将半成品放入熟化房，熟化房温度为50℃～60℃，熟化72～120h，得到太阳能电池背板成品。
本发明所公开的太阳能电池背板与现有技术相比具有如下优点：①优异的阻隔性能；②耐酸碱腐蚀；③机械强度高；④可长期抵抗紫外线的照射；⑤绝缘性能优良，能有效为电池元件提供保护。
附图说明
图1为本发明的太阳能电池背板结构示意图，图中10为氟塑料层，20为氧化硅层，30为粘结剂层，40为树脂合金层。
具体实施方式：
实施例1
一种太阳能电池背板，中间为树脂合金层，由中间向外依次为粘结剂层、氧化硅层和氟塑料层。树脂合金层是由聚对苯二甲酸乙二酯和2-苯并三氮唑、二芳基仲胺组成，2-苯并三氮唑、二芳基仲胺含量占树脂合金总重量的5％，粘结剂层采用乙烯-乙酸乙烯共聚物粘结剂。氧化硅层厚度为300nm，氟塑料层选用为聚四氟乙烯，厚度为20μm～50μm。
本实施例所述太阳能电池背板制备方法，包括下述顺序的步骤：
(1)聚四氟乙烯薄膜表面处理，将聚四氟乙烯薄膜放入丙酮、酒精和去离子水中用超声波清洗10min，取出用吹风机吹干，放入真空室。
(2)真空室抽真空到5Pa时，通入Ar等离子体，用Ar等离子体轰击聚四氟乙烯薄膜表面，聚四氟乙烯薄膜表层所吸附的杂质、灰尘、油污、氧化物彻底去除，同时离子对表面的轰击使得聚四氟乙烯薄膜基体表面温度略有升高。
(3)继续抽真空，当真空室内气压达到0.1Pa时分别通入SiH4、O2和Ar，SiH4和O2体积配比为1∶1.5，Ar作为保护气体。
(4)启动微波发生装置，在聚四氟乙烯薄膜一面沉积氧化硅涂层，形成带有氧化硅涂层的复合聚四氟乙烯薄膜薄。
(5)利用层压法将复合聚四氟乙烯薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一面热贴合，利用层压法将复合聚四氟乙烯薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的另一面热贴合，复合聚四氟乙烯薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中间有粘结剂，得到对称结构的太阳能电池背板的半成品。
(6)将半成品放入熟化房，熟化房温度为50℃～60℃，熟化72～120h，得到太阳能电池背板成品。

Claims (9)

1.一种太阳能电池背板结构，其特征在于所述的太阳能电池背板为对称结构，中间为树脂合金层，由中间向外依次为粘结剂层、氧化硅层和氟塑料层。
2.依据权利要求书1所述的树脂合金层，其特征在于所述的树脂合金层是由聚对苯二甲酸乙二酯和添加剂组成。
3.依据权利要求书1所述的粘结剂层，其特征在于所述的粘结剂层采用聚烯烃材料，可以为聚丙烯酸粘结剂、乙烯-乙酸乙烯共聚物粘结剂以及聚乙烯醇中的一种。
4.依据权利要求书1所述的氧化硅层，其特征在于所述的氧化硅层厚度为300nm～3500nm，可以为SiO、Si2O3、Si3O4、SiO2中的一种构成或几种混合组成。
5.依据权利要求书1所述的氟塑料层，其特征在于所述的氟塑料层可以为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物以及聚偏氟乙烯中的一种，厚度为20μm～50μm。
6.依据权利要求书2所述的添加剂，其特征在于所述的添加剂为抗紫外线稳定剂和抗热氧老化稳定剂，添加剂含量占树脂合金总重量的2％～10％。
7.依据权利要求书6所述的抗紫外线稳定剂，其特征在于所述的抗紫外线稳定剂可以为邻羟基苯甲酸苯酯、2-苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮，2-羟基-4-甲基二苯甲酮、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶中的一种或多种。
8.依据权利要求书6所述的抗热氧老化稳定剂，其特征在于所述的抗热氧老化稳定剂可以为二芳基仲胺、对苯二胺及其衍生物中的一种或几种。
9.一种太阳能电池背板制备方法，其特征在于包含以下的工艺步骤：
(1)氟塑料膜表面处理，将氟塑料膜放入丙酮、酒精和去离子水中用超声波清洗10min，取出用吹风机吹干，放入真空室。
(2)真空室抽真空到5Pa时，通入Ar等离子体，用Ar等离子体轰击氟塑料表面，氟塑料表层所吸附的杂质、灰尘、油污、氧化物彻底去除，同时离子对表面的轰击使得氟塑料基体表面温度略有升高。
(3)继续抽真空，当真空室内气压达到0.1Pa时分别通入SiH4、O2和Ar，SiH4和O2体积配比为1∶1～1.5，Ar作为保护气体。
(4)启动微波发生装置，在氟塑料膜一面沉积氧化硅涂层，形成带有氧化硅涂层的复合氟塑料薄膜。
(5)利用层压法将复合氟塑料薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的一面热贴合，利用层压法将复合氟塑料薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的另一面热贴合，复合氟塑料薄膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中间有粘结剂，得到对称结构的太阳能电池背板的半成品。
(6)将半成品放入熟化房，熟化房温度为50℃～60℃，熟化72～120h，得到太阳能电池背板成品。
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