一种用于太阳能电池组件的背面保护层及其制备方法与流程
本发明涉及太阳能电池组件技术领域，特别是涉及一种用于太阳能电池组件的背面保护层及其制备方法。
背景技术：
太阳能电池组件主要由钢化玻璃透明板、乙烯-醋酸乙烯共聚物、电池片、背面保护层、接线盒和边框组成。由于背面保护层对电池片起支撑保护作用，且背面保护层直接与外界环境接触，背面保护层的性能直接决定了相应太阳能电池组件的光电转换效率和使用寿命。现有的背面保护层通常分为两种：一种为涂胶复合式背面保护层膜，在PET聚酯薄膜两面复合氟膜或者EVA胶膜，三层结构，常见的有TPT、TPE、KPK等结构。一种为涂覆背面保护层膜，在PET聚酯薄膜两面涂覆氟树脂，经干燥固化成膜。现有的背面保护层存在易剥离、起泡、散热型差等问题。如何提高背面保护层的综合性能引起了人们的广泛关注。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于太阳能电池组件的背面保护层及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种用于太阳能电池组件的背面保护层的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一、第二、第三金属基板各自的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；
2)在含氟树脂层的一面涂刷粘结剂，在第一PET层以及第二PET层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述含氟树脂层，在所述第一金属基板的上表面铺设所述第一PET层，接着在所述第一PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设所述第二PET层，接着在所述第二PET层上铺设所述第三金属基板，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应；
4)进行热压合处理，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第一PET层而相互接触，所述第二金属基板的上表面的柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第二PET层而相互接触，所述含氟树脂层的一部分嵌入所述第一金属基板的下表面的多个柱状凸起的间隙中；
5)在热压合处理后的第三金属基板的表面刮涂聚氨酯胶水，使得聚氨酯胶水嵌入所述第三金属基板的上表面的多个柱状凸起的间隙中，并暴露柱状凸起的顶面，然后进行干燥处理，以得到所述背面保护层。
作为优选，所述第一、第二、第三金属基板中的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述柱状凸起的直径为2-4毫米，相邻柱状凸起之间的间距为3-6毫米。
作为优选，所述步骤2)和所述步骤5)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为30-60秒。
作为优选，所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识。
作为优选，所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：以5-8℃/min升温至60-80℃，同时以压力增加速率为每分钟增加1-2Kg/cm2的条件将压力增至10-20Kg/cm2，保持15-30分钟，接着以2-3℃/min升温至90-110℃，以压力增加速率为每分钟增加3-4Kg/cm2的条件将压力增至40-60Kg/cm2，保持30-50分钟，接着以2-3℃/min降温至60-80℃，以压力降低速率为3-4Kg/cm2的条件将压力降至10-20Kg/cm2，保持10-15分钟，接着以压力降低速率为1-2Kg/cm2的条件将压力降为0，保持温度为60-80℃，固化60-90小时,最后冷却至室温。
作为优选，所述含氟树脂层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20-30份，玻璃纤维10-15份。
作为优选，所述氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种的混合物。
本发明还提供了一种用于太阳能电池组件的背面保护层，所述用于太阳能电池组件的背面保护层为采用上述方法制备形成的。
本发明的用于太阳能电池组件的背面保护层中，三个金属基板的上表面和下表面均形成有多个柱状凸起，且相邻金属基板之间的柱状凸起之间直接接触，进而使得该背面保护层具有优异的散热性能，且含氟树脂层的一部分嵌入第一金属基板的下表面的多个柱状凸起的间隙中，有效提高含氟树脂层与金属基板的粘结性能。含氟树脂层中含有导热纳米颗粒，第三金属基板的上表面的聚氨酯胶水层仅填充于多个柱状凸起的间隙中，且露出柱状凸起的顶面，且通过柱状凸起的直径和间距，使得该光伏背板具有优异散热性能，且聚氨酯胶水层的存在方便背面保护层与太阳能电池组件的胶层之间的粘结，进而使得该组件难以发生剥离。此外，本发明的制备方法与现有技术相比还具有如下有益效果：通过优化热压合处理工艺，压力和温度均先逐渐增加，并进行阶段性热压处理，然后再逐渐降低压力和温度，使得在整个热压合过程中方便相邻柱状凸起之间的直接接触，本发明的制备方法简单，易于工业生产。
附图说明
图1为本发明的用于太阳能电池组件的背面保护层的结构示意图。
图2为本发明的用于太阳能电池组件的背面保护层的金属基板的俯视结构图。
具体实施方式
一种用于太阳能电池组件的背面保护层的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一、第二、第三金属基板各自的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起；
2)在含氟树脂层的一面涂刷粘结剂，在第一PET层以及第二PET层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述含氟树脂层，在所述第一金属基板的上表面铺设所述第一PET层，接着在所述第一PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设所述第二PET层，接着在所述第二PET层上铺设所述第三金属基板，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应；
4)进行热压合处理，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第一PET层而相互接触，所述第二金属基板的上表面的柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第二PET层而相互接触，所述含氟树脂层的一部分嵌入所述第一金属基板的下表面的多个柱状凸起的间隙中；
5)在热压合处理后的第三金属基板的表面刮涂聚氨酯胶水，使得聚氨酯胶水嵌入所述第三金属基板的上表面的多个柱状凸起的间隙中，并暴露柱状凸起的顶面，然后进行干燥处理，以得到所述背面保护层。
其中，所述第一、第二、第三金属基板中的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述柱状凸起的直径为2-4毫米，相邻柱状凸起之间的间距为3-6毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质优选为铝或铜。所述步骤2)和所述步骤5)中的所述干燥处理的温度为80-110℃以及时间为30-60秒。所述步骤3)中，所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识。所述步骤4)中的热压合处理的具体工艺为：以5-8℃/min升温至60-80℃，同时以压力增加速率为每分钟增加1-2Kg/cm2的条件将压力增至10-20Kg/cm2，保持15-30分钟，接着以2-3℃/min升温至90-110℃，以压力增加速率为每分钟增加3-4Kg/cm2的条件将压力增至40-60Kg/cm2，保持30-50分钟，接着以2-3℃/min降温至60-80℃，以压力降低速率为3-4Kg/cm2的条件将压力降至10-20Kg/cm2，保持10-15分钟，接着以压力降低速率为1-2Kg/cm2的条件将压力降为0，保持温度为60-80℃，固化60-90小时,最后冷却至室温。所述含氟树脂层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒20-30份，玻璃纤维10-15份。所述氟树脂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种的混合物。
本发明还提供了一种用于太阳能电池组件的背面保护层，所述用于太阳能电池组件的背面保护层为采用上述方法制备形成的。如图1-2所示，所述背面保护层包括含氟树脂层1、第一金属基板2、第一PET层3、第二金属基板4、第二PET层5、第三金属基板6以及聚氨酯胶水层7，所述第一金属基板2的上表面的多个柱状凸起8与所述第二金属基板4的下表面的多个柱状凸起8穿过所述第一PET层3而相互接触，所述第二金属基板4的上表面的柱状凸起8与所述第三金属基板6的下表面的多个柱状凸起8穿过所述第二PET层5而相互接触，所述含氟树脂层1的一部分嵌入所述第一金属基板2的下表面的多个柱状凸起8的间隙中，聚氨酯胶水层7嵌入所述第三金属基板6的上表面的多个柱状凸起8的间隙中，并暴露柱状凸起8的顶面。
实施例1：
一种用于太阳能电池组件的背面保护层的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一、第二、第三金属基板各自的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，所述第一、第二、第三金属基板中的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述柱状凸起的直径为3毫米，相邻柱状凸起之间的间距为5毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铝；
2)在含氟树脂层的一面涂刷粘结剂，在第一PET层以及第二PET层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100℃以及时间为45秒，所述含氟树脂层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒25份，玻璃纤维15份。所述氟树脂为聚氟乙烯；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述含氟树脂层，在所述第一金属基板的上表面铺设所述第一PET层，接着在所述第一PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设所述第二PET层，接着在所述第二PET层上铺设所述第三金属基板，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，为了方便柱状凸起对准设置，而选择所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识；
4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：以6℃/min升温至60℃，同时以压力增加速率为每分钟增加1.5Kg/cm2的条件将压力增至15Kg/cm2，保持20分钟，接着以3℃/min升温至100℃，以压力增加速率为每分钟增加4Kg/cm2的条件将压力增至55Kg/cm2，保持40分钟，接着以3℃/min降温至70℃，以压力降低速率为4Kg/cm2的条件将压力降至15Kg/cm2，保持15分钟，接着以压力降低速率为2Kg/cm2的条件将压力降为0，保持温度为70℃，固化80小时,最后冷却至室温，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第一PET层而相互接触，所述第二金属基板的上表面的柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第二PET层而相互接触，所述含氟树脂层的一部分嵌入所述第一金属基板的下表面的多个柱状凸起的间隙中；
5)在热压合处理后的第三金属基板的表面刮涂聚氨酯胶水，使得聚氨酯胶水嵌入所述第三金属基板的上表面的多个柱状凸起的间隙中，并暴露柱状凸起的顶面，然后进行干燥处理，所述干燥处理的温度为100℃以及时间为60秒，以得到所述背面保护层。
将上述方法制备的背面保护层进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为176N/cm，水汽透过率为0.06g/m2*d。
实施例2：
一种用于太阳能电池组件的背面保护层的制备方法，包括以下步骤：
1)在第一、第二、第三金属基板各自的上表面和下表面分别形成多个柱状凸起，所述第一、第二、第三金属基板中的多个柱状凸起呈矩阵排列，所述柱状凸起的直径为4毫米，相邻柱状凸起之间的间距为6毫米，所述第一、第二、第三金属基板的材质为铜；
2)在含氟树脂层的一面涂刷粘结剂，在第一PET层以及第二PET层各自的上表面和下表面分别涂刷粘结剂，并进行干燥处理，所述干燥处理的温度为110℃以及时间为30秒，所述含氟树脂层包括：氟树脂100份，导热纳米颗粒30份，玻璃纤维15份。所述氟树脂为聚四氟乙烯；
3)在所述第一金属基板的下表面铺设所述含氟树脂层，在所述第一金属基板的上表面铺设所述第一PET层，接着在所述第一PET层上铺设所述第二金属基板，接着在所述第二金属基板的上表面铺设所述第二PET层，接着在所述第二PET层上铺设所述第三金属基板，其中，所述氟树脂外耐候层中涂刷有粘结剂的一面朝向第一金属基板的下表面，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，所述第二金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起分别一一对应，为了方便柱状凸起对准设置，而选择所述第一金属基板、第二金属基板和第三金属基板中设置有对准标识；
4)进行热压合处理，热压合处理的具体工艺为：以7℃/min升温至70℃，同时以压力增加速率为每分钟增加2Kg/cm2的条件将压力增至20Kg/cm2，保持25分钟，接着以2℃/min升温至90℃，以压力增加速率为每分钟增加4Kg/cm2的条件将压力增至60Kg/cm2，保持30分钟，接着以2℃/min降温至70℃，以压力降低速率为4Kg/cm2的条件将压力降至20Kg/cm2，保持15分钟，接着以压力降低速率为1Kg/cm2的条件将压力降为0，保持温度为70℃，固化90小时,最后冷却至室温，所述第一金属基板的上表面的多个柱状凸起与所述第二金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第一PET层而相互接触，所述第二金属基板的上表面的柱状凸起与所述第三金属基板的下表面的多个柱状凸起穿过所述第二PET层而相互接触，所述含氟树脂层的一部分嵌入所述第一金属基板的下表面的多个柱状凸起的间隙中；
5)在热压合处理后的第三金属基板的表面刮涂聚氨酯胶水，使得聚氨酯胶水嵌入所述第三金属基板的上表面的多个柱状凸起的间隙中，并暴露柱状凸起的顶面，然后进行干燥处理，所述干燥处理的温度为110℃以及时间为40秒，以得到所述背面保护层。
将上述方法制备的背面保护层进行性能测试，结果表明，其与太阳能电池组件EVA胶层的剥离强度为169N/cm，水汽透过率为0.09g/m2*d。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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