CN104934494A - 太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件，所述太阳能电池用复合背板按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间层、第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，所述复合背板具有低于2.0g/m2天的水蒸汽渗透率，且优选地在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率。所述太阳能电池用复合背板同时具有优异的水蒸汽阻隔性、和层间剥离强度。

Description

太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件。
背景技术
随着煤炭，石油，天然气等这些不可再生资源的大量消耗，全世界不得不把目光投向了可再生能源这些领域，如太阳能，风能，潮汐能等。而人类对于太阳能利用方式目前有三种：一，光热转变(太阳能热水器)；二，光电转变(光伏电池)；三，光化学转变(尚在实验室阶段)。
对于太阳能电池的生产，通常需要将各种组件材料如电池片，封装胶膜，铝框，复合膜(通常称为复合背板)等组合在一起并且将复合背板与封装EVA膜热压贴合来实现电气，水蒸汽阻隔及其他耐候性的要求。市面上常用的复合背板按外层材料，大体可分为含氟材料及不含氟材料，含氟材料的复合背板的实例包括杜邦Tedlar的PVF含氟复合背板，阿科玛Kynar的PVDF含氟复合背板，霍尼韦尔ECTFE含氟复合背板材料，圣戈班ETFE的含氟复合背板材料，和3M Dyneon THV含氟复合背板材料等等。而不含氟的材料，如康维明PPE，ISOVOLTAIC(APA，3A)，多层共挤出聚烯烃复合背板，由于对环境更加友好，且成本低廉，越来越受到了组件厂家的欢迎。然而，现有的复合背板(含氟与不含氟)仍然存在诸如以下问题：抗紫外性能差(特别是不含氟复合背板)易黄变，水蒸汽透过率高，反光性能弱(<85％)而导致功率输出低，共挤出聚烯烃复合背板易收缩褶皱，不易操作。还有一些背板具有在湿热老化后外层易开裂粉化，胶黏剂需要长时间固化，生产周期长，成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时具有优异的水蒸汽阻隔性、和层间剥离强度的复合型背板，以及包括根据本发明的复合背板的太阳能电池组件。
根据本发明，提供以下技术方案：
1.一种太阳能电池用复合背板，其按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间层、第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，其中所述复合背板具有低于2.0g/m2d的水蒸汽渗透率。
2.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于3∶1至1∶12的范围内，所述中间层与所述内层的厚度之比处于12∶1至1∶5的范围内，且所述复合背板的总厚度大于250μm。
3.根据项2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于2∶1至1∶8的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于8∶1至1∶3的范围内。
4.根据项2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于1∶2至1∶6的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于4∶1至1∶2的范围内。
5.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料包含聚丙烯、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂。
6.根据项5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料还包含除聚丙烯之外的其他烯烃聚合物。
7.根据项6所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包含聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
8.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料包含聚乙烯、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
9.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
10.根据项8所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料还包含除聚乙烯之外的其他烯烃聚合物。
11.根据项9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料还包含除乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之外的其他烯烃聚合物。
12.根据项10或11所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包括丙烯共聚物。
13.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
14.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述中间层的厚度为25微米到300微米。
15.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层的厚度为25微米到250微米。
16.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述内层的厚度为25微米到150微米。
17.根据项5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述增韧剂包含马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯和聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
18.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述无机填料包含碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
19.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗紫外线添加剂包含水杨酸酯类、苯酮类、苯并***类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种。
20.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗氧化剂为芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类中的一种或多种。
21.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层和/或第二粘合剂层具有1～10微米的厚度。
22.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层中所含的粘合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂中的一种或多种。
23.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第二粘合剂层中所含的粘合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、改性聚烯烃类粘合剂、钛酸酯类粘合剂和硅烷类粘合剂中的一种或多种。
24.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层具有160℃以上的熔点和低于10g/m2d的水蒸汽渗透率。
25.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述太阳能电池用复合背板在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率。
26.一种太阳能电池组件，其包括根据项1至25中任一项所述的太阳能电池用复合背板。
有益效果
根据本发明的复合背板同时具有优异的水蒸汽阻隔性、和层间剥离强度。此外，根据本发明的复合背板还可以具有优异的光反射率并且太阳能电池组件具有高的输出功率。此外，根据本发明的复合背板还可以具有抗紫外线功能，并且无需额外的固化时间，从而可极大地缩短复合背板的生产周期，成本低廉。
附图说明
图1是根据本发明的复合背板的结构示意图。
图2是包括根据本发明的复合背板的太阳能电池组件的结构示意图。
图3显示了本发明的复合背板(实施例3)在200nm～1100nm波长范围内的光反射率。
图4显示了本发明的复合背板(实施例3)的外层在紫外线照射下的YI，b值变化。
图5显示了本发明的复合背板(实施例3)的内层在紫外线照射下的YI，b值变化。
图6显示了本发明的复合背板(实施例3)的水蒸汽透过率。
具体实施方式
根据本发明的太阳能电池用复合背板按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间层、第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，其中所述复合背板具有低于2.0g/m2天的水蒸汽渗透率。优选地，该复合背板在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率。
图1是根据本发明的复合背板的结构示意图。如图1所示，根据本发明的太阳能电池用复合背板包括外层1a、中间层2a和内层3a以及设置在外层1a与中间层2a之间的第一粘合剂层4a和设置在中间层2a与内层3a之间的第二粘合剂层5a。
下面详细描述本发明的太阳能电池用复合背板的每一层。
外层
根据本发明，外层是包含聚丙烯基复合材料的层。优选地，外层具有160℃以上的熔点和低于10g/m2天的水蒸汽渗透率。所述聚丙烯基复合材料可以包含聚丙烯、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂。
所述无机填料包含碳酸钙，二氧化钛，优选金红石型二氧化钛，例如杜邦R105，蒙脱土，高岭土，硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
所述抗紫外线添加剂可以为有机紫外线吸收剂或稳定剂。有机紫外线吸收剂或稳定剂包含水杨酸酯类、苯酮类、苯并***类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种。抗紫外线添加剂的具体实例包括UV-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、UV-531(2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-326[(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并***]、UV-P[2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并***]、UV-24(2，2′-二羟基-甲氧基二苯甲酮)、三嗪-5[2，4，6-三(2′-羟基-4′-正辛氧基苯基)-1，3，5-三嗪]，TINUVIN622，TINUVIN770，TINUVIN783，TINUVINP，TINUVIN788等。
增韧剂包含马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯和聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
抗氧化剂为芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类中的一种或多种。抗氧化剂的具体实例包括巴斯夫抗氧剂1010和168，以及B215。
所述聚丙烯基复合材料还包含除聚丙烯之外的其他烯烃聚合物。所述其他烯烃聚合物包含聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
当外层包含聚丙烯、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂时，基于外层的总重量，聚丙烯的重量比优选在65％～94％的范围内，无机填料的重量比优选在5％～25％的范围内，抗紫外线添加剂的重量比优选在0.1％～1.5％的范围内，增韧剂的重量比优选在0.5～5％的范围内，且抗氧化剂的重量比优选在0.1％～1.0％的范围内。
当外层包含聚丙烯、其他烯烃聚合物、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂时，基于外层的总重量，聚丙烯的重量比优选在55％～84％的范围内，其他烯烃聚合物优选在2％～15％的范围内，无机填料的重量比优选在5％～25％的范围内，抗紫外线添加剂的重量比优选在0.1％～1.5％的范围内，增韧剂的重量比优选在0.5～5％的范围内，且抗氧化剂的重量比优选在0.1％～1.0％的范围内。
外层的厚度为25微米到250微米。
第一粘合剂层
在第一粘合剂层中所含的粘合剂可以是普通的粘合剂，只要它可以实现外层与中间层之间强的粘合即可。在第一粘合剂层中所含的粘合剂也可以是开发的专用粘合剂。
第一粘合剂层中所含的粘合剂可以包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂中的一种或多种，优选环氧类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂，特别优选改性聚烯烃类粘合剂。
特别是，当采用环氧类粘合剂或改性聚烯烃类粘合剂或它们的组合作为第一粘合剂层时，相对于其他粘合剂，上胶量少且无需固化，可以显著缩短复合背板的生产周期且大大增强层间剥离强度。
第一粘合剂层的厚度可以为1～10微米。
中间层
根据本发明，中间层具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物。工频电气强度可以通过本领域已知方法测定。
满足上述要求的中间层的聚合物可以包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
所述中间层的厚度为25微米到300微米。
第二粘合剂层
在第二粘合剂层中所含的粘合剂可以是普通的粘合剂，只要它可以实现内层与中间层之间强的粘合即可。在第二粘合剂层中所含的粘合剂也可以是开发的专用粘合剂。
第二粘合剂层中所含的粘合剂可以包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、改性聚烯烃类粘合剂、钛酸酯类和硅烷类粘合剂中的一种或多种，优选环氧类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂，特别优选改性聚烯烃类粘合剂。第二粘合剂与第一粘合剂可以相同或不同。
特别是，当采用环氧类粘合剂或改性聚烯烃类粘合剂或它们的组合作为第二粘合剂层时，相对于其他粘合剂，上胶量少且无需固化，可以显著缩短复合背板的生产周期且大大增强层间剥离强度。
第二粘合剂层的厚度可以为1～10微米。
内层
根据本发明，内层包含聚乙烯基复合材料或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm。优选地，内层在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率。
所述聚乙烯基复合材料可以包含聚乙烯、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。所述聚乙烯基复合材料还可以包含除聚乙烯之外的其他烯烃聚合物。所述其他烯烃聚合物包括丙烯共聚物。
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料可以包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料还包含除乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之外的其他烯烃聚合物。所述其他烯烃聚合物包括丙烯共聚物。
所述无机填料包含碳酸钙，二氧化钛，优选金红石型二氧化钛，例如杜邦R105，蒙脱土，高岭土，硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
所述抗紫外线添加剂可以为有机紫外线吸收剂或稳定剂。有机紫外线吸收剂或稳定剂包含水杨酸酯类、苯酮类、苯并***类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种。抗紫外线添加剂的具体实例包括UV-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、UV-531(2-羟基-4-正辛氧基-二苯甲酮)、UV-326[(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并***]、UV-P[2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并***]、UV-24(2，2′-二羟基-甲氧基二苯甲酮)、三嗪-5[2，4，6-三(2′-羟基-4′-正辛氧基苯基)-1，3，5-三嗪]，TINUVIN622，TINUVIN770，TINUVIN783，TINUVINP，TINUVIN788等。
抗氧化剂包含芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类中的一种或多种。抗氧化剂的具体实例包括巴斯夫抗氧剂1010和168，以及B215。
当内层包含聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂时，基于内层的总重量，聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比优选在75％～94％的范围内，无机填料的重量比优选在5～25％的范围内，抗紫外线添加剂的重量比优选在0.1％～1.5％的范围内，且抗氧化剂的重量比在优选0.1％～1.0％的范围内。
当内层包含聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、其他烯烃聚合物、无机填料、抗紫外线添加剂、和抗氧化剂时，基于内层的总重量，聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比优选在大于0％至75％的范围内，其他烯烃聚合物优选在1～75％的范围内，无机填料的重量比优选在5～25％的范围内，抗紫外线添加剂的重量比优选在0.1％～1.5％的范围内，且抗氧化剂的重量比优选在0.1％～1.0％的范围内。
内层的厚度为25微米到150微米。
本发明的发明人还发现，在该复合背板的五层结构中，当外层与中间层的厚度之比处于3∶1至1∶12的范围内，优选地处于2∶1至1∶8的范围内，更为优选地处于1∶2至1∶6的范围内；中间层与内层的厚度之比处于12∶1至1∶5的范围内，优选地处于8∶1至1∶3的范围内，更为优选地处于4∶1至1∶2的范围内；且该复合背板的总厚度在250微米以上时，该复合背板除了具有低于2.0g/m2天的水蒸汽渗透率，并且在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率之外，还具有大于1,000V的局部放电。同时，与类似的背板产品相比，这样的复合背板更易于加工(如其相应的层压工艺条件，包括温度、持续时间等，将更为宽松)，且其生产成本更低。
太阳能电池组件
图2是包括根据本发明的复合背板的太阳能电池组件的结构示意图。如图2所示，太阳能电池组件包括玻璃板2、封装材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)3、电池片4、本发明的复合背板5、正极6、负极7以及电极隔离条EPE8。当本发明的复合背板5安装在太阳能电池组件中时，内层面向封装材料EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)3，并且外层面向空气侧。当太阳能电池组件工作时，太阳光1从太阳能电池组件的玻璃2一侧进入。
根据本发明的复合背板和太阳能电池组件可以根据常规方法制造。
实施例
在下文中将通过使用实施例具体地描述本发明。然而，本发明不限于这些实施例或被这些实施例限制。除非另外指出，在实施例中的份是指重量份。
实施例1
将用于外层的聚丙烯PP粒子90份、增韧剂(马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％))2份，紫外线稳定剂(TINUVIN622)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以80μm的厚度挤出成膜作为外层。
将用于内层的聚乙烯PE粒子91份、紫外线稳定剂(CYASORB THT7001)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在230℃温度条件下，以50μm的厚度挤出成膜作为内层。
在经过空气电晕的188μm白色PET(厂家为佛山杜邦，牌号为BP系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PET的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板1。
实施例2
将用于外层的聚丙烯PP粒子90份、增韧剂马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％)2份，紫外线稳定剂(UV3346)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以150μm的厚度挤出成膜作为外层。
将用于内层的聚乙烯PE粒子91份、紫外线稳定剂(UV3853)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在230℃温度条件下，以100μm的厚度挤出成膜作为内层。
在经过空气电晕的250μm白色PET(厂家为东材科技，牌号为DS系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PET的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板2。
实施例3
将用于外层的聚丙烯PP粒子80份、聚乙烯10份，增韧剂马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％)2份，紫外线稳定剂(TINUVIN622)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以80μm的厚度挤出成膜作为外层。
将用于内层的聚乙烯PE粒子91份、紫外线稳定剂(CYASORB THT7001)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在230℃温度条件下，以50μm的厚度挤出成膜作为内层。
在经过空气电晕的188μm白色PET(厂家为佛山杜邦，牌号为BP系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PET的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板3。
实施例4
将用于外层的聚丙烯PP粒子80份、聚乙烯10份，增韧剂马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％)2份，紫外线稳定剂(TINUVIN622)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以80μm的厚度挤出成膜作为外层。
将乙烯醋酸乙烯酯EVA粒子91份、紫外线稳定剂(CYASORB THT7001)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度条件下，以50μm的厚度挤出作为内层。
在经过空气电晕的188μm白色PET(厂家为佛山杜邦，牌号为BP系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PET的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板4。
实施例5
将用于外层的聚丙烯PP粒子80份、聚乙烯10份，增韧剂马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％)2份，紫外线稳定剂(TINUVIN622)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以80μm的厚度挤出成膜作为外层。
将用于内层的PP三嵌段共聚物(丙烯、乙烯和辛烯的共聚物)45.5份，EVA粒子45.5份、紫外线稳定剂(CYASORB THT7001)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度条件下，以50μm的厚度挤出成膜作为内层。
在经过空气电晕的188μm白色PET(厂家为佛山杜邦，牌号为BP系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PET的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板5。
实施例6
将用于外层的聚丙烯PP粒子80份、聚乙烯10份，增韧剂马来酸酐接枝的聚丙烯(接枝率为5％)2份，紫外线稳定剂(TINUVIN622)0.5份，二氧化钛(R105)7份，抗氧化剂(B215)0.5份在常温(10～30℃)，以为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在220℃温度下，以80μm的厚度挤出成膜作为外层。
将用于内层的聚乙烯PE粒子91份、紫外线稳定剂(CYASORB THT7001)0.5份、二氧化钛8份、抗氧化剂(B215)0.5份，在常温(10～30℃)，在为500转/分钟的转速，通过侧喂料口分批加入搅拌机中进行混合并充分搅拌半小时，然后在230℃温度条件下，以50μm的厚度挤出成膜作为内层。
在经过空气电晕的188μm PC(厂家为拜耳科技，牌号为MakrofolTP244系列)的一侧上涂敷3μm左右的粘合剂1(改性聚烯烃胶水与环氧胶水的混合物)，经100度烘箱烘干以获得第一粘合剂层。将上述外层复合在第一粘合剂层上。然后，在PC的另一侧上涂敷3μm左右的粘合剂2(改性聚烯烃胶水与硅烷偶联剂(KH550)的混合物)，经100度烘箱烘干以得到第二粘合剂层。然后在第二粘合剂层上复合上述内层，即可得到本发明所述的复合背板6。
实施例7-12
将玻璃板，封装EVA，电池片，封装EVA层和实施例1-6所制备的本发明的复合背板以上述顺序在145度，15分钟的条件下层压制得太阳能电池组件。
比较例1
将玻璃板，封装EVA，电池片，封装EVA层和现有技术的背板COVEME dyMat PYE SPV以上述顺序在145度，15分钟的条件下层压制得太阳能电池组件。
下面对实施例1-6中制备的本发明复合背板以及实施例7-12和比较例1中制备的本发明的太阳能电池组件的性能进行如下测试并且进行评价。层间剥离强度
复合背板中外层与中间层之间的层间剥离强度按照ASTM D1876测定。复合背板中的内层与用于太阳能电池的封装EVA之间的层间剥离强度按照ASTM D903测定。
光反射率
复合背板的光反射率使用Lamda950仪器在250nm-1100nm的波长范围内测定。
抗紫外线性能
复合背板的抗紫外线性能按照ASTM G154cycle1，120kWh/m2紫外线的辐照强度下测试，黄变指数(Yellow Index)按照ASTM D1925进行表征。
水蒸汽透过率
复合背板的水蒸汽透过率按照ASTM F1249在37.8℃/100％RH的条件下测定。
输出功率
太阳能电池组件的输出功率用Spire模拟器按照IEC61215测定。
表1显示了实施例3的复合背板中的外层与中间层之间以及内层与中间层之间的层间剥离强度。
表1
如表1所示，复合背板中外层与中间层之间的层间剥离强度高达10.6N/cm，并且即使在湿热老化2000小时后，仍然保持着7.1N/cm的卓越的剥离强度，并且内层与中间层之间的层间剥离强度更大，内层与中间层无法分离。
表2显示了实施例3的复合背板中的内层与用于太阳能电池的封装EVA之间的层间剥离强度。
表2
如表2中所示，复合背板中的内层与用于太阳能电池的封装EVA之间的层间剥离强度高达65N/cm，且即使在湿热老化2000小时后，也能保持很好的粘结。
图3显示了本发明的复合背板在200nm～1100nm波长范围内的光反射率。如图3所示，本发明的复合背板在可见光区(420nm-640nm)拥有至少90％的光反射率，这使得其能进一步提高组件输出功率。
图4显示了本发明的复合背板的外层在紫外线照射下的YI(黄变指数)、b(黄度)值变化，且图5显示了本发明的复合背板的内层在紫外线照射下的YI、b值变化。如图4和5所示，YI<5，且目视该外层和内层的外观颜色无变化，表面无开裂，这表明本发明的复合背板具有优异的抗紫外线性能。
图6显示了本发明的复合背板的水蒸汽透过率。如图6所示，本发明的复合背板具有1.7g/m2天的低水蒸汽透过率，其中外层的水蒸汽透过率为9.1g/m2天。
此外，将实施例3与实施例1比较发现，实施例1的外层的韧性(200％)不及实施例3的外层的韧性(300％)，但其他性能相似，例如，实施例1的复合背板也具有1.7g/m2天的低水蒸汽透过率。
将实施例3与实施例2比较发现，实施例3的局部放电电压达到1087V，而实施例2的局部放电电压达到1530V且水蒸汽透过率低至1.05g/m2天，但实施例2的成本显著高于实施例3的成本，其他性能相似。
将实施例3与实施例4比较发现，在实施例4中制得的复合背板中，内层与封装EVA剥离强度达到80N/cm，水蒸汽透过率比实施例3高，达到1.9g/m2天，且内层在紫外线辐照强度为120kWh/m2时，黄变指数>5，其他性能相似。
将实施例3与实施例5比较发现，实施例5中制得的复合背板的水蒸汽透过率比实施例3高，达到1.95g/m2天，且内层在紫外线辐照强度为120kWh/m2时，黄变指数数值达到了4.1，其他性能相似。
将实施例3与实施例6比较发现，实施例6的复合背板具有1.8g/m2天的低水蒸汽透过率，并且由于选用PC材料作为中间层，成本上稍高，其他性能类似。
上述实施例的复合背板的水蒸汽透过率均低于2.0g/m2天，而作为现有技术的比较例1的背板的水蒸汽透过率却高得多，达到了2.40g/m2天。
下表3比较了实施例7-12和比较例1的单片太阳能电池组件的输出功率(W)。
表3
编号 输出功率(单位：W)
实施例7 245.43
实施例8 245.47
实施例9 245.59
实施例10 245.48
实施例11 245.45
实施例12 245.38
比较例1 245.03
从表3可以看出，与包括现有技术背板的太阳能电池组件相比，包括本发明复合背板的太阳能电池组件的输出功率高0.1％以上。
应当理解，本文所述的示例性实施方案应当被认为是说明性的而非限制性的。而且，应可将各实施方案中关于各特征或方面的描述适用于其他实施方案中的其他类似特征或方面。
尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施方案，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (26)

1.一种太阳能电池用复合背板，其按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间层、第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，其中所述复合背板具有低于2.0g/m2天的水蒸汽渗透率。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述复合背板的总厚度大于250μm，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于3∶1至1∶12的范围内，所述中间层与所述内层的厚度之比处于12∶1至1∶5的范围内。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于2∶1至1∶8的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于8∶1至1∶3的范围内。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之比处于1∶2至1∶6的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于4∶1至1∶2的范围内。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料包含聚丙烯、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料还包含除聚丙烯之外的其他烯烃聚合物。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包含聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料包含聚乙烯、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料还包含除聚乙烯之外的其他烯烃聚合物。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料还包含除乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之外的其他烯烃聚合物。
12.根据权利要求10或11所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包括丙烯共聚物。
13.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述具有工频电气强度大于55V/μm的聚合物包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
14.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述中间层的厚度为25微米到300微米。
15.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层的厚度为25微米到250微米。
16.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述内层的厚度为25微米到150微米。
17.根据权利要求5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述增韧剂包含马来酸酐接枝的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯和聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
18.根据权利要求8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述无机填料包含碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、高岭土、硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
19.根据权利要求8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗紫外线添加剂包含水杨酸酯类、苯酮类、苯并***类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种。
20.根据权利要求8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗氧化剂包含芳香胺类、受阻酚类和亚磷酸酯类中的一种或多种。
21.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层和/或第二粘合剂层具有1～10微米的厚度。
22.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层中所含的粘合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂中的一种或多种。
23.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第二粘合剂层中所含的粘合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、改性聚烯烃类粘合剂、钛酸酯类粘合剂和硅烷类粘合剂中的一种或多种。
24.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层具有160℃以上的熔点和低于10g/m2天的水蒸汽渗透率。
25.根据权利要求1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述太阳能电池用复合背板在420nm-640nm的波长范围内具有至少90％的光反射率。
26.一种太阳能电池组件，其包括根据权利要求1至25中任一项所述的太阳能电池用复合背板。
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