一种高阻水高反射太阳能电池背板及包含其的太阳能电池组件的制作方法

文档序号：17196408发布日期：2019-03-27 09:32阅读：163来源：国知局

本发明属于太阳能电池领域，涉及一种太阳能电池背板，具体涉及一种高阻水高反射太阳能电池背板及包含其的太阳能电池组件。

背景技术：

目前，常规使用的太阳能电池组件的结构如图1所示，按照受光面(表面)保护材(表面保护材，亦即外侧保护层1)/(表面)封装材(第一封装层2)/光起电子元件(电池组3)/(内侧)封装材(第二封装层4)/表面保护材(内侧保护层5，亦即背板)这样的顺序层叠而成。其中，表面保护材需要具有电气绝缘性、机械性能(强度、拉伸)、耐热性(尺寸稳定性、热老化性)、放热性、耐候性(耐紫外，耐水分解性)、光反射性、紫外阻隔性、阻水性、对封装材的接着性、阻燃性等。

然而，现状是对太阳能电池组件的要求更加多样化，同时需要提高太阳能电池的寿命和光电效率，并且降低成本，因此有必要对其进行改进。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高阻水高反射太阳能电池背板。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高阻水高反射太阳能电池背板，它至少包含有一层树脂薄膜层，所述树脂薄膜层包含选自聚烯烃、环状烯烃聚合物和聚苯醚中的至少一种聚合物基体以及选自热塑性聚烯烃弹性体和热塑性聚苯乙烯弹性体中的至少一种热塑性弹性体，所述聚合物基体的质量含量为1～99％，所述热塑性弹性体的质量含量为0.5～80％；所述树脂薄膜层还包含质量含量为0～90％的无机填料。

优化地，所述树脂薄膜层还包含质量含量为0.5～20％的第一助剂，所述第一助剂为含有羟基、烷氧基、羧基、磺酸基、磷酸基和环氧基中至少一种官能团的低分子化合物、低聚物以及聚合物中的至少一种。

优化地，所述树脂薄膜层由阻水层和形成在所述阻水层任一表面上的耐候层组成。

进一步地，它包括第二薄膜层、形成在所述第二薄膜层上表面的中间层以及形成在所述中间层上表面的第一薄膜层，所述第一薄膜层为所述树脂薄膜层。

进一步地，所述第一薄膜层通过第一粘接层形成在所述中间层的上表面，所述第二薄膜层通过第二粘接层形成在所述中间层的下表面。

进一步地，所述耐候层包含质量含量为1～99％的聚烯烃和质量含量为0.5～80％的热塑性聚烯烃弹性体，它还包括质量含量为0～90％的无机填料，其厚度为20～200μm。

进一步地，所述阻水层包含质量含量为1～99％的聚烯烃和质量含量为0.5～30％的热塑性聚烯烃弹性体；或者包含质量含量为1～99％的环状烯烃聚合物和质量含量为0.5～30％的热塑性苯乙烯弹性体；或者包含质量含量为1～99％的聚苯醚以及质量含量为0.5～30％的热塑性聚烯烃弹性体或热塑性苯乙烯弹性体；它还包括质量含量为0～90％的无机填料。

进一步地，所述树脂薄膜层的厚度为40～350μm，其通过将所述阻水层和所述耐候层共挤形成。

进一步地，所述环状烯烃聚合物为包含环状烯烃单元的均质聚合物或共聚聚合物。

优化地，所述聚苯醚为选自聚(2,6-二甲酯-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二乙酯-1,4-亚苯基醚)和聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基醚)中的一种或多种，或者其与聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺中的一种或多种组合的聚合物合金。

优化地，所述热塑性聚烯烃系弹性体是乙烯或丙烯与碳原子数在4个以上的α－烯烃的共聚物。

优化地，所述热塑性聚乙烯系弹性体为选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或多种。

本发明的又一目的在于提供一种太阳能电池组件，它包括由上向下依次层叠设置的外侧保护层、第一封装层、电池组、第二封装层以及上述的高阻水高反射太阳能电池背板。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明高阻水高反射太阳能电池背板，通过采用特定的材料形成的树脂薄膜层，该树脂薄膜层可通过熔融挤出法形成，其能够满足太阳电池组件的里层保护材的各种要求特性，能提高阻水性、耐热性、光反射性、放热性，以及能降低材料和制造加工双重成本，并且适用积层化、聚合物合金以及无机填充剂的分散等技术。

附图说明

图1为本发明太阳能电池组件的结构示意图；

图2为本发明高阻水高反射太阳能电池背板的结构示意图；

图3为本发明高阻水高反射太阳能电池背板中第一薄膜层的结构示意图。

具体实施方式

本发明高阻水高反射太阳能电池背板，它至少包含有一层树脂薄膜层，所述树脂薄膜层包含选自聚烯烃、环状烯烃聚合物和聚苯醚中的至少一种聚合物基体以及选自热塑性聚烯烃弹性体和热塑性聚苯乙烯弹性体中的至少一种热塑性弹性体，所述聚合物基体的质量含量为1～99％，所述热塑性弹性体的质量含量为0.5～80％；所述树脂薄膜层还包含质量含量为0～90％的无机填料。通过采用特定的材料形成的树脂薄膜层，该树脂薄膜层可通过熔融挤出法形成，其能够满足太阳电池组件的里层保护材的各种要求特性，能提高阻水性、耐热性、光反射性、放热性，以及能降低材料和制造加工双重成本，并且适用积层化、聚合物合金以及无机填充剂的分散等技术。

在不损害本专利效果的范围内，除上述聚合物以外，树脂薄膜层中还可以包含乙烯系聚合物(如低密度聚乙烯等)、丙烯酸系聚合物、乙烯基系聚合物、酯系聚合物、胺系聚合物、碳酸酯系聚合物、聚氨酯系聚合物等。所述树脂薄膜层还优选包含质量含量为0.5～20％的第一助剂，所述第一助剂可以为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂含有羟基、烷氧基、羧基、磺酸基、磷酸基和环氧基中至少一种官能团的低分子化合物、低聚物以及聚合物中的至少一种；或者是环氧开环聚合物(如苯氧基树脂)、含有(甲基)丙烯酸单元的丙烯酸类聚合物、含有(甲基)丙烯酸单元的聚烯烃系聚合物、马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸的接枝聚合物(即马来酸酐接枝聚烯烃和甲基丙烯酸接枝聚烯烃)、聚烯烃的缩水甘油酯甲基丙烯酸的接枝聚合物(即甲基丙烯酸脱水甘油酯接枝聚烯烃)、含有乙烯-磺胺酸酮(或其盐)单元或/和乙烯-磷酸(或其盐)单元的聚烯烃聚合物、丙烯酸聚合物或乙烯聚合物，这样能改善树脂薄膜层和其他膜的接着性，改善其中无机填料的分散性，或者是改善和其它树脂的相容性。

所述树脂薄膜层由阻水层和形成在所述阻水层任一表面上的耐候层组成，进一步提高阻水性、耐热性、光反射性、放热性等。高阻水高反射太阳能电池背板包括第二薄膜层、形成在第二薄膜层上表面的中间层以及形成在中间层上表面的第一薄膜层，所述第一薄膜层为所述树脂薄膜层。第一薄膜层通过第一粘接层形成在中间层的上表面，第二薄膜层通过第二粘接层形成在中间层的下表面，确保第一薄膜层能够与太阳能电池的其它结构进行粘结。

所述树脂薄膜层能够通过挤出法、铸造(cast)法和Inflation(吹塑)法等方法、使用现有设备进行生产；优选使用挤出法，能够用于进行多层结构的制作。所述树脂薄膜层的厚度为40～350μm，其通过将所述阻水层和所述耐候层共挤形成，以简化制作工艺。所述耐候层优选包含质量含量为1～99％的聚烯烃和质量含量为0.5～80％的热塑性聚烯烃弹性体，它还包括质量含量为0～90％的无机填料，其厚度为20～200μm；所述阻水层优选包含质量含量为1～99％的聚丙烯和质量含量为0.5～30％的热塑性聚烯烃弹性体；或者包含质量含量为1～99％的环状烯烃聚合物和质量含量为0.5～30％的热塑性苯乙烯弹性体；或者包含质量含量为1～99％的聚苯醚以及质量含量为0.5～30％的热塑性聚烯烃弹性体或热塑性苯乙烯弹性体；它还包括质量含量为0～90％的无机填料；已进步优化太阳能电池背板的性能。

所述聚丙烯包含95％(摩尔百分比)的丙烯成分，优选等规聚丙烯，如Sun Allomer公司的产品、PRIME POLYMER公司的Prime PP、日本pochem公司的NOVATEC-PP(EA6A、FY6C)等在市场上销售的产品。所述环状烯烃聚合物(COC)为包含环状烯烃单元的均质聚合物或共聚聚合物，优选乙烯和降冰片烯共聚物，降冰片烯单元的摩尔含量为30～90％，如三井化学的APEL系列(APL6013T、APL6015T等)、polyplastics公司的TOPAS系列(6013、6015、6017等)、Japan Zeon公司的ZEONOR和ZEONEX等。聚苯醚为选自聚(2,6-二甲酯-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二乙酯-1,4-亚苯基醚)和聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基醚)中的一种或多种，或者其与聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺中的一种或多种组合的聚合物合金，如GE公司的Noryl、asahi-kasei公司的Zylon、Mitsubishi Engineering-Plastics公司的Yupiace等。热塑性聚烯烃弹性体(TPE、POE等的简称)主要是乙烯或者是丙烯与碳数个数在4个以上的α-烯烃的共聚物，如聚(乙烯-丁烯)共聚物、聚(乙烯-n-己烯)共聚物、聚(乙烯-n-辛烯)共聚物，具体产品为DOW公司的Engage、三井化学公司的Milastomer、住友化学公司的Espolex或TAF等市售的；另外，二烯类单体含量较少的聚(乙烯-丙烯-丁二烯)、EPDM、聚(异丁醇-异戊二烯)、丁基橡胶IIR等也包含在本专利的热塑性聚乙烯系弹性体(即热塑性聚乙烯弹性体)的范围内)。热塑性苯乙烯弹性体是苯乙烯-烯烃共聚物，可以使用asahi-kasei公司的氢化苯乙烯热可塑性弹性体(SEBS)。

本专利中使用的无机填料，为了改善太阳能电池组件的各要求特性而发挥效果。例如，对阻隔紫外线有效的二氧化钛、氧化锌、氧化铁等；对光反射性有效的二氧化钛、氧化锌、碳素钙等；对放热性有效果的氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化铍、氧化硅等；对水透和透气性有效的是云母、滑石粉、蒙脱石的粘土系，铝碳酸镁等的层状或者是板状填料；能够改善机械性和耐热性的有氧化硅，氧化铝等。对阻燃性有效的有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸氢盐(硼酸氢钠等)、碳酸锌、铝碳酸镁、氧化二梯等，脱湿剂有氧化钙、氧化镁、氧化硅等，具体根据需要选择。无机填料的粒径大小、形状、分散性的不同，机能效果也会改变，其粒径大小优选10nm～50μm，进一步优选为10nm～20μm；形状优选球状、针状、纤维状、板状、层状等，可以选择不同粒径大小和形状的无机填料混合使用。

本专利中树脂薄膜层中还可以包含除第一助剂之外的其它助剂，如紫外线吸收剂、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂、防火剂、防静电剂、可塑剂、交联剂、颜料、着色剂等；紫外吸收剂可以使用选自二苯甲酮系、苯并三唑系列、水杨酸盐系列、丙烯腈系、受阻胺系中的一种或多种；抗氧化剂可以使用选自苯酚系、胺系、硫磺系、磷酸系中的一种或多种。阻燃剂优选使用磷系阻燃剂和三嗪系阻燃剂，以保护环境，磷系阻燃剂可以用三苯基磷酸盐、芳香族缩合磷酸盐酯、聚磷酸盐类、红磷等，三嗪系阻燃剂以用三聚氰胺氰尿酸盐(melamine cyanurate)，或者是像之前所述那样，同时使用无机系阻燃剂。

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1

如图2所示的高阻水高反射太阳能电池背板5(即太阳能电池内侧保护层5)，包括与封装材接着的第一薄膜层51、同大气接触的第二薄膜层52以及形成在它们之间的中间层53，第一薄膜层51、第二薄膜层52采用胶黏剂形成在中间层53的两表面上，这样的话胶黏剂在第一薄膜层51和中间层53之间、第二薄膜层52和中间层53之间分别形成第一粘接层54、第二粘接层55；其中，第二薄膜层52为含氟薄膜层(PVDF)，厚度为20μm；中间层53为PET层，厚度为188μm；第一粘接层54和第二粘接层55均为聚酯粘结剂层，厚度为13μm。

第一薄膜层51由阻水层512(A2)和形成在阻水层512上表面的耐候层511(A1)组成，耐候层511的厚度为50μm，其具体配方为：65wt％POE、16wt％LDPE(低密度聚乙烯)、10wt％PP(聚丙烯)、9wt％TiO2；阻水层512的厚度为150μm，其具体配方为：85wt％PP、12wt％POE、3wt％TiO2。

实施例2