CN106611802B - 一种太阳能背板用e膜材料 - Google Patents

一种太阳能背板用e膜材料 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种太阳能背板用高反射E膜材料，高反射E膜材料将背板与封装材料相互粘接，E膜材料由外层和内层相互叠加构成。本发明设计了双层结构的E膜材料，外层E膜材料由片层反光填料在背板加工过程中，沿背板平面紧密排列形成反射平面，有效的将红外光反射。内层E膜无机填料，具有较强的遮蔽能力。通过两层结构设计，可大幅提高膜材料的反射率以及耐紫外性能。在本发明中，照射至E膜材料表面的红外光大部被无机反光填料反射，部分红外光被内层片层材料反射，可提高5%~10%可见光及红外光反射率。与背板平行的片层材料能够极大增强E膜材料的阻隔性能，使之可以给电池更强的保护。

Description

一种太阳能背板用E膜材料
技术领域：
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能背板用E膜材料。
背景技术：
太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，须具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性能。目前市场上常见的太阳能背板按照加工工艺区分可分为涂覆型背板及复合型背板。复合型背板由含氟材料耐候层/聚酯(PET)薄膜中间层/内层材料三层结构组成，各层材料之间通过胶粘剂粘接。涂覆型背板则是将相关涂料涂覆在PET表面，固化而成。无论是复合型背板还是涂覆型背板，内层材料都十分重要，背板内层材料不仅要保证背板与EVA良好粘接力，还要具有较高的热稳定性、较高的反射率及较低的水汽透过率。其中，提高背板的反射率，降低红外吸收，不仅可以直接提高组件效率，还可以有效降低组件温度，是目前行业研究的热点。
常用的复合型背板E膜反光填料主要为二氧化钛，如图2所示，直径通常在0.3～1μm，尽管二氧化钛具有较强的遮蔽能力，然而，部分红外光能穿透到膜内部，很大部分红外光被内层填料多次反射被聚合物基层吸收，使材料升温。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供了一种通过双层结构设计，阻水层片状结构形成反射的界面，阻止了可见光、红外光向内层穿透，可提高反射率5％～10％(380nm～2500nm)，同时该背板特殊的结构使之还具有较低的水汽透过率及高耐紫外性能的技术方案：
一种太阳能背板用E膜材料，高反射E膜材料将背板与封装材料相互粘接，E膜材料由外层和内层相互叠加构成；
内层厚度为10-50um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材60～85份，
层状反光填料5～25份，
抗紫外剂0.1～3份，
抗氧剂0.2～3份，
成核剂0.1～1份；
外层厚度为10-60um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材50～80份，
反光填料8～20份，
抗紫外剂0.1～5份，
抗氧剂0.2～5份，
成核剂0.1～1份，
金属钝化剂0.1～1份。
作为优选，聚合物基材为线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中一种或至少两种的组合，熔点85℃～170℃。
作为优选，层状反光填料为云母、滑石粉、蒙脱土、水滑石、玻璃鳞片等中的一种或至少两种组合。
作为优选，反光填料为氧化铝、氧化锌、二氧化钛、氧化镁、玻璃珠、锌钡白、氧化锆、中的一种或至少两种组合。
作为优选，抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并******、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并***、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并***、2，2＇-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并***、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并***、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯中一种或多种组合。
作为优选，抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁苯基)酯、3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2，1-乙二醇酯、十八烷基3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3，9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1，1-二甲基乙基]-2，4、环状季戊烷四基二(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚、N，N′-(丙烷-1，3-二基)双(3-(3，5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。
作为优选，金属钝化剂为OABH、N-水杨叉-N-水杨酰肼、MARK CDA-1、MARK CDA-6、Irganox MD 1024的一种或至少两种的组合。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明设计了双层结构的E膜材料，外层E膜材料由片层反光填料在背板加工过程中，沿背板平面紧密排列形成反射平面，有效的将红外光反射。内层E膜无机填料，具有较强的遮蔽能力。通过两层结构设计，可大幅提高膜材料的反射率以及耐紫外性能。
(2)在本发明中，照射至E膜材料表面的红外光大部被无机反光填料反射，部分红外光被内层片层材料反射，可提高5％～10％可见光及红外光反射率。与背板平行的片层材料能够极大增强E膜材料的阻隔性能，使之可以给电池更强的保护。
说明书附图：
图1为本发明结构示意图；
图2为常规复合型背板E膜反光填料结构示意图。
具体实施方式：
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明设计一种太阳能背板用E膜材料，高反射E膜材料将背板与封装材料相互粘接，E膜材料由内层1和外层2相互叠加构成；
内层1厚度为10-50um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材60～85份，
层状反光填料5～25份，
抗紫外剂0.1～3份，
抗氧剂0.2～3份，
成核剂0.1～1份；
外层2厚度为10-60um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材50～80份，
反光填料8～20份，
抗紫外剂0.1～5份，
抗氧剂0.2～5份，
成核剂0.1～1份，
金属钝化剂0.1～1份。
其中的聚合物基材为线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中一种或至少两种的组合，熔点85℃～170℃。
层状反光填料为云母、滑石粉、蒙脱土、水滑石、玻璃鳞片等中的一种或至少两种组合。
反光填料为氧化铝、氧化锌、二氧化钛、氧化镁、玻璃珠、锌钡白、氧化锆、中的一种或至少两种组合。
抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并******、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并***、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并***、2，2＇-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并***、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并***、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯中一种或多种组合。
抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁苯基)酯、3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2，1-乙二醇酯、十八烷基3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3，9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1，1-二甲基乙基]-2，4、环状季戊烷四基二(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚、N，N′-(丙烷-1，3-二基)双(3-(3，5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。
金属钝化剂为OABH、N-水杨叉-N-水杨酰肼、MARK CDA-1、MARK CDA-6、Irganox MD1024的一种或至少两种的组合。
本发明中应用于制备上述E膜材料时，应包含但不限于以上组分，如消除静电的抗静电剂及促进无机填料分散的偶联剂、阻燃剂及增强剂。
本发明所涉及到E膜制造工艺为混料、造粒、干燥、双层共挤、压延成膜、检查和收卷。
本发明设计了双层结构的E膜材料，内层E膜材料由片层反光填料在背板加工过程中，沿背板平面紧密排列形成反射平面，有效的将红外光反射。外层E膜无机填料，具有较强的遮蔽能力。通过两层结构设计，可大幅提高膜材料的反射率以及耐紫外性能。在本发明中，照射至E膜材料表面的红外光大部被无机反光填料反射，部分红外光被外层片层材料反射，可提高5％～10％可见光及红外光反射率。与背板平行的片层材料能够极大增强E膜材料的阻隔性能，使之可以给电池更强的保护。
实施例1
内层1E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度3份、PP-PP共聚物(PE含量3％)7份；滑石粉1份、云母片1份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒、干燥；
外层2E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度3份、PP-PP共聚物(PE含量3％)7份；钛白粉1.5份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒，干燥；
双层共挤
将上述2种粒子按照1∶1投料，由双层管挤出机220℃挤出，两种粒子分别经过平头模具后复合，调节拉伸速率，控制膜层总厚度60微米，其中内层1与外层2均为30微米，冷却切边后收卷，得到成品，成品测试数据见表1。
实施例2
内层1E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度聚乙烯3份、PP-PE共聚物(PE含量3％)7份；滑石粉2份、云母片1份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒、干燥；
外层2E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度聚乙烯3份、PP-PE共聚物(PE含量3％)7份；钛白粉2份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒，干燥；
双层共挤
将上述2种粒子按照1∶2投料比喂料，由双层管挤出机在220℃挤出，两种粒子分别经平头模具后复合，条件拉伸速率，控制膜厚60微米，内层1厚度约20微米，外层2厚度40微米，冷却切边后收卷，得到成品，成品测试数据见表1。
实施例3
内层1E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度聚乙烯4份、PP-PE共聚物(PE含量3％)6份；滑石粉1.5份、云母片1份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒、干燥；
外层2E膜材料造粒
以质量分数计：
将线性低密度聚乙烯4份、PP-PE共聚物(PE含量3％)6份；钛白粉1.5份；2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮0.3份、0.4份4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚，0.5份苯甲酸铝二苄叉山梨醇(DBS)及0.2份在高速混合机器中预混后，经螺杆挤出机造粒，干燥；
双层共挤
将上述2种粒子按照1∶1投料比喂料，由双层管挤出机在220℃挤出，两种粒子分别经平头模具后复合，条件拉伸速率，控制膜厚100微米，内层1厚度约50微米，外层2厚度50微米，冷却切边后收卷，得到成品，成品测试数据见表1。
表1
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种太阳能背板用E膜材料，所述E膜材料将背板与封装材料相互粘接，其特征在于：所述E膜材料由外层和内层相互叠加构成；
所述内层厚度为10-50um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材60～85份，
层状反光填料5～25份，
抗紫外剂0.1～3份，
抗氧剂 0.2～3份，
成核剂 0.1～1份；
所述外层厚度为10-60um，由以下配重比的原料制成：
聚合物基材50～80份，
反光填料8～20份，
抗紫外剂0.1～5份，
抗氧剂 0.2～5份，
成核剂 0.1～1份，
金属钝化剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述聚合物基材为线型低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中一种或至少两种的组合，熔点85℃～170℃。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述层状反光填料为云母、滑石粉、蒙脱土、水滑石、玻璃鳞片中的一种或至少两种组合。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述外层中反光填料为氧化铝、氧化锌、二氧化钛、氧化镁、玻璃珠、锌钡白、氧化锆中的一种或至少两种组合。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述内层和外层中的抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并******、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并***、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并***、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并***、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并***、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯中一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述内层和外层中的抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁苯基)酯、3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2，1-乙二醇酯、十八烷基3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3，9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1，1-二甲基乙基]-2，4、环状季戊烷四基二(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4，6-二辛硫基-1，3，5-三嗪-2-基)氨基]-2，6-二叔丁基苯酚、N，N＇-(丙烷-1，3-二基)双(3-(3，5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能背板用E膜材料，其特征在于：所述金属钝化剂为OABH、N-水杨叉-N-水杨酰肼、MARK CDA-1、MARK CDA-6、Irganox MD 1024的一种或至少两种的组合。
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