改性聚氨酯太阳能电池背板及其制备方法

改性聚氨酯太阳能电池背板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性聚氨酯太阳能电池背板及其制备方法，该改性聚氨酯太阳能电池背板包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接。制备方法：将粘结层的各成分混合均匀，熔融挤出，挤出温度为200～310℃，制成粘结层；基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为10～20Kgf，复合温度为60～70℃，复合时间为1～3天。本发明的表面能为43～48达因，剥离强度为47～50N/cm，其中的焦磷酸钙明显提高了聚氨酯的表面能，使粘结层的剥离强度显著提高，层与层之间的粘结更牢固。
【专利说明】改性聚氨酯太阳能电池背板及其制备方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种改性聚氨酯太阳能电池背板及其 制备方法。

【背景技术】
[0002] 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，具有可靠 的绝缘性、阻水性、耐老化性。一般具有三层结构，外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能 力。
[0003] 申请号为2012104853517，名称为"一种高粘结强度的太阳能电池背板膜及其制 备方法"的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板膜，其是在聚酯基层两侧通过涂布胶 黏剂粘结层与耐候层复合；所述耐候层是通过将氟塑料与聚合物填料、无机填料、功能助 剂混合后挤出造粒，再通过流延或吹膜的方式制得的含氟薄膜；所述氟塑料为乙烯-三氟 氯乙烯共聚物或聚偏氟乙烯，占耐候层质量的50-80wt% ;所述聚合物填料为聚丙烯酸酯聚 合物，占耐候层质量的l〇_3〇wt% ;所述无机填料为含钛、铝、锡、硅元素的氧化物，占耐候层 质量的10-20wt% ;所述的功能助剂占耐候层质量的0-2wt%。该发明的太阳能电池背板膜， 耐候层与封装材料之间有良好的黏附性，该方法通过改进耐候层提高其与封装材料之间 的黏附性，但是如果粘结层的粘结性不高，耐候层和封装材料之间的连接力仍然会受到影 响；而且该方法改进耐候层的粘结性能是通过提高粘结成分的含量实现的，这样其耐候性 会相应的降低。
[0004] 申请号为2013100287172,名称为"胶黏剂组合物及其制备方法和在太阳能电池背 板的应用"的中国专利申请公开了一种胶黏剂组合物及其制备方法和在太阳能电池背板的 应用，所述胶黏剂组合物，主体主要组成为20%-80% (重量)合成树脂、0. 1%-20% (重量)纳米 包覆氧化物、〇.〇1%_3% (重量)高分子分散剂、余量为溶剂，辅体为异氰酸酯类固化剂。所述 太阳能电池背板耐候层、中间绝缘层和粘结层通过接枝技术，用胶黏剂组合物在一定温度 下涂布复合而成，通过接枝技术和内层粘结膜进行充分融合，通过缓释技术再将耐水解和 抗紫外成分均匀释放出，使粘结层达到长时间抗水解老化、抗紫外老化的目的。该方法采用 了胶黏剂组合物来连接绝缘层和粘结层，工艺较复杂，虽然达到了缓慢的抗水解老化能力， 但是层与层之间的连接力较弱，容易脱落。


【发明内容】

[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种改性聚氨酯太阳能电池背板及其制备方 法，改性聚氨酯太阳能电池背板剥离强度高，层与层之间的粘结牢固。
[0006] 本发明采用以下技术方案： 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙10?50份、聚氨酯60?80份、邻苯二甲酸二丁酯40?50份、三聚氰胺80? 120份、醋酸乙烯酯70?90份、碳酸镁30?40份、己二异氰酸酯30?50份、两性氧化物 60?80份、聚磷酸盐12?20份。
[0007] 作为对本发明的进一步改进，所述粘结层包括以下重量份计的组分：焦磷酸钙30 份、聚氨酯70份、邻苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100份、醋酸乙烯酯80份、碳酸镁35 份、己二异氰酸酯40份、两性氧化物70份、聚磷酸盐15份。
[0008] 作为对本发明的进一步改进，基材层厚度为20?50 ii m。
[0009] 作为对本发明的进一步改进，含氟膜厚度为60?80 ii m。
[0010] 作为对本发明的进一步改进，粘结层厚度为100?280 ilm。
[0011] 作为对本发明的进一步改进，两性氧化物为氧化铝或氧化锌。
[0012] 作为对本发明的进一步改进，聚磷酸盐为焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠、六偏磷 酸钠中的一种或几种的混合物。
[0013] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为200?310°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为10?20Kgf，复合温度为60?70°C， 复合时间为1?3天。
[0014] 作为对本发明的进一步改进，步骤（1)的挤出温度为250°C。
[0015] 作为对本发明的进一步改进，步骤（2)的复合压力为15Kgf，复合温度为65°C，复 合时间为2. 5天。
[0016] 原理：焦磷酸钙提高聚氨酯的表面能和表面活性，使层与层之间的粘结性更强，不 易剥离脱落。
[0017] 有益效果 本发明的表面能为43?48达因，剥离强度为47?50N/cm，其中的焦磷酸钙明显提高 了聚氨酯的表面能，使粘结层的剥离强度显著提高，层与层之间的粘结更牢固。

【具体实施方式】
[0018] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
[0019] 实施例1 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙30份、聚氨酯70份、邻苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100份、醋酸乙烯酯80 份、碳酸镁35份、己二异氰酸酯40份、两性氧化物70份、聚磷酸盐15份。
[0020] 基材层厚度为30 ii m。
[0021] 含氟膜厚度为70iim。
[0022] 粘结层厚度为200 ii m。
[0023] 两性氧化物为氧化铝。
[0024] 聚磷酸盐包括焦磷酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠的混合物，质量比例1 :1 :1。
[0025] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1)将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为250°C，制成粘结层； (2)基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为15Kgf，复合温度为65°C，复合时间 为2. 5天。
[0026] 实施例2 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙10份、聚氨酯60份、邻苯二甲酸二丁酯40份、三聚氰胺80份、醋酸乙烯酯70 份、碳酸镁30份、己二异氰酸酯30份、两性氧化物60份、聚磷酸盐12份。
[0027] 基材层厚度为20 ii m。
[0028] 含氟膜厚度为60 ii m。
[0029] 粘结层厚度为100 U m。
[0030] 两性氧化物为氧化锌。
[0031] 聚磷酸盐为六偏磷酸钠。
[0032] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为200°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为lOKgf，复合温度为60°C，复合时间 为1天。
[0033] 实施例3 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙50份、聚氨酯80份、邻苯二甲酸二丁酯50份、三聚氰胺120份、醋酸乙烯酯90 份、碳酸镁40份、己二异氰酸酯50份、两性氧化物80份、聚磷酸盐20份。
[0034] 基材层厚度为50lim。
[0035] 含氟膜厚度为80 ii m。
[0036] 粘结层厚度为280 ii m。
[0037] 两性氧化物为氧化锌。
[0038] 聚磷酸盐包括质量比1 :1的磷酸四钠和六偏磷酸钠。
[0039] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为310°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为20Kgf，复合温度为70°C，复合时间 为3天。
[0040] 实施例4 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙20份、聚氨酯65份、邻苯二甲酸二丁酯43份、三聚氰胺90份、醋酸乙烯酯75 份、碳酸镁33份、己二异氰酸酯35份、两性氧化物65份、聚磷酸盐13份。
[0041] 基材层厚度为30iim。
[0042] 含氟膜厚度为65 ii m。
[0043] 粘结层厚度为120 iim。
[0044] 两性氧化物为氧化错。
[0045] 聚磷酸盐为磷酸四钠。
[0046] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为250°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为13Kgf，复合温度为63°C，复合时间 为1. 2天。
[0047] 实施例5 改性聚氨酯太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟 膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下重量份计的组 分：焦磷酸钙40份、聚氨酯75份、邻苯二甲酸二丁酯48份、三聚氰胺115份、醋酸乙烯酯85 份、碳酸镁38份、己二异氰酸酯45份、两性氧化物75份、聚磷酸盐18份。
[0048] 基材层厚度为45 ii m。
[0049] 含氟膜厚度为75 ii m。
[0050] 粘结层厚度为250 u m。
[0051] 两性氧化物为氧化锌。
[0052] 聚磷酸盐为磷酸三钠。
[0053] 上述改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为300°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为18Kgf，复合温度为68°C，复合时间 为2. 8天。
[0054] 对比例1 与实施例1相同，不同在于：粘结层的组成成分中未添加焦磷酸钙。
[0055] 性能测试 对实施例和对比例的产品进行性能测试，结果见表1。
[0056] 表面能：单位：达因。两次电晕后的表面能。
[0057] 剥离强度：单位：N/cm。检测标准：ASTM D-1876 180° Peel。
[0058] 表 1

【权利要求】
1. 改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，包括中间的基材层，所述基材层的上、下 两面均设有含氟膜，所述含氟膜和基材层之间通过粘结层连接；其中，所述粘结层包括以下 重量份计的组分：焦磷酸钙10?50份、聚氨酯60?80份、邻苯二甲酸二丁酯40?50份、 三聚氰胺80?120份、醋酸乙烯酯70?90份、碳酸镁30?40份、己二异氰酸酯30?50 份、两性氧化物60?80份、聚磷酸盐12?20份。
2. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，所述粘结层包括 以下重量份计的组分：焦磷酸钙30份、聚氨酯70份、邻苯二甲酸二丁酯45份、三聚氰胺100 份、醋酸乙烯酯80份、碳酸镁35份、己二异氰酸酯40份、两性氧化物70份、聚磷酸盐15份。
3. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，基材层厚度为 20 ?50 u m〇
4. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，含氟膜厚度为 60 ?80 u m〇
5. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，粘结层厚度为 100 ?280 u m〇
6. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，两性氧化物为氧 化铝或氧化锌。
7. 根据权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板，其特征在于，聚磷酸盐为焦磷 酸钠、磷酸三钠、磷酸四钠、六偏磷酸钠中的一种或几种的混合物。
8. 基于权利要求1所述的改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 将焦磷酸钙、聚氨酯、邻苯二甲酸二丁酯、三聚氰胺、醋酸乙烯酯、碳酸镁、己二异氰 酸酯、两性氧化物、聚磷酸盐混合均匀，熔融挤出，挤出温度为200?310°C，制成粘结层； (2) 基材层和含氟膜通过粘结层复合，复合压力为10?20Kgf，复合温度为60?70°C， 复合时间为1?3天。
9. 根据权利要求8所述的改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤 (1) 的挤出温度为250°C。
10. 根据权利要求8所述的改性聚氨酯太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤 (2) 的复合压力为15Kgf，复合温度为65°C，复合时间为2. 5天。
【文档编号】B32B27/40GK104409540SQ201410577249
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司