太阳能电池复合背板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池复合背板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]太阳能光伏组件主要由玻璃盖板、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、电池片、背板、接线盒和边框等组成。由于背板对电池片起支撑和保护作用，且背板作为直接与外界自然环境大面积接触的封装材料，其性能直接决定了光伏组件的发电效率和使用寿命，背板必须具备优异的绝缘性、水汽阻隔性和耐候性等，因此背板性能对太阳能光伏组件的影响十分重要。背板对电池使用寿命，输出功率，安全可靠性起到关键作用。性能较差的太阳能电池背板在普通气候环境下使用8?10年、在特殊环境(高原、海岛、湿地等环境)下使用5?8年，即出现脱层、龟裂、起泡、变黄等不良现象，从而造成电池模块脱落、电池片滑移、电池有效输出功率降低等情况，甚至出现电打弧现象，引起电池组件燃烧并促发火灾，造成人员损害和财产损失。
[0003]现有的背板主要是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基板，在其单面或双面复合或涂覆具有功能性的氟材料，从而使背板具有良好阻隔、耐候及绝缘性能，因此，基板外面的含氟材料的性能就显得尤为关键。
[0004]中国专利201110188877.4公开了一种太阳能电池背板，包括阻气层、耐加工层和若干外覆层，且至少有一层外覆层是由聚酰亚胺与铁氟龙制成的复合膜，所述复合膜可以是由聚酰亚胺膜和铁氟龙膜相贴合所构成，也可以是聚酰亚胺与铁氟龙的共挤出膜，阻气层能够有效阻隔水气，耐加工层适于贴合加工或提供缓冲效果，聚酰亚胺树脂具有耐候性质，可保护阻气层，铁氟龙则可进一步阻绝水气和抗紫外线，但该现有技术的方案制备的太阳能电池背板散热差，抗污能力差，在一定程度了降低了太阳能电池的使用寿命。
[0005]中国专利201310719113.2公开了一种太阳能电池背板，包括基层，所述的基层为塑料层，所述的基层两侧的表面分别通过粘合层连接有树脂层，所述的树脂层表面设有保护膜，所述的保护膜包括设置在所述树脂层表面的硅氧化物涂层，所述的硅氧化物涂层表面通过另一层粘合层连接有涂膜层，所述的塑料层采用聚对苯二甲酸二乙酯，所述的树脂层为聚偏氟乙烯树脂层，所述的粘合层为乙酸乙酯层，所述的涂膜层为聚酰亚胺薄膜层。该现有技术制备的太阳能背板拉伸强度好、水汽透过率高、热收缩率高，但仍然存在着散热差、抗污能力差等问题，这些都会影响太阳能电池的电气性能。
[0006]可见，开发出一种强度高、水汽阻隔性能好、抗紫外线、散热好、抗污能好的太阳能电池背板，成为一个技术问题。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的散热差、抗污能力差、抗老化能力不高的问题，本发明提供了一种太阳能电池复合背板。采用本发明的技术方案，可以制备隔绝性能好、抗老化、耐腐蚀的太阳能电池背板。
[0008]本发明的技术方案是:一种太阳能电池复合背板，依次包括第一背板，第二背板、第三背板，第一背板和第二背板之间、第二背板和第三背板之间还具有粘结层，第一背板与太阳能电池的EVA胶膜邻接，其特征在于:所述第一背板为聚偏氟乙烯膜；所述第二背板为聚对苯二甲酸乙二脂膜；所述第三背板为聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜。
[0009]进一步，所述第三背板中的氟化钙为纳米氟化钙。
[0010]进一步，所述第三背板中的氟化钙为通过六氟环氧丙烷齐聚物型表面活性剂、钛酸酯偶联剂、高分子相容剂改性后的纳米氟化钙。
[0011]进一步，所述聚碳酸酯包覆在所述型表面活性剂氟化钙的表面，形成以氟化钙为核、聚碳酸酯为壳的结构。
[0012]进一步，作为本发明一种可选的实施方式，所述第一背板也可以用聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜来替代聚偏氟乙烯膜。
[0013]进一步，作为本发明一种可选的实施方式，所述的太阳能电池复合背板中，也可以用聚偏二氟乙烯膜替代聚偏氟乙烯膜。
[0014]本发明还公开了该太阳能电池复合背板的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0015]I)氟化钙改性:将纳米氟化钙在110°C干燥30min，然后放入盛有甲苯溶剂的容器中，超声分散20min后，加入钛酸酯偶联剂，在在100°C的水浴中保持3小时，自然降温，抽滤，干燥，将产物置于干燥器中备用；
[0016]2)制备氟化钙-聚碳酸酯复合粒子:将改性后的氟化钙加入去离子水、丙烯酸高分子相容剂、六氟环氧丙烷齐聚物型表面活性剂，在常温下搅拌30min，使共聚物分散均匀，升温至60°C，再匀速滴加聚碳酸酯单体，同时用机械搅拌引发聚合反应。反应结束后，自然降温至30°C，分离出产物，然后在恒温干燥箱中于50°C干燥4h，即制得氟化钙-聚碳酸酯复合粒子;
[0017]3)制备聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜:将制备氟化钙-聚碳酸酯复合粒子和聚偏氟乙烯粒料以重量比0.5?1:9.5?9的比例放入高速粉碎机中，均匀混合，然后将混料放入双螺杆挤出机中挤出，流延成膜；所述双螺杆挤出机中螺杆各段温度从进料口到出口孔共设置6个温度区间，依次是:165 °C、180 °C、190 °C、190 °C、185 °C、170 °C ;
[0018]4)制备太阳能电池复合背板:在第二背板的两面涂覆粘结层后，然后将第一背板、第二背板和第三背板通过热压粘合固化后，即制得太阳能电池复合背板。
[0019]其中，
[0020]步骤I)中，所述钛酸酯偶联剂的加入量占纳米氟化钙重量的0.2-0.8%。
[0021]步骤2)中，所述丙烯酸高分子相容剂占纳米氟化钙重量的1.5_2.8%，优选为2.0% ;所述六氟环氧丙烷齐聚物型表面活性剂占纳米氟化钙重量的0.3-1.2%，优选为0.6% ;所述氟化钙占聚碳酸酯单体的总重量的为3-6%，优选为5%。
[0022]步骤3)中，所述聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜流延成膜的厚度为20-45 μ m，优选为 30 μ m。
[0023]步骤4)中第一背板、第三背板的厚度为30μ ;所述第二背板的厚度为200-300 μ m，进一步优选为250 μ m ;所述粘结层为醋酸乙烯脂共聚物，厚度为8_12 μπι。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0025](I)本发明提供的太阳能电池复合背板，第三背板采用聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜，制得的太阳能复合背板具有更好的力学性能和更高的使用温度，而且具有较强的抗污能力，提升了背板的使用寿命。
[0026](2)采用本发明的技术方案制备的太阳能电池背板，抗水汽侵蚀能力强、不仅能耐高温而且也耐低温、耐腐蚀性能强。
[0027](3)采用本发明的技术方案制备的太阳能电池背板，反射阳光能力强，可以阻挡空气中的紫外线，增强了背板的抗老化性能，而且还可以散射红外线，降低了背板的温度，散热效果好，延长了背板的使用寿命。
【附图说明】
[0028]图1是本发明提供的太阳能电池复合背板结构示意图；
[0029]图中附图标记说明:第一背板1、第二背板2、第三背板3。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，一种太阳能电池复合背板，依次包括第一背板1，第二背板2、第三背板3，第一背板I和第二背板2之间、第二背板2和第三背板3之间还具有粘结层4，第一背板I与太阳能电池的EVA胶膜邻接。而且，第一背板I为聚偏氟乙烯膜；第二背板2为聚对苯二甲酸乙二脂膜；第三背板3为聚碳酸酯-氟化钙-聚偏氟乙烯组成的复合膜。
[0033]此外，所述第三背板3中的氟化钙为纳米氟化钙。该氟化钙为通过六氟环氧丙烷齐聚物型表面活性剂、钛酸酯偶联剂、高分子相容剂改性后的纳米氟化钙。聚碳酸酯包覆在所述型表面活性剂氟化钙的表面，形成以氟化钙为核、聚碳酸酯为壳的结构。
[0034]本发明提供的太阳能电池复合背板，第三