一种太阳能电池背板胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池背板胶及其制备方法，太阳能电池背板胶以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂10-20份，环氧树脂5-10份，二氧化硅3-7份，滑石粉2-6份，丙烯酸丁酯2-8份，乙烯基吡咯烷酮1-5份，安息香异丙醚2-7份，磷酸酯3-8份，失水山梨醇三油酸酯5-10份，氮化硼2-6份，过硫酸铵0.8-1.8份，环己基顺丁烯二酰亚胺1-4份；制备方法为将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，然后在惰性气体保护的条件下加热至70-80℃，搅拌反应60-100分钟，降至室温，即得。本发明提供的太阳能电池背板胶具有良好的固化速度，胶黏性能、抗老化性能等，可以更好地应用于太阳能电池背板领域。
【专利说明】一种太阳能电池背板胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池背板应用材料领域，特别涉及一种太阳能电池背板胶及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能光伏发电技术日益成熟，据欧洲光伏产业协会EPIA预测，太阳能光伏发电 在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能 源供应的主体。太阳能电池背板是太阳能光伏电池结构中的重要组成部分，对太阳能光伏 电池起着绝缘及保护作用。
[0003] 目前市场上的太阳能电池背板种类繁多，设计年限一般为25年，有的为40年甚至 更久。国际上的主流背板可以分为薄膜复合型和涂料复合型两种类型。目前整个全球市场 的太阳能电池背板仍是以氟薄膜复合型太阳能电池背板为主，这也就造成了国内主要太阳 能模组厂家使用的背板绝大部分依靠进口，造成市场价格高，技术为外国企业所垄断的现 象。另外，随着环境要求的提高，太阳能电池背板的回收也受到了人们的重视，无氟太阳能 电池背板的研究也日益活跃。
[0004] 目前太阳能电池背板厂家主要还是以国外厂家为主，它们占据着全球市场的大部 分份额。随着国内背板技术的突破，国产背板在光伏市场上占据的份额越来越多，逐渐打破 了太阳能光伏背板一直被国外垄断的模式。国产背板的综合性能也在增强，并朝着样品多 样化方向发展。背板的生产方式主要有两种，一种是复合工艺，一种是涂布工艺。太阳能电 池背板厂家日益增多，而且大部分新增厂家都是把背板作为附带产品进行生产的。由于市 场上没有对太阳能电池背板名称进行规范，所以在本研究中含有Tedlar膜的背板称之为 TPT或者TPE背板，代表性厂家有韩国SFC、日本三菱、德国Dr. Mueller、昆山台虹电子材料 和贝尔卡特等；用PVDF薄膜制备的背板称之为KPK或者KPE背板，代表性厂家有日本东洋 错、意大利Solvay Solexis、苏州赛伍和Hanita Coatings等；使用氟树脂类涂覆的背板称 为FPF或者FPE背板；其它不含氟元素的那些背板称为统称为无氟背板，代表性厂家有苏州 中来、杭州联合新材和常熟冠日等。另外还有其它的厂家像意大利康维明的PPE背板、日本 东丽的PP背板等。国内的背板生产厂家已成规模，且样品呈现多样化发展趋势，而与之相 适应的辅助产品，如背板胶也有大量的需求，背板胶主要用于太阳能电池背板丝网印刷成 膜，固化后可形成致密保护涂层，替代传统贴膜工艺。现在常用的背板胶虽然能够起到一定 的保护作用，但是其本身的物化性能较差，耐高温、耐老化性能一般，同时固化时间长，电学 性能较差，已经不能满足快速发展的太阳能电池背板的需要，因此急需要开发一种性能优 异的背板胶。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种太阳能电池背板胶 及其制备方法，提到胶的固化速度，增强胶黏性能、抗老化性能、耐高温性能以及提高胶的 可击穿电压。
[0006] 本发明通过以下技术手段实现：
[0007] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂10-20份，环 氧树脂5-10份，二氧化硅3-7份，滑石粉2-6份，丙烯酸丁酯2-8份，乙烯基吡咯烷酮1-5 份，安息香异丙醚2-7份，磷酸酯3-8份，失水山梨醇三油酸酯5-10份，氮化硼2-6份，过硫 酸铵0. 8-1. 8份，环己基顺丁烯二酰亚胺1-4份。
[0008] 所述的太阳能电池背板胶，可以优选为以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树 脂14-18份，环氧树脂7-9份，二氧化硅4-6份，滑石粉3-5份，丙烯酸丁酯5-7份，乙烯基 吡咯烷酮3-5份，安息香异丙醚5-7份，磷酸酯4-7份，失水山梨醇三油酸酯6-9份，氮化硼 4-6份，过硫酸铵1. 2-1. 6份，环己基顺丁烯二酰亚胺2-4份。
[0009] 以上所述的太阳能电池背板胶，所述环氧树脂可以为双酚A环氧树脂。
[0010] 以上所述的太阳能电池背板胶，所述氮化硼的粒径不大于200 μ m。
[0011] 以上所述的太阳能电池背板胶，所述二氧化硅可以为纳米二氧化硅。
[0012] 以上所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0013] (1)按照重量份称取各组分；
[0014] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，然后在惰性气体保护的条件下加热 至70-80°C，搅拌反应60-100分钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0015] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，步骤二中搅拌混合均匀的搅拌速度可以为 150-200转/分钟，搅拌时间30-50分钟。
[0016] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，步骤二中惰性气体可以为氮气或氩气。
[0017] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，步骤二中搅拌反应的搅拌速度可以为 70-80转/分钟。
[0018] 本发明提供的太阳能电池背板胶具有良好的综合性能，其中固化时间达到了 68min以下，剪切强度达到了 5. 3MPa以上，击穿电压达到了 25KV/mm以上，耐高温性能达到 了 180°C以上表面无异常，人工辐射抗老化试验达到了 IOOOh以上无异常，可以更好地应用 于太阳能电池背板的胶黏领域。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂10份，双酚A 环氧树脂5份，纳米二氧化硅3份，滑石粉2份，丙烯酸丁酯2份，乙烯基吡咯烷酮1份，安 息香异丙醚2份，磷酸酯3份，失水山梨醇三油酸酯5份，氮化硼2份，过硫酸铵0. 8份，环 己基顺丁烯二酰亚胺1份。
[0021] 以上组分中氮化硼的粒径为200 μ m。
[0022] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0023] (1)按照重量份称取各组分；
[0024] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，搅拌速度为150转/分钟，搅拌时 间30分钟，然后在氮气保护的条件下加热至70°C，搅拌反应60分钟，搅拌速度为70转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0025] 实施例2
[0026] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂12份，双酚A 环氧树脂6份，纳米二氧化硅4份，滑石粉2份，丙烯酸丁酯3份，乙烯基吡咯烷酮3份，安 息香异丙醚2份，磷酸酯3份，失水山梨醇三油酸酯5份，氮化硼3份，过硫酸铵1份，环己 基顺丁烯二酰亚胺2份。
[0027] 以上组分中氮化硼的粒径为160 μ m。
[0028] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0029] (1)按照重量份称取各组分；
[0030] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，搅拌速度为160转/分钟，搅拌时 间35分钟，然后在氩气保护的条件下加热至73°C，搅拌反应70分钟，搅拌速度为75转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0031] 实施例3
[0032] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂14份，双酚A 环氧树脂7份，纳米二氧化硅4份，滑石粉3份，丙烯酸丁酯5份，乙烯基吡咯烷酮3份，安 息香异丙醚5份，磷酸酯4份，失水山梨醇三油酸酯6份，氮化硼4份，过硫酸铵1. 2份，环 己基顺丁烯二酰亚胺2份。
[0033] 以上组分中氮化硼的粒径为150 μ m。
[0034] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0035] (1)按照重量份称取各组分；
[0036] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均勻，搅拌速度为170转/分钟，搅拌时 间38分钟，然后在氮气保护的条件下加热至73°C，搅拌反应68分钟，搅拌速度为74转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0037] 实施例4
[0038] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂16份，双酚A 环氧树脂8份，纳米二氧化硅5份，滑石粉4份，丙烯酸丁酯6份，乙烯基吡咯烷酮4份，安 息香异丙醚6份，磷酸酯5份，失水山梨醇三油酸酯8份，氮化硼5份，过硫酸铵1. 5份，环 己基顺丁烯二酰亚胺3份。
[0039] 以上组分中氮化硼的粒径为100 μ m。
[0040] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0041] (1)按照重量份称取各组分；
[0042] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均勻，搅拌速度为180转/分钟，搅拌时 间40分钟，然后在氮气保护的条件下加热至76°C，搅拌反应80分钟，搅拌速度为75转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0043] 实施例5
[0044] 一种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂18份，双酚A 环氧树脂9份，纳米二氧化硅6份，滑石粉5份，丙烯酸丁酯7份，乙烯基吡咯烷酮5份，安 息香异丙醚7份，磷酸酯7份，失水山梨醇三油酸酯9份，氮化硼6份，过硫酸铵1. 6份，环 己基顺丁烯二酰亚胺4份。
[0045] 以上组分中氮化硼的粒径为80 μ m。
[0046] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0047] (1)按照重量份称取各组分；
[0048] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均勻，搅拌速度为190转/分钟，搅拌时 间46分钟，然后在氩气保护的条件下加热至78°C，搅拌反应85分钟，搅拌速度为80转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0049] 实施例6
[0050] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂20份，双酚A 环氧树脂10份，纳米二氧化硅7份，滑石粉6份，丙烯酸丁酯8份，乙烯基吡咯烷酮5份，安 息香异丙醚7份，磷酸酯8份，失水山梨醇三油酸酯10份，氮化硼6份，过硫酸铵1. 8份，环 己基顺丁烯二酰亚胺4份。
[0051] 以上组分中氮化硼的粒径为100 μ m。
[0052] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0053] (1)按照重量份称取各组分；
[0054] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200转/分钟，搅拌时间 50分钟，然后在氮气保护的条件下加热至80°C，搅拌反应100分钟，搅拌速度为80转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0055] 对照例
[0056] -种太阳能电池背板胶，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂16份，双酚A 环氧树脂8份，纳米二氧化硅5份，滑石粉4份，丙烯酸丁酯6份，安息香异丙醚6份，磷酸 酯5份，失水山梨醇三油酸酯8份，氮化硼5份，过硫酸铵1. 5份，环己基顺丁烯二酰亚胺3 份。
[0057] 以上组分中氮化硼的粒径为100 μ m。
[0058] 所述的太阳能电池背板胶的制备方法，包括以下制备步骤：
[0059] (1)按照重量份称取各组分；
[0060] (2)将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，搅拌速度为180转/分钟，搅拌时 间40分钟，然后在氮气保护的条件下加热至76°C，搅拌反应80分钟，搅拌速度为75转/分 钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
[0061] 对以上实施例和对照例制备得到的太阳能电池背板胶进行性能测试，结果如下：
[0062]
【权利要求】
1. 一种太阳能电池背板胶，其特征在于，以重量组分计包括：四缩水甘油基环氧树脂 10-20份，环氧树脂5-10份，二氧化硅3-7份，滑石粉2-6份，丙烯酸丁酯2-8份，乙烯基吡 咯烷酮1-5份，安息香异丙醚2-7份，磷酸酯3-8份，失水山梨醇三油酸酯5-10份，氮化硼 2-6份，过硫酸铵0. 8-1. 8份，环己基顺丁烯二酰亚胺1-4份。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板胶，其特征在于，以重量组分计包括：四缩水 甘油基环氧树脂14-18份，环氧树脂7-9份，二氧化硅4-6份，滑石粉3-5份，丙烯酸丁酯 5- 7份，乙烯基吡咯烷酮3-5份，安息香异丙醚5-7份，磷酸酯4-7份，失水山梨醇三油酸酯 6- 9份，氮化硼4-6份，过硫酸铵1. 2-1. 6份，环己基顺丁烯二酰亚胺2-4份。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背板胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A 环氧树脂。
4. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背板胶，其特征在于，所述氮化硼的粒径不大 于 200 u m。
5. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背板胶，其特征在于，所述二氧化硅为纳米二 氧化硅。
6. 权利要求1或2所述的太阳能电池背板胶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步 骤： (1) 按照重量份称取各组分； (2) 将各组分加入到反应釜中，混合搅拌均匀，然后在惰性气体保护的条件下加热至 70-80°C，搅拌反应60-100分钟，降至室温，得到太阳能电池背板胶。
7. 根据权利要求6所述的太阳能电池背板胶的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌 混合均匀的搅拌速度为150-200转/分钟，搅拌时间30-50分钟。
8. 根据权利要求6所述的太阳能电池背板胶的制备方法，其特征在于，步骤二中惰性 气体为氮气或氩气。
9. 根据权利要求6所述的太阳能电池背板胶的制备方法，其特征在于，步骤二中搅拌 反应的搅拌速度为70-80转/分钟。
【文档编号】C09J151/08GK104393073SQ201410650519
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司