专利名称：一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池背板膜技术领域，具体涉及一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池。
背景技术：
作为一种把太阳能直接转换为电能的设备，太阳能电池组件在自然资源的使用效率和生态保护等方面备受关注，而且已经发展了多种太阳能电池组件。太阳能电池由低铁钢化玻璃、硅片、EVA胶和背膜经过层压制备，由于太阳能电池直接暴露在空气中，易受到水蒸气、酸性气体、高低温和紫外线等的侵蚀，造成光电转换性 能衰减，因此太阳能电池背板膜的保护作用尤为重要。目前市场上传统的太阳能背膜为TPT或是KPK三层结构的复合膜，其中“T”代表的是美国杜邦公司生产的Tedlar型聚氟乙烯薄膜(PVF)，“P”代表的是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)，“K”代表的是聚偏二氟乙烯膜(PVDF)。由于太阳能电池长时间在太阳光的照射下，极易导致背膜变黄和破裂，严重的会影响背膜的绝缘性，导致电池无法使用。传统的太阳能电池背板膜反射率为80-85%，大量的光能被太阳能电池背板膜吸收可能会导致电池组件发热，影响电池寿命，因此高反射率
97%)的太阳能电池背板膜具有极强的实用价值。
发明内容
为了解决现有太阳能电池背板膜(可简称为太阳能背膜、背板膜)在使用过程中发热过大，导致背膜变黄和变脆，从而影响太阳能组件寿命的缺陷，本发明提供一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池。本发明提供的太阳能电池背板膜具有较强的粘结力，良好的阻隔性、电绝缘性和耐热性能，同时具备较高的反射率，能够有效地降低太阳能背板表面的吸热量，提高电池组件的转换效率，其制备方法工艺简单，易于操作。本发明提供一种高反射率太阳能电池背板膜，所述背板膜包括基材，所述基材两侧设置有阻隔层，所述阻隔层与所述基材通过粘结层相连接，所述阻隔层两侧分别设置有耐水解层和高反射率耐水解层，所述耐水解层和高反射率耐水解层与所述阻隔层通过粘结层相连接；所述基材的厚度为50-400 μ m，所述阻隔层的厚度为5-50 μ m，所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度为5-50 μ m，所述粘结层的厚度为1-10 μ m。所述的高反射率耐水解层添加有无机粒子，添加量为高反射率耐水解层材料的O. 5-20%(重量百分比)。其中，靠近娃晶片的一面为闻反射率耐水解层。进一步的，所述无机粒子的添加量为高反射率耐水解层材料的1-9% (重量百分比)，或11-19% (重量百分比)。进一步的，所述基材为聚酯薄膜，其材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚己内酰胺(PA6)或聚己二酰己二胺(PA66)中的一种，所述阻隔层的材料包括聚偏氯乙烯(PVDC)或乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)，所述耐水解层和高反射率耐水解层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯或聚碳酸酯(PC)，所述粘合层的材料包括乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂。进一步的，所述基材为双向拉伸聚酯薄膜，选自双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜、双向拉伸PEN薄膜、双向拉伸PA6薄膜或双向拉伸PA66薄膜；所述耐水解层和高反射率耐水解层选自双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜、双向拉伸PEN薄膜或PC薄膜。进一步的，所述基材的厚度为75-250 μ m，所述阻隔层的厚度为10-30 μ m，所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度为10-30 μ m。
进一步的，所述基材的厚度为120-350 μ m，所述阻隔层的厚度为20-40 μ m，所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度为20-40 μ m。进一步的，所述基材的厚度可以为60-100 μ m，130-188 μ m，200-300 μ m，280-330 μ m ;所述阻隔层的厚度可以为8_15 μ m, 25-35 μ m ;所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度可以为8-15 μ m，25-35 μ m ;所述粘结层的厚度可以为2_5μπι，4-8μπι。进一步的，所述基材的厚度为60-100 μ m，所述阻隔层的厚度为10-15 μ m，所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度为10-30 μ m，所述粘结层的厚度为2-5 μ m。本发明提供的上述高反射率太阳能电池背板膜的厚度较薄，且具有较好的反射率和耐水性,及较好的拉伸强度,综合性能较好,生产成本低。进一步的，所述耐水解层和高反射率耐水解层含有添加物，所述添加物为碳化二亚胺、聚碳化二亚胺、环氧基化聚烯烃、马来酸酐化聚烯烃中的一种或至少两种的组合物，添加量为耐水解层或高反射率耐水解层材料的O. 5-10%(重量百分比)，优选的，所述添加量可以为 1-5%, 3-8%, 2-6%, O. 9%, 7%, 8% 或 9%。进一步的，所述的高反射率耐水解层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。进一步的，所述的高反射率耐水解层添加有无机粒子，所述无机粒子包括二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙、二氧化硅的一种或其中至少两种的组合，粒子的粒径为O. 3-1 μ m,所述无机粒子的添加量为高反射率耐水解层材料的1_10%，4-12%，5-15%, O. 9%，1%，8%,12% 或 17%。所述高反射率耐水解层由于添加有无机粒子，具有较高的反射率；所述耐水解层(又称为普通耐水解层)不含有无机粒子，具有耐水解性能，但是不具备高反射率。进一步的，所述高反射率耐水解层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯，含有1-9%的二氧化钛或氧化锌，含有1-5%的聚碳化二亚胺。进一步的，所述高反射率耐水解层的厚度为10-20 μ m，例如15 μ m。本发明还提供一种上述高反射率太阳能电池背板膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤(I)将基材的上下表面涂布粘合剂，在烘箱中分别与两层阻隔层复合；(2)在两阻隔层表面涂布粘合剂，在烘箱中分别与耐水解层和高反射率耐水解层复合，得到所述太阳能电池背板膜。进一步的，向PET、PBT、PEN或PC等材料中加入O. 5-10% (重量百分比)的上述添加物，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到上述耐水解层。
并且，向PET、PBT、PEN或PC等材料中加入O. 5-10% (重量百分比)的上述添加物和O. 5-20% (重量百分比)的上述无机粒子，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到上述高反射率耐水解层。进一步的，所述基材与阻隔层、所述阻隔层与耐水解层或高反射率耐水解层通过粘合剂热压叠加复合，固化温度为80-160°C，90-100°C，或110-120°C，固化时间为l_5min。本发明还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括上述的高反射率太阳能电池背板膜；或者所述太阳能电池包括由上述方法制备而得的高反射率太阳能电池背板膜。与现有技术相比，本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜具有较强的粘结力，良好的空气和水分的隔绝性能，良好的电绝缘性能，较高的拉伸强度，极高的表面反射率，能够长期暴露在太阳光下，并且有效地降低太阳能背板表面的吸热量，提高电池组件的转换效率，是一种综合性能很好的太阳能电池背板膜。其制备方法工艺简单易于操作。本发明提供的太阳能电池使用寿命较长。
图1为本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜的剖面结构示意图。其中，I为基材，2为阻隔层，3为粘结层，4为耐水解层，5为高反射率耐水解层。
具体实施例方式如图1所示，本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜包括基材1，所述基材I两侧设置有阻隔层2，所述阻隔层2与所述基材I通过粘结层3相连接，所述阻隔层2两侧分别设置有耐水解层4和高反射率耐水解层5，所述耐水解层4和高反射率耐水解层5与所述阻隔层2通过粘结层3相连接；所述基材I的厚度为50-400 μ m,所述阻隔层2的厚度为5-50 μ m,所述耐水解层4和高反射率耐水解层5的厚度为5_50 μ m,所述粘结层3的厚度为1-10 μ m0本发明所用的材料和设备均为现有材料和设备，例如所述的双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜可以购自杜邦公司；所述的双向拉伸PEN薄膜、双向拉伸PA6薄膜、双向拉伸PA66薄膜可以购自帝人株式会社。耐水解薄膜和高反射率耐水解薄膜均自制，其它材料均为市场常见产品。向PET、PBT、PEN或PC中加入O. 5-10% (重量百分比)的添加物，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到耐水解层。向PET、PBT、PEN或PC加入O. 5-10% (重量百分比)的添加物和O. 5-20%重量份的无机粒子，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到高反射率耐水解层。所述添加物为碳化二亚胺、聚碳化二亚胺、环氧基化聚烯烃、马来酸酐化聚烯烃中的一种或至少两种的组合；所述无机粒子包括二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙、二氧化硅的一种或至少两种的组合，粒子的粒径为O. 3-1 μ m。本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜的制备方法包括如下步骤(I)将基材的上下表面涂布粘合剂，在烘箱中，上下表面分别与两层阻隔层复合；(2)在两阻隔层表面涂布粘合剂，在烘箱中，上下表面分别与耐水解层和高反射率耐水解层复合，得到所述太阳能电池背板膜。
按照上述方法制得高反射率太阳能电池背板膜，其性能测试方法如下拉伸强度和断裂伸长率按照GB/T1040-2006标准，采用美国英斯特朗公司生产的INSTR0N万能材料试验机，测试高反射率太阳能电池背板膜的拉伸强度和断裂伸长率。水蒸气透过率按照GB/T1037-1988标准测试，采用TSY-W2水蒸气透过率测试仪对背膜进行测试。反射率按照GB/T GB/T3979-2008标准测试，采用美国Hunterlab公司生产的ColorQuest XE分光测色仪，在D65光源条件下，通过积分球d/8°结构测试其反射率，反射率数据为400-700nm每隔IOnm波长的反射率的加权平均值，权值对应D65光源的能量分布曲线。
热收缩率将样品放置在150°C烘箱内半小时，测定其热收缩率。本发明提供的实施例1-18中，所述基材为双向拉伸聚酯薄膜，选自双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜、双向拉伸PEN薄膜、双向拉伸PA6薄膜或双向拉伸PA66薄膜；所述耐水解层和高反射率耐水解层选自双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜、双向拉伸PEN薄膜或PC薄膜。实施例1按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，在厚度为250 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布2 μ m的乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂，在100°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的PVDC薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为2 μ m的乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂，在100°C烘箱中分别与厚度为25 μ m的高反射率耐水解层和耐水解层(又称普通耐水解层)复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例2先按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，之后在厚度为250 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布4 μ m的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，在110°C烘箱中与两层厚度为10 μ m的EVOH薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为4 μ m的聚乙烯醇缩丁醛粘合齐U，在110°C烘箱中分别与厚度为25 μ m的高反射率耐水解层和普通耐水解层复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例3按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，在厚度为250 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布5 μ m的环氧树脂粘合剂，在120°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的PVDC薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为5μπι的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，在110°C烘箱中分别与厚度为25 μ m的高反射率耐水解层和耐水解层复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例4按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，在厚度为188 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布4μπι的乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂，在100°c烘箱中与两层厚度为40 μ m的PVDC薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为4 μ m的乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂，在100°C烘箱中分别与厚度为50 μ m的高反射率耐水解层和普通耐水解层复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例5
按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，在厚度为188 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布IOym的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，在110°C烘箱中与两层厚度为40μπι的EVOH薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为IOym的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，在110°C烘箱中分别与厚度为50 μ m的高反射率耐水解层和普通耐水解层复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例6按照上述方法制备耐水解层和高反射率耐水解层，在厚度为188 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布6 μ m的环氧树脂粘合剂，在120°C烘箱中与两层厚度为40 μ m的PVDC薄膜阻隔层复合，在两阻隔层表面涂布厚度为6μπι的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂，在110°C烘箱中分别与厚度为50 μ m的高反射率耐水解层和普通耐水解层复合，得到本发明提供的高反射率太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。表I实施例1-6所得太阳能背膜性能测试表
权利要求
1.一种高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述背板膜包括基材，所述基材两侧设置有阻隔层，所述阻隔层与所述基材通过粘结层相连接，所述阻隔层两侧分别设置有耐水解层和高反射率耐水解层，所述耐水解层和高反射率耐水解层与所述阻隔层通过粘结层相连接；所述基材的厚度为50-400 μ m，所述阻隔层的厚度为5-50 μ m，所述耐水解层和高反射率耐水解层的厚度为5-50 μ m，所述粘结层的厚度为1-10 μ m ;所述的高反射率耐水解层添加有无机粒子，添加量为高反射率耐水解层材料的O. 5-20% (重量百分比)。
2.根据权利要求1所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述基材为聚酯薄膜，其材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚己内酰胺或聚己二酰己二胺中的一种，所述阻隔层的材料包括聚偏氯乙烯或乙烯/乙烯醇共聚物，所述耐水解层和高反射率耐水解层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯或聚碳酸酯，所述粘合层的材料包括乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂或聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述无机粒子的添加量为高反射率耐水解层材料的1-9% (重量百分比)。
4.根据权利要求1所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述无机粒子的添加量为高反射率耐水解层材料的11-19% (重量百分比)。
5.根据权利要求2所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述耐水解层和高反射率耐水解层含有添加物，所述添加物为碳化二亚胺、聚碳化二亚胺、环氧基化聚烯烃、马来酸酐化聚烯烃中的一种或至少两种的组合，添加量为耐水解层或高反射率耐水解层材料的O. 5-10% (重量百分比)。
6.根据权利要求2所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述的高反射率耐水解层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。
7.根据权利要求2所述的高反射率太阳能电池背板膜，其特征在于，所述无机粒子包括二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙、二氧化硅的一种或至少两种的组合，粒子的粒径为O.3-1 μ mD
8.一种根据权利要求1-7之一所述的高反射率太阳能电池背板膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤 (1)将基材的上下表面涂布粘合剂，在烘箱中分别与两层阻隔层复合； (2)在两阻隔层表面涂布粘合剂，在烘箱中分别与耐水解层和高反射率耐水解层复合，得到所述太阳能电池背板膜。
9.根据权利要求8所述的高反射率太阳能电池背板膜的制备方法，其特征在于，所述基材与阻隔层、所述阻隔层与耐水解层或高反射率耐水解层通过粘合剂热压叠加复合，固化温度为80-160°C，固化时间为l-5min。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括权利要求1-7之一所述的高反射率太阳能电池背板膜。
全文摘要
本发明涉及太阳能电池背板膜技术领域，具体涉及一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池。为了解决现有太阳能电池背板膜在使用过程中发热过大，导致背膜变黄和变脆，从而影响太阳能组件寿命的缺陷，本发明提供一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池。该背板膜包括基材，基材两侧设置有阻隔层，阻隔层与基材通过粘结层相连接，阻隔层两侧分别设置有耐水解层和高反射率耐水解层，耐水解层和高反射率耐水解层与阻隔层通过粘结层相连接。该太阳能电池背板膜具有较强的粘结力，良好的阻隔性、电绝缘性和耐热性能，同时具备较高的反射率，能够有效地降低太阳能背板表面的吸热量，其制备方法工艺简单，易于操作。
文档编号B32B7/12GK103022192SQ20121039
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司