一种高阻隔太阳能电池背板的制作方法

本实用新型属于太阳能电池领域，具体涉及一种高阻隔太阳能电池背板。

背景技术：

太阳能发电是利用硅等半导体的光生伏打效应原理直接把太阳的可见光转变为电能。但是由于其面对变化的天气以及多变的环境，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，则采用太阳能电池背板来保护。在此基础上，要求太阳能电池背板具有以下特性：

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。

而现有客户对背板水汽透过率的要求越来越高；现行降低背板水汽透过率的方法主要有以下几种：采用铝箔复合技术，此种背板水汽透过率最低，但由于现行结构此种背板存在绝缘性能差，使用过程易出现湿漏电的风险；采用提高中间层PET厚度以降低水汽透过率，此种方案降低水汽效果较差且成本较贵；采用复合溅镀膜技术，此种背板水汽阻隔效果介于上述两者之间，但老化后溅镀层存在易脱落，水汽阻隔效果降低等不良。

中国专利CN206340561中综合上述方法，涉及一种高阻水含铝箔太阳能组件背板，它包括依次层叠设置的耐候薄膜层、第一胶黏层、第一基材层、第二胶黏层、铝箔层、第三胶黏层、第二基材层和耐候涂层，所述耐候薄膜层为聚氟乙烯层、聚偏氟乙烯层、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物或PET层。虽然在一定程度可以满足阻水等要求，但背板结构及工艺过程相当复杂，不利于生产、且成本较高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种综合性能优异的新型高阻隔太阳能电池背板。

为解决以上技术问题，本实用新型采取的一种技术方案如下：

一种高阻隔太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的耐候保护层、基材层、耐候粘结层，所述耐候保护层、所述基材层、所述耐候粘结层三者的厚度之比为0.01～0.20︰1︰0.01～0.20，所述太阳能电池背板还包括设置在所述基材层和所述耐候保护层之间的至少一层氧化铝层。

根据本实用新型的一些优选方面，所述耐候保护层包括耐候膜层、设置在所述耐候膜层与所述氧化铝层之间的耐候胶层。

优选地，所述耐候膜层的厚度与所述耐候胶层的厚度之比为4～20︰1。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述耐候膜层的厚度为10～50微米。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述的耐候胶层的厚度为2～15微米。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述耐候膜层的材料为聚氟乙烯层、聚偏氟乙烯层、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、改性聚对苯二甲酸乙二酯层、聚萘二甲酸乙二酯层、聚对苯二甲酸丁二酯层、聚己酰二己二胺层、聚己内酰胺层或聚碳酸酯层，所述耐候胶层的材料为聚氨酯胶黏剂、丙烯酸胶黏剂、聚酯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述耐候粘结层的厚度为2～30微米。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述基材层的厚度为200～400微米。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述氧化铝层的厚度为8～500纳米，所述氧化铝层为通过将铝和氧的反应物真空镀在基材上形成的镀氧化铝层。此方法为常规方法，可根据实际情况选择具体的真空条件以及温度条件进行。

在本实用新型的一些具体且优选地实施方式中，所述基材层的材料为改性聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚己酰二己二胺、聚己内酰胺或聚碳酸酯。

根据上述方案的一个优选实施方式，所述太阳能电池背板由依次层叠的所述耐候膜层、所述耐候胶层、所述氧化铝层、所述基材层和所述耐候粘结层构成。

由于以上技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的太阳能电池背板，利用氧化铝相比于铝更加致密，对水汽、氧气等的阻隔性也更佳，尤其以真空镀氧化铝层可以有效阻水阻氧，且铝材的消耗及成本相比现有技术而言更低，同时兼具氧化铝常温下不导电，没有湿漏电风险；而且本实用新型通过将铝和氧反应的产物即氧化铝直接镀在基材层上，以真空镀的连接方式使得形成的氧化铝层更致密，可高效阻水阻氧，同时通过控制各层材料的厚度比再结合耐候胶层与耐候膜层对氧化铝层以及基材层的保护，使得整体背板的耐候性、阻隔性、抗老化性、附着性等效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的高阻隔太阳能电池背板的一个实施方式的整体结构示意图；

其中，1’、耐候粘结层；2’、基材层；3’、氧化铝层；a、耐候保护层；

图2为本实用新型的高阻隔太阳能电池背板的另一个实施方式的整体结构示意图；

其中，1、耐候粘结层；2、基材层；3、氧化铝层；4、耐候胶层；5、耐候膜层。

具体实施方式

本实用新型提供了一种高阻隔太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的耐候保护层a、基材层2,2’、耐候粘结层1,1’，所述耐候保护层a、基材层2,2’、耐候粘结层1,1’三者的厚度之比为0.01～0.20︰1︰0.01～0.20，所述太阳能电池背板还包括设置在所述基材层2,2’和所述耐候保护层a之间的至少一层氧化铝层3,3’。通过控制各层间的厚度比再结合耐候层与氧化铝层3,3’，可使得整体背板具有优异的耐候性以及高阻隔性、抗老化性等效果。

优选地，耐候保护层a可直接通过将耐候保护涂料涂覆在氧化铝层3,3’上固化得到(现有技术中的常规耐候保护涂料即可)。

优选地，如图2所示，所述耐候保护层a还可以为：其包括耐候膜层5、设置在所述耐候膜层5与所述氧化铝层3之间的耐候胶层4。进一步优选地，所述耐候膜层5的厚度与所述耐候胶层4的厚度之比为4～20︰1。其中，所述耐候膜层5的厚度为10～50微米。所述的耐候胶层4的厚度为2～15微米。优选地，控制所述耐候膜层5和所述的耐候胶层4的总厚度为15～45微米。更优选地，控制所述耐候膜层5和所述的耐候胶层4的总厚度为15～40微米。进一步优选地，控制所述耐候膜层5和所述的耐候胶层4的总厚度为20～35微米。所述耐候膜层5的材料为聚氟乙烯层、聚偏氟乙烯层、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、改性聚对苯二甲酸乙二酯层、聚萘二甲酸乙二酯层、聚对苯二甲酸丁二酯层、聚己酰二己二胺层、聚己内酰胺层或聚碳酸酯层。所述耐候胶层4的材料为聚氨酯胶黏剂、丙烯酸胶黏剂、聚酯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂。

所述耐候粘结层1,1’的厚度为2～30微米。优选地，所述耐候粘结层1,1’的厚度为5～30微米。所述基材层2,2’的厚度为200～400微米。优选地，所述基材层2,2’的厚度为200～350微米。所述基材层2,2’的材料为改性聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚己酰二己二胺、聚己内酰胺或聚碳酸酯。

所述氧化铝层3,3’的厚度为8～500纳米。优选地，所述氧化铝层3,3’为通过将铝和氧的反应物真空镀在基材上形成的镀氧化铝层，此方法为常规方法，可根据实际情况选择具体的真空条件以及温度条件进行。更优选地，所述氧化铝层3,3’的厚度为8～500纳米。进一步优选地，所述氧化铝层3,3’的厚度为8～300纳米。更进一步优选地，所述氧化铝层3,3’的厚度为8～100纳米。在本实用新型的一些具体且优选的实施方式中，所述氧化铝层3,3’的厚度为8～20纳米。

在本实用新型的其他的一些实施方式中，还可以将氧化铝层3,3’设置为双层，即在所述基材层3,3’相对的两面均真空镀或者复合一层氧化铝层3,3’。

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本实用新型的基本原理、主要特征和优点，而本实用新型不受以下实施例的范围限制。下述实施例中的涂料均选自现有技术中本领域的常规涂料。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种高阻隔太阳能电池背板，包括依次层叠设置的耐候保护层a、氧化铝层3’、基材层2’、耐候粘结层1’，具体为：耐候保护层a的厚度为20微米，其可直接通过将现有技术中常规的耐候保护涂料涂覆在氧化铝层3’上固化得到；基材层2’的材料为PET，其厚度为300微米；耐候粘结层1’的厚度为10微米，它可以由现有技术中常规的耐候粘结涂料涂覆在基材层2’上经热固化而成；氧化铝层3’的厚度为10纳米，它是在1400℃下铝条和高纯氧的反应物真空镀在基材上形成。

实施例2

如图1所示，本实施例提供了一种高阻隔太阳能电池背板，包括依次层叠设置的耐候保护层a、氧化铝层3’、基材层2’、耐候粘结层1’，具体为：耐候保护层a的厚度为30微米，基材层2’的材料为聚己内酰胺，其厚度为250微米，耐候粘结层1’的厚度为15微米，氧化铝层3’的厚度为8纳米，其余同实施例1。

实施例3

如图2所示，本实施例提供了一种高阻隔太阳能电池背板，包括依次层叠设置的耐候膜层5、耐候胶层4、氧化铝层3、基材层2、耐候粘结层1，其中，基材层2的材料为苯二甲酸乙二酯，其厚度为350微米；耐候粘结层1的厚度为5微米，它由耐候粘结涂料涂覆在基材层2上经热固化而成；氧化铝层3厚度在9纳米，它是在1400℃下铝条和高纯氧的反应物真空镀在基材上形成；耐候胶层4的厚度为4微米，耐候膜层5的厚度为21微米，耐候胶层4可通过常规方法将环氧树脂胶黏剂涂覆在氧化铝层3上形成，耐候膜层5可通过常规方法与耐候胶层4复合。

实施例4

如图2所示，本实施例提供了一种高阻隔太阳能电池背板，包括依次层叠设置的耐候膜层5、耐候胶层4、氧化铝层3、基材层2、耐候粘结层1，其中，基材层2的材料为PET，其厚度为200微米；耐候粘结层1厚度为30微米；氧化铝层3厚度在15纳米，耐候胶层4的厚度为3微米，耐候膜层5的厚度为27微米，其余同实施例3。

实施例5

如图2所示，本实施例提供了一种高阻隔太阳能电池背板，包括依次层叠设置的耐候膜层5、耐候胶层4、氧化铝层3、基材层2、耐候粘结层1，其中，基材层2的材料为PET，其厚度为250微米；耐候粘结层1厚度为20微米；氧化铝层3厚度在12纳米，耐候胶层4的厚度为5微米，耐候膜层5的厚度为20微米，其余同实施例3。

将实施例1至实施例5中高阻隔太阳能电池背板进行基本性能测试，其标准或方法如下：1.与EVA剥离强度(GB/T2790)；2.水汽透过率(ASTMF-1249)；3.耐双85老化(GB/T2423.3)。将上述测试结果列于表1。

表1、实施例1至实施例5中高阻隔太阳能电池背板基本性能测试结果

从上述测试结果看，实施例1至实施例5中的高阻隔太阳能电池背板与EVA有着较好的粘结力、优异的耐候性、非常高的水汽阻隔性，能够满足太阳能电池背板的应用要求。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。