一种金属穿孔式太阳能电池用背板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种金属穿孔式太阳能电池用背板及其制备方法，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有：改性氟树脂25-50%；气相二氧化硅1-5%；钛白粉10-25%；固化剂1-10%以及溶剂30-50%。通过含氟树脂组合物配方的优化设计，使其在不需要添加任何粘结剂的条件下很好地与基材层相结合，使得该耐候层变得更薄，从而减少相关材料及简化了生产工艺，降低产品的成本；同时使得该背板具有更好的耐候性、抗紫外线和抗湿热性能，大大提高其对太阳能组件的保护作用，从而提高太阳能组件的使用寿命。
【专利说明】一种金属穿孔式太阳能电池用背板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能背板领域技术，特别是提供一种金属穿孔式太阳能电池用背板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在太阳能组件中，太阳能电池背板的作用不容小觑，太阳能电池背板起着保护光伏组件中的电池片的作用。传统的背板生产方式是将预先制造好的氟聚合物薄膜特别是聚氟乙烯(PVDF)薄膜粘贴于聚醋(PET)基材上，典型的是在PET两侧贴附氟聚合物薄膜而形成“三明治”结构，其生产工艺是在基材两面分别涂布热固性聚酯粘合剂，然后热压贴合厚度为38Mm的PVDF薄膜，得到传统方式制造的背板。现有技术中，中国发明专利号为200710069782.4，其所采用的耐候层薄膜厚度为0.035?0.045mm。
[0003]虽然这类背板明显地改善了太阳能组件的使用寿命，然而在不同的湿气、温度、氧气和紫外线的影响和破坏下，对背板在耐候性、抗紫外线和抗湿热性能上有了更高的要求，同时现有技术中，由于预生产的氟聚合物薄膜必须有足够的厚度以满足在贴合及后处理程序过程中对其强度的要求，使得膜的实际厚度比为提供保护性能所需的厚度大，造成价格昂贵的氟树脂薄膜的浪费，提高了产品的成本；随着市场竞争越来越激烈，如何降低产品的成本也成为各研究人员亟需解决的重要问题课题之一。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种具有良好的耐候性、抗紫外线和抗湿热性能的金属穿孔式太阳能电池用背板及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案:一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂25-50% ；
气相二氧化娃1-5% ；
钛白粉10-25%;
固化剂1-10 % ；
溶剂30-50 %。
[0006]所述改性氟树脂为用羧酸基、磺酸基、氮杂环丙烷基、异氰酸醋基、环氧基、胺基、羟基、活性亚甲基或以上基团混合物进行改性处理的偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的均聚物或其中两种或三种的共聚物。
[0007]所述固化剂为多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
[0008]所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。[0009]所述粘结层为环氧树脂胶粘剂、饱和聚酯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸树脂胶粘剂中的一种或者几种的混合物。
[0010]所述金属层为铜箔、铝箔或镍箔。
[0011]所述绝缘层为环氧树脂油墨、聚酯树脂油墨或者丙烯酸树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0012]所述耐候层的厚度为20MflT25Mm。
[0013]一种金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂25-50%、气相二氧化硅1-5%、钛白粉10-25 %、固化剂1_10 %以及溶剂30-50 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0014]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，本发明的有益效果:通过对耐候层配方的优化设计，使制得的金属穿孔式太阳能电池用背板具有较低的水蒸气透过率和较高的抗电击穿性能；同时，该背板具有较强的耐候性、抗紫外线和抗湿热性能，其中通过使用改性氟树脂为主剂，同时配合固化剂的使用形成反应型混合物后，其交联密度更大，所得到的耐候层对基材层具有良好的附着性，这种附着性是使用非改性含氟树脂不能比拟的，该耐候层的优化设计后，能够大大提高其对太阳能组件的保护作用，从而提高太阳能组件的使用寿命。由于采用改性氟树脂耐候层与基材层具有较强的附着力，中间不需要添加其他的粘合剂，使得该耐候层变得更薄就能达到相同的保护效果，从而减少相关材料及简化了生产工艺，降低了产品成本、提高产品的市场竞争力。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型之较佳实施例的示意简图。
[0016]附图标识说明
10、绝缘层
20、金属层 30、粘结层 40、基材层 50、耐候层。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂46% ；
气相二氧化硅4% ； 钛白粉15 %；
固化剂5% ；
丁酯30%。
[0018]所述改性氟树脂为用羧酸基和羟基两个基团进行改性处理的偏氟乙烯共聚物。
[0019]该固化剂为多异氰酸酯。
[0020]该基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0021]该粘结层为环氧树脂胶粘剂。
[0022]该金属层为铜箔。
[0023]该绝缘层为环氧树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0024]该耐候层的厚度为20Mm。
[0025]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括有如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂46%、气相二氧化硅4%、钛白粉15 %、固化剂5%以及溶剂30%混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0026]实施例2
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂25% ；
气相二氧化硅2% ；
钛白粉20 %；
固化剂8 %；
丁酯45%。
[0027]该改性氟树脂为用羧酸基进行改性处理的六氟丙烯均聚物。
[0028]该固化剂为氢化二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0029]该基材层为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
[0030]该粘结层为饱和聚酯胶粘剂。
[0031]该金属层为铝箔。
[0032]该绝缘层为聚酯树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0033]该耐候层的厚度为25Mm。
[0034]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂25%、气相二氧化硅2%、钛白粉20 %、固化剂8%以及溶剂45 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层； 最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0035]实施例3
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂35% ；
气相二氧化硅3% ；
钛白粉25%;
固化剂5 %；
丁酯32%。
[0036]该改性氟树脂为用氮杂环丙烷基四氟乙烯均聚物。
[0037]该固化剂为六亚甲基二异氰酸酯。
[0038]该基材层为聚萘二甲酸乙二醇酯。
[0039]该粘结层为聚氨酯胶粘剂。
[0040]该金属层为铜箔。
[0041]该绝缘层为环氧树脂油墨、聚酯树脂油墨或者丙烯酸树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0042]该耐候层的厚度为22Mm。
[0043]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂35%、气相二氧化硅3%、钛白粉25 %、固化剂5 %以及溶剂32 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0044]实施例4
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂45% ；
气相二氧化硅3% ；
钛白粉10 %；
固化剂2% ；
丁酯30%。
[0045]该改性氟树脂为用羧酸基和磺酸基两基团进行改性处理的四氟乙烯的共聚物。
[0046]该固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯。
[0047]该基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0048]该粘结层为丙烯酸树脂胶粘剂。
[0049]该金属层为铜箔。
[0050]该绝缘层为环氧树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。[0051]该耐候层的厚度为25Mm。
[0052]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括有如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂45%、气相二氧化硅3%、钛白粉10 %、固化剂2%以及溶剂30 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0053]实施例5
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂40% ；
气相二氧化硅3% ；
钛白粉15%;
固化剂10% ；
丁酯32 %。
[0054]该改性氟树脂为用氮杂环丙烷基偏氟乙烯的均聚物。
[0055]该固化剂为氢化二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0056]该基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0057]该粘结层为聚氨酯胶粘剂。
[0058]该金属层为铜箔。
[0059]该绝缘层为聚酯树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0060]该耐候层的厚度为20Mm。
[0061]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括有如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂40%、气相二氧化硅3%、钛白粉15 %、固化剂10 %以及溶剂32 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0062]实施例6
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂35% ；
气相二氧化硅1% ；
钛白粉10%;
固化剂4% ； 溶剂50 %。
[0063]该改性氟树脂为异氰酸醋基六氟丙烯均聚物。
[0064]该固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯。
[0065]该基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0066]该粘结层为丙烯酸树脂胶粘剂。
[0067]该金属层为镍箔。
[0068]该绝缘层为环氧树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0069]该耐候层的厚度为23Mm。
[0070]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂35%、气相二氧化硅1%、钛白粉10 %、固化剂4%以及溶剂50 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0071]实施例7
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
改性氟树脂50% ；
气相二氧化硅2% ；
钛白粉13 %；
固化剂5 %；
溶剂30 %。
[0072]该改性氟树脂为活性亚甲基偏氟乙烯均聚物。
[0073]该固化剂为多异氰酸酯。
[0074]该基材层为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
[0075]该粘结层为环氧树脂胶粘剂。
[0076]该金属层为铝箔。
[0077]该绝缘层为聚酯树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0078]该耐候层的厚度为25Mm。
[0079]—种金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂50%、气相二氧化硅2%、钛白粉13 %、固化剂5 %以及溶剂30 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0080]比较例
一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有:
含氟树脂35% ；
气相二氧化硅1% ；
钛白粉10%;
固化剂4% ；
溶剂50 %。
[0081]含氟树脂为偏氟乙烯(PVDF)及偏氟乙烯与烷基乙烯基醚(酯)的共聚物、四氟乙烯及四氟乙烯与烷基乙烯基醚(酯)的共聚物。
[0082]该固化剂为六亚甲基二异氰酸酯。
[0083]该基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0084]该粘结层为丙烯酸树脂胶粘剂。
[0085]该金属层为镍箔。
[0086]该绝缘层为环氧树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
[0087]该耐候层的厚度为23Mm。
[0088]该金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，包括如下步骤:
首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂35%、气相二氧化硅1%、钛白粉10 %、固化剂4%以及溶剂50 %混合均匀；
接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层；
接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；
最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
[0089]以上特性的测试结果如下:
【权利要求】
1.一种金属穿孔式太阳能电池用背板，依次包括有绝缘层、金属层、粘结层、基材层以及耐候层，其特征在于:所述耐候层通过涂布设备涂覆于基材层上，该耐候层为含氟树脂组合物，该含氟树脂组合物按质量100%计包括有: 改性氟树脂25-50% ； 气相二氧化娃1-5% ； 钛白粉10-25%; 固化剂1-10 % ； 溶剂30-50 %; 所述改性氟树脂为用羧酸基、磺酸基、氮杂环丙烷基、异氰酸醋基、环氧基、胺基、羟基、活性亚甲基或以上基团混合物进行改性处理的偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的均聚物或其中两种或三种的共聚物。
2.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述固化剂为多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述粘结层为环氧树脂胶粘剂、饱和聚酯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸树脂胶粘剂中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述金属层为铜箔、铝箔或镍箔。
6.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述绝缘层为环氧树脂油墨、聚酯树脂油墨或者丙烯酸树脂油墨通过丝网印刷涂布在金属层上，然后固化成绝缘层。
7.根据权利要求1所述一种金属穿孔式太阳能电池用背板，其特征在于:所述耐候层的厚度为20MnT25Mm。
8.一种金属穿孔式太阳能电池用背板的制备方法，其特征在于: 首先制备含氟树脂组合物，将改性氟树脂25-50%、气相二氧化硅1-5%钛白粉10-25 %、固化剂1-10 %以及溶剂30-50 %混合均匀； 接着通过刮刀涂布法，将含氟树脂组合物涂布于基材层的一表面上，经烘箱烘烤固化后形成耐候层； 接着在基材层的另一表面上涂布粘结层，然后在粘结层上热压贴合金属层；最后在金属层印制线路后，在其上面丝网印刷绝缘层。
【文档编号】B32B15/08GK103522658SQ201310425762
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】李磊, 欧海航 申请人:芜湖群跃电子科技有限公司, 安徽新辰光学新材料有限公司