CN104335361A - 用于光伏组件的环保型背板及其制备方法 - Google Patents

用于光伏组件的环保型背板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104335361A
CN104335361A CN201380028985.2A CN201380028985A CN104335361A CN 104335361 A CN104335361 A CN 104335361A CN 201380028985 A CN201380028985 A CN 201380028985A CN 104335361 A CN104335361 A CN 104335361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
backboard
fluoropolymer
water
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380028985.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104335361B (zh
Inventor
权润京
金贤哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Corp
Original Assignee
LG Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chemical Co Ltd filed Critical LG Chemical Co Ltd
Publication of CN104335361A publication Critical patent/CN104335361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104335361B publication Critical patent/CN104335361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/16Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/26Polymeric coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/712Weather resistant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/12Photovoltaic modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于光伏组件的背板、制备所述背板的方法和一种光伏组件。当在制备基板的工艺中通过在线涂布工艺在所述基板上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物形成包含含氟聚合物的树脂层时,可以简化制备所述背板的工艺。此外,由于制备所述背板的工艺不使用有毒有机溶剂,所述工艺是环保和经济的,并且可以同时提高生产率和产品质量。

Description

用于光伏组件的环保型背板及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种用于光伏组件的环保型背板及其制备方法。
背景技术
今天,由于全球环境问题和化石燃料的枯竭,对清洁和可再生形式的能源的关注日益增加。在这些形式的能源中,作为能够解决环境污染和化石燃料枯竭问题的无污染能源的代表,太阳能引起了人们的广泛重视。
光伏电池是应用光伏发电原理将太阳光转换成电能的装置。光伏电池被长期暴露在外部环境中以利于吸收太阳光。因此,通过进行多种封装工艺,所述光伏电池被制造成称作光伏组件的元件从而保护光伏电池。
一般而言,光伏组件使用具有优异耐候性和耐久性的背板以便即使长期暴露于外部环境20年以上也能稳定地保护光伏电池。这种背板是通过在基板上的一个表面上层叠具有耐久性和耐候性的膜而制备的。
一般而言,广泛使用具有耐久性和耐候性的基于氟的膜作为用于光伏组件的背板。通常地,所述基于氟的膜已经被加工成膜并且附着到基板上,或者利用有机溶剂(如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP))溶解,涂布在基板的一个表面上,和进行所述有机溶剂的挥发,从而形成氟树脂层。
然而,常规的方法存在如下问题:当以膜的形式处理背板时,对所述基板的粘接强度差,以及当通过涂布处理背板时,使用了有机溶剂,导致原料成本增加,这也是不环保的。
发明内容
技术问题
本申请旨在通过使用基板在线涂布工艺提供一种能够提供优异物理性能的用于光伏组件的环保型背板,制备所述背板的方法和包括所述背板的光伏组件。
技术方案
在一个方面,本申请提供了用于光伏组件的背板,所述背板包含树脂层,其中通过在线(in-line)涂布工艺将结晶含氟聚合物涂布在基板上。
在另一方面,本申请提供了制备用于光伏组件的背板的方法,所述方法包括:通过在基板的取向工艺中在基板的一个或两个表面上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物,和加热所述涂层从而形成树脂层。
在另一方面,本申请提供了包含所述用于光伏组件的背板的光伏组件。
有益效果
通过在线涂布工艺在基板上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物,根据本申请实施方式的用于光伏组件的背板可以具有包含含氟聚合物的树脂层。因此,由于制备背板的方法不需要有毒的有机溶剂,所以该方法简单、经济和环保。此外,根据该方法,能够降低在取向和热处理期间的***和着火风险,并且能够同时提高生产率和产品质量。
附图说明
图1是根据本申请的一个示例性实施方式的用于光伏组件的背板的截面图;
图2是根据本申请的一个示例性实施方式的光伏组件的截面图;
图3是根据本申请的另一示例性实施方式的光伏组件的截面图;以及
图4为根据本申请的实施例和对比实施例的反射率随波长变化的曲线图。
附图标记
10:用于光伏组件的背板
11:氟树脂层
12:基板
20:基于晶片的光伏组件
30:薄膜型光伏组件
21、31:光接收板
22、32:密封层
22a:第一层
22b:第二层
23、33:用于光电组件的背板
24、34:光伏器件
具体实施方式
以下将详述本申请的示例性实施方式。此外,在解释本发明时,省略了关于普通和公知功能或组成的详细说明。此外,附图为了理解本发明的粗略图,省略了与本发明无关的部件,放大了厚度以清楚地说明多层和区域,而不限于根据在附图中标出的厚度、尺寸、比例等的范围。
本申请的一个示例性的实施方式涉及一种用于光伏组件的背板,所述背板包含通过在线涂布工艺在基板上涂布结晶含氟聚合物而形成的树脂层。
与常规技术相比,根据本申请实施方式的用于光伏组件的背板可以显著降低生产成本。通常,通过使用粘合剂在基板上层压含氟聚合物膜或使用有机溶剂在基板上单独涂布含氟聚合物可以制备用于光伏组件的背板。然而,由于制备单独膜和使用有机溶剂,常规的背板具有复杂的制备工艺和高昂的成本。
然而,本发明的发明人通过在使用常规制备基板工艺的制备基板的工艺(在线工艺)中形成包含含氟聚合物的氟树脂层简化了整个工艺,从而与包括形成单独氟层的常规背板制备方法相比降低了生产成本。例如,所述氟树脂层通过在制备基板的工艺中使用的双轴取向工艺和基板一起形成。
在一个实施方式中,通过在基板的一个或两个表面上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物并加热所述基板形成树脂层。所述树脂层为通过涂布法形成的涂层,该涂布法比使用单独粘合剂的层叠膜的方法具有更简单的制备工艺,并且具有优异的层间粘接强度和耐久性。所述树脂层是在制备基板的过程中通过使用在线涂布法而形成的,并且,所述树脂层被涂布在所述基板的一个或两个表面上,例如,在取向所述基板的过程中。为了制备根据本申请示例性实施方式的用于光伏组件的背板,所述基板使用双轴取向工艺。所述双轴取向工艺通过在挤出过程中以机器方向(MD)和横向方向(TD)来强制拉伸未取向的基板来赋予取向。可以在以机器方向(MD)单轴取向之后涂布包含结晶含氟聚合物的水分散组合物,首先涂布包含结晶含氟聚合物的水分散组合物,然后以机器方向和横向方向(MD和TD)进行双轴取向,或在双轴取向之后涂布包含结晶含氟聚合物的水分散组合物。
通过在制备基板的工艺中通过在线工艺形成包含含氟聚合物的氟树脂层可以增强所述基板与氟树脂层之间的粘接可靠性。例如,在根据本申请示例性实施方式的用于光伏组件的背板中,在所述背板放置在保持在2个大气压、121℃和100%相对湿度的烘箱中25、50和75小时之后,通过根据ASTMD3002/D3359规范进行十字切口测试来测量所述基板和氟树脂层之间的粘接强度,以及所述粘接强度可以为4B以上,例如5B。
为了在制备基板的过程中使用在线涂布工艺在所述基板上涂布含氟聚合物,应当使用水分散组合物。当所述涂布组合物包含有机溶剂时,在取向或热处理所述膜的过程中,可能发生***或着火的风险,而因此所述水分散组合物必须基于水,而不是有机溶剂。当如上所述使用所述水分散组合物时,由于不使用相对昂贵的有机溶剂,可以降低原料成本,以及可以降低由有机溶剂挥发和废弃溶剂导致的环境污染问题,这是环保的。
用于在基板的制备过程中通过在线涂布工艺制备氟树脂层的水分散组合物可以包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水。
在所述水分散组合物中,所述含氟聚合物可以起到提高耐久性和耐候性的作用。在本申请的示例性实施方式中,当所述水分散组合物被用于形成氟树脂层时,使用结晶含氟聚合物代替非结晶的含氟聚合物。这是因为,在非结晶的含氟聚合物中,通过与固化剂反应形成了氨基甲酸酯键,并提供良好的初始粘接强度,但是在高温和高湿度条件下可能水解断裂,导致比结晶含氟聚合物低的粘接可靠性。
所述结晶含氟聚合物可以具有55%以下、50%以下、10%至55%或10%至50%的结晶度。在本申请中使用的术语“结晶度”可以指的是在整个聚合物中包含的结晶区域的百分比(基于重量),以及可以通过已知的方法测量,如差示扫描量热法。
通过在制备所述含氟聚合物的过程中共聚上述共聚单体以破坏含氟聚合物的规则原子排列或者以支链聚合物的形式聚合含氟聚合物可以制备具有上述结晶度的含氟聚合物。
此外,所述含氟聚合物可以为未官能化的聚合物。也就是,所述水分散组合物是由至少一种含氟聚合物组成,其没有被其他丙烯酸酯改性。这种未官能化的纯的含氟聚合物提供了比通过丙烯酰基改性的含氟聚合物、可交联的官能团、羧基基团、环氧基团、羟基基团、酸酐基团或异氰酸酯基团官能化的含氟聚合物具有更好耐候性的优点。在官能化的含氟聚合物的情况下,由于应当将具有官能团的可聚合单体加入到所述含氟聚合物中,氟的比率下降,由此降低了耐候性。此外,由于没有反应的残余官能团被热、湿气或紫外线破坏或由于下降的稳定性而水解,在背板中可能发生黄变或粘接强度下降。
结晶含氟聚合物的种类不受特别限制,以及可以为,例如,包括选自聚合形式的偏二氟乙烯(VDF)、氟化乙烯(VF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、一氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)中的至少一种单体的均聚物、共聚物或其混合物。例如,所述结晶含氟聚合物可以为包含聚合形式的偏二氟乙烯(VDF)的聚合物或共聚物。
此外,所述含氟聚合物可以为包含VDF或VF和共聚单体的共聚物,以及能够以共聚形式包含在所述含氟聚合物中的共聚单体的种类不受特别限制,以及可以为,例如,四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、一氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)。在一个实例中,所述共聚单体可以为,但是不限于,六氟异丁烯和全氟丁基乙烯中的至少一种。
在所述含氟聚合物中包含的共聚单体的含量不受特别限制,以及可以为,例如,0.5wt%~50wt%、1wt%~40wt%、7wt%~40wt%或10wt%~30wt%。通过将在所述含氟聚合物中包含的共聚单体的含量控制在上述范围内,可以确保耐久性和耐候性,可以导致有效的低温熔融。
所述含氟聚合物的重均分子量可以为,但是不限于,50,000~1,000,000、100,000~700,000或300,000~500,000。所述重均分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的标准聚苯乙烯的转化值。当将所述含氟聚合物的重均分子量控制在上述范围内时,可以确保优异的水分散性和其它物理性能。
所述含氟聚合物的熔点可以为80~175℃或120~165℃。当控制所述含氟聚合物的熔点为80℃以上时,可以防止使用水分散组合物制备的背板在使用过程中变形,以及当控制所述含氟聚合物的熔点为175℃以下时,在低温下熔融所述含氟聚合物的粒子,并且在在线涂布工艺中在所述基板上涂布水分散组合物,从而可以得到均匀涂布的外观,并且可以防止用于背板的基板的劣化。所述含氟聚合物层可以在取向之前和涂布所述水分散组合物之后或者在取向工艺中进行预热干燥工艺而熔融。在所述取向工艺之前的预热干燥工艺可以在大约150~200℃的温度下进行。
此外,在所述水分散组合物中包含的含氟聚合物可以具有50、10或1μm以下的平均直径。当在在线涂布工艺中在所述基板上涂布水分散组合物时,所述含氟聚合物粒子会被涂布在基板上,然后通过加热可以熔融所述含氟聚合物粒子并转换为膜,由此形成树脂层。在该操作中,为了在该工艺中形成均一的树脂层,所述含氟聚合物的平均直径优选为10μm以下。
制备所述含氟聚合物的方法不受特别限制,以及可以采用在本领域中通常使用的方法而不受限制。例如,所述含氟聚合物可以通过乳液聚合制备。当通过乳液聚合制备含氟聚合物时,将所述含氟聚合物的平均直径控制至10μm以下,以及所述含氟聚合物可以形成均一的尺寸。
在所述水分散组合物中包含的颜料可以起到向树脂层提供颜色或增强其它物理性能(例如,UV屏蔽性能或反射率)的作用。
相对于100重量份的所述含氟聚合物,可以以1至200重量份的量包含颜料。当颜料的含量低于1重量份时,加入颜料的效果可能不显著,以及当颜料的含量大约200重量份时,使用所述水分散组合物形成的树脂层可能容易破裂,并且耐刮擦性可能下降。
能够在本申请的示例性实施方式中使用的颜料的种类不受特别限制,以及可以为,例如,金属氧化物,如三氧化二铬(Cr2O3)、铁氧化物(Fe2O3,Fe3O4)、二氧化钛、二氧化硅或三氧化二铝;黑色颜料,如炭黑;复合金属氧化物;金属盐或多种有机颜料,并且优选为二氧化钛。此外,硫酸钡、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钙(CaTiO3)、碳酸钙、钛酸铅(PbTiO3)、氧化锌、硫酸锌、氧化镁或三氧化二铝可以被用作白色颜料,但是本申请不特别限于此。
在所述水分散组合物中,所述水分散粘合剂可以起到增强含氟聚合物与颜料之间的结合的作用。当使用所述水分散组合物形成所述氟树脂层时,所述颜料和含氟聚合物被固定,由此防止颜料从所述树脂层的表面轻易脱落,而因此可以防止灰化现象。
水分散粘合剂的实例可以包括,但不限于,选自聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚醚树脂、醇酸树脂(alkyde resin)、聚氨酯-丙烯酸酯共聚物、乙烯基-聚氨酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、硅-丙烯酸酯-聚氨酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、和丙烯酸酯改性的聚酯树脂中的至少一种,并且优选地为丙烯酸酯-改性的聚酯树脂。
相对于100重量份的所述含氟聚合物,可以以0.1至50重量份的量包含所述水分散粘合剂。当将所述水分散粘合剂的含量控制在上述范围内时,当形成氟树脂层时可以保持耐候性。
在本申请的示例性实施方式中,所述水分散粘合剂的交联剂可以进一步加入到水分散组合物中。作为所述水分散粘合剂的交联剂,可以使用选自基于异氰酸酯的树脂、基于噁唑啉的树脂、基于三聚氰胺的树脂、基于环氧的树脂和基于碳二亚胺的树脂,以及这样的交联剂可以与水分散粘合剂连接以控制交联密度,或者可以与在基板表面上的羟基或羧基反应以进一步提高表面粘接强度。
相对于100重量份的所述含氟聚合物,可以包含0.1至50重量份的量的交联剂。当将所述水分散粘合剂的含量控制在上述范围内时,可以适当地控制所述水分散粘合剂的交联密度,可以进一步提高对基板的粘接强度,并且可以提高涂布性能,例如耐溶剂性和耐刮擦性。
在所述水分散组合物中,水可以用作分散上述含氟聚合物、颜料和水分散粘合剂的溶剂。
相对于100重量份的所述含氟聚合物,可以以100至2,000重量份的量包含水。当将水的含量控制在上述范围内时,可以确保所述组分的分散稳定性,并且可以容易地控制使用所述水分散组合物形成的树脂层的厚度。
在本申请的示例性实施方式中,当将所述水分散组合物涂布在基板上时,可以进一步包含表面活性剂以进一步增强水分散组合物的分散性和对基板的润湿性。
例如,基于100重量份的所述含氟聚合物,可以以0.1至100重量份、0.5至80重量份或1至50重量份包含所述表面活性剂。当所述表面活性剂的含量低于0.1重量份时,分散性和润湿性可能下降,从而可能难以均匀涂布所述水分散组合物,以及当所述表面活性剂的含量大于100重量份时,由于过量的表面活性剂,耐候性可能下降。
作为所述表面活性剂的实例,可以使用非离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂而不受限制,但是为了具有与所述含氟聚合物的优异的相容性,可以使用基于氟的表面活性剂。
所述基于氟的表面活性剂可以为,但不限于,阴离子型基于氟的表面活性剂,如Zonyl FS-62、Zonyl FSA、Zonyl FSE、Zonyl FSJ、Zonyl FSP、ZonylTBS或Zonyl UR;非离子型基于氟的表面活性剂,如Zonyl FSO、ZonylFSO-100、Zonyl FSN或Zonyl FS-300;阳离子型基于氟的表面活性剂,如Zonyl FSD;或阴离子和阳离子型基于氟的表面活性剂,如Zonyl FSK或BYK340。
除了所述基于氟的表面活性剂之外,可以使用水溶性聚合物,如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、乙基纤维素或苯乙烯-马来酸酐共聚物;阴离子表面活性剂,如油酸钠或月桂硫酸钠;非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺或甘油脂肪酸酯;和阳离子表面活性剂,包括季铵盐,如月桂基乙酸铵(lauryl amine acetate)、烷基铵盐或月桂基三甲基氯化铵,或者磷酸盐,如磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝或磷酸锌;焦磷酸盐,如焦磷酸钙、焦磷酸镁、焦磷酸铝或焦磷酸锌;或者无机分散剂,如碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、胶体二氧化硅或烟雾硅胶。
当通过乳液聚合聚合含氟聚合物时,所述含氟聚合物可以提前分散在水中,从而可以使用通过乳液聚合制备的含氟聚合物而无需额外的表面活性剂。或者,当干燥通过乳液聚合制备的含氟聚合物而由此成为粉末形式时,可以通过加入表面活性剂分散含氟聚合物。
在本申请的实施方式中,在不会降低物理性能的情况下,所述水分散组合物可以进一步包含常规的添加剂,如UV稳定剂、热稳定剂或屏蔽颗粒。
由于所述水分散组合物不包含有机溶剂,所以其是经济且环保的。此外,当进一步加入水分散粘合剂时,可以防止由颜料的分离导致的灰化现象,而因此可以提高经济可靠性和物理性能,如粘接强度和耐候性。
在根据本申请实施方式的用于光伏组件的背板中,通过在线涂布工艺可以将结晶含氟聚合物涂布在所述基板的一个或两个表面上。也就是,在所述基板的一个或两个表面上包括氟树脂层的涂层。
图1是根据本申请的一个示例性实施方式的用于光伏组件的背板的截面图。如在图1中所示,用于光伏组件的背板10包括基板12;和在基板12上形成的且包含结晶含氟聚合物的氟树脂层11。
在图1中,根据本申请的一个实施方式的用于光伏组件的背板10包括基板12;仅在基板12的一个表面上形成的且包含结晶含氟聚合物的氟树脂层11,但是在根据本申请的另一实施方式的用于光伏组件的背板(未显示)中,氟树脂层也可以在与上述表面相反的基板表面上形成。因此,所述氟树脂层可以在所述基板的两个表面上形成。
在用于光伏组件的背板中包括的基板的种类不受特别限制,根据所需的功能和用途可以适当地选择本领域中已知的多种材料中的一种。
例如,作为基板,可以使用所有种类的聚合物。所述聚合物膜可以为,但是不限于,丙烯酸树脂膜、聚烯烃膜、聚酰胺膜、聚氨酯膜和聚酯膜。所述聚酯膜可以为,但是不限于,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜中的至少一种。此外,当需要时,可以使用具有提高的抗水解性的聚酯膜。具有提高的抗水解性的聚酯膜可以包含在缩聚反应中产生的少量的低聚物。此外,所述聚酯膜可以通过进一步进行用于提高抗水解性的已知的热处理以降低在聚酯中的水分含量和收缩率而具有更好的抗水解性。而且,可以使用具有优异的抗水解性的市售可得的膜。
所述基板的厚度不受特别限制,以及可以为,例如,50μm至500μm,或100μm至300μm。通过将所述基板的厚度控制在上述范围内,可以优异地保持电绝缘性、湿气阻隔性能、机械性能和易加工性。然而,所述基板的厚度并不限于上述范围,可以根据需要适当地控制。
所述用于光伏组件的背板包括在所述基板的一个或两个表面上形成的树脂层,以及所述树脂层是由上述水分散组合物形成的。也就是,所述树脂层指的是由所述水分散组合物形成的涂层,以及还可以包含所述水分散组合物的熔体。
所述树脂层的厚度不受特别限制,以及可以为,例如,0.5μm至30μm、1μm至10μm或1μm至5μm。当所述树脂层的厚度小于0.5μm时,所述树脂层太薄而不足以被颜料填充,而因此光屏蔽性能可能下降。当所述树脂层的厚度大于30μm时,所述树脂层难以以常规的在线涂布法制备。
由水分散组合物形成的树脂层可以为涂层。在本申请中使用的术语“涂层”指的是使通过涂布方法形成的树脂层。所述“涂层”指的是由上述水分散组合物形成的树脂层,其是通过在基板上涂布通过将组成树脂层的组分分散在水中制备的水分散组合物而形成的,而不是通过使用粘合剂在基板上层叠通过浇铸或挤出制备的片而形成的。
根据本申请的示例性实施方式,在即将形成氟树脂层的基板的表面上预先可以进行高频火花放电处理(如电晕处理或等离子处理);热处理;火焰处理(flame treatment);利用偶联剂处理、利用底漆处理;利用锚合剂处理,或使用气态路易斯酸(如BF3)、硫酸或高温氢氧化钠的化学活化以进一步提高粘接强度。
此外,为了提高湿气阻隔性能,在所述基板的一个或两个表面上可以形成无机氧化物沉积层。无机氧化物的种类不受特别限制,以及可以采用具有湿气阻隔性能的任何一种无机氧化物而不受限制。例如,作为无机氧化物,可以使用二氧化硅或三氧化二铝,但是本申请不限于此。在所述基板的一个表面或两个表面上形成无机氧化物沉积层的方法不受特别限制,以及可以为本领域通用的常规沉积方法。所述无机氧化物的沉积可以在任何时间进行,例如,在取向之前或之后进行。
当在所述基板的一个表面上形成无机氧化物沉积层之后在基板的一个或两个表面上形成无机氧化物沉积层时,在所述无机氧化物沉积层上可以进行上述表面处理。
本申请的另一方面提供了根据本申请的示例性实施方式的制备上述用于光伏组件的背板的方法。如上所述,根据本申请的示例性实施方式的制备用于光伏组件的背板的方法包括:在制备基板的工艺中(如在取向工艺中)通过在线涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物涂布在基板的一个或两个表面上,并加热所得的涂层来形成树脂层。
所述基板的取向工艺为双轴取向工艺,其中,可以在机器方向上取向基板,涂布水分散组合物,然后在横向方向(TD)上取向基板。或者,可以首先在基板上涂布所述水分散组合物,然后可以在机器方向和横向方向(MD和TD)上取向所述基板。
在形成未取向膜的工艺之后通常进行所述基板的取向工艺以在挤出过程中通过在压延辊上冷却熔融挤出的树脂以固化来形成膜。在机器方向和横向方向(MD和TD)上双轴取向未取向膜为双轴取向工艺,其中,例如,通过加热至100至200℃的辊在机器方向(MD,竖直方向,也就是,膜的前进方向)上将所述未取向膜取向原始尺寸的2.5至5倍,通过具有50至100℃温度的辊冷却,使用辊或以Tender型取向设备在100至200℃下以垂直于机器方向(MD)的横向方向(TD,膜的宽度方向)上在膜的两端再次取向原始尺寸的2.5倍至5倍。
至于双轴取向,如上所述,除了其中分别进行机器方向和横向方向(MD和TD)上的拉伸的依次双轴取向法之外,还可以使用其中同时进行机器方向和横向方向(MD和TD)拉伸的同时双轴取向法。
在根据本申请的示例性实施方式的制备方法中,通过在双轴取向工艺中包括在所述基板上涂布水分散组合物的工艺以在线涂布工艺形成氟树脂层,以及在基板上涂布所述水分散组合物,并加热至150至250℃以熔融树脂层的含氟聚合物,从而形成膜型树脂层。
能够被用于所述制备方法中的基板的具体种类如上所述,以及在形成所述树脂层之前,或在单轴取向之后涂布所述水分散组合物之前,可以在所述基板的一个或两个表面上进行选自等离子体处理、电晕处理、利用底漆处理、利用结合剂处理、利用偶联剂处理、沉积处理和热处理中的至少一种合适的表面处理。
如上所述,当在所述基板的一个或两个表面上进行至少一种表面处理时,羧基或羟基可能被引入到所述基板的表面上。这样的官能团与在所述氟树脂层中包含的含氟聚合物和水分散粘合剂形成化学键以进一步提高基板与树脂层之间的界面结合强度。
通过将结晶含氟聚合物、颜料和水分散粘合剂分散在水中,将结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和表面粘合剂分散在水中,或将结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂、表面活性剂和常规添加剂分散在水中可以制备水分散组合物。将多种组分分散在水中的操作不受特别限制,可以没有限制地使用在本领域中广泛使用常规分散方法。当将多种组分加入到水中,然后搅拌时,就制备了水分散组合物,但是本申请不限于此。
当将所述水分散组合物涂布在所述基板的一个表面或两个表面上时,所述结晶含氟聚合物粒子、颜料和水分散粘合剂被设置在基板的一个或两个表面上,以及当加热涂布有所述水分散组合物的基板时,水分蒸发,以及所述含氟聚合物粒子熔融,从而将所述基板转变为膜形式。在此,所述水分散粘合剂可以存在于含氟聚合物的膜中以增强结晶含氟聚合物与颜料之间的结合,以及防止颜料从所述膜的表面分离。
在所述基板的表面上涂布水分散组合物的方法为能够应用于在线涂布法的任意一种。例如,可以使用例如辊涂法、刀刃涂布法、凹版涂布法或刮涂法的方法。
加热涂布有水分散组合物的基板的方法不受特别限制,以及可以使用在常规在线涂布法中的热处理。例如,可以使用采用使用烘箱从涂布有水分散组合物的基板中除去水分的方法,或通过取向工艺加热经涂布基板的方法,但是本申请不限于此。
用于从涂布有水分散组合物的基板中除去水分的方法的温度为含氟聚合物的熔融温度以上,例如,150℃至250℃。当加热温度低于150℃时,所述含氟聚合物粒子不熔化,而因此不会形成含氟聚合物的膜,而当加热温度高于250℃时,基板可能劣化,而因此基板的机械性能可能劣化。
在通过上述热处理的热定型工艺之后,所述热定型的取向膜可以在机器方向和横向方向(MD和TD)上松弛。当进一步进行所述热定型取向膜在机器方向和横向方向(MD和TD)上的松弛时,可以降低膜边缘的热收缩率。
松弛期间的温度可以为150℃至250℃。当将双轴取向之后的基板在相对低温下进行热定型,接着在机器方向和横向方向(MD和TD)上松弛时,可以长时间地保持抗水解性,并且可以更有效地保持尺寸稳定性而不会损坏取向的分子。也就是,在热定型处理之后,可以允许基板以30%以内的弛豫率在机器方向(MD)上收缩和以30%以内的弛豫率在横向上收缩。
术语“弛豫率”表示通过将弛豫长度除以取向前的尺寸得到的值。
根据本申请实施方式的制备用于光伏组件的背板的方法,没有将单独的含氟聚合物涂布在之前制备的基板上,而是在制备基板的过程中通过在线涂布工艺涂布含氟聚合物,从而使由热和水分导致的变形最小化,并且提高了产率和质量。此外,由于这种方法没有使用有机溶剂,其可以更环保,降低了生产成本,并且具有简单的工艺。因此,可以制备经济环保并且具有耐候性的用于光伏组件的背板。
本申请的另一方面提供了包括所述用于光伏组件的背板的光伏组件。
所述光伏组件的结构不受特别限制,只要其包括所述用于光伏组件的背板即可,而因此可以使用本领域中公知的多种结构而没有限制。作为实例,所述光伏组件的结构可以包括:背板、在所述背板上形成的光伏电池或光伏电池阵列、在所述光伏电池或光伏电池阵列上形成的光接收板,在背板与光接收板之间用于密封所述光伏电池或光伏电池阵列的密封层。
所述背板的厚度不受特别限制,以及可以为,例如,30μm至2,000μm,50μm至1,000μm,或100μm至600μm。当将所述背板的厚度控制在30μm至2,000μm时,可以形成更薄的光伏组件,以及可以保持光伏组件的优异物理性能,如耐候性。
在所述背板上形成的光伏电池的具体种类不受限制,只要其能够产生光电动势即可,而因此可以使用在本领域中通常采用的光伏器件。例如,可以使用如使用单晶硅或多晶硅的晶体硅光伏电池;单结或串联结构的非晶硅光伏电池;包含III-V族化合物(如镓-砷(GaAs)或铟-磷(InP))的半导体光伏电池;和包含II-VI族化合物(镉-碲(CdTe)或铜-铟-硒(CuInSe2))的半导体光伏电池,或者可以使用薄膜型多晶硅光伏电池、薄膜型非晶多晶硅光伏电池,以及薄膜型晶体硅和非晶硅的复合光伏电池。
通过光伏电池之间的互连,所述光伏电池可以形成光伏电池阵列(光伏收集器)。当太阳光入射在光伏组件上时,在光伏电池中产生电子(-)和空穴(+),从而通过光伏电池之间的互连诱导电流。
当光伏组件暴露于户外环境时,在所述光伏电池或光伏电池阵列上形成的光接收板可以保护光伏组件内部免受风、雨、外部冲击或火的影响,并且起到确保长期可靠性的作用。所述光接收板的具体种类不受特别限制,只要其具有优异透光性、电绝缘性和机械性能、物理或化学强度即可。例如,所述光接收板可以为玻璃板、氟树脂板、基于环聚烯烃的树脂板、基于聚碳酸酯的树脂板、基于聚(甲基)丙烯酸酯的树脂板、基于聚酰胺的树脂板或基于聚酯的树脂板。在根据本申请的一个示例性实施方式中,可以使用具有优异耐热性的玻璃板,但是本申请并不限于此。
所述光接收板可以具有,但不限于,例如0.5mm至10mm、1mm至8mm或2mm至5mm的厚度。当将所述光接收板的厚度控制在0.5mm至10mm的范围内时,可以形成更薄的光伏组件,以及可以保持光伏组件的优异物理性能,如长期的可靠性。
此外,在光伏组件中用于密封光伏电池或光伏电池阵列的密封层,特别是背板和光接收板之间的密封层可以采用本领域内公知的密封剂而不受限制。
图2和3为根据本申请的多个示例性实施方式的光伏组件的剖面图。
图2示出根据本申请示例性实施方式的包括用于光伏组件的背板的基于晶片的光伏组件20的一个实例。如在图2中所示,根据本申请示例性实施方式的光伏组件可以包括:可以由常规铁电材料(例如,玻璃)形成的光接收板21;根据本申请示例性实施方式的用于光电组件的背板23;基于硅的晶片的光伏器件24;和密封所述光伏器件24的密封层22。在此,所述密封层22可以包括密封光伏器件24且附着到光接收板21上的第一层22a,和密封所述光伏器件24且附着到背板23上的第二层22b。组成所述密封层22的第一层和第二层可以由如上所述在本领域内公知的材料形成。
图3为根据本申请的另一示例性实施方式的薄膜型光伏组件30的剖视图。如在图3中所示,在薄膜型光伏组件30中,在可以通常由铁电材料形成的光接收板31上可以形成光伏器件34。通过常规的化学气相沉积法(CVD)可以沉积薄膜型光伏器件34。与图2中的光伏组件20类似,在图3中的光伏组件30可以包括:背板33、密封层32、光伏器件34和光接收板31,而所述密封层32可以形成为单层。关于密封层32和背板33的细节如上所述。
制备光伏组件的方法可以采用本领域普通技术人员已知的多种方法而不受特别限制。
在图2和3中显示的光伏组件仅仅为本申请光伏组件的多种示例性实施方式的实例。在根据本申请的用于光伏组件的背板的情况下,所述组件的结构和组成所述组件的材料的种类和尺寸不受特别限制,以及可以基于现有技术,而不受限制。
[实施例]
在下文中,参照根据本申请的实施例和没有根据本申请的对比实施例将详细地描述本申请,但是本申请的范围不限于下面的实施例。
实施例1
水分散组合物的制备
20g作为水分散粘合剂的丙烯酸酯改性的聚酯树脂(以摩尔比=1:0.5:1:0.2的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)的共聚物的水分散体的形式,Na+在水性分散体中被用作MAA的反离子,固含量:30%),5g作为交联剂的包含噁唑啉基团的丙烯酸酯共聚物(WS-500,固含量:40%,日本触媒株式会社)和50g作为颜料的二氧化钛(Tipure TS6200,杜邦公司)加入到500g的分散至水中作为乳液的聚偏二氟乙烯树脂(固含量:20%),并使用搅拌器分散,从而制备水分散组合物。
用于光伏组件的背板的制备
使用T型模由在将充分干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯碎片注入到熔融挤出机中之后熔融挤出的聚对苯二甲酸乙二醇酯得到具有2500μm厚度的未取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,并在100℃下在机器方向(MD)上取向原始尺寸的3.5倍,从而制备单轴取向的聚酯膜。在制备的单轴取向聚酯膜上进行电晕放电处理,在其上使用迈耶棒涂布预先制备的水分散组合物以具有16μm的厚度,在180℃下干燥,以及在横向上取向原始尺寸的3.5倍,从而制备双轴取向的聚酯膜。接着,在240℃下热处理所述双轴取向的聚酯膜10秒,并在200℃下在机器方向和横向方向(MD和TD)上松弛10%,从而制备具有300μm厚度的用于光伏组件的背板,其涂布有2μm厚且包含含氟聚合物的树脂层。
实施例2
除了使用5g的六甲氧基三聚氰胺(Cyme1301,CYTEC公司)作为交联剂来代替在实施例1中的制备水分散组合物中使用的包含噁唑啉基团的丙烯酸酯共聚物之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例3
除了使用5g的环氧树脂(Denacol EX614B,Nagase ChemteX株式会社)作为交联剂来代替在实施例1中的制备水分散组合物中使用的包含噁唑啉基团的丙烯酸酯共聚物之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例4
除了使用5g的碳二亚胺(Carbodilite V02-L2,Nisshinbo Chemical有限公司)作为交联剂来代替在实施例1中的制备水分散组合物中使用的包含噁唑啉基团的丙烯酸酯共聚物之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例5
除了在实施例1中的制备水分散组合物中没有使用包含噁唑啉基团的丙烯酸共聚物作为交联剂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例6
除了使用丙烯酸酯树脂(重量比=15:5:28:50:2的丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(ST)、丙烯酸丁酯(BA)和α-甲基苯乙烯(AMST)的共聚物)代替在实施例1中的作为水分散粘合剂的丙烯酸酯改性的聚酯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例7
除了使用聚氨酯树脂(Takelac WS-5300,三菱化学株式会社)代替在实施例1中用作水分散粘合剂的丙烯酸酯改性的聚酯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例8
除了使用基于硅的聚氨酯树脂(Takelac WS-5000,三菱化学株式会社)代替在实施例1中用作水分散粘合剂的丙烯酸酯改性的聚酯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例9
除了使用具有22%的结晶度且包含聚合形式的重量比为85:15(VDF:HFP)的偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物代替在实施例1中用作水分散组合物的作为乳液的聚偏二氟乙烯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
实施例10
除了使用具有25%的结晶度且包含聚合形式的重量比为85:15(VDF:CTFE)的偏二氟乙烯(VDF)和一氯三氟乙烯(CTFE)的共聚物代替在实施例1中被用作水分散组合物的分散在水中作为乳液的聚偏二氟乙烯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
对比实施例1
通过加入25.1重量份作为交联剂的异佛尔酮二异氰酸酯(在ZeffleGK-570中的OH与交联剂中的NCO的当量比=1:1)和60重量份作为颜料的二氧化钛(TiPure TS6200,杜邦公司)加入到100重量份的作为可热固化氟树脂的四氟乙烯(TFE)和羟基取代的乙烯的共聚物Zeffle GK-570(大金工业株式会社,固含量:60%,60mg KOH/g))中,进一步向其中加入10重量份的甲基乙基酮,并充分地搅拌所得的混合物来制备用于形成氟树脂层的涂布溶液代替在实施例1中的水分散组合物。
使用逗点反向涂布法(reverse comma method)在预先制备的基板的一个表面上涂布所述用于形成氟树脂层的涂布溶液。特别地,通过控制间隙涂布所述涂布溶液以具有在干燥后的约10μm的厚度,以及将经涂布的基板以1m/分钟的速率依次通过具有2m的长度且其中温度分别控制至80℃、180℃和180℃的三个烘箱,从而形成氟树脂层。接着,将其上层叠有氟树脂层的基板放置在室温下老化1周,由此制备其中基板(PET膜)的一个表面涂布有氟树脂层的多层膜。
对比实施例2
将市售可得的Tedlar膜/粘合剂/PET膜/粘合剂/Tedlar膜的层叠结构用作多层膜。所述层叠结构是通过挤出工艺使用粘合剂在PET膜的两个表面上层叠由杜邦公司生产的Tedlar膜(PVF膜,厚度:38μm)而形成的产品。
对比实施例3
除了使用500g的如下所述用羟基官能化的乳液型丙烯酸酯改性的含氟聚合物(固含量:20%)代替在实施例1中的制备水分散组合物中使用的分散在水中作为乳液的偏二氟乙烯树脂之外,如实施例1所述制备用于光伏组件的背板。
用羟基官能化的丙烯酸酯改性的含氟聚合物的制备
通过在1L的高压反应容器中,将5g的15%的全氟辛酸铵溶液加入到400g的蒸馏水中,加入70g的偏二氟乙烯(VDF)和30g的甲基丙烯酸2-羟乙酯(2-HEMA),并加入1g的0.5%的过硫酸钾溶液,同时使反应容器的温度保持在80℃下来制备用羟基官能化的丙烯酸酯改性的含氟聚合物。
通过下述方法测量在实施例和对比实施例中制备的用于光伏组件的背板的物理性能。
实验实施例1:十字割痕粘接强度的测量
根据ASTM D3002/D3359规范进行十字切口测试。具体地,使用刀以1mm的间隔将样品水平和竖直地切割11行和11列以形成各自具有1mm x 1mm(长度x宽度)尺寸的100个方格的栅格。接着,将由Nichiban公司生产的CT-24胶带附着到栅格化的表面上,然后剥离以测量所述表面随着胶带剥离的状态,以及根据下面的标准评估测量结果。
<用于评估十字割痕粘接强度的标准>
5B:没有被剥离的区域
4B:剥离区域的面积小于总面积的5%
3B:剥离区域的面积为总面积的5%至15%
2B:剥离区域的面积为总面积的15%至35%
1B:剥离区域的面积为总面积的35%至65%
0B:剥离区域的面积大于总面积的65%
实验实施例2:压力锅测试(PCT)
将在实施例和对比实施例中制备的各个用于光伏组件的背板(其中基板的两个表面涂布有含氟聚合物)在2个大气压、121℃的温度和100%R.H.的条件下在烘箱中保持25小时、50小时或75小之后,通过使用与用于测量十字割痕粘接强度相同的方法观察粘接强度的变化。
在实施例和对比实施例中制备的用于光伏组件的背板的物理性能的测量结果示于表1中。
[表1]
如在表2中所示,可以确认实施例1至8均显示了优异的粘接强度。
同时,可以确认在严格条件下对比实施例1至3的粘接性能降低。此外,可以确认,在使用可热固化氟树脂的对比实施例1中,使用了有机溶剂,因此在制备聚酯膜的过程中不能在在线涂布工艺中涂布所述背板,由此进行了离线涂布工艺,以及该工艺比在实施例1至8中描述的工艺更复杂。
也就是,当使用双轴取向聚酯膜的工艺由包含含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物制备用于光伏组件的背板时,制备工艺可以比使用常规层叠工艺的情况更简单,可以优异地保持物理性能,如耐久性和耐候性,并且由于所述工艺不使用溶剂,所以是环保的且经济的。
3、实验实施例3:反射率的测量
使用岛津(Shimadzu)紫外可见分光光度计(UV-3600)测量在实施例1和对比实施例2中制备的用于光伏组件的背板在200至800nm波长范围内的反射率,以及测量结果显示在图4中。
如在图4的UV谱图中所示,尽管基于氟的树脂层的厚度为2μm,比通过常规层叠工艺制备的市售可得的背板更薄,但是可以确认,根据本申请的背板显示出与常规背板相同水平的反射率。
尽管参照一些示例性实施方式已经展示和描述了本发明,但是本领域的技术人员可以理解,在不脱离如所附权利要求中定义的本发明的范围的情况下,可对本发明进行形式和细节上的多种变化。

Claims (31)

1.一种用于光伏组件的背板,其包括:
通过在线涂布工艺在基板上涂布结晶含氟聚合物而形成的树脂层,
其中,在将所述背板放置在保持在2个大气压、121℃和100%R.H.的烘箱中75小时之后,根据ASTM D3002/D3359进行十字切口测试测量的粘接强度为至少4B。
2.根据权利要求1所述的背板,其中,所述含氟聚合物为具有10~55%的结晶度且未官能化的结晶聚合物。
3.根据权利要求1所述的背板,其中,所述树脂层是通过在线涂布工艺在所述基板上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物而形成的。
4.根据权利要求2所述的背板,其中,所述含氟聚合物为含有聚合形式的选自偏二氟乙烯(VDF)、氟化乙烯(VF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、一氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)中的至少一种单体的均聚物、共聚物或其混合物。
5.根据权利要求2所述的背板,其中,所述含氟聚合物为包含偏二氯乙烯(VDF)或氯化乙烯(VF)和选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、一氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)中的至少一种共聚单体的均聚物、共聚物或其混合物。
6.根据权利要求5所述的背板,其中,相对于所述总共聚物的总重量,在所述共聚物中包含的共聚单体的含量为0.5~50wt%。
7.根据权利要求1所述的背板,其中,所述含氟聚合物具有50,000至1,000,000的重均分子量。
8.根据权利要求1所述的背板,其中,所述含氟聚合物具有80至175℃的熔点。
9.根据权利要求1所述的背板,其中,所述含氟聚合物具有50μm以下的平均直径。
10.根据权利要求3所述的背板,其中,相对于100重量份的所述含氟聚合物,所述颜料的含量为1至200重量份。
11.根据权利要求3所述的背板,其中,所述水分散粘合剂为选自聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚醚树脂、醇酸树脂、聚氨酯-丙烯酸酯共聚物、乙烯基-聚氨酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、硅-丙烯酸酯-聚氨酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和丙烯酸酯改性的聚酯树脂中的至少一种。
12.根据权利要求3所述的背板,其中,相对于100重量份的所述含氟聚合物,所述水分散粘合剂的含量为0.1至50重量份。
13.根据权利要求3所述的背板,其中,所述水分散组合物进一步包含所述水分散粘合剂的交联剂。
14.根据权利要求13所述的背板,其中,所述交联剂为选自基于异氰酸酯的树脂、基于噁唑啉的树脂、基于三聚氰胺的树脂、基于环氧的树脂和基于碳二亚胺的树脂中的至少一种。
15.根据权利要求13所述的背板,其中,相对于100重量份的所述含氟聚合物,所述交联剂的含量为0.1至50重量份。
16.根据权利要求3所述的背板,其中,相对于100重量份的所述含氟聚合物,所述水的含量为100至2,000重量份。
17.根据权利要求3所述的背板,其中,所述水分散组合物进一步包含表面活性剂。
18.根据权利要求17所述的背板,其中,相对于100重量份的所述含氟聚合物,所述表面活性剂的含量为0.1至100重量份。
19.根据权利要求1所述的背板,其中,所述树脂层形成在所述基板的一个或两个表面上。
20.根据权利要求1所述的背板,其中,所述基板为选自丙烯酸树脂膜、聚烯烃膜、聚酰胺膜、聚氨酯膜和聚酯膜中的至少一种聚合物膜。
21.根据权利要求20所述的背板,其中,所述聚酯膜为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜中的至少一种。
22.根据权利要求1所述的背板,其中,所述基板具有50μm至500μm的厚度。
23.根据权利要求3所述的背板,其中,所述树脂层包含所述水分散组合物的熔体。
24.根据权利要求1所述的背板,其中,所述树脂层具有0.5至30μm的厚度。
25.根据权利要求1所述的背板,其中,在所述基板的至少一个表面上进行选自等离子体处理、电晕处理、利用底漆处理、利用锚合剂处理、利用偶联剂处理和热处理中的至少一种表面处理。
26.一种制备用于光伏组件的背板的方法,所述方法包括:
通过在基板的取向工艺中在所述基板的一个或两个表面上涂布包含结晶含氟聚合物、颜料、水分散粘合剂和水的水分散组合物并加热而形成树脂层。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,所述基板的取向工艺为双轴取向工艺,其中,在机器方向上取向所述基板,然后涂布所述水分散组合物,然后在横向方向上取向所述基板。
28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述基板的取向工艺为双轴取向工艺,其中,在所述基板上涂布所述水分散组合物,然后在机器方向和横向方向上取向所述基板。
29.根据权利要求26所述的方法,其中,所述加热温度为150℃至250℃。
30.根据权利要求26所述的方法,所述方法进一步包括:
在形成所述树脂层之前,在所述基板的一个表面或两个表面上进行选自等离子体处理、电晕处理、利用底漆处理、利用锚合剂处理、利用偶联剂处理、沉积处理和热处理中的至少一种表面处理。
31.一种光伏组件,其包括:
根据权利要求1至25中任一项所述的用于光伏组件的背板。
CN201380028985.2A 2012-06-01 2013-06-03 用于光伏组件的环保型背板及其制备方法 Active CN104335361B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120059295 2012-06-01
KR10-2012-0059295 2012-06-01
KR1020130063478A KR20130135788A (ko) 2012-06-01 2013-06-03 친환경 광전지 모듈용 백시트 및 이의 제조방법
KR10-2013-0063478 2013-06-03
PCT/KR2013/004885 WO2013180552A1 (ko) 2012-06-01 2013-06-03 친환경 광전지 모듈용 백시트 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104335361A true CN104335361A (zh) 2015-02-04
CN104335361B CN104335361B (zh) 2016-08-17

Family

ID=49982905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380028985.2A Active CN104335361B (zh) 2012-06-01 2013-06-03 用于光伏组件的环保型背板及其制备方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150083222A1 (zh)
EP (1) EP2858121B1 (zh)
JP (1) JP6081581B2 (zh)
KR (1) KR20130135788A (zh)
CN (1) CN104335361B (zh)
TW (1) TWI482704B (zh)
WO (1) WO2013180552A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110023437A (zh) * 2015-03-13 2019-07-16 杜邦帝人薄膜美国有限公司 Pv电池及背板聚酯膜
TWI737566B (zh) * 2016-07-04 2021-08-21 日商Agc股份有限公司 乙烯-四氟乙烯系共聚物薄膜及其製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205705574U (zh) * 2015-03-30 2016-11-23 凸版印刷株式会社 蓄电设备用外装构件
TWI603496B (zh) * 2016-03-16 2017-10-21 台虹科技股份有限公司 光伏模組背板及光伏模組
CN109004051A (zh) * 2018-06-04 2018-12-14 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种太阳能电池背膜
CN110828595B (zh) * 2019-10-30 2022-03-29 杭州福斯特应用材料股份有限公司 一种网格化光伏背板及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776140B1 (ko) * 2003-01-03 2007-11-16 도레이새한 주식회사 투명성과 이활성이 우수한 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법
KR20110123212A (ko) * 2010-05-06 2011-11-14 주식회사 엘지화학 다층 시트 및 이의 제조방법
CN102369657A (zh) * 2009-03-03 2012-03-07 阿科玛法国公司 丙烯酸光伏打模块背板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA994026A (en) * 1972-05-18 1976-07-27 Pennwalt Corporation Vinylidene fluoride polymer film-forming composition in aqueous dispersion
US5741855A (en) * 1996-06-10 1998-04-21 Raychem Corporation Compatibilized fluoroplastic blends
WO2000073383A1 (fr) * 1999-05-31 2000-12-07 Atofina Composition polymerique comprenant un polymere fluore semi-cristallin, un polymere acrylique et un agent nucleant, formulations et revetements obtenus a partir de ces compositions
DE102004006275A1 (de) * 2004-02-09 2005-08-25 Linde Kältetechnik GmbH & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Kühlmöbels
WO2007008329A2 (en) * 2005-06-13 2007-01-18 3M Innovative Properties Company Fluoropolymer containing laminates
KR20100081795A (ko) * 2009-01-07 2010-07-15 도레이첨단소재 주식회사 내블로킹성 및 이형성이 우수한 폴리에스테르 필름 및 이의제조방법
US20120031475A1 (en) * 2009-03-19 2012-02-09 Kim Hyun-Cheol Solar cell back sheet including a fluorine-based copolymer, and method for manufacturing same
KR101360867B1 (ko) * 2010-04-23 2014-02-13 코오롱인더스트리 주식회사 태양광모듈용 백 시트 및 이의 제조방법
US8053618B1 (en) * 2010-06-21 2011-11-08 Uop Llc UZM-35 zeolitic composition, method of preparation and processes
CN102312766A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 王俊琪 摆式波浪发电装置
JP5702116B2 (ja) * 2010-11-09 2015-04-15 富士フイルム株式会社 太陽電池保護シート及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池モジュール
KR101411682B1 (ko) * 2010-11-10 2014-06-26 주식회사 엘지화학 다층 필름 및 이를 포함하는 광전지 모듈
JP5484293B2 (ja) * 2010-11-12 2014-05-07 富士フイルム株式会社 太陽電池用バックシート及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール
CN104106148A (zh) * 2012-02-10 2014-10-15 阿科玛股份有限公司 用于柔性薄膜光伏和发光二极管装置的耐候复合物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776140B1 (ko) * 2003-01-03 2007-11-16 도레이새한 주식회사 투명성과 이활성이 우수한 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법
CN102369657A (zh) * 2009-03-03 2012-03-07 阿科玛法国公司 丙烯酸光伏打模块背板
KR20110123212A (ko) * 2010-05-06 2011-11-14 주식회사 엘지화학 다층 시트 및 이의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110023437A (zh) * 2015-03-13 2019-07-16 杜邦帝人薄膜美国有限公司 Pv电池及背板聚酯膜
US11646385B2 (en) 2015-03-13 2023-05-09 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership PV cells and backsheet polyester films
TWI737566B (zh) * 2016-07-04 2021-08-21 日商Agc股份有限公司 乙烯-四氟乙烯系共聚物薄膜及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201418011A (zh) 2014-05-16
KR20130135788A (ko) 2013-12-11
TWI482704B (zh) 2015-05-01
US20150083222A1 (en) 2015-03-26
JP2015525472A (ja) 2015-09-03
JP6081581B2 (ja) 2017-02-15
CN104335361B (zh) 2016-08-17
WO2013180552A1 (ko) 2013-12-05
EP2858121A1 (en) 2015-04-08
EP2858121A4 (en) 2016-01-13
EP2858121B1 (en) 2017-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5769037B2 (ja) 多層フィルム及びこれを含む光電池モジュール
CN104335361B (zh) 用于光伏组件的环保型背板及其制备方法
CN103946324B (zh) 水分散组合物、生态友好的光伏模块的背板和制造该背板的方法
CN103502001B (zh) 多层膜和包括该多层膜的光伏组件
KR101371856B1 (ko) 친환경 태양전지용 백시트 및 이의 제조방법
KR101510499B1 (ko) 불소계 고분자 코팅층을 포함하는 고신뢰성 다층 필름 및 이의 제조방법
KR101593741B1 (ko) 다층 필름 및 이를 포함하는 광전지 모듈
KR101427450B1 (ko) 불소계 수지 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 광전지 모듈
KR101414851B1 (ko) 불소계 수지 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 광전지 모듈
KR20130135780A (ko) 다층 필름 및 이를 포함하는 광전지 모듈
KR20140147935A (ko) 다층 필름

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant