专利名称：一种阻燃型太阳能电池背板膜及一种太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池背板膜技术领域，具体涉及一种阻燃型太阳能电池背板膜及一种太阳能电池。
背景技术：
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，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。随着人们对安全意识的不断加强，特别是对阻燃性能提出了更高的要求，因此通过赋予太阳能电池高等级的阻燃性能，对太阳能行业的发展具有极其重要的现实意义。其中太阳能背板膜是太阳能电池中主要的有机材料，因此阻燃型背板膜的开发尤为重要。一般太阳能电池背膜是由三层结构组成:TPT或KPK。其中“Τ”指的是聚氟乙烯膜，“P”指的是聚酯膜，“K”指的是聚偏氟乙烯膜，各层膜之间通过粘合剂覆合。这些太阳能电池背膜的阻燃性能还有待提高，长期在高温环境下使用，容易导致一些有机材料燃烧。
发明内容为了解决现有太阳能电池长期在高温环境下使用，发热过大导致太阳能电池中的背板膜出现燃烧现象，破坏太阳能电池功能的缺陷，本发明提供一种阻燃型太阳能电池背板膜及其制备方法，及一种太阳能电池。本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜具有较好的阻燃性、绝缘性和耐热性和良好的阻隔性能。其制备方法工艺简单，易于操作，具有该阻燃型太阳能电池背板膜的太阳能电池能够在高温环境下使用。为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:本发明提供一种阻燃型太阳能电池背板膜，所述背板膜包括基材层和氟膜层，所述的基材层和氟膜层通过粘结层相连接；所述基材层包含5-35%的阻燃剂和1-20%的白色无机颜料，所述粘结层包含5-35%的阻燃剂，所述百分比为重量百分比。所述基材层添加有阻燃剂，具有一定的阻燃性能，是阻燃型薄膜；所述的氟膜层所选择的含氟材料具有良好的耐化学性、介电性能、电气绝缘性能、耐高温性能和较强的机械强度，并且具有优异的阻燃性能，可以称为阻燃型氟膜；所述的粘结层材料为粘合剂，所述粘合剂中添加有阻燃剂，所述添加有阻燃剂的粘合剂亦可称为阻燃型粘合剂。所述白色无机颜料包括金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉、立德粉、硫酸钡或碳酸钙中的一种或至少两种的组合，所述白色无机颜料的粒径为0.3-1 μ m。进一步的，所述基材层中阻燃剂的添加量为10-25%，15%，18%或20%，白色无机颜料的添加量为5-12%，8%或10%，所述粘结层阻燃剂的添加量为10-25%，15%，18%或20%。进一步的，所述基材层的厚度为150-350 μ m，所述粘结层的厚度为1-15 μ m，所述氟膜层的厚度为5-50 μ m。进一步的，所述基材层的厚度为180-300 μ m，所述粘结层的厚度为5-12 μ m，所述風月旲层的厚度为10_40 μ m。[0011]上述背板膜厚度较薄，成本较低。更进一步的，所述基材层的厚度还可以为200-280μπι，210μπι或250μπι，所述粘结层的厚度还可以为2-15 μ m, 5-10 μηι,6μηι或8μηι,所述氟膜层的厚度为18-35 μ m,25 μ m $ 30 μ m。进一步的，所述基材层的材料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚己内酰胺(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)或聚碳酸酯(PC)中的一种。进一步的，所述的粘结层的材料包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、环氧树脂(EP)或聚氨酯树脂(PU)中的一种。进一步的，所述氟膜层的材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)或四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)中的一种。进一步的，所述阻燃剂包括磷氮系阻燃剂或卤系阻燃剂或其组合。所述磷氮系阻燃剂包括羟基苯基磷酰乙酸、羟基苯基磷酰丙酸、磷酸三苯酯、聚磷酸铵、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯(TDCPP)、三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)或三聚氰胺氰尿酸盐(MCA);所述卤系阻燃剂包括十溴二苯乙烷或十溴二苯醚。进一步的，所述基材层材料选自PET、PBT或PEN ;所述粘结层材料选自EVA或PVB ；所述氟膜层的材料选自PVDF或PVF。进一步的，所述基材层材料选自P1、PA6、PA66或PC ;所述粘结层材料选自EVA、EP或I3U ;所述氟膜层的材料选自PVDF、ECTFE或THV。进一步的，所述基材层材料选自PET或PA6 ;所述粘结层材料选自EP或PVB ;所述氟膜层的材料选自ECTFE或PVF，所述基材层添加有12-20%的阻燃剂和6-13%的白色无机颜料，所述粘结层添加有12-20%的阻燃剂。上述背板膜各层材料及材料与阻燃剂配比为优选的组合，制得的背板膜具有较好的粘结强度，力学性能和阻燃性能。进一步的，上述基材层的厚度为180-200 μ m;所述粘结层的厚度为2-3 μ m;所述氟膜层的厚度为15-20 μ m。进一步的，所述白色无机颜料为立德粉和硫酸钡的组合物，立德粉和硫酸钡的重量比为1:0.5-2。更进一步的，所述基材层材料为PET，厚度为200 μ m ;所述粘结层材料为EP，厚度为2 μ m ;所述氟膜层的材料为PVF，厚度为15 μ m ;所述基材层添加有15%的磷酸三苯酯或TDCPP和10%的钛白粉，所述粘结层添加有20%的阻燃剂。该背板膜各层材料及材料与阻燃剂配比为优选的组合，制得的背板膜具有较好的粘结强度，力学性能和阻燃性能，并且，背板膜厚度较薄，成本较低。或者，所述基材层材料为PA6，厚度为180 μ m;所述粘结层材料为PVB，厚度为3 μ m ;所述氟膜层的材料为ECTFE，厚度为20 μ m ;所述基材层添加有20%的磷酸三苯酯或TDCPP和12%的钛白粉，所述粘结层添加有20%的阻燃剂。该背板膜各层材料及材料与阻燃剂配比为优选的组合，制得的背板膜具有较好的粘结强度，力学性能和阻燃性能，并且，背板膜厚度较薄，成本较低。进一步的，所述基材层材料为PET，厚度为200 μ m ;所述粘结层材料为EP，厚度为2 μ m ;所述氟膜层的材料为PVF，厚度为15 μ m ;所述基材层添加有15%的磷酸三苯酯或TDCPP和10%的立德粉和硫酸钡的组合物，所述立德粉和硫酸钡的重量比为1:2 ;所述粘结层添加有20%的阻燃剂。该背板膜各层材料及材料与阻燃剂配比为优选的组合，制得的背板膜具有较好的粘结强度，力学性能和阻燃性能，并且，背板膜厚度较薄，成本较低。或者，所述基材层材料为PA6，厚度为180 μ m;所述粘结层材料为PVB，厚度为
3μ m ;所述氟膜层的材料为ECTFE，厚度为20 μ m ;所述基材层添加有20%的磷酸三苯酯或TDCPP和12%的立德粉和硫酸钡的组合物，所述立德粉和硫酸钡的重量比为1:2 ;所述粘结层添加有20%的阻燃剂。该背板膜各层材料及材料与阻燃剂配比为优选的组合，制得的背板膜具有较好的粘结强度，力学性能和阻燃性能，并且，背板膜厚度较薄，成本较低。本发明还提供一种上述的阻燃型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)制备阻燃母粒和白色母粒；(2)向基材层的材料中加入步骤(I)所得的阻燃母粒和白色母粒，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到基材层；(3)将步骤(2)所得的基材层的上下表面涂布阻燃型粘合剂，在烘箱中分别与两层氟膜层覆合，得到阻燃型太阳能电池背板膜。所述步骤(2)中，先将基材层的材料，阻燃母粒和白色母粒投入到结晶干燥塔中干燥，干燥后进入挤出机熔融挤出，冷却铸片，纵向拉伸，横向拉伸，热定型处理，收卷分切，得
到基材层。进一步的，步骤(2)中的基材层为双向拉伸PET薄膜、双向拉伸PBT薄膜、双向拉伸PEN薄膜、双向拉伸PI薄膜、双向拉伸PA6薄膜、双向拉伸PA66薄膜或双向拉伸PC薄膜中的一种。上述步骤(3)中烘箱的温度范围为80_120°C，加热时间为1_5分钟。进一步的，所述阻燃母粒中阻燃剂的含量为50-70%，所述白色母粒中白色无机颜料的含量为50-70%。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阻燃型太阳能电池背板膜。或者所述太阳能电池包括的阻燃型太阳能电池背板膜由上述方法制备而得。与现有技术相比，本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜具有优秀的阻燃性和力学性能，同时具有良好的阻隔性能，电绝缘性能，能够有效地避免因为太阳能背板表面过量吸热导致的背板膜燃烧的现象，其制备方法工艺简单，易于操作，具有该阻燃型太阳能电池背板膜的太阳能电池能够在高温环境下使用。
图1为阻燃型太阳能电池背板膜的结构示意图。其中，I为基材层，2为粘结层，3为氟膜层。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜包括基材层I和氟膜层3，所述的基材层I和氟膜层3通过粘结层2相连接；所述基材层I的厚度为150-350 μ m,所述粘结层2的厚度为2-15 μ m,所述氟膜层3的厚度为5_50 μ m。[0040]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薄膜可以购自美国杜邦公司；所述的双向拉伸PEN薄膜、双向拉伸PA6薄膜、双向拉伸PA66薄膜、双向拉伸PI薄膜可以购自日本帝人株式会社；聚偏氟乙烯(PVDF)膜可以购自法国阿科玛公司、聚氟乙烯(PVF)膜可以购自美国杜邦公司、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)膜购自日本旭硝子株式会社，四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)膜购自美国3M公司；所述的阻燃剂均为市场常见产品。本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜的制备方法包括如下步骤:( I)制备阻燃母粒和白色母粒；(2)向基材层的材料中加入步骤(I)所得的阻燃母粒和白色母粒，混合均匀，挤出并进行双向拉伸，得到基材层；(3)将步骤(2)所得的基材层的上下表面涂布阻燃型粘合剂，在烘箱中分别与两层氟膜层覆合，得到阻燃型太阳能电池背板膜。按照上述方法制备，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，测试背膜的拉伸强度和断裂伸长率。水蒸气透过率(也称为水汽透过率):按照GB/T 1037-1988标准测试，采用TSY-W2水蒸气透过率测试仪对背膜进行测试。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。垂直燃烧:按ANSL-UL94-2009标准，采用南京市江宁区仪器分析厂生产的CZF-5型水平垂直燃烧测定仪，测试背膜的阻燃等级。氧指数:按照GB/T2406-2009标准，采用南京市江宁区仪器分析厂生产的JF-3氧指数测定仪，测试背膜的氧指数。实施例1按照上述方法制备阻燃型太阳能电池背板膜，在厚度为250 μ m基材PET膜的上下表面均匀涂布2 μ m的EVA粘合剂，在100°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的PVDC薄膜复合，得到本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例2按照上述方法制备阻燃型太阳能电池背板膜，在厚度为250 μ m基材PBT膜的上下表面均匀涂布3 μ m的PVB粘合剂，在100°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的PVF薄膜复合，得到本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例3按照上述方法制备阻燃型太阳能电池背板膜，在厚度为250 μ m基材PEN膜的上下表面均匀涂布3 μ m的EP粘合剂，在100°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的ECTFE薄膜复合，得到本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。实施例4按照上述方法制备阻燃型太阳能电池背板膜，在厚度为250 μ m基材PI膜的上下表面均匀涂布3 μ m的PU粘合剂，在100°C烘箱中与两层厚度为20 μ m的THV薄膜复合，得到本发明提供的阻燃型太阳能电池背板膜。所得背膜相关性能见表I。表I实施例1-4所得太阳能背膜性能测试表
权利要求1.一种阻燃型太阳能电池背板膜，其特征在于，所述背板膜包括基材层和氟膜层，所述的基材层和氟膜层通过粘结层相连接。
2.根据权利要求1所述的阻燃型太阳能电池背板膜，其特征在于，所述基材层的厚度为150-350 μ m，所述粘结层的厚度为1-15 μ m，所述氟膜层的厚度为5-50 μ m。
3.根据权利要求1所述的阻燃型太阳能电池背板膜，其特征在于，所述基材层的厚度为180-300 μ m，所述粘结层的厚度为5-12 μ m，所述氟膜层的厚度为10-40 μ m。
4.根据权利要求1所述的阻燃型太阳能电池背板膜，其特征在于，所述基材层的厚度为180-200 μ m ;所述粘结层的厚度为2-3 μ m ;所述氟膜层的厚度为15-20 μ m。
5.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括权利要求1-4之一所述的阻燃型太阳能电池背板膜。
专利摘要本实用新型涉及太阳能电池背板膜技术领域，具体涉及一种阻燃型太阳能电池背板膜及一种太阳能电池。为了解决现有太阳能电池背板在温度过高的环境下使用，会导致一些有机材料燃烧的现象，本实用新型提供一种阻燃型太阳能电池背板膜及一种太阳能电池。该背板膜包括基材层和氟膜层，所述基材层与氟膜层通过粘结层相连接。本实用新型提供的太阳能电池背板膜具有较强的阻燃性和力学性能，以及良好的阻隔性、电绝缘性和耐热性能，能够有效地降低太阳能背板表面的吸热量，具有该阻燃型太阳能电池背板膜的太阳能电池能够在高温环境下使用。
文档编号B32B27/08GK202917526SQ20122063828
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司