太阳能电池背膜及其制备方法

专利名称：太阳能电池背膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池，具体涉及一种太阳能电池背膜及其制备方法。
背景技术：
背膜是构成太阳能电池组件的重要组成部分，其在整个太阳能电池中主要起着绝 缘和阻隔水气的作用，因此需要具备较好的水气阻隔性及绝缘性，这些性能主要是通过背 膜中的基材达到的，但由于基材在使用过程中，尤其是在户外使用过程中，容易受到紫外线 等的侵蚀造成老化，故需要采用具有耐候性的材料来保护基材，从而形成太阳能电池背膜。 现有技术中，多采用含氟聚合物作为耐候层，然后将其涂布或粘接于基材上，以构成太阳能 电池背膜。但采用含氟聚合物作为耐候层存在如下缺点一、采用含氟聚合物作为耐候层， 加工困难，生产工艺复杂；二、含氟聚合物价格较高，不利于降低成本；三、含氟聚合物与溶 剂及其他组合物的相容性较差，在制备成涂料的过程中容易发生沉降，从而造成涂布不均 等问题，不利于涂布生产；四、含氟聚合物具有良好的化学惰性，且润湿性较差，使耐候层与 基材的附着性较差，使用过程中容易发生脱落；五、含氟聚合物的柔韧性较差，由于太阳能 电池背膜制作后是以卷材的形式收卷的，故含氟聚合物较差的柔韧性容易导致背膜出现开 裂等问题。因此，如何提供一种制作工艺简单、成本较低且性能优良的太阳能电池背膜成为 本领域亟待解决的课题。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种太阳能电池背膜及其制备方法，其采 用涂布方法制作，制作工艺简单、成本较低且性能优良。为了达到上述目的，本发明提供一种太阳能电池背膜，该背膜包括基材，该基材的表面涂布有耐候层，该耐候层的组成如下聚酯多元醇4-50重量份异氰酸酯0. 2-10重量份无机纳米粒子0. 1-5重量份溶剂30-70重量份。进一步地，如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述耐候层的组成如下聚酯多元醇15-40重量份异氰酸酯1.5-5重量份无机纳米粒子0.5-3重量份溶剂40-55重量份。如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇 (PEA)、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚己二酸 乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇中的一种或其中至少两种的混合 物；所述异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚 甲基二异氰酸酯O(DI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI) 中的一种或其中至少两种的混合物；所述无机纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锌、纳米碳酸镁 钙、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化钡、纳米氟化钠、纳米氟化铯、纳米氟化镧、纳米碳 酸钙、纳米硫酸钡中的一种或其中至少两种的混合物。如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述基材为聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚对苯二 甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二醇 酯(PEN)，该基材表面具有40dyn/Cm以上的表面张力，且该基材的热膨胀系数为2. OX 10_5/ K 10. 0X10_5/K。如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述耐候层厚度为所述基材厚度的0.05 0. 25 倍。进一步地，如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述耐候层厚度优选为所述基材厚 度的0. 1 0. 2倍。如上所述的太阳能电池背膜，其中，所述基材单面或双面涂布有耐候层。本发明还提供一种如上所述的太阳能电池背膜的制备方法，具体为在所述基材的 表面涂布所述耐候层，耐候层固化后得到太阳能电池背膜。与现有技术相比，本发明的太阳能电池背膜主要有以下优点一、本发明在基材表 面涂布聚酯多元醇、异氰酸酯等组成的耐候层构成太阳能电池背膜，与现有技术中采用含 氟聚合物作为耐候层制作的太阳能电池背膜相比，制作工艺简单，成本较低；二、本发明的 耐候层组合物具有较好的相容性，更有利于涂布生产；三、本发明的耐候层中的聚酯多元醇 与异氰酸酯反应后生成的聚氨酯树脂层与基材表面具有较好的附着性，可避免在使用过程 中耐候层发生脱落；四、本发明的耐候层中的聚酯多元醇与异氰酸酯反应后生成的聚氨酯 树脂层具有较好的柔韧性，有利于避免背膜在卷材收卷过程中出现开裂等问题。


图1为本发明的一个实施例的太阳能电池背膜的示意图；图2为本发明的另一个实施例的太阳能电池背膜的示意图。附图标记说明1、2太阳能电池背膜11、21 基材12、22 耐候层
具体实施例方式本发明的太阳能电池背膜由基材及耐候层组成，其中该耐候层的组成如下聚酯多元醇4-50重量份异氰酸酯0. 2-10重量份
无机纳米粒子溶剂进一步地，优芳聚酯多元醇异氰酸酯无机纳米粒子溶剂
步地，优选的耐候层组成如下
15-40重量份 1. 5-5重量份 0. 5-3重量份 40-55重量份
0. 1-5重量份 30-70重量份本发明的耐候层中的聚酯多元醇与异氰酸酯反应后生成聚氨酯树脂层，有利于保 护基材免受紫外线等外界侵蚀造成老化，从而有利于太阳能电池背膜发挥其耐候性的作 用；同时生成的聚氨酯树脂层与基材具有较好的附着性；且与溶剂的相容性较好，有利于 涂布生产；另外，生成的聚氨酯树脂层具有较好的柔韧性，有利于避免背膜在卷材收卷过程 中出现开裂等问题。本发明的耐候层中的聚酯多元醇可为聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙 二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)、聚己二酸乙二醇-一缩二乙二 醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇、聚己 二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇等中的一种或其中至少两种的混合物；本发明的耐候层中的异氰酸酯可为1，6_己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸 酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯O(DI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、二环己基甲烷二 异氰酸酯(HMDI)等中的一种或其中至少两种的混合物。本发明的耐候层中的无机纳米粒子可为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧 化锌、纳米碳酸镁钙、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化钡、纳米氟化钠、纳米氟化铯、纳 米氟化镧、纳米碳酸钙、纳米硫酸钡等中的一种或其中至少两种的混合物，这些无机纳米粒 子具有较高的折射率，对紫外线有很好的屏蔽作用，从而进一步增强了本发明的太阳能电 池背膜的抗紫外性及耐候性，延长了老化时间。本发明的耐候层中的溶剂可为常用的酯类和/或酮类溶剂，具体可为乙酸丁酯、 乙酸乙酯、环己酮、丁酮中的一种或其中至少两种的混合物，此类溶剂毒性较小，从而有利 于减少生产过程对环境的污染。本发明太阳能电池背膜的基材可为PCTFE、PET、PC、PBT, PEN等材质中的一种，为 进一步提高本发明太阳能电池背膜中基材与耐候层之间的附着力，可将该基材表面进行处 理，如电晕处理或者化学处理，使基材表面具有40dyn/Cm以上的表面张力。该基材的热膨 胀系数为 2. OX 10—7K 10. OX 10_5/K。本发明的基材的厚度约为100-250微米，耐候层的厚度约为5_62. 5微米，该耐候 层的厚度为基材厚度的0. 05 0. 25倍，优选为0. 1 0. 2倍。本发明的太阳能电池背膜可采用普通的涂布方法，如辊涂、刮刀涂或者喷涂等将 耐候层涂布于基材上。其中耐候层可涂布于基材的一面或两面，当基材两面均涂布耐候层 时，可采用相同或不同的涂布方式形成作用相同，纹路不同的耐候层，可根据实际情况情况 及外观要求具体选择耐候层的涂布方法。本发明进一步提供一种太阳能电池背膜的制备方法，具体为在基材的表面涂布上 述的耐候层，耐候层固化后得到本发明的太阳能电池背膜。图进一步说明本发明的太阳能电池背膜。图1为本发明的一个实施例的太阳能电池背膜的示意图，如图1所示，太阳能电池 背膜1包括基材11与耐候层12，耐候层12涂布于基材11的一面。图2为本发明另一个实施例的太阳能电池背膜的示意图，如图2所示，太阳能电池 背膜2包括基材21与耐候层22，耐候层22涂布于基材21的两面。以下为本发明技术方案的具体实施例一、太阳能电池背膜的制备实施例1 背膜1的制备耐候层组合物的制备在容器中加入30重量份的乙酸丁酯，然后加入0. 1重量份 的纳米二氧化硅，搅拌均勻，再加入4重量份的聚酯多元醇(PC5000，广州立邦涂料有限公 司)，然后再逐步加入0. 2重量份的固化剂HDI (PC2000，广州立邦涂料有限公司)，搅拌均勻 后，得到本发明的耐候层组合物1。背膜的制备将上述组合物1涂布于100微米的PCTFE基材上，具体涂布过程如 下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料， 组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱) 烘烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min， 最后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层 厚度为5微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物1，得到本发明的太阳能电池背 膜1。实施例2 背膜2的制备耐候层组合物的制备在容器中加入35重量份的乙酸丁酯，然后加入0. 3重量份 的纳米碳酸钙，搅拌均勻，再加入8重量份的聚酯多元醇，然后再逐步加入0. 7重量份的固 化剂HDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物2。背膜的制备将上述组合物2涂布于100微米的PCTFE基材上，具体涂布过程如 下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料， 组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱) 烘烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min， 最后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层 厚度为7微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物2，得到本发明的太阳能电池背 膜2。实施例3 背膜3的制备耐候层组合物的制备在容器中加入40重量份的乙酸丁酯，然后加入0. 5重量份 的纳米二氧化钛，搅拌均勻，再加入13重量份的聚酯多元醇，然后再逐步加入1. 5重量份的 固化剂HDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物3。背膜的制备将上述组合物3涂布于100微米的PCTFE基材上，具体涂布过程如 下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料， 组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min， 最后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层 厚度为25微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物3，得到本发明的太阳能电池背 膜3。实施例4:背膜4的制备耐候层组合物的制备在容器中加入43重量份的乙酸丁酯，然后加入1重量份的 纳米二氧化锌，搅拌均勻，再加入15重量份的聚酯多元醇，然后再逐步加入2重量份的固化 剂IPDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物4。背膜的制备将上述组合物4涂布于120微米的PCTFE基材上，具体涂布过程如 下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料， 组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱) 烘烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min， 最后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层 厚度为10. 8微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物4，得到本发明的太阳能电池背 膜4。实施例5:背膜5的制备耐候层组合物的制备在容器中加入47重量份的乙酸丁酯，然后加入1. 7重量份 的纳米硫酸钡，搅拌均勻，再加入20重量份的聚酯多元醇，然后再逐步加入3. 2重量份的固 化剂IPDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物5。背膜的制备将上述组合物5涂布于120微米的PBT基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为30微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物5，得到本发明的太阳能电池背 膜5。实施例6:背膜6的制备耐候层组合物的制备在容器中加入50重量份的乙酸乙酯，然后加入2. 5重量份 的纳米碳酸镁钙，搅拌均勻，再加入27重量份的聚己二酸乙二醇酯二醇，然后再逐步加入4 重量份的固化剂，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物6。背膜的制备将上述组合物6涂布于150微米的PBT基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为15微米的太阳能电池背膜；
按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物6，得到本发明的太阳能电池背 膜6。实施例7 背膜7的制备耐候层组合物的制备在容器中加入55重量份的乙酸乙酯，然后加入3重量份的 纳米二氧化锆，搅拌均勻，再加入35重量份的聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇，然后再逐步 加入5重量份的固化剂》)1，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物7。背膜的制备将上述组合物7涂布于150微米的PBT基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为18微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物7，得到本发明的太阳能电池背 膜7。实施例8:背膜8的制备耐候层组合物的制备在容器中加入60重量份的乙酸乙酯，然后加入4重量份的 纳米氧化铝，搅拌均勻，再加入40重量份的聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，然后再逐步加 入7重量份的固化剂HTDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物8。背膜的制备将上述组合物8涂布于180微米的PBT基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为25微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物8，得到本发明的太阳能电池背 膜8。实施例9:背膜9的制备耐候层组合物的制备在容器中加入65重量份的乙酸乙酯，然后加入4. 5重量份 的纳米氧化钡，搅拌均勻，再加入45重量份的聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇，然后 再逐步加入9重量份的固化剂HTDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物9。背膜的制备将上述组合物9涂布于200微米的PEN基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为10微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物9，得到本发明的太阳能电池背膜9。实施例10 背膜10的制备
耐候层组合物的制备在容器中加入70重量份的乙酸乙酯，然后加入5重量份的 纳米氟化钠，搅拌均勻，再加入50重量份的聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇，然后再逐步加入 10重量份的固化剂HMDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物10。背膜的制备将上述组合物10涂布于200微米的PEN基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为30微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物10，得到本发明的太阳能电池 背膜10。实施例11 背膜11的制备耐候层组合物的制备在容器中加入70重量份的环己酮，然后加入5重量份的纳 米氟化铯，搅拌均勻，再加入4重量份的聚己二酸乙二醇-1，4- 丁二醇酯二醇，然后再逐步 加入0. 2重量份的固化剂HMDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物11。背膜的制备将上述组合物11涂布于200微米的PEN基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为34微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物11，得到本发明的太阳能电池 背膜11。实施例12 背膜12的制备耐候层组合物的制备在容器中加入45重量份的溶剂(包括20重量份的乙酸乙 酯和25重量份的环己酮)，然后加入2重量份的纳米氟化镧，搅拌均勻，再加入4重量份的 聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇，然后再逐步加入0. 2重量份的固化剂(包括0. 1 重量份的HDI及0. 1重量份的IPDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物12。背膜的制备将上述组合物12涂布于200微米的PEN基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为50微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物12，得到本发明的太阳能电池 背膜12。实施例13 背膜13的制备耐候层组合物的制备在容器中加入40重量份的溶剂(包括10重量份的乙酸丁 酯、20重量份的乙酸乙酯和10重量份的环己酮)，然后加入1重量份的纳米粒子(包括0. 5重量份的纳米二氧化硅及0. 5重量份的二氧化锌)，搅拌均勻，再加入50重量份的聚酯多元 醇(包括20重量份的聚己二酸乙二醇酯二醇及30重量份的聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二 醇)，然后再逐步加入10重量份的固化剂(包括4重量份的HDI及6重量份的)(DI)，搅拌 均勻后，得到本发明的耐候层组合物13。背膜的制备将上述组合物13涂布于220微米的PET基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为42微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物13，得到本发明的太阳能电池 背膜13。实施例14 背膜14的制备耐候层组合物的制备在容器中加入30重量份的环己酮，然后加入5重量份的纳 米粒子(包括2重量份的纳米二氧化钛及3重量份的纳米碳酸镁钙)，搅拌均勻，再加入4 重量份的聚酯多元醇(包括1重量份的聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇及3重量份的聚己二 酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇)，然后再逐步加入3重量份的固化剂(包括1重量份的 XDI及2重量份的HTDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物14。背膜的制备将上述组合物14涂布于220微米的PET基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为44微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物14，得到本发明的太阳能电池 背膜14。实施例15 背膜15的制备耐候层组合物的制备在容器中加入55重量份的环己酮，然后加入4重量份的纳 米粒子(包括1重量份的纳米二氧化锆及3重量份的纳米氧化铝)，搅拌均勻，再加入50 重量份的聚酯多元醇(包括20重量份的聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇及30重量份的聚己 二酸乙二醇-1，4- 丁二醇酯二醇)，然后再逐步加入10重量份的固化剂(包括5重量份的 HTDI及5重量份的HMDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物15。背膜的制备将上述组合物15涂布于240微米的PET基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为12微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物15，得到本发明的太阳能电池背膜15。实施例16 背膜16的制备耐候层组合物的制备在容器中加入30重量份的丁酮，然后加入0. 1重量份的纳 米粒子(包括0. 04重量份的纳米氧化钡及0. 06重量份的纳米氟化铯)，搅拌均勻，再加入 20重量份的聚酯多元醇(10重量份的聚己二酸乙二醇-1，4-丁二醇酯二醇及10重量份的 聚己二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇)，然后再逐步加入4重量份的固化剂(包括1重量 份的IPDI及3重量份的HMDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物16。背膜的制备将上述组合物16涂布于240微米的PET基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为阳微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物16，得到本发明的太阳能电池 背膜16。实施例17 背膜17的制备耐候层组合物的制备在容器中加入70重量份的溶剂(包括30重量份的环己酮 和40重量份的丁酮)，然后加入5重量份的纳米粒子(包括2重量份的纳米氟化钠及3重 量份的纳米氟化镧)，搅拌均勻，再加入40重量份的聚酯多元醇(包括10重量份的聚己二 酸乙二醇酯二醇、10重量份的聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇及20重量份的聚己二酸一缩 二乙二醇酯二醇)，然后再逐步加入8重量份的固化剂(包括3重量份的HDI、3重量份的 IPDI及2重量份的an)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物17。背膜的制备将上述组合物17涂布于240微米的PC基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为60微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物17，得到本发明的太阳能电池 背膜17。实施例18 背膜18的制备耐候层组合物的制备在容器中加入70重量份的溶剂(包括20重量份的乙酸乙 酯、20重量份的环己酮和30重量份的丁酮)，然后加入5重量份的纳米粒子(包括1重量 份的纳米二氧化钛、2重量份的纳米二氧化硅及2重量份的纳米二氧化锌)，搅拌均勻，再加 入50重量份的聚酯多元醇(包括20重量份的聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、20重量份 的聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇及10重量份的聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇)， 然后再逐步加入0. 7重量份的固化剂(包括0. 2重量份的IPDI、0. 2重量份的)(DI及0. 3 重量份的HTDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物18。背膜的制备将上述组合物18涂布于250微米的PC基材上，具体涂布过程如下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为62. 5微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物18，得到本发明的太阳能电池 背膜18。实施例19 背膜19的制备耐候层组合物的制备在容器中加入30重量份的丁酮，然后加入0. 1重量份的纳 米粒子(包括0. 03重量份的纳米二氧化锌、0. 03重量份的纳米二氧化锆、0. 04重量份的纳 米氧化铝)，搅拌均勻，再加入50重量份的聚酯多元醇(包括10重量份的聚己二酸一缩二 乙二醇酯二醇、10重量份的聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇及30重量份的聚己二 酸-1，4- 丁二醇酯二醇)，然后再逐步加入10重量份的固化剂(包括2重量份的)(DI、3重 量份的HTDI及5重量份的HMDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物19。背膜的制备将上述组合物19涂布于250微米的PC基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为12. 5微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物19，得到本发明的太阳能电池 背膜19。 实施例20 背膜20的制备耐候层组合物的制备在容器中加入45重量份的丁酮，然后加入2重量份的纳米 粒子(包括1重量份的纳米氧化铝、0. 5重量份的纳米氧化钡及0. 5重量份的纳米氟化钠)， 搅拌均勻，再加入50重量份的聚酯多元醇(包括20重量份的聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二 醇、20重量份的聚己二酸乙二醇-1，4- 丁二醇酯二醇、10重量份的聚己二酸新戊二醇-1， 6-己二醇酯二醇)，然后再逐步加入10重量份的固化剂(包括2重量份的HDI、2重量份的 IPDI及6重量份的HMDI)，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物20。背膜的制备将上述组合物20涂布于250微米的PC基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为37. 5微米的太阳能电池背膜；按照以上步骤，在基材的另一面涂布耐候层组合物20，得到本发明的太阳能电池 背膜20。实施例21 背膜21的制备耐候层组合物的制备在容器中加入30重量份的乙酸丁酯，然后加入0. 1重量份的纳米二氧化硅，搅拌均勻，再加入4重量份的聚酯多元醇(PC5000，广州立邦涂料有限公 司)，然后再逐步加入0. 2重量份的固化剂HDI (PC2000，广州立邦涂料有限公司)，搅拌均勻 后，得到本发明的耐候层组合物21。背膜的制备将上述组合物21涂布于100微米的PCTFE基材上，具体涂布过程如 下基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料， 组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱) 烘烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min， 最后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层 厚度为5微米的太阳能电池背膜，即得到本发明的太阳能电池背膜21。实施例22 背膜22的制备耐候层组合物的制备在容器中加入40重量份的乙酸丁酯，然后加入0. 5重量份 的纳米二氧化钛，搅拌均勻，再加入13重量份的聚酯多元醇，然后再逐步加入1. 5重量份的 固化剂HDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物22。背膜的制备将上述组合物22涂布于100微米的PEN基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为25微米的太阳能电池背膜，得到本发明的太阳能电池背膜22。实施例23 背膜23的制备耐候层组合物的制备在容器中加入50重量份的乙酸乙酯，然后加入2. 5重量份 的纳米碳酸镁钙，搅拌均勻，再加入27重量份的聚己二酸乙二醇酯二醇，然后再逐步加入4 重量份的固化剂》)1，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物23。背膜的制备将上述组合物23涂布于150微米的PBT基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为15微米的太阳能电池背膜，即得到本发明的太阳能电池背膜23。实施例M 背膜M的制备耐候层组合物的制备在容器中加入60重量份的乙酸乙酯，然后加入4重量份的 纳米氧化铝，搅拌均勻，再加入40重量份的聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇，然后再逐步加 入7重量份的固化剂HTDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物M。背膜的制备将上述组合物24涂布于180微米的PET基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为25微米的太阳能电池背膜，即得到本发明的太阳能电池背膜24。
实施例25 背膜25的制备耐候层组合物的制备在容器中加入70重量份的乙酸乙酯，然后加入5重量份的 纳米氟化钠，搅拌均勻，再加入50重量份的聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇，然后再逐步加入 10重量份的固化剂HMDI，搅拌均勻后，得到本发明的耐候层组合物25。背膜的制备将上述组合物25涂布于200微米的PC基材上，具体涂布过程如下 基材经放卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜放卷机)放卷，然后自动上料，组合 物在基材上涂布之后经过三段烘板箱(杭州涛兴印刷设备有限公司的普通型烘板箱)烘 烤，烘板箱温度分别设为120°C，IOO0C，90°C，烘道长度为10 30m，线速度为5-40m/min，最 后经收卷机(广东仕诚塑料机械有限公司全自动薄膜收卷机)收卷，烘烤后得到耐候层厚 度为30微米的太阳能电池背膜，即得到本发明的太阳能电池背膜25。二、比较例复合背膜(PVDF+PET+PVDF) 上海嘉氟新材料科技有限公司三、太阳能电池背膜测试测试一水蒸气透过率测试根据标准ASTM F 1M9，采用TSY-W2水蒸气透过率测试仪对背膜1_25的水蒸气透 过率进行测试。测试二 耐候性测试根据标准ISO 4892-2，采用Q-sim氙灯型耐候试验机对背膜1_25的耐候性进行测
试ο测试三附着力测试根据标准GB/T 9286-1998，采用漆膜划格仪(昆山三诺仪器(FH漆膜划格仪，划格 等级最高级为0级)对背膜1-25的附着力进行测试。表1 背膜组合物1-25中各组分含量
权利要求
1.一种太阳能电池背膜，包括基材，该基材的表面涂布有耐候层，其特征在于，该耐候层的组成如下聚酯多元醇4—50重量份异氰酸酯o.2-10重量份无机纳米粒子o.卜5重量份溶剂30一70重量份。
2.如权利要求l所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述耐候层的组成如下聚酯多元醇15—40重量份异氰酸酯1.5—5重量份无机纳米粒子o.5—3重量份溶剂40一55重量份。
3.如权利要求l所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一一缩二乙二醇酯二醇、聚己二酸一l，4一丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一l，4一丁二醇酯二醇、聚己二酸新戊二醇一l，6一己二醇酯二醇中的一种或其中至少两种的混合物；所述异氰酸酯为l，6一己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或其中至少两种的混合物；所述无机纳米粒子为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锌、纳米碳酸镁钙、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化钡、纳米氟化钠、纳米氟化铯、纳米氟化镧、纳米碳酸钙、纳米硫酸钡中的一种或其中至少两种的混合物。
4.如权利要求l所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述基材为聚三氟氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯，该基材表面具有~Odyn／cm以上的表面张力，且该基材的热膨胀系数为2.O X IO~.／’K~10.0 X 10~.／’K。
5.如权利要求l所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述耐候层厚度为所述基材厚度的o.05一o.25倍。
6.如权利要求5所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述耐候层厚度为所述基材厚度的o.1一o.2倍。
7.如权利要求1-6任一项所述的太阳能电池背膜，其特征在于，所述基材单面或双面涂布有耐候层。
8.一种权利要求1-7任一项所述的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，在所述基材的表面涂布所述耐候层，耐候层固化后得到太阳能电池背膜。
全文摘要
本发明提供一种太阳能电池背膜及其制备方法，以解决现有技术中的太阳能电池背膜制作工艺复杂、成本较高的问题。本发明的太阳能电池背膜包括基材，该基材的表面涂布有耐候层，该耐候层组合物包含4-50重量份的聚酯多元醇、0.2-10重量份的异氰酸酯、0.1-5重量份的无机纳米粒子及30-70重量份的溶剂。本发明采用涂布的方式在基材表面涂布耐候层制作太阳能电池背膜，制作工艺简单、成本较低且性能优良。
文档编号C09D175/06GK102110728SQ20101055463
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年8月11日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司