一种功率增益型太阳能背板材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种功率增益型太阳能背板材料，该背板材料由增益层、基体层、耐候层构成。本发明制得的背板材料具有很好的可见光反射率，同时还具有良好的水汽阻隔性、机械性能、尺寸稳定性和长期耐候性。本发明制备工艺简便，产品性能稳定，不仅对太阳能组件的发电功率有明显增益，能够有效降低太阳能电站的度电成本，还能满足不同规模的电站系统中太阳能组件的长期绝缘性和耐候性要求，是一款综合性能优异的太阳能背板材料。
【专利说明】
一种功率増益型太阳能背板材料
技术领域
[0001] 本发明属于光伏封装材料领域，涉及一种功率增益型太阳能背板材料。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着现代化和电气化技术的快速发展，环境污染问题越来越广泛同时也 表现的越来越严重，这种变化对人们的生产、生活和健康造成了很大的影响。因而，全球范 围内对清洁新能源的需求越来越紧迫。在水力、风力、太阳能、生物能、海潮能等几种已经可 以规模化应用的清洁新能源中，太阳能因其取之不尽、用之不竭的特性而颇受关注，也成为 自近年来发展最快的清洁新能源产业。在我国，环境污染造成的雾霾天气屡有出现，国家和 地方政府也加快了对太阳能发电产业的支持和推广，不断推出多种太阳能发电补助政策。
[0003] 然而，太阳能发电相对于传统的传统能源，在度电成本上还处于明显的劣势，发电 成本仍偏高，这一因素也成为阻碍太阳能发电更快速扩大的泮脚石。发电成本的影响因素， 其中一个重要方面是来源于原辅材的成本。因而，近两年不论是钢化玻璃、内层封装胶膜、 电池片、背板材料等单片太阳能电池组件需要的原辅材还是接线盒、逆变器、变压器、线缆、 连接器、汇流箱等发电系统中所需要的原辅材，其成本都发生了很大的下降，有些已经超过 50%的下降幅度。但是，对于太阳能组件这种特殊的电器元件，其不仅需要具有安全性还需 要的具有长达25年之久的户外使用可靠性，因而单单从原辅材方面降低发电成本已经达到 极限。可见，基于长期可靠性方面的考虑，原辅材在未来的下降空间会越来越窄。
[0004] 因而，作为降低发电成本的另一方那个面，提高太阳能组件本身的发电效率，将成 为未来的主要途径。对于各位原辅材，位于太阳能组件背部的用于隔绝电池片与外界影响 的不可或缺的部分一一太阳能背板，其所能带给太阳能组件的功率增益，便是其中一项重 要的研究课题。现有的太阳能背板有两个基础功能，即绝缘和阻水功能。其绝缘性方面，耐 局部放电电压最大值为1000VDC，阻水性方面水气透过率也在1.0g/m2. day以上。因而，增大 绝缘性、降低水气透过性，是其中两项提高太阳能背板对太阳能组件功率增益的重要方面。 除此之外，行业内的技术人员也在积极寻找太阳能背板在其他方面的增益效果。对于太阳 能发电的最重要元器件一一电池片而言，其发电机理是基于硅半导体界面的光生伏特效应 而将太阳光的能量转变为电能的过程，因而增强电池片表面接触到的太阳光的强度，将会 对光伏组件的发电产生很大的增益。对于背部的太阳能背板材料，提高其对太阳光的反射 率，即相当于增强了照射到电池片表面的太阳光强度，将是一种新的增强太阳能组件发电 效率的方法。
[0005] 因此，开发出一类具有高的反射率，还能兼顾高的绝缘性、阻水性和散热性，又能 在与内部封装材料的粘结性能、机械性能、尺寸稳定性和长期耐老化性能等方面表现优异， 同时在制备工艺方面简便稳定的太阳能背板材料是太阳能电池背部封装行业降低发电成 本急需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种功率增益型太阳能背板材 料，该种背板不仅具有很高的反射率，在绝缘性、阻水性、散热性以及与内部封装材料的粘 结性能、机械性能、尺寸稳定性和耐老化性能等方面均具有优异的长期稳定性。
[0007] 本发明目的是通过以下技术方案实现的：一种功率增益型太阳能背板材料，依次 由增益层、基体层、耐候层组成;其特征在于，所述增益层厚度为0.5~200μπι，由质量分数为 50 %~95 %的第一主体树脂、0.001 %~10 %的助剂Α、1 %~40 %的填料Α、0~0.1 %的紫外 吸收剂、〇~〇. 1 %的光稳定剂、〇. 001 %~〇. 1 %的抗热氧老化剂、〇. 0001 %~5%的引发剂 组成;所述第一主体树脂为丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、降冰片烯、醋酸 乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种单体与乙烯按照任意配比共聚而成烯烃共聚物； 所述基体层厚度为50~500μπι，由质量分数为60%~95%的第二主体树脂、0~35%的填料 Β、0~1 %的紫外吸收剂、0~1 %的光稳定剂、0.01 %~8 %的水解稳定剂、0.001 %~5 %的 抗热氧老化剂组成;所述第二主体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、 聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种按照任意配比组成;所述耐候 层厚度为5~50μπι，由质量分数为50%~100%的氟树脂、0~35%的填料Β、0~40%的助剂Β 组成;所述含氟树脂由聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙 烯基醚共聚物、单氟乙烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙 烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照 任意配比组成。
[0008] 进一步地，所述填料Α由5~30 %的粒径在lum~40um范围的片状的湿法云母粉、滑 石粉、煅烧高岭土、氧化锌、蒙脱土中的一种或几种与5~30 %的粒径在lum~50um范围的球 状的玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化铝、氧化镁、氮化硼、氧化锌中的一种与40 %~90 %的粒径在 0 · 2um~1 · Oum范围的金红石型钛白粉混合而成。
[0009] 进一步地，所述填料B由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物:滑石粉、煅 烧高岭土、蒙脱土、云母粉、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、硅酸 镁、氢氧化铝、氢氧化镁、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、玻璃微珠、碳化硅、铜铬黑、铁铬 黑N炭黑。
[0010] 进一步地，所述功率增益型层的第一主体树脂的起始熔融温度在140 °C~250 °C范 围，熔点在150°C~250°C范围。
[0011] 进一步地，所述功率增益型层的第一主体树脂的熔点在20°C~150°C范围，常压 190°C的熔融指数在0.1~30范围。
[0012] 进一步地，所述助剂A由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物:硅烷接枝聚 乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酰胺接枝聚乙烯、3-(甲基丙烯酰氯)丙基三甲基氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基 三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨乙基-3-氨丙基)三甲氧基硅烷、3-(2,3_环氧丙氧)丙基 甲基二乙氧基硅烷、三烯丙基异氰脲酸酯、N，N'-(1，3-亚苯基)二马来酰亚胺、丙氧化三羟 甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、N，N'_间苯基双马来酰亚胺、邻苯二甲酸 二烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯。
[0013] 进一步地，所述助剂B为下列之一或几种按照任意配比组成的混合物:六亚甲基二 异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异 氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、甲醚化 多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂。
[0014] 进一步地，所述紫外吸收剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：2_羟 基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮、2，2，4-三羟基 二苯甲酮、2-(2'_羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2'_羟基-3'，5'_ 二叔丁基-5 ' -甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、3-[ 3-( 2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁 基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2- (2 ' -羟基-5 ' -叔辛基)-苯并三唑、2，2 ' -亚甲基-(6- (2H-苯 并三唑）-4-叔辛基)苯酚、2- (2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-( 2 ' -羟基-5 叔辛基苯基)苯并三唑、2-(4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、 2_ [4_ [2_羟基_3_十二烷氧基丙基]氧基]_2_羟基苯基]_4，6_双(2，4_二甲基苯基)_1，3，5_ 三嗪、2-[ 4-[ 2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3,5-三嗪;所述光稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物 :双（1，2,2,6,6_ 五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单（1，2,2,6,6_五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(2,2， 6,6_四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1，1，3,3_四甲基丁基)氨基]]-1，3,5-三嗪-2， 4-[(2,2,6,6，-四甲基-哌啶基)亚氨、双（1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、 2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1 -哌啶乙醇)酯、N-(2-乙氧基苯基）-N'-(4-乙基苯基）乙二酰胺、N-(4-苯甲酸乙酯）-N'，N'_(甲基，苯基）甲 脒;所述抗热氧老化剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：四（3,5_二叔丁基- 4- 羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、，2'-亚甲 基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚）、1，3,5_三甲基_2,4,6_三(3,5_二叔丁基-4-羟基苄基)苯、 2,6_二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'_二异丙苯基二苯胺、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯、 三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基）-1，3,5_三嗪-2,4,6-(1!1，3!1，5!0-三酮、亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯、 双（2,4_二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双（2,6_二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二 憐酸酯、3，9_双十八烷氧基_2，4，8，10-四氧_3，9_二憐螺环[5.5]十一烧、9，10-二氛-9-氧 杂-10-磷杂菲-10-氧化物、4,4'_对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯;所述引发剂由下 列之一或几种按照任意配比组成的混合物:偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯 甲酰、2,5_二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、3,3_双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、邻，邻-叔戊 基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、邻，邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻， 邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)_单-过氧化碳酸酯、正丁基4,4_二(过氧化叔丁基)戊酸酯、2， 5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)-己烷;所述水解稳定剂由下列之一或几种按照任意配比组 成的混合物:碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、环氧类水解稳定剂。
[0015] 进一步地，所述基体层的表面改性为采用等离子改性、粗化、底涂中的一种或几种 方法在表面进行的〇· lum~15um的改性。
[0016] 进一步地，所述基体层在250-300 °C熔融加工，增益层在60-300 °C熔融加工，经双 层共挤制备成共挤膜后，再在表面改性的中间基体层另一面在60-260°C下采用挤出、流延 或湿法涂布制得耐候层。
[0017] 本发明所用原料均可市购获得。
[0018] 本发明的有益效果主要体现在:本发明通过简便、稳定的生产工艺，制作出一种功 率增益型太阳能背板材料;该种背板不仅具有很高的反射率，对于光伏组件的发电效率的 提升具有很大增益，而且在局部放电电压方面具有很好的可调控性，可以适应不同规模的 太阳能电站的绝缘性要求，还大大提高了传统背板的阻水性能，为光伏组件中内部其他材 料的长期稳定性提供了保障，并具有较高的导热系数，对组件在发电过程中具有较好的散 热效果，同时在与内部封装材料的粘结性、机械性能、尺寸稳定性以及耐候性等方面也具有 很好的长期可靠性。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明功率增益型太阳能背板材料的剖面图。其中，1是增益层，2是基体层， 3是耐候层。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施 例。
[0021] 需要说明的是，太阳能背板的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
[0022] 1.反射率
[0023] 测试方法参照标准ASTM D1003《透明塑料透光率和雾度试验方法》中带积分球的 有分光光度计方法。
[0024] 测试仪器:紫外可见光分光光度计。
[0025] 测试条件：400nm ~1200nm。
[0026] 2.导热系数
[0027]测试方法参照标准ASTM D-5470《热导性电绝缘材料的热传输特性的标准试验方 法》
[0028]测试仪器：导热仪。
[0029] 测试条件:+25°C，相对湿度50%。
[0030] 3.局部放电电压
[0031] 测试方法参照标准IEC 61730《光伏(PV)组件安全鉴定》。
[0032] 试样尺寸：100mm* 100mm。
[0033] 测试条件:升压速率20-100V/s。
[0034] 4.拉伸强度和断裂伸长率
[0035] 测试方法参照标准GB/T 13542.2《电气绝缘用薄膜》。
[0036] 试样尺寸:200mm* 15mm。
[0037] 拉伸速度：100mm/min。
[0038] 5.层间剥离强度
[0039]测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材 料》。
[0040]试样尺寸:200mm* 15mm。
[0041 ]拉伸速度：100mm/min。
[0042] 6.背板/EVA剥离强度
[0043] 测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材 料》。
[0044] 试样尺寸:300mm* 10mm。
[0045] 拉伸速度:100mm/min。
[0046] 7.恒定耐湿热老化性能
[0047] 测试方法参照标准GB/T2423.3《高低温湿热试验方法》。
[0048] 试验条件:+85 °C，相对湿度85 %。
[0049] 试验前、后对试样黄变指数（Δ YI)按国标GB 2409《塑料黄色指数试验方法》测定。
[0050] 8.水汽透过率
[0051]测试方法参照标准ASTM F1249《用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸汽透 过性的试验方法》。
[0052] 试验条件:+40 Γ，相对湿度100 %。
[0053] 9.最大功率
[0054]测试方法参照标准IEC61215《地面用晶体硅光伏组件一设计鉴定和定型》。
[0055] 样品尺寸:常州天合多晶硅电池片，60片组件。
[0056] 试验条件:Μ 1.5,辐照度 1000W/m2，+25°C，50%RH。
[0057] 实施例1:
[0058] 背板制造过程如下：
[0059]首先，基体层配料为聚对苯二甲酸乙二醇酯（美国杜邦公司）60wt%，钛白粉R902 (美国杜邦公司）35wt%，水解稳定剂苯基缩水甘油醚(弘裕化工有限公司）4wt%，抗热氧老 化剂2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚）（德国巴斯夫公司）lwt%。混合均匀后，在250-300 °C熔融加工。
[0060] 增益层的配料为乙烯-丙烯共聚物（美国陶氏化学公司）50wt%，3_(甲基丙烯酰 氯）丙基三甲基氧基硅烷(沙多玛公司）4.9wt%和甲基丙烯酸羟乙酯（沙多玛公司）4wt%， 片状湿法云母粉(丰硕化工有限公司）5wt%，陶瓷微珠(金刚新材料股份有限公司）10wt%， 钛白粉R706(美国杜邦)25wt%，紫外吸收剂2-[4-[2_羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟 基苯基]-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪(德国巴斯夫公司）0.05wt %，光稳定剂2， 2,6,6_四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(德国巴斯夫公司）0.03wt%，抗热氧老化剂四（3,5_二叔丁 基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(德国巴斯夫公司）0.02wt%，引发剂2,5_二甲基-2,5-双(苯 甲酰过氧)_己烷(青岛荣基化工有限公司）lwt%。将原料混合均匀，在90-130 °C温度下熔融 加工。
[0061] 两层流延膜经共挤设备，制得由500微米的基体层和5微米的增益层组成的共挤 膜。
[0062]然后，在经过等离子处理后的基体层的另一面棒涂5微米厚的耐候涂料。耐候层涂 料配料为氟树脂41041 (长兴化学）50wt %，MA100(三菱化学）10wt %，交联剂六亚甲基二异 氰酸酯三聚体（德国拜耳公司）25wt%和六亚甲基二异氰酸酯预聚物（德国拜耳公司） 15wt%。将原料混合均匀，在60°C固化。制得一种功率增益型太阳能背板S1。
[0063] 实施例2:
[0064] 背板制造过程如下：
[0065]首先，基体层配料为聚对苯二甲酸丁二醇酯（美国杜邦公司）95wt%，紫外吸收剂 2-(4,6-双(2,4_二甲基苯基)-1，3,5_三嗪-2-基)-5-辛氧基酚(德国巴斯夫公司）lwt%，光 稳定剂2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯（中国台湾双键化学公司）lwt%，水解稳定剂P400 (德国莱茵化学公司）2.5wt%，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯 基)丙酸酯（中国台湾永光化学公司）〇. 5wt %。混合均匀后，在250-300°C熔融加工。
[0066]增益层的配料为乙烯-丙烯共聚物(荷兰立安德巴塞尔公司）85wt%，甲基丙烯酸 缩水甘油酯接枝聚乙烯(沙多玛公司）5wt%和聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(庄园化工有限公 司）5wt %，片状滑石粉(创宇化工有限公司）lwt %，玻璃微珠(美国3M公司）0.6wt %，钛白粉 Rl〇3(美国杜邦)3.0999wt%，紫外吸收剂2,2'_亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚 (中国台湾永光化学公司）〇. lwt%，光稳定剂2双（1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸 二酸酯（中国台湾永光化学公司）〇. lwt%，抗热氧老化剂三乙二醇醚-二（3-叔丁基-4-轻 基-5-甲基苯基）丙酸酯(德国巴斯夫公司）0.1wt%，引发剂正丁基4,4_二(过氧化叔丁基） 戊酸酯(青岛荣基化工公司)〇.〇〇〇lwt%。将原料混合均匀，在190-250°C温度下熔融加工。 [0067]两层流延膜经共挤设备，制得由300微米的基体层和50微米的增益层组成的共挤 膜。
[0068]然后，在经过磨砂粗化处理后的基体层的另一面，辊涂50微米厚的耐候层涂料。耐 候层涂料配料为氟树脂LF200(日本旭硝子)75wt %，钛白粉TR81 (美国亨斯曼公司）13wt %， 交联剂异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(德国拜耳公司）7wt%和混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂 (茂嘉化工公司）5wt%。将原料混合均匀，在180°C固化。制得一种功率增益型太阳能背板 S2〇
[0069] 实施例3:
[0070] 背板制造过程如下：
[0071]首先，基体层配料为聚对萘二甲酸乙二醇酯（中国台湾长春)70wt%，玻璃纤维粉 (纤谷科技有限公司）21wt%，紫外吸收剂2-[4-[2_羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基 苯基]-4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪（中国台湾双键化学公司）0.54wt %，光稳定 剂2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯（中国台湾双键化学公司）0.459wt%，水解稳定剂I型 (德国莱茵化学)8wt %，抗热氧老化剂3，9-双十八烷氧基-2，4，8，10-四氧-3，9-二磷螺环 [5.5H^一烷(南京恒桥化学公司）0.001wt%。混合均匀后，在250-300°C熔融加工。
[0072]增益层的配料为乙烯-辛烯共聚物（中国台湾福聚化工公司）89wt%，马来酸酐接 枝聚乙烯(沙多玛公司）3wt%和三烯丙基异氰脲酸酯(庄园化工有限公司）1.8wt%，片状氧 化锌(创宇化工有限公司）0.1 wt %，氧化铝(南京天行新材料有限公司）0. lwt %，钛白粉CR-60-2(日本石原公司）0.8wt%，紫外吸收剂2-(4,6-双（2,4_二甲基苯基)-1，3,5_三嗪-2-基)-5_辛氧基酚(德国巴斯夫公司）0.1wt%，光稳定剂聚丁二酸(4-羟基_2,2,6,6_四甲基-1-哌啶乙醇）酯（德国巴斯夫公司）〇.〇99wt%，抗热氧老化剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸正十八碳醇酯（中国台湾双键化学公司）〇.〇〇lwt%，引发剂邻，邻-叔丁基-邻-异丙 基-单-过氧化碳酸酯(青岛荣基化工有限公司）5wt%。将原料混合均匀，在60-90°C温度下 熔融加工。
[0073]两层流延膜经共挤设备，制得由50微米的基体层和500微米的增益层组成的共挤 膜。
[0074]然后，在经过底涂15微米的醇酸聚酯底漆处理的基体层的另一面，热贴30微米厚 的耐候层氟树脂膜。耐候层氟树脂膜配料为聚单氟乙烯(杜邦公司）l〇〇wt%，在200-260°C 熔融挤出流延到底漆上。制得一种功率增益型太阳能背板S3。
[0075] 实施例4:
[0076] 背板制造过程如下：
[0077] 首先，基体层配料为聚对苯二甲酸乙二醇酯（中国台湾长春)95wt%，炭黑MA11 (三 菱化学）5wt%，水解稳定剂聚（2-乙基-2-噁唑啉）（昊睿化学有限公司）lwt%，抗热氧老化 剂β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯（德国巴斯夫公司）3wt%。混合均匀后，在250-300°C熔 融加工。
[0078]增益层的配料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（美国陶氏化学公司）54wt%，马来酸酐 接枝聚乙烯(沙多玛公司）4wt%和甲基丙烯酸羟乙酯(沙多玛公司）2wt%，片状煅烧高岭土 (创宇化工有限公司）5wt %，球状氮化硼（卓迪化工有限公司）1 Owt %，钛白粉TR88(美国亨 斯曼)20wt %，紫外吸收剂3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙 二醇酯（中国台湾双键化学公司）〇. lwt %，光稳定剂（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二 酸酯/单（1，2,2,6,6_五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯复配物（中国台湾双键化学公司） 0.04wt %，抗热氧老化剂3，9-双十八烷氧基-2，4，8，10-四氧-3，9-二磷螺环[5.5 ]^烷 (南京恒桥化学公司）〇.〇6wt%，引发剂3，3_双（叔丁基过氧）丁酸乙酯（富思林化工公司） 4.8wt %。将原料混合均匀，在60-80 °C温度下熔融加工。
[0079]两层流延膜经共挤设备，制得由50微米的基体层和400微米的增益层组成的共挤 膜。
[0080]然后，在经过底涂5微米的环氧聚酯底漆处理的基体层的另一面，热贴20微米厚的 耐候层氟树脂膜。耐候层氟树脂膜配料为聚偏氟乙烯(苏威公司)90wt%，炭黑N330(卡博特 公司）10wt %，混合均匀在160-210°C熔融挤出流延到底漆上。制得一种功率增益型太阳能 背板S4。
[0081 ] 实施例5:
[0082] 背板制造过程如下：
[0083]首先，基体层配料为聚对萘二甲酸丁二醇酯（中国台湾长春）64wt%，钛白粉CR-60-2(日本石原公司）20wt%和氢氧化铝(博彤化工有限公司）10.99wt%，水解稳定剂I(德 国莱茵化学)0.0 lwt%，抗热氧老化剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1， 3,5-三嗪-2,4,6-(1!1，3!1，5!〇-三酮（巴斯夫公司）5的％。混合均匀后，在250-300°(：熔融加 工。
[0084]增益层的配料为乙烯-庚烯共聚物（美国陶氏化学公司）95wt%，乙烯基三甲氧基 硅烷(沙多玛公司）0.00lwt%，片状蒙脱土（乐泰化工有限公司）0.8wt%，玻璃微珠（3M公 司）0.299wt%，钛白粉TR81(美国亨斯曼）1.6wt%，紫外吸收剂3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯（中国台湾双键化学公司）0. lwt%，光稳定 剂（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯 复配物（中国台湾双键化学公司）〇. lwt %，抗热氧老化剂3，9-双十八烷氧基-2，4，8，10-四 氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷(南京恒桥化学公司）0.1的％，引发剂3,3-双(叔丁基过氧） 丁酸乙酯（富思林化工公司）2wt %。将原料混合均匀，在130-180 °C温度下熔融加工。
[0085]两层流延膜经共挤设备，制得由250微米的基体层和50微米的增益层组成的共挤 膜。
[0086]然后，在经过等离子处理后的基体层的另一面，辊涂15微米厚的耐候层涂料。耐候 层涂料配料为氟树脂T-ι(三爱富化学)55wt%，氢氧化铝(帝蓝化工原料有限公司）15%和 蒙脱土 (乐泰化工有限公司）20wt%，交联剂异佛尔酮二异氰酸酯预聚物（日本聚氨酯公司） 10wt%。将原料混合均匀，在110°C固化。制得一种功率增益型太阳能背板S5。
[0087]比较例1:
[0088] 市场上购得光伏背板dv^/Iat?PYESPV，结构为PET/PET/Primer，厚度295±5微米。 [0089]比较例2:
[0090] 市场上购得光伏背板FFC-JW40，结构为FFC/PET/FFC，厚度410微米。
[0091 ]对实施例1、2、3、4、5制得的一种功率增益型背板以及比较例的材料进行性能检 测，结果如表1所示。
[0092]表1:制得的功率增益型太阳能背板的性能参数
[0095]由表中数据可知，本发明功率增益型太阳能背板，具有很高的反射率和较大的导 热系数，在功率方面表现出明显的增益。还具有可调控的局部放电电压，可适用于不同不同 规模的太阳能电站的绝缘性要求，水汽阻隔性也较传统背板有明显的降低，在太阳能组件 长期使用功率稳定性方面，也提供很好的增益型。另外，在与内部封装材料的粘结性能、机 械性能、尺寸稳定性、耐候性方面均具有很好的可靠性，可完全满足太阳能电池背面保作为 护材料的要求。
【主权项】
1. 一种功率增益型太阳能背板材料，依次由增益层、基体层、耐候层组成;其特征在于， 所述增益层厚度约为0.5~200μπι，由质量分数为50 %~95 %的第一主体树脂、0.001 %~ 10%的助剂Α、1 %~40%的填料Α、0~0.1 %的紫外吸收剂、0~0.1 %的光稳定剂、0.001 % ~0.1%的抗热氧老化剂、0.0001%~5%的引发剂等组成;所述第一主体树脂是由丙烯、丁 烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或 两种单体与乙烯按照任意配比共聚而成的烯烃共聚物;所述基体层厚度约为50~500μπι，由 质量分数为60 %~95 %的第二主体树脂、0~35 %的填料Β、0~1 %的紫外吸收剂、0~1 %的 光稳定剂、〇. 01 %~8 %的水解稳定剂、0.001 %~5 %的抗热氧老化剂等组成;所述第二主 体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲 酸丁二醇酯中的一种或多种按照任意配比混合组成;所述耐候层厚度约为5~50μπι，由质量 分数为50 %~100 %的氟树脂、0~35 %的填料Β、0~40 %的助剂Β等组成;所述含氟树脂由 聚单氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、单氟乙烯-乙烯基醚共聚物、单氟乙 烯-乙烯酯共聚物、偏氟乙烯-乙烯醚、偏氟乙烯-乙烯酯、三氟氯乙烯-乙烯醚、三氟氯乙烯-乙烯酯、四氟乙烯-乙烯醚、四氟乙烯-乙烯酯中的一种或多种按照任意配比混合组成。2. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，按质量含量计，所 述填料Α由5~30 %的粒径在1 um~40um范围的片状的湿法云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、氧 化锌、蒙脱土中的一种或几种与5~30%的粒径在lum~50um范围的球状的玻璃微珠、陶瓷 微珠、氧化错、氧化镁、氮化硼、氧化锌中的一种与40%~90%的粒径在0.2um~1 .Oum范围 的金红石型钛白粉混合而成。3. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述填料B由滑石 粉、煅烧高岭土、蒙脱土、云母粉、钛白粉、氧化锌、氧化错、氧化镁、氮化硼、碳酸妈、硫酸钡、 硅酸镁、氢氧化铝、氢氧化镁、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、玻璃微珠、碳化硅、铜铬黑、铁 铬黑、炭黑中的一种或几种按照任意配比混合组成。4. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述功率增益型层 的第一主体树脂的起始熔融温度在140 °C~250 °C范围，熔点在150 °C~250 °C范围。5. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述功率增益型层 的第一主体树脂的熔点在20°C~150°C范围，常压190°C的熔融指数在0.1~30范围。6. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述助剂A由硅烷 接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、丙烯酰胺接枝聚乙 烯、3-(甲基丙烯酰氯）丙基三甲基氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、 乙烯基二(β _甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氣乙基氣丙基)二甲氧基硅烷、3-(2，3 -环氧丙 氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、三烯丙基异氰脲酸酯、N，N'-(1，3_亚苯基)二马来酰亚胺、丙氧 化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、N，N'_间苯基双马来酰亚胺、邻苯 二甲酸二烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或几 种按照任意配比组成。7. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述助剂B由六亚 甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔 酮二异氰酸酯预聚物、氢化苯二亚甲基异氰酸酯三聚体、氢化苯二亚甲基异氰酸酯预聚物、 甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺 树脂中的一种或几种按照任意配比组成。8. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述紫外吸收剂由 下列之一或几种按照任意配比组成的混合物：2_羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛 氧基二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮、2，2，4-三羟基二苯甲酮、2- (2 羟基-3 叔丁基-5 ' -甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2 羟基-3 '，5 二叔丁基-5 甲基苯基)-5-氯代苯并 三氮唑、3- [ 3-( 2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2-( 2 ' -羟 基_5'_叔辛基)_苯并三唑、2,2'-亚甲基-(6-(2!1-苯并三唑）-4-叔辛基）苯酚、2-(2!1-苯并 三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-( 2 ' -羟基-5 ' -叔辛基苯基)苯并三唑、2-( 4，6-双 (2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-[ 4-[ 2-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧 基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4_二甲基苯基)-1，3,5_三嗪、2-[4-[2_羟基-3-十二烷氧基丙 基]氧基]-2-羟基苯基]_4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪;所述光稳定剂由下列之一 或几种按照任意配比组成的混合物:双（1，2,2,6,6_五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单（1，2， 2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯复配物、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚 {[6-[(1，1，3,3_四甲基丁基)氨基]]-1，3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6，_四甲基-哌啶基)亚氨、 双（1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、聚 丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基）乙 二酰胺、N-(4-苯甲酸乙酯)-N'，N'_(甲基，苯基）甲脒;所述抗热氧老化剂由下列之一或几 种按照任意配比组成的混合物：四（3,5_二叔丁基-4-羟基）苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二 叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、，2 亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚）、1，3，5-三甲基-2，4,6_三(3，5_二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4'_二异 丙苯基二苯胺、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯、三乙二醇醚-二（3-叔丁基-4-羟基-5-甲 基苯基）丙酸酯、1，3,5_三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基）-1，3,5_三嗪-2,4,6_ (1Η，3Η，5Η)-三酮、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚 磷酸酯、双(2,6_二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、3,9_双十八烷氧基-2,4,8，10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]^烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、4,4'_对开异 丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯;所述引发剂由下列之一或几种按照任意配比组成的混合 物：偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、2，5_二甲基-2,5-双（苯甲酰过 氧)-己烷、3，3_双(叔丁基过氧）丁酸乙酯、邻，邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳 酸酯、邻，邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻，邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单_ 过氧化碳酸酯、正丁基4,4_二(过氧化叔丁基)戊酸酯、2,5_二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷;所述水解稳定剂由碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂、环氧类水解稳定 剂中的一种或几种按照任意配比组成。9. 根据权利要求1所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述基体层的表面 采用等离子改性、粗化、底涂中的一种或几种方法在表面进行的〇 · lum~15um的改性。10. 根据权利要求1~9所述的功率增益型太阳能背板材料，其特征在于，所述基体层在 250-300°C熔融加工，增益层在60-300°C熔融加工，经双层共挤制备成共挤膜后，再在表面 改性的中间基体层另一面在60-260°C下采用挤出、流延或湿法涂布制得耐候层。
【文档编号】C09D7/12GK106079773SQ201610438134
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】林维红, 王伟, 郑炯洲, 周光大, 林建华
【申请人】杭州福斯特光伏材料股份有限公司