本发明属于太阳能电池背板材料技术领域，具体地，涉及一种高强度的太阳能电池背板材料及其制备方法。
背景技术
太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。
申请号为2012102564391，名称为“一种太阳能电池背板及制备方法”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板，其特征在于太阳能电池背板为对称结构，中间为聚对苯二甲酸乙二醇酯层40，由中间向外依次为粘结剂层30、氧化硅层20和氟塑料层10。该发明所述太阳能电池背板具有气体透过率和水透过率低的特点，同时具有耐碱性、耐侯性的特点，但强度不够高。
申请号为2013106903110，名称为“一种太阳能电池背板及其制造方法”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板及其制造方法，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有含氟膜；所述含氟膜和基材层之间通过粘合层连接；其中，所述基材层由以下重量份数的组分组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯80-90份，抗紫外添加剂5-15份；所述含氟膜由以下重量份数的组分组成：聚偏氟乙烯70-80份，聚甲基丙烯酸甲酯5-10份，二氧化钛5-10份，氧化铋1-2份。该发明方法制备的太阳能电池背板结构简单合理，阻隔性能优良。该发明的硬度较低。
为了解决上述问题，本发明的目的是研发一种高强度的太阳能电池背板材料及其制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高强度的太阳能电池背板材料及制备方法。
根据本发明提供的一种高强度的太阳能电池背板材料，所述高强度的太阳能电池背板材料由上到下依次为防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层；
所述加强层包括如下重量份数的原料：不饱和聚酯树脂80-100份、低收缩树脂30-50份、增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维180-200份、填充材料150-180份、脱模剂硬脂酸锌6-10份、消泡剂1.1-2.4份、粘结剂1.4-2.7份、偶联剂1.3-2.5份。
本发明的太阳能电池背板材料对结构进行了改进，包括防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层，并着重调整了加强层的成分和配比，因此使得制备得到的太阳能电池背板材料具有优异的强度，另外还具有抗老化、防水的功能。
优选地，所述加强层包括如下重量份数的原料：不饱和聚酯树脂90份、低收缩树脂40份、增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维185份、填充材料160份、脱模剂硬脂酸锌7份、消泡剂1.5份、粘结剂1.7份、偶联剂1.6份。
上述成分和重量配比构成的配方组成的加强层，由于其中添加了增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维、填充材料，使得上述的加强层具有高强度，进而提高了太阳能电池背板材料的强度。
优选地，所述防水层包括如下重量份数的原料：硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂。
所述防水层具有良好的柔韧性、抗开裂性及防水性，可有效阻止外界水的进入，提高了太阳能电池背板材料的防水性。
优选地，所述硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂的质量比为3:4:5:8:2:3:7:0.3。
上述配比的配方组成的防水层防水效果最好。
优选地，所述耐老化层包括如下重量份数的原料：天然橡胶65份、丁腈橡胶30份、氧化锌3份、硬脂酸0.7份、硫磺0.3份、防老剂3份、填料11份。
优选地，所述天然橡胶是从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
天然橡胶具有优异的弹性、塑性、机械强度、耐屈挠性、可提高耐老化层的强度，进而提高耐老化层的强度，
优选地，所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的。
丁腈橡胶的耐油性好、耐磨性高、耐热性好、粘接力强，加入到耐老化层中与天然橡胶配合，赋予耐老化层高的强度、弹性、耐磨性以及耐油性。
优选地，所述填料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须。
选择了沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须作为耐老化层填料，三者相互配合加入到耐老化层中，与其他原料的相容性好，提高了耐老化层拉伸强度和撕裂强度，进而提高了太阳能电池背板材料的拉伸强度和撕裂强度。
优选地，所述填充材料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须和硅藻土。
选择了沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须和硅藻土作为填充材料，四者相互配合加入到加强层中，与其他原料的相容性好，提高了加强层的拉伸强度和撕裂强度，进而提高了太阳能电池背板材料的拉伸强度和撕裂强度。
一种高强度的太阳能电池背板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备防水层：按照重量份数称取原料，混合后加适量水，得混合料；将混合料进行烘烤，冷却后得到半固化料；将半固化料上下各覆一张不锈钢板，对不锈钢板进行压制，压制完成后将不锈钢板进行分离，得到防水层；
步骤二、按照步骤一的方法分别制备耐老化层、加强层、聚合物基层；
步骤三、将上述制备的防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层表面分别涂覆有机涂层，并经烘烤固化，即可。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的一种高强度的太阳能电池背板材料，本发明的太阳能电池背板材料对结构进行了改进，包括防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层，并着重调整了加强层的成分和配比，因此使得制备得到的太阳能电池背板材料具有优异的强度，另外还具有抗老化、防水的功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1，
本实施例提供的一种高强度的太阳能电池背板材料，所述高强度的太阳能电池背板材料由上到下依次为防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层；
所述加强层包括如下重量份数的原料：不饱和聚酯树脂100份、低收缩树脂30份、增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维200份、填充材料150份、脱模剂硬脂酸锌10份、消泡剂1.1份、粘结剂2.7份、偶联剂1.3份。
作为优选方案，所述防水层包括如下重量份数的原料：硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂。
作为优选方案，所述硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂的质量比为3:4:5:8:2:3:7:0.3。
作为优选方案，所述耐老化层包括如下重量份数的原料：天然橡胶65份、丁腈橡胶30份、氧化锌3份、硬脂酸0.7份、硫磺0.3份、防老剂3份、填料11份。
作为优选方案，所述天然橡胶是从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
作为优选方案，所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的。
作为优选方案，所述填料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须。
作为优选方案，所述填充材料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须和硅藻土。
一种高强度的太阳能电池背板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备防水层：按照重量份数称取原料，混合后加适量水，得混合料；将混合料进行烘烤，冷却后得到半固化料；将半固化料上下各覆一张不锈钢板，对不锈钢板进行压制，压制完成后将不锈钢板进行分离，得到防水层；
步骤二、按照步骤一的方法分别制备耐老化层、加强层、聚合物基层；
步骤三、将上述制备的防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层表面分别涂覆有机涂层，并经烘烤固化，即可。
实施例2
本实施例提供的一种高强度的太阳能电池背板材料，所述高强度的太阳能电池背板材料由上到下依次为防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层；
所述加强层包括如下重量份数的原料：不饱和聚酯树脂80份、低收缩树脂50份、增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维180份、填充材料180份、脱模剂硬脂酸锌6份、消泡剂2.4份、粘结剂1.4份、偶联剂2.5份。
作为优选方案，所述防水层包括如下重量份数的原料：硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂。
作为优选方案，所述硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂的质量比为3:4:5:8:2:3:7:0.3。
作为优选方案，所述耐老化层包括如下重量份数的原料：天然橡胶65份、丁腈橡胶30份、氧化锌3份、硬脂酸0.7份、硫磺0.3份、防老剂3份、填料11份。
作为优选方案，所述天然橡胶是从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
作为优选方案，所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的。
作为优选方案，所述填料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须。
作为优选方案，所述填充材料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须和硅藻土。
一种高强度的太阳能电池背板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备防水层：按照重量份数称取原料，混合后加适量水，得混合料；将混合料进行烘烤，冷却后得到半固化料；将半固化料上下各覆一张不锈钢板，对不锈钢板进行压制，压制完成后将不锈钢板进行分离，得到防水层；
步骤二、按照步骤一的方法分别制备耐老化层、加强层、聚合物基层；
步骤三、将上述制备的防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层表面分别涂覆有机涂层，并经烘烤固化，即可。
实施例3
本实施例提供的一种高强度的太阳能电池背板材料，所述高强度的太阳能电池背板材料由上到下依次为防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层；
所述加强层包括如下重量份数的原料：不饱和聚酯树脂90份、低收缩树脂40份、增强纤维玻璃纤维玄武岩纤维185份、填充材料160份、脱模剂硬脂酸锌7份、消泡剂1.5份、粘结剂1.7份、偶联剂1.6份。
作为优选方案，所述防水层包括如下重量份数的原料：硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂。
作为优选方案，所述硅丙乳液、防腐剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、水、纤维素醚、阻燃剂的质量比为3:4:5:8:2:3:7:0.3。
作为优选方案，所述耐老化层包括如下重量份数的原料：天然橡胶65份、丁腈橡胶30份、氧化锌3份、硬脂酸0.7份、硫磺0.3份、防老剂3份、填料11份。
作为优选方案，所述天然橡胶是从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
作为优选方案，所述丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的。
作为优选方案，所述填料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须。
作为优选方案，所述填充材料成分包括沉淀法白炭黑、纳米碳酸钙、硫酸钙晶须和硅藻土。
一种高强度的太阳能电池背板材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备防水层：按照重量份数称取原料，混合后加适量水，得混合料；将混合料进行烘烤，冷却后得到半固化料；将半固化料上下各覆一张不锈钢板，对不锈钢板进行压制，压制完成后将不锈钢板进行分离，得到防水层；
步骤二、按照步骤一的方法分别制备耐老化层、加强层、聚合物基层；
步骤三、将上述制备的防水层、耐老化层、加强层、聚合物基层表面分别涂覆有机涂层，并经烘烤固化，即可。
性能测试：
将实施例1-3和申请号为2012102564391的制备方法制备一种太阳能电池背板材料，进行性能测试，测试结果如表所示
上述数据显示，冲击强度（mpa）由大到小的排序为实施例3、实施例2、实施例1，说明本发明制备的太阳能电池背板材料强度高，其中最高的是实施例3，达到78.5mpa。
上述数据显示，断裂伸长率（%）由大到小的排序为实施例3、实施例1、实施例2，说明本发明制备的太阳能电池背板材料断裂伸长率（%）均优于对比例的断裂伸长率（%），其中最高的是实施例3，达到376.5%。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。