太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能电池用复合背板和包含它的太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002] 随着煤炭，石油，天然气等这些不可再生资源的大量消耗，全世界不得不把目光投 向了可再生能源这些领域，如太阳能，风能，潮汐能等。而人类对于太阳能利用方式目前有 三种：一，光热转变（太阳能热水器）；二，光电转变（光伏电池）；三，光化学转变（尚在实 验室阶段）。
[0003]对于太阳能电池的生产，通常需要将各种组件材料如电池片，封装胶膜，铝框，复 合膜（通常称为复合背板）等组合在一起并且将复合背板与封装EVA膜热压贴合来实现电 气，水蒸汽阻隔及其他耐候性的要求。市面上常用的复合背板按外层材料，大体可分为含 氟材料及不含氟材料，含氟材料的复合背板的实例包括杜邦Tedlar的PVF含氟复合背板， 阿科玛Kynar的PVDF含氟复合背板，霍尼韦尔ECTFE含氟复合背板材料，圣戈班ETFE的 含氟复合背板材料，和3MDyneonTHV含氟复合背板材料等等。而不含氟的材料，如康维 明PPE，IS0V0LTAIC(APA，3A)，多层共挤出聚烯烃复合背板，由于对环境更加友好，且成本低 廉，越来越受到了组件厂家的欢迎。然而，现有的复合背板（含氟与不含氟）仍然存在诸如 以下问题：抗紫外性能差（特别是不含氟复合背板）易黄变，水蒸汽透过率高，反光性能弱 (〈85%)而导致功率输出低，共挤出聚烯烃复合背板易收缩褶皱，不易操作。还有一些背板 具有在湿热老化后外层易开裂粉化，胶黏剂需要长时间固化，生产周期长，成本高等缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种同时具有优异的水蒸汽阻隔性、和层间剥离强度的复合 型背板，以及包括根据本发明的复合背板的太阳能电池组件。
[0005]根据本发明，提供以下技术方案：
[0006] 1. -种太阳能电池用复合背板，其按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间层、 第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气强 度大于55V/ym的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材料， 且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，其中所述复合背板具有低于 2. 0g/m2d的水蒸汽渗透率。
[0007] 2.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之 比处于3 : 1至1 : 12的范围内，所述中间层与所述内层的厚度之比处于12 : 1至1 : 5 的范围内，且所述复合背板的总厚度大于250ym。
[0008] 3.根据项2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之 比处于2 : 1至1 : 8的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于8 : 1至1 : 3 的范围内。
[0009] 4.根据项2所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层与所述中间层的厚度之 比处于1 : 2至1 : 6的范围内，且所述中间层与所述内层的厚度之比处于4 : 1至1 : 2 的范围内。
[0010] 5.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料包含聚丙 烯、无机填料、抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂。
[0011] 6.根据项5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚丙烯基复合材料还包含除 聚丙烯之外的其他烯烃聚合物。
[0012] 7.根据项6所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包含聚乙烯 和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。
[0013] 8.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料包含聚乙 烯、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
[0014] 9.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基 复合材料包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、无机填料、抗紫外线添加剂和抗氧化剂。
[0015] 10.根据项8所述的太阳能电池用复合背板，其中所述聚乙烯基复合材料还包含 除聚乙烯之外的其他烯烃聚合物。
[0016] 11.根据项9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基 复合材料还包含除乙烯-醋酸乙烯酯共聚物之外的其他烯烃聚合物。
[0017] 12.根据项10或11所述的太阳能电池用复合背板，其中所述其他烯烃聚合物包括 丙烯共聚物。
[0018] 13.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述具有工频电气强度大于 55V/iim的聚合物包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二 甲酸丁二醇酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
[0019] 14.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述中间层的厚度为25微米到 300微米。
[0020] 15.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层的厚度为25微米到 250微米。
[0021] 16.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述内层的厚度为25微米到 150微米。
[0022] 17.根据项5所述的太阳能电池用复合背板，其中所述增韧剂包含马来酸酐接枝 的聚丙烯、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯_醋酸乙烯酯和聚烯烃弹性体P0E中的一种或多 种。
[0023] 18.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述无机填料包含碳酸钙、 二氧化钛、蒙脱土、高岭土、硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
[0024] 19.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗紫外线添加剂包含水 杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种。
[0025] 20.根据项8或9所述的太阳能电池用复合背板，其中所述抗氧化剂为芳香胺类、 受阻酚类和亚磷酸酯类中的一种或多种。
[0026] 21.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层和/或第二粘 合剂层具有1~10微米的厚度。
[0027] 22.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第一粘合剂层中所含的粘 合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂和改性聚烯烃类粘合剂中的一 种或多种。
[0028] 23.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述第二粘合剂层中所含的粘 合剂包含聚氨酯类粘合剂、环氧类粘合剂、丙烯酸类粘合剂、改性聚烯烃类粘合剂、钛酸酯 类粘合剂和硅烷类粘合剂中的一种或多种。
[0029] 24.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述外层具有160°C以上的熔点 和低于l〇g/m2d的水蒸汽渗透率。
[0030] 25.根据项1所述的太阳能电池用复合背板，其中所述太阳能电池用复合背板在 420nm-640nm的波长范围内具有至少90%的光反射率。
[0031] 26. -种太阳能电池组件，其包括根据项1至25中任一项所述的太阳能电池用复 合背板。
[0032] 有益效果
[0033] 根据本发明的复合背板同时具有优异的水蒸汽阻隔性、和层间剥离强度。此外，根 据本发明的复合背板还可以具有优异的光反射率并且太阳能电池组件具有高的输出功率。 此外，根据本发明的复合背板还可以具有抗紫外线功能，并且无需额外的固化时间，从而可 极大地缩短复合背板的生产周期，成本低廉。
【附图说明】
[0034]图1是根据本发明的复合背板的结构示意图。
[0035] 图2是包括根据本发明的复合背板的太阳能电池组件的结构示意图。
[0036] 图3显示了本发明的复合背板（实施例3)在200nm~llOOnm波长范围内的光反 射率。
[0037] 图4显示了本发明的复合背板（实施例3)的外层在紫外线照射下的YI，b值变 化。
[0038] 图5显示了本发明的复合背板（实施例3)的内层在紫外线照射下的YI，b值变 化。
[0039] 图6显示了本发明的复合背板（实施例3)的水蒸汽透过率。
【具体实施方式】
[0040] 根据本发明的太阳能电池用复合背板按以下顺序包括外层、第一粘合剂层、中间 层、第二粘合剂层和内层，其中所述外层包含聚丙烯基复合材料，所述中间层具有工频电气 强度大于55V/i!m的聚合物，所述内层包含聚乙烯基或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物基复合材 料，且与用于太阳能电池的封装EVA的层间剥离强度大于40N/cm，其中所述复合背板具有 低于2.Og/m2天的水蒸汽渗透率。优选地,该复合背板在420nm-640nm的波长范围内具有 至少90 %的光反射率。
[0041] 图1是根据本发明的复合背板的结构示意图。如图1所示，根据本发明的太阳能 电池用复合背板包括外层la、中间层2a和内层3a以及设置在外层la与中间层2a之间的 第一粘合剂层4a和设置在中间层2a与内层3a之间的第二粘合剂层5a。
[0042] 下面详细描述本发明的太阳能电池用复合背板的每一层。
[0043] 外层
[0044] 根据本发明，外层是包含聚丙烯基复合材料的层。优选地，外层具有160°C以上的 熔点和低于l〇g/m2天的水蒸汽渗透率。所述聚丙烯基复合材料可以包含聚丙烯、无机填料、 抗紫外线添加剂、增韧剂和抗氧化剂。
[0045] 所述无机填料包含碳酸钙，二氧化钛，优选金红石型二氧化钛，例如杜邦R105,蒙 脱土，高岭土,硫酸钡和水滑石中的一种或多种。
[0046] 所述抗紫外线添加剂可以为有机紫外线吸收剂或稳定剂。有机紫外线吸收剂或稳 定剂包