专利名称：一种太阳能电池背板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能光伏电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背板。
背景技术：
太阳能作为一种绿色环保、取之不尽的能源，无疑是取代传统火力发电的最佳选择。由于太阳能电池需长期暴露在室外使用，所以光伏组件中的电池片必须要加以保护，来防止大气中水汽、氧气、紫外线等环境因素的影响和侵蚀。太阳能背板是整个太阳能电池的配件之一，主要起力学支撑和保护电池片免受环境因素渗透的作用，因此如何提高背板的耐候性一直以来都是该行业的研究重点。现有技术中的太阳能电池背板主要包括以下几种 I.通过PET聚酯薄膜和上下两层耐候层，复合形成三明治结构，来提高整个背板耐候性和阻隔性。其代表是欧洲的Isovolta公司的TPT背板，其中T是杜邦公司研发生产的Tedlar薄膜，该太阳能电池背板是由Tedlar薄膜作为耐候层，包覆中间一层PET聚酯薄膜复合而成。2.由于氟材料的价格较为昂贵，所以为节省成本，美国Madico公司研制开发出了的TPE太阳能背板。其结构和TPT基本一样，也是三明治结构，不同的是，采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)代替TPT中的内层耐候氟材料层。3.和TPT类似的还有KPK太阳能背板。该背板也是采用三明治结构，通过3层复合来提高背板性能。其中K是法国阿科玛公司研发生产的Kynar膜，即聚偏氟二乙烯(PVDF)膜，中间包覆的也是PET聚酯薄膜。从以上3种背板中可以看出，无论背板的结构如何改变，其结构增强层用的都是PET聚酯。在性能上，PET聚酯的拉伸强度可达到152MPa，弯曲模量在10343MPa左右，而且PET还是中等阻隔性高分子材料，可见PET突出的力学稳定性和良好的阻隔性，是太阳能背板能够长期在户外使用的有力保障。即便如此，用PET做结构增强层的背板的使用年限理论上为25年，而在PCT老化实验中发现，实际上很难达到这个使用年限。所以寻找一种耐候性更强的背板基膜是很有必要的。聚醚酰亚胺(PEI)是一种综合性能非常优秀的工程塑料，在力学性能上，室温时PEI薄膜的拉伸强度可达到200MPa以上，即便在100°C的情况下拉伸强度也可以稳定在100MP上下。在热学性能上，PEI的热学性能极其稳定，其耐高温可达到400°C，耐低温可达到-269°C。在绝缘方面，PEI是目前世界上绝缘性最好的高分子材料之一，其电气强度可以达到130MV/m。最重要的是在耐候性方面，耐候性是PEI的优势性能，尤其是在抗水解方面，PEI在沸水中浸泡10000小时后，其拉伸强度仍可保持在85%以上，在132°C下，蒸汽热压循环2000次后，其拉伸强度保持在100%。另外，在抗辐射方面，聚醚酰亚胺具有很好的抗紫外线、Y射线性能，在400兆拉德的钴射线辐射下加工，其拉伸强度保持在94%。由此可见，PEI的力学性能、热学性能、电气绝缘性能，和耐候性能都较好，适合做太阳能电池背板的耐候层。发明内容为了进一步提高太阳能电池背板(又称太阳能背板)的耐候性并延长它的使用年限，本发明提供一种太阳能电池背板及其制备方法。该太阳能背板的结构简单、材料易得、性能优异，制备方法工艺简单，易于操作。为了达到上述目的，本发明提供下述技术方案本发明提供一种太阳能电池背板，它的特点是，所述太阳能电池背板包括耐候层和结构增强层，所述耐候层的材料为聚醚酰亚胺(PEI);所述结构增强层两侧均设置有耐候层。进一步的，所述聚醚酰亚胺的重均分子量为25000-28000，特性粘度为O. 58-0. 68dl/g，密度为 I. 28-1. 42g/cm3。 进一步的，所述聚醚酰亚胺的玻璃化温度为205-235°C，熔点为305-335°C。进一步的，所述结构增强层的上、下表面涂布有粘结层，所述耐候层通过粘结层和所述结构增强层复合在一起。进一步的，所述聚醚酰亚胺包括均苯型聚醚酰亚胺、联苯型聚醚酰亚胺或其组合。进一步的，所述耐候层为单向拉伸聚醚酰亚胺薄膜。其重均分子量为28000，特性粘度为O. 58dl/g，密度为I. 28-1. 42g/cm3，玻璃化温度为205_220°C，熔点为315_335°C。进一步的，所述结构增强层为聚酯，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。更优选的，所述结构增强层为双向拉伸聚酯薄膜，所用PET切片的相对分子量为16000-18000，密度为I. 38-1. 40g/cm3，特性粘度为O. 52-0. 65dl/g，玻璃化温度为80°C _84°C。进一步的，所述粘结层材料包括瞬干粘结剂、厌氧粘结剂、压敏粘结剂、热熔粘结齐U、热固性树脂粘结剂、乳液与乳胶型粘结剂和耐高温粘结剂中的一种或至少两种的组合。所述粘结层材料优选聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯或环氧树脂中的一种或其中至少两种的组合，其热固化温度固定在125°C -133°C。进一步的，所述耐候层的厚度为25-50微米；所述结构增强层的厚度为150-250微米；所述粘结层的厚度为5-30微米。进一步的，所述耐候层的厚度为25-30微米；所述结构增强层的厚度为150-200微米；所述粘结层的厚度为5-20微米。进一步的，所述耐候层的厚度为35-50微米；所述结构增强层的厚度为200-250微米；所述粘结层的厚度为5-30微米。本发明还提供一种太阳能电池背板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤(I)在双向拉伸机上制取双向拉伸聚酯薄膜；(2)步骤(I)所得双向拉伸聚酯薄膜收卷后放到涂布线上进行离线涂布，将粘结剂涂布到聚酯薄膜的上、下表面之后，对粘结剂进行热固化处理，使粘结剂的交联度达到40% -60% ；(3)将聚醚酰亚胺薄膜与步骤(2)所得产物复合，聚醚酰亚胺薄膜通过粘结剂与聚酯薄膜复合到一起，形成太阳能电池背板。上述双向拉伸聚酯薄膜为结构增强层，上述粘结剂形成粘结层，上述聚醚酰亚胺薄膜为耐候层。[0027]与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池背板的耐候层材料为PEI，不含氟材料。所以本发明提供的太阳能电池背板的成本较低，更有助于环保；其力学性能、粘结强度也比传统的背板更好，背板结构更加稳定，对整个太阳能电池片的支撑保护作用更加的突出；在耐候性上，本发明提供的太阳能电池背板也明显优于现有的背板，尤其是耐湿热老化性，因而其使用寿命也比现有背板更长。同时，本发明提供的太阳能电池背板的制备方法工艺简单，易于操作。
图I为本发明提供的太阳能电池背板的剖面示意图；图2为本发明提供的太阳能电池背板的剖面示意图。其中，I为耐候层，2为结构增强层，3为粘结层。 具体实施方式
如图I所示，本发明提供的太阳能电池背板，包括耐候层I和结构增强层2 ;所述结构增强层2两侧均设置有耐候层I。如图2所示，本发明提供的太阳能电池背板，包括耐候层I和结构增强层2 ;所述结构增强层2两侧均设置有耐候层1，所述结构增强层2的上、下表面涂布有粘结层3，所述耐候层I通过粘结层3和所述结构增强层2复合在一起。本发明所用的材料和设备均为现有材料和设备，例如均苯型聚醚酰亚胺切片，商品牌号为Kapton，采购自美国杜邦公司；联苯型聚醚酰亚胺切片，商品牌号为Upilex，采购自日本宇部兴产公司；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为膜级有光切片，商品牌号为FG600，采购自中国仪征化纤有限公司。本发明提供的太阳能电池背板的制备方法包括如下步骤(I)采用挤出流延法，在双向拉伸机上制取双向拉伸聚酯薄膜，挤出机各段温度分别为180°C、220 V、275 V、275 V、275 V、280°C，冷鼓转速控制在30r/min，冷鼓温度为60 V，温差范围是I °C;纵向拉伸温度控制在90°C -120°C之间，拉伸比控制在3. 8-4. O，横向拉伸温度为120°C _140°C，拉伸比控制在3. 8-4. 0，温度误差范围为O. 5°C。(2)步骤(I)所得双向拉伸聚酯薄膜收卷后放到涂布线上进行离线涂布，将粘结剂涂布到聚酯薄膜的上、下表面之后，在125-135 的条件下热固化30min-40min,热固化之后，粘结剂的交联度达到40% -60%。(3)将聚醚酰亚胺薄膜与步骤(2)所得产物复合，聚醚酰亚胺薄膜通过粘结剂与聚酯薄膜复合到一起，形成太阳能电池背板。上述步骤(3)中所述的聚醚酰亚胺薄膜可以是市场上购买的产品，也可以通过现有技术由聚醚酰亚胺切片制备而成。本发明提供的太阳能电池背板采用下述方法进行测试拉伸强度和断裂伸长率采用ASTMD-882标准，测试设备为济南兰光机电技术有限公司生产的XLW薄膜拉力机。耐湿热老化性在85°C，85%环境相对温湿度条件下，测试设备采用上海申贤恒温设备有限公司生产的HS4010恒定湿热试验箱。热收缩率采用ASTMD-1204标准，在150°C下，放置30min JHiSISBinder FED鼓风烘箱。误差精度为O. 5°C。剥离强度采用ASTMD-1876标准，所用仪器为苏州高品检测仪器有限公司生产的GP-6017剥离力测试仪。剥离强度越高，层与层之间的粘结力越强。水蒸气透过率采用ASTMF-1249标准。测试设备采购自承德精密试验机有限公司。下述实施例1-4中，耐候层为单向拉伸聚醚酰亚胺薄膜，结构增强层为PET薄膜，粘结层材料为聚醋酸乙烯酯。实施例I :按上述方法制备太阳能背板，其中耐候层的厚度为25 μ m，结构增强层的厚度为150 μ m，粘结层的厚度为5 μ m，所得背板的相关性能见表I。实施例2:按上述方法制备太阳能背板，其中耐候层的厚度为30 μ m，结构增强层的厚度为200μπι，粘结层的厚度为10 μ m，所得背板的相关性能见表I。实施例3 按上述方法制备太阳能背板，其中耐候层的厚度为30 μ m，结构增强层的厚度为250μπι，粘结层的厚度为15 μ m，所得背板的相关性能见表I。实施例4 按上述方法制备太阳能背板，其中耐候层的厚度为30 μ m，结构增强层的厚度为250μπι，粘结层的厚度为20 μ m，所得背板的相关性能见表I。对照组的太阳能电池背板为苏州昌昊光电科技有限公司生产的赛伍KPK，和平湖市华源光伏材料有限公司生产的HY-FTF BBF0表I实施例1-4制备的太阳能电池背板的性能测试数据和对照组太阳能电池背板
的性能测试数据
权利要求1.一种太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板包括耐候层和结构增强层；所述结构增强层两侧均设置有耐候层。
2.一种如权利要求I所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述结构增强层的上、下表面涂布有粘结层，所述耐候层通过粘结层和所述结构增强层复合在一起。
3.—种如权利要求2所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候层的厚度为25-50微米；所述结构增强层的厚度为150-250微米；所述粘结层的厚度为5-30微米。
4.一种如权利要求2所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候层的厚度为25-30微米；所述结构增强层的厚度为150-200微米；所述粘结层的厚度为5-20微米。
5.一种如权利要求2所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候层的厚度为35-50微米；所述结构增强层的厚度为200-250微米；所述粘结层的厚度为5-30微米。
专利摘要本实用新型涉及太阳能光伏电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池背板，为了进一步提高太阳能电池背板的耐候性并延长它的使用年限，本实用新型提供一种太阳能电池背板。本实用新型提供的太阳能电池背板包括耐候层和结构增强层，所述耐候层的材料为聚醚酰亚胺；所述结构增强层两侧均设置有耐候层。该太阳能电池背板结构简单、材料易得、性能优异。
文档编号H01L31/048GK202513176SQ201220110328
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司