专利名称：一种太阳能电池背板复合膜的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池背板复合膜。
背景技术：
地球环境污染和能源短缺问题日趋严重，太阳能电池发电是解决这两个问题的最有效途径之一。太阳能发电是利用硅等半导体的量子效应原理直接把太阳的可见光转变为电能。但是由于其面对恶劣的天气，我们需要一种材料来保护太阳能电池硅片，面对太阳直射的一面我们一般采用玻璃来保护硅片，而反面，我们采用太阳能电池背板来保护。在此要求上，我们要求以下特性首先，太阳能电池背板要有非常优异的耐侯性，能抵抗恶劣的天气；其次，太阳能电池背板要求有非常好的紫外吸收能力，更好的保护用来固定硅片和EVA。另外，太阳能电池背板还必须具有非常低的水蒸汽渗透率，保护硅片因此而受潮短路，同时我们还要求太阳能电池背板的质量非常轻，减轻整个光伏组建的质量。目前，使用含氟薄膜，采用涂布复合工艺生产的太阳能电池背板，由于产品性能较好，已经得到大多数公司的认可，其主要的结构有TPT结构有TPE结构，其中T指杜邦公司的Tadlar膜，成分为PVF(聚氟乙烯)，P指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，E指乙烯-醋酸乙烯树脂(EVA)，因此TPT结构指PVF薄膜/PET薄膜/PVF薄膜结构，TPE结指构指PVF薄膜/PET薄膜/EVA薄膜结构，三层薄膜用合适的粘接剂粘接。TPT结构的背板典型的生产商为欧洲的Isovolta公司，TPE结构的背板为美国的Madico公司的专利产品(见专利申请W02004/091901A2).东洋铝业、奥地利Isovotal和德国Krempel公司采用法国阿克玛公司的PVDF (聚偏氟乙烯)薄膜生产太阳能电池背板，简称KPK背板，即PVDF薄膜/PET薄膜/PVDF薄膜结构。含氟型太阳能电池背板中的氟膜主要由美国杜邦公司的Tadlar膜和PVDF (聚偏氟乙烯)膜，此两类产品的市场份额占了所有背板行业90%。其中杜邦公司的Tadlar膜为美国杜邦公司专利产品，也只有杜邦公司解决了 PVF (聚氟乙烯)材料熔融温度比分解温度高的难点，常用的PVF在国际上被美国杜邦公司所垄断。PVDF材料是氟塑料的一种，熔点为170度，密度为1. 78克/平方厘米，是一种结晶型高聚物，结晶度为68%左右，PVDF的冲击性能，抗张强度，耐磨性和耐蠕变性基本上是常用氟塑料中最好的，耐绝大多数的溶剂。使用温度为-50到150度，比PVF使用范围更广，PVDF耐侯性好，耐辐射，耐臭氧，耐紫外光，介电性能优，介电常数为8-9。PVDF膜与PVF(Tadl ar)膜相比较而言，其耐侯性能要优于PVF，膜表面张力略低于PVF，但是相差不大，PVDF膜表面张力为28，PVF为31。PET是最便宜，但是阻隔性又非常好的材料，国外公司在做背板的时候都采用了 PET这个材料(或者其衔生物，如PBT)，并且，就国内来看，PET是国内薄膜加工最成熟的阻隔性材料。PET属于有机高分子化合物，是由碳、氢、氧三种元素构成。分子结构如下H-
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点本发明复合膜采用PVDF薄膜/PET薄膜/PVDF薄膜结构，其中，PET薄膜为基材，两侧的PVDF薄膜分别为外保护层和内保护层，内保护层和外保护层分别通过粘结层与基材结合，其中，基材与外保护层结合的一面覆有真空镀铝或真空镀硅层，提高了水蒸气阻隔率，这样，提高了整个复合膜的水蒸气阻隔性能。
图1是本发明复合膜的结构示意图。其中，I为内保护层、2为第一粘结层、3为基材、4为真空镀铝或真空镀硅层、5为第二粘结层、6为内保护层。
具体实施例方式为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种太阳能电池背板复合膜，它包括基材3、内保护层I (既耐候层)、外保护层6(既耐候层)、第一粘结层2和第二粘结层5。所述基材3是硅改性的，双向拉伸的国产PET膜，所述基材在与外保护层粘结的一面经过单面真空镀铝或真空镀硅形成有真空镀铝或真空镀硅层4，提高了水蒸气阻隔率，本发明采用真空镀铝。所述基材3是PET双向拉伸薄膜层，具有极低的氧气渗透率，以及优异的电性能，厚度为0. 125 0. 300mm,白色，在本发明实例中，所述PET层厚度为250 y m。所述的第一和第二粘结层均是双组份聚氨酯胶层，该粘接层由双组份高温固化而成，包含含有固化官能团的树脂和固化剂。所述的树脂基体为聚氨酯系，所述的固化官能团为氨基、羧基。所述的固化剂为自异氰酸酯固化剂。所述粘结层厚度为5 15 ym，在本发明实例中，所述粘接层厚度为10 Pm。所述异氰酸酯固化剂一般包含六亚甲基二异氰酸酯(HDI)及其二聚体，三聚体、二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)等。从低毒性和黄变性考虑，本发明优选甲苯二异氰酸酯(TDI)。所述的外保护层6是白色聚偏氟乙烯膜，即PVDF层，主要作用是耐候，阻隔水汽和氧气，抗紫外线能力，与基材真空镀铝或真空镀硅面粘结，厚度为0. 025 0. 050mm的PMMA(909O+PVDF (10%)的混合物，是多层共挤工艺制造的，形成了聚甲基丙烯酸甲酯+聚偏氟乙烯的双层界面，在本发明实例中，所述外保护层厚度为50 ym;首先通过PMMA吸收紫外线，再通过PVDF达到阻隔的目的，这一层作为太阳能电池背板与空气接触层，其要求是非常高的，该层满足以下参数1.极优秀的抗氧化能力；2.极优秀的抗紫外能力；3.极优秀的紫外线吸收能力；4.比较优秀的水蒸汽阻隔率(保护基材)。所述的内保护层是白色的聚偏氟乙烯膜，即PVDF层，直接与基材表面粘结，主要作用是耐候，阻隔水汽和氧气，抗紫外线能力，与第一粘结层具有比较好的黏结力，厚度为
0.025 0. 030mm的PMMA (30%) +PVDF (70%)的混合物，是PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)和PVDF (聚偏氟乙烯)混合后流延工艺制造的，两相共混结构。在本发明实例中，所述内保护层厚度为30 ym，所述内保护层面对太阳光的直射，但不与空气直接接触，对以上条件，所以对该层满足以下参数:1.表面张力比较大，应达到45以上，使之能与EVA轻松粘结，最好与EVA粘结表面具有非极性分子；2.具有极优秀的抗紫外线能力；3.具有极优秀的紫外线吸收能力；4.具有一般的抗氧化能力；5.90以上的白度(光线发射)；6.与EVA黏结层具有比较好的粘结力。作为本发明的一种实例，各层颜色与厚度如下表:
权利要求
1.一种太阳能电池背板复合膜，其特征在于:由以下三层材料复合而成: 外保护层:0.025 0.050mm厚的聚偏氟乙烯膜； 基材:0.125 0.30mm厚的PET膜； 内保护层:0.025 0.030mm厚的聚偏氟乙烯膜； 所述基材的两面分别通过第一粘结层和第二粘结层与内保护层和外保护层结合，所述基材在与外保护层进行粘结的一面覆有真空镀铝或真空镀硅层。
2.如权利要求1所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的外保护层是白色聚偏氟乙烯膜，是多层共挤工艺制造的，形成了聚甲基丙烯酸甲酯+聚偏氟乙烯的双层界面，其中，在聚偏氟乙烯膜中，所述聚甲基丙烯酸甲酯的用量为90%，聚偏氟乙烯为10%。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的外保护层聚偏氟乙烯膜是首先通过甲基丙烯酸甲酯吸收紫外线，再通过聚偏氟乙烯膜阻隔。
4.如权利要求1所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的内保护层是白色的聚偏氟乙烯膜，是甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯混合后流延工艺制造的，两相共混结构，其中，所述聚甲基丙烯酸甲酯的用量为30%，聚偏氟乙烯为70%。
5.如权利要求1所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的基材为双向拉伸的白色PET膜。
6.如权利要求1所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的真空镀铝或真空镀硅层的厚度为0.035 0.040 u m。
7.如权利要求1所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的第一粘接层和第二粘接层是聚氨酯胶层。
8.如权利要求7所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的第一粘接层和第二粘接层均由双组份高温固化而成，包括含有固化官能团的树脂和固化剂，所述的树脂基体为聚氨酯系，所述的固化官能团为氨基或羧基，所述的固化剂为异氰酸酯固化剂。
9.如权利要求8所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的异氰酸酯固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯及其二聚体和三聚体、二苯基亚甲基二异氰酸酯、3-异氰酸酯基亚甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯中的一种。
10.如权利要求7或8或9所述的太阳能电池背板复合膜，其特征在于:所述的第一粘结层和第二粘结层厚度均为5 15 ii m。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能电池背板复合膜，所述的太阳能电池背板复合膜由以下材料复合而成外保护层0.025～0.050mm厚的聚偏氟乙烯膜，基材0.125～0.300mm厚的PET膜，内保护层0.025～0.030mm厚的聚偏氟乙烯膜，所述基材的两面分别通过粘结层与内保护层和外保护层结合，其中，与外保护层进行粘接的基材PET膜表面覆有真空镀铝或真空镀硅层，粘结层是聚氨酯胶层，厚度为3～15μm。本发明结构新颖，材料易得，提高了对水汽、紫外线的阻隔性，与太阳能电池封装材料之间的粘合强度高，并且延长了太阳能背板的使用寿命。
文档编号H01L31/048GK103072349SQ20131003613
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者陈佳琳, 廉珂, 高宏 申请人:西安航天三沃化学有限公司