辐照改性太阳能电池背板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种辐照改性太阳能电池背板及其制备方法，该辐照改性太阳能电池背板包括中间的基材层，基材层的上、下两面均设有耐候膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰酸钠20～50份、氧化铜20～60份、氯磺化聚乙烯50～100份、二丙二醇二甲醚10～15份、聚乙二醇二丙烯酸酯20～40份、亚磷酸酯100～120份、二乙烯三胺五乙酸70～80份、草酸铵40～50份、海藻酸钠30～60份、碳酸钙30～80份。制备方法：将各组分混合均匀，干燥加热，挤出造粒，制成耐候膜；高温定型，冷却；复合；采用60Co-γ射线进行辐射处理。本发明太阳能电池背板的分子间形成相对稳定的状态，提高耐候膜的机械强度，降低热收缩率。
【专利说明】辐照改性太阳能电池背板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种辐照改性太阳能电池背板及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着不可再生资源的逐步减少以及矿物类资源生产、使用中产生的各种污染问 趣，各国都在用政策的、法律的手段逐步加大对再生能源和清洁能源的开发利用，并努力提 高其在整个能源使用中的比例。在这些清洁和可再生能源中，太阳能是其中最重要的能源 之一。且前太阳能设备常用的是太阳能电池板，它是将太阳能转化为电能的一个重要设备。 此类产品使用年限一般按照25年以上进行设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需 要严格控制各组件质量，而这些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。
[0003] 申请号为2014101001054,名称为"一种太阳能电池背板膜及其制备方法"的中国 专利申请公开了一种太阳能电池背板膜及其制备方法，背板膜包括基材膜和设在基材膜两 侦_含氟膜，基材膜和含氟膜之间通过粘结剂相连，含氟膜由外向内依次由第一含氟膜、第 二含氟膜和第三含氟膜组成；其中，第一含氟膜、第二含氟膜和第三含氟膜由55-75%的含 氟树脂，15-35%的丙烯酸类聚合物，5-10%的钛白粉，3-5%的无机填料组成，第三含氟膜中 还添加有1-2%的增容剂。其制备方法包括配料、烘干、混合均匀后挤出造粒，然后将粒料 按由外向内为第一含氟膜、第二含氟膜和第三含氟膜的顺序挤出吹塑成含氟膜，最后在基 材膜两侧涂上粘结剂与含氟膜连接，烘干得到性能优异，对太阳能电池保护较好，使用寿命 长的太阳能电池背板膜。但是该发明的拉伸强度不够强，热收缩率大，容易变形。
[0004] 申请号为2012103973174,名称为"一种高反射率太阳能电池背板膜及其制备方法 及一种太阳能电池"的中国专利申请为了解决现有太阳能电池背板膜在使用过程中发热过 大，导致背膜变黄和变脆，从而影响太阳能组件寿命的缺陷，该发明提供一种高反射率太阳 能电池背板膜及其制备方法及一种太阳能电池。该背板膜包括基材，基材两侧设置有阻隔 层，阻隔层与基材通过粘结层相连接，阻隔层两侧分别设置有耐水解层和高反射率耐水解 层，耐水解层和高反射率耐水解层与阻隔层通过粘结层相连接。该太阳能电池背板膜具有 较强的粘结力，良好的阻隔性、电绝缘性和耐热性能，同时具备较高的反射率，能够有效地 降低太阳能背板表面的吸热量，其制备方法工艺简单，易于操作。该发明设置多层具有不同 功能的结构实现上述目的，对每层的性能要求均较高。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种辐照改性太阳能电池背板及其制备方法， 辐照改性太阳能电池背板机械性能优异，热收缩率小。
[0006] 本发明采用以下技术方案： 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠20?50份、氧化铜20?60份、氯磺化聚乙烯50?100份、二丙二醇二甲醚10?15 份、聚乙二醇二丙烯酸酯20?40份、亚磷酸酯100?120份、二乙烯三胺五乙酸70?80 份、草酸铵40?50份、海藻酸钠30?60份、碳酸興30?80份。
[0007] 作为对本发明的进一步改进，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰酸钠 30?40份、氧化铜30?50份、氯磺化聚乙烯60?80份、二丙二醇二甲醚12?15份、聚 乙二醇二丙烯酸酯25?30份、亚磷酸酯110?120份、二乙烯三胺五乙酸75?78份、草 酸铵45?48份、海藻酸钠40?50份、碳酸钙40?70份。
[0008] 作为对本发明的进一步改进，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰酸钠30 份、氧化铜40份、氯磺化聚乙烯80份、二丙二醇二甲醚12份、聚乙二醇二丙烯酸酯30份、 亚磷酸酯110份、二乙烯三胺五乙酸75份、草酸铵45份、海藻酸钠40份、碳酸钙50份。
[0009] 作为对本发明的进一步改进，基材层厚度为30?40 μ m。
[0010] 作为对本发明的进一步改进，耐候膜厚度为50?80 μ m。
[0011] 作为对本发明的进一步改进，粘结层厚度为10?20 μ m。
[0012] 作为对本发明的进一步改进，亚磷酸酯是亚磷酸二苯一癸酯或亚磷酸一苯二癸 酯。
[0013] 本发明还提供了一种辐照改性太阳能电池背板的制备方法。
[0014] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于100?200°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0015] 作为对本发明的进一步改进，步骤（2)的定型温度为150°C。
[0016] 作为对本发明的进一步改进，步骤（3)粘结层为聚氨酯胶或环氧胶。
[0017] 作为对本发明的进一步改进，步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0018] 原理：对太阳能电池背板进行辐射处理，提高耐候膜的机械强度，提高拉伸性能。
[0019] 有益效果 本发明采用60C〇-γ射线对太阳能电池背板进行辐射处理，可以使分子间形成相对稳 定的状态，提高耐候膜的机械强度，使太阳能电池背板的拉伸强度和表面能明显提高，降低 热收缩率。本发明的表面能为45?48达因，拉伸强度为53?55MPa，热收缩率为0. 6? 0· 8%。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
[0021] 实施例1 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠30份、氧化铜40份、氯磺化聚乙烯80份、二丙二醇二甲醚12份、聚乙二醇二丙烯酸酯 30份、亚磷酸酯110份、二乙烯三胺五乙酸75份、草酸铵45份、海藻酸钠40份、碳酸钙50 份。
[0022] 基材层厚度为35 μ m。
[0023] 耐候膜厚度为65 μ m。
[0024] 粘结层厚度为15 μ m。
[0025] 亚磷酸酯是亚磷酸二苯一癸酯。
[0026] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于150°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0027] 步骤（3)粘结层为聚氨酯胶。
[0028] 步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0029] 实施例2 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠20份、氧化铜60份、氯磺化聚乙烯100份、二丙二醇二甲醚15份、聚乙二醇二丙烯酸 酯40份、亚磷酸酯120份、二乙烯三胺五乙酸80份、草酸铵50份、海藻酸钠60份、碳酸钙 80份。
[0030] 基材层厚度为30 μ m。
[0031] 耐候膜厚度为50 μ m。
[0032] 粘结层厚度为10 μ m。
[0033] 亚磷酸酯是亚磷酸一苯二癸酯。
[0034] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于KKTC高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0035] 步骤（3)粘结层为环氧胶。
[0036] 步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0037] 实施例3 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠20份、氧化铜20份、氯磺化聚乙烯50份、二丙二醇二甲醚10份、聚乙二醇二丙烯酸酯 20份、亚磷酸酯100份、二乙烯三胺五乙酸70份、草酸铵40份、海藻酸钠30份、碳酸钙30 份。
[0038] 基材层厚度为40 μ m。
[0039] 耐候膜厚度为80 μ m。
[0040] 粘结层厚度为20 μ m。
[0041] 亚磷酸酯是亚磷酸二苯一癸酯。
[0042] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于200°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0043] 步骤（3)粘结层为聚氨酯胶。
[0044] 步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0045] 实施例4 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠30份、氧化铜30份、氯磺化聚乙烯60份、二丙二醇二甲醚12份、聚乙二醇二丙烯酸酯 25份、亚磷酸酯110份、二乙烯三胺五乙酸78份、草酸铵45份、海藻酸钠40份、碳酸钙40 份。
[0046] 基材层厚度为33 μ m。
[0047] 耐候膜厚度为60 μ m。
[0048] 粘结层厚度为12 μ m。
[0049] 亚磷酸酯是亚磷酸二苯一癸酯。
[0050] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于120°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0051] 步骤（3)粘结层为聚氨酯胶。
[0052] 步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0053] 实施例5 辐照改性太阳能电池背板，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两面均设有耐候 膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份计的组分：硫氰 酸钠40份、氧化铜50份、氯磺化聚乙烯80份、二丙二醇二甲醚15份、聚乙二醇二丙烯酸酯 30份、亚磷酸酯120份、二乙烯三胺五乙酸78份、草酸铵48份、海藻酸钠50份、碳酸钙70 份。
[0054] 基材层厚度为38 μ m。
[0055] 耐候膜厚度为75 μ m。
[0056] 粘结层厚度为18 μ m。
[0057] 亚磷酸酯是亚磷酸一苯二癸酯。
[0058] 上述辐照改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于180°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-γ射线对背板进行辐射处理。
[0059] 步骤（3)粘结层为环氧胶。
[0060] 步骤（4)的辐射剂量为500?800Gy。
[0061] 对比例1 与实施例1相同，不同在于：省略步骤（4)，不进行辐射处理。
[0062] 性能测试 对实施例和对比例的产品进行性能测试，结果见表1。
[0063] 表面能：单位：达因。两次电晕后的表面能。
[0064] 拉伸强度：单位：MPa。检测标准：ASTM D-882。
[0065] 热收缩率：单位：％。检测标准：ASTM D-1204 (150°C，30min)。
[0066] 表 1
【权利要求】
1. 辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，包括中间的基材层，所述基材层的上、下两 面均设有耐候膜，所述耐候膜和基材层之间通过粘结层连接，所述耐候膜包括以下重量份 计的组分：硫氰酸钠20?50份、氧化铜20?60份、氯磺化聚乙烯50?100份、二丙二醇 二甲醚10?15份、聚乙二醇二丙烯酸酯20?40份、亚磷酸酯100?120份、二乙烯三胺 五乙酸70?80份、草酸铵40?50份、海藻酸钠30?60份、碳酸興30?80份。
2. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候膜包括以 下重量份计的组分：硫氰酸钠30?40份、氧化铜30?50份、氯磺化聚乙烯60?80份、二 丙二醇二甲醚12?15份、聚乙二醇二丙烯酸酯25?30份、亚磷酸酯110?120份、二乙 烯三胺五乙酸75?78份、草酸铵45?48份、海藻酸钠40?50份、碳酸钙40?70份。
3. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候膜包括以 下重量份计的组分：硫氰酸钠30份、氧化铜40份、氯磺化聚乙烯80份、二丙二醇二甲醚12 份、聚乙二醇二丙烯酸酯30份、亚磷酸酯110份、二乙烯三胺五乙酸75份、草酸铵45份、海 藻酸钠40份、碳酸钙50份。
4. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，基材层厚度为30? 40 u m〇
5. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，耐候膜厚度为50? 80 u m〇
6. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，粘结层厚度为10? 20 u m〇
7. 根据权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板，其特征在于，亚磷酸酯是亚磷酸 二苯一癸酯或亚磷酸一苯二癸酯。
8. 基于权利要求1所述的辐照改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 将硫氰酸钠、氧化铜、氯磺化聚乙烯、二丙二醇二甲醚、聚乙二醇二丙烯酸酯、亚磷 酸酯、二乙烯三胺五乙酸、草酸铵、海藻酸钠、碳酸钙混合均匀，干燥，加热至700?1000°C， 挤出造粒，利用流延机制成耐候膜； (2) 将耐候膜置于100?200°C高温定型，冷却； (3) 基材层和耐候膜通过粘结层复合，制成太阳能电池背板； (4) 采用60C〇-y射线对背板进行辐射处理。
9. 根据权利要求8所述的辐照改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤（2) 的定型温度为150°C。
10. 根据权利要求8所述的辐照改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤 (4)的辐射剂量为500?800Gy。
【文档编号】H01L31/18GK104393078SQ201410634406
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12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