太阳能组件背板及其制造方法与流程

文档序号:17067588发布日期:2019-03-08 23:02阅读:455来源:国知局
太阳能组件背板及其制造方法与流程

本发明涉及一种太阳能组件用背板及其制造方法,涉及一种可用单层聚酯薄膜来替代现有的层叠氟薄膜/pet薄膜/氟薄膜或者白色聚酯薄膜/透明聚酯薄膜/白色聚乙烯薄膜的结构,不仅可用于正面受光型太阳能组件中,还可用于两面受光型组件中,因此可替代玻璃或者氟类高分子树脂的新型太阳能组件用背板。



背景技术:

用于进行太阳能发电的太阳能电池基于硅或者各种化合物,构成太阳能电池(solarcell)形式时即可发电。但是仅凭单个电池无法获得足够的输出功率,因此需要将各个电池连接成串联或并联状态,将如此连接的状态称为‘太阳能组件’。

将玻璃、第一封装材料、太阳能电池、第二封装材料、背板(backsheet)层叠而构成太阳能组件。乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)等用作所述第一封装材料以及第二封装材料。

一般的太阳能组件仅在正面进行受光并随之生产电力,因此在效率提升方面存在局限性。鉴于此,最近在开发正背两面都进行受光以及电力生产的两面受光型太阳能电池,需要开发适合这种两面受光型太阳能电池的背板。两面受光型电池需要吸收到达地表的可见光线并阻隔紫外线,因此不同于使用白色不透明背板的现有的正面受光型太阳能组件,需要使用透明的背板,同时由于暴露在紫外线下,与耐久性以及耐湿性一同需要紫外线阻隔特性。



技术实现要素:

所要解决的技术问题

本发明旨在提供一种背板,通过本发明,保护太阳能组件的核心元件即背板可从以往所用的层叠透明薄膜和白色薄膜的结构变更为本发明的单层薄膜结构。即,目的在于由单层构成的同时,实现与以往的叠层结构的薄膜相同或相似的物理特性。

此外,旨在提供一种太阳能组件用背板,其包括太阳能电池所处的透明的部分,因而不仅可用于正面受光型太阳能组件中,还可用于两面受光型太阳能组件中,并且由于具有优异的可见光透射率、紫外线阻隔性以及耐湿性,能够提高太阳能组件的受光效率,并防止聚酯基膜的老化以及劣化。

此外,旨在提供一种太阳能组件用背板,其具备反射率优异的印刷层,因此无需层叠额外的白色薄膜也具有优异的反射率,因而能够提高太阳能发电效率。

此外,旨在提供一种太阳能组件用背板,其提升了与封装材料间的粘合性。

解决技术问题的方案

本发明涉及一种太阳能组件用背板,其包括:聚酯基膜;以及印刷层,仅形成在所述聚酯基膜的一面或两面的一部分,所述印刷层包含白色颜料。

此外,本发明涉及一种太阳能组件用背板的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:a)混炼固有黏度为0.8~1.0dl/g的聚酯树脂和光稳定剂,从而制造复合基片;

b)向固有黏度为0.65~0.8dl/g的聚酯树脂添加所述复合基片,所述复合基片的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,且对于250~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下的物理特性,然后进行熔融挤出,制造未拉伸片材;

c)沿着机械方向对所述未拉伸片材进行单轴拉伸,再沿着宽度方向进行双轴拉伸,从而制造聚酯基膜;

d)仅在所述聚酯基膜的一部分涂布印刷层用组合物,从而制造印刷层,所述印刷层用组合物包括粘合剂树脂、有机溶剂以及白色颜料,所述白色颜料的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上的物理特性。

有益效果

本发明的太阳能组件由单层的聚酯薄膜构成,因此节约制造成本,并且由于太阳能电池所处的部分透明,不仅可适用于正面受光型太阳能组件,还可适用于两面受光型太阳能组件。

此外,具有紫外线阻隔功能和对于能量转换波长的高反射功能,因此同时具有以往的透明薄膜和白色薄膜的功能,因而改善了太阳能组件的电力转换效率。

此外,本发明涉及的太阳能组件用背板与封装材料之间的粘合性优异,并且形成柔性优异的印刷层,从而提高耐久性,提高操作性,而且简化工艺,节约成本。

附图说明

图1示出了本发明的太阳能组件用背板的一实施方式。

图2示出了本发明的太阳能组件用背板的一实施方式。

图3示出了本发明的太阳能组件用背板的一实施方式。

图4是示出本发明的太阳能组件用背板的一实施方式的剖视图。

图5是示出利用本发明的太阳能组件用背板的太阳能组件的一实施方式的剖视图。

图6是示出本发明的太阳能组件用背板的一实施方式的照片。

附图标记:

10:聚酯基膜

20:印刷层

100:太阳能组件用背板

200:太阳能电池

300:封装材料

400:正面基板

500:地面

具体实施方式

下面,通过包含附图的具体例或者实施例,对本发明进行更为详细的说明。但下述的具体例或者实施例仅是用来详细说明本发明的一种参照,本发明并不限定于此,而是可以实现为各种形式。

此外,除非进行不同的定义,否则所有的技术术语以及科学术语的含义与本发明所属领域的一技术人员所理解的一般的含义相同。本发明的说明中所使用的术语仅用于描述特定的具体例,并非旨在限制本发明。

此外,除非语境中有特别的指定,否则说明书以及所附的权利要求书中所使用的单数形式旨在包含复数形式。

为了开发具有紫外线阻隔功能以及可见光线高反射功能的单层结构的太阳能组件用背板用聚酯薄膜,本发明人们进行了研究,结果发现可提供一种太阳能组件用背板,其使用阻隔紫外线的,更详细而言,吸收对高分子物质分解产生直接的影响并且到达地表的紫外线波长区域即250~380nm的紫外线的光稳定剂,并且为了反射功能,在其一面或两面上除却通过受光生产电力的太阳能电池所处的位置之外的部分通过印刷方式形成包含白色颜料的印刷层,从而通过光反射,最终实现太阳能组件的保护功能以及效率提升效果,由此完成了本发明。

本发明的一实施方式中的太阳能组件用背板,包括:聚酯基膜;印刷层,形成在所述聚酯基膜的一面或两面,并且仅形成在一部分,所述印刷层包含白色颜料。

在本发明的一实施方式中,所述聚酯基膜对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,对于250nm~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下,

所述印刷层对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上。

在本发明的一实施方式中,所述聚酯基膜可以包含选自二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、苯并恶嗪酮类化合物、苯甲酸盐类化合物、水杨酸苯酯类化合物以及受阻胺类化合物中的一种或两种以上的光稳定剂。

在本发明的一实施方式中,所述光稳定剂可以在聚酯基膜的总重量中占0.01至5重量%。

在本发明的一实施方式中,所述聚酯基膜的固有黏度为0.65~0.8dl/g,在150℃下经过30分钟后的所述聚酯基膜的热收缩率△hs满足下述的式1,在121℃以及rh100%下经过75小时后的所述聚酯基膜的伸长率保留率s满足下述的式2。

式1:

0≤△hs≤2

在所述式1中,△hs=(hs2-hs1)/hs1×100,△hs是热收缩率,hs2是150℃下经过30分钟后所测的聚酯基膜的机械方向(machinedirection,md)长度,hs1是处理前的聚酯基膜的机械方向长度。

式2:

60%≤s≤99%

在所述式2中,s=s2/s1×100,s是机械方向的伸长率保留率,s2是在121℃以及rh100%下经过75小时后所测的机械方向的伸长率,s1是处理前的md方向的伸长率。

在本发明的一实施方式中,所述聚酯基膜的厚度为50~350μm,所述印刷层的厚度为1~35μm。

在本发明的一实施方式中,所述印刷层可以包含丙烯酸类树脂、聚酯类树脂或者聚氨酯类树脂,作为粘合剂树脂。

在本发明的一实施方式中,印刷层内可以含有30~50重量%的所述白色颜料。

在本发明的一实施方式中,所述白色颜料可以是被二氧化硅涂覆,且平均粒径为0.15~0.25μm的氧化钛微粒。

在本发明的一实施方式中,所述印刷层可以选自:i)以彼此相隔的方式仅配置在聚酯基膜表面的一部分的印刷层;ii)仅形成在聚酯基膜表面的一部分,并且具有连续图案的印刷层;iii)沿着太阳能电池的边缘仅形成在所述聚酯基膜表面的一部分的印刷层;以及iv)以海岛(seaisland)形式仅形成在聚酯基膜表面的一部分的印刷层。

在本发明的一实施方式中,所述印刷层与太阳能组件的太阳能电池可以部分重叠。

在本发明的一实施方式中,所述聚酯基膜可以包括聚酯薄膜以及形成在所述聚酯薄膜的一面或两面的底涂层,所述底涂层包含选自聚氨酯类树脂、聚酯类树脂中的一种或者它们的混合物。

本发明的太阳能组件用背板的制造方法的一实施方式包括如下步骤:

a)混炼固有黏度为0.8~1.0dl/g的聚酯树脂和光稳定剂,从而制造复合基片;

b)向固有黏度为0.65~0.8dl/g的聚酯树脂添加所述复合基片,所述复合基片的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,对于250~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下的物理特性,进行熔融挤出,制造未拉伸片材;

c)沿着机械方向对所述未拉伸片材进行单轴拉伸,再沿着宽度方向进行双轴拉伸,从而制造聚酯基膜;

d)仅在所述聚酯基膜表面的一部分涂布印刷层用组合物,从而制造印刷层,所述印刷层用组合物包括粘合剂树脂、有机溶剂以及白色颜料,所述白色颜料的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上的物理特性。

在本发明的制造方法的一实施方式中,所述d)步骤中的涂布方式可以选自丝网印刷方式、胶版印刷方式、数字印刷方式、辊涂、凹版涂布、反向涂布、喷涂以及气刀涂布等方式中。

下面,具体地说明本发明的太阳能组件用背板的一实施方式。

参考附图具体说明一实施方式,如图1至图4所示,在聚酯基膜10上形成有印刷层20,所述印刷层仅形成在所述聚酯基膜10表面的一部分。更具体而言,所述印刷层可以选自:i)以彼此相隔方式仅配置在聚酯基膜表面的一部分的印刷层;ii)仅形成在聚酯基膜表面的一部分,且具有连续图案的印刷层;iii)沿着太阳能电池的边缘仅形成在所述聚酯基膜表面的一部分的印刷层;以及iv)以海岛(seaisland)形式仅形成在聚酯基膜表面的一部分的印刷层。

所述海岛(seaisland)形式可以是,未形成印刷层的部分构成岛(island),形成有印刷层的部分构成海(sea),太阳能组件的太阳能电池位于所述岛(island)部分的一部分或者全部上。此外,所述海(sea)部分与太阳能电池可以部分重叠。即,在本发明的一实施方式中,所述印刷层与太阳能组件的太阳能电池可以部分重叠。在此,部分重叠是指太阳能电池可以脱离岛(island)部分而与海(sea)部分的印刷层部分重叠。

所述岛(island)部分与太阳能电池可以部分重叠。在此,部分重叠是指岛部分的边缘与太阳能电池的边缘形成在相同的位置上,或者岛部分的边缘朝向太阳能电池侧突出而与太阳能电池重叠。

更具体而言,可以在除却太阳能组件的太阳能电池所处的部分之外的部分的一部分或者全部上形成印刷层。使所述岛(island)部分的大小等于或小于太阳能电池的大小,从而使太阳能电池之间的间隙呈白色。更具体而言,可以具备组装太阳能组件时位于背板上部的一个以上的太阳能电池,印刷层可以形成在与上述一个以上的太阳能电池的边缘相对应的部分的一部分或者全部上。

具体而言,如图1所示,可在一个以上的太阳能电池所处部分中与太阳能电池的边缘相对应的部分形成印刷层20,也可以如图2以及图3所示,根据太阳能电池的形状以及布置(lay-out),并不完全地划分海(sea)部分与岛(island)部分,印刷层的一部分不连续地形成。此外,图4是示出本发明的背板的一实施方式的剖视图,示出了聚酯基膜10的一面形成有印刷层20的状态。

将本发明的背板使用在太阳能组件上时,可以使太阳能电池200位于未形成所述印刷层20的透明的聚酯基膜10部分,根据需要可以使印刷层与太阳能电池部分重叠。

图5是示出利用本发明的太阳能组件用背板的太阳能组件的一实施方式的剖视图,示出了可见光的透射以及反射。

图6是示出采用图2的实施方式的印刷图案的一实施方式的照片,示出了整个印刷图案。

图1至图6只是用来帮助理解本发明,本发明并不限定于此,根据太阳能电池的结构或形状,印刷层可以具有不同的形状,可以形成在聚酯基膜的一面或两面。

聚酯基膜

在本发明的一实施方式中,为使所述聚酯基膜阻隔到达地表的紫外线波长区域即250~380nm的紫外线以防止老化以及劣化,进行研究的结果可知,通过包含聚酯树脂和光稳定剂,不仅可适用于正面受光型太阳能组件,还可适用于两面受光型太阳能组件。所述光稳定剂可以包括选自二苯甲酮类化合物(benzophenone)、苯并三唑类化合物(benzotriazole)、苯并恶嗪酮类化合物(benzoxazinone)、苯甲酸盐类化合物(benzoate)、苯基水杨酸盐类化合物(phenylsalicylates)以及受阻胺类化合物(hinderedamine)等中的一种或者两种以上,且不局限于此。

所述光稳定剂阻隔紫外线波长区域即250~380nm的紫外线,其含量优选为,实现紫外线透射率为10%以下,更优选5%以下的物理特性,并且虽然无限制,但是可以在聚酯基膜的总重量中占0.01~5重量%,更优选使用0.1~1.0重量%。

当紫外线透射率在10%以下,更具体为0.1~10%,更佳的为0.1~5%的范围内时,能够防止聚酯基膜发生老化,耐久性以及耐候性优异,因此优选。

优选,所述光稳定剂在制造聚酯基膜时添加,更佳的是制造包含光稳定剂的复合基片,然后将此与聚酯基片进行混合并熔融挤出,由此制造薄膜,从而使光稳定剂的分散性更佳。

只要是通常制造聚酯薄膜时所使用的,所述聚酯树脂就无限制,具体例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚萘二甲酸丁二醇酯等,且不局限于此。

所述聚酯树脂是主链中的主要键即结合单体残留物与单体残留物的共价键由酯键构成的高分子的总称,通常可通过将二羧酸(dicarboxylicacid)化合物与二羟基化合物或者二羧酸酯衍生物与二羟基化合物进行缩聚而获得。

例如,二羧酸化合物可以是对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、间苯二甲酸、二苯基二羧酸、二苯基砜二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸、5-磺基间苯二甲酸钠、邻苯二甲酸等芳香族羧酸;草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、二聚酸、马来酸、富马酸等脂肪族二羧酸;环己烷二羧酸等脂环族二羧酸;对羟基苯甲酸等羟基羧酸等。此外,二羧酸酯衍生物可以是所述二羧酸化合物的酯化物,例如,对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸-2-羟乙基甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、己二酸二甲酯、马来酸二甲酯、二甲基二甲酯等。此外,这些可以单独使用,或者混合两种以上来使用。

所述二羟基化合物可以是乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等脂肪族二羟基化合物;二甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等聚亚氧烷基乙二醇;1,4-环己烷二甲醇等脂环族二羟基化合物;双酚a、双酚s等芳香族二羟基化合物等。此外,这些可以单独使用,或者混合两种以上来使用。

其中,二羧酸化合物优选使用对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、苯二甲酸等,二羟基化合物优选使用新戊二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、聚丁二醇、1,4-环己烷二甲醇等。

其中,尤其优选使用由对苯二甲酸或者对苯二甲酸二甲酯和乙二醇构成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,pet)。

此外,优选所述聚酯基膜对于380~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,550nm波长的可见光透射率为85%以上,对于250~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下,在所述范围内用在两面受光型太阳能组件上时,能够实现太阳能发电效率的提升效果,因此优选。

此外,所述聚酯基膜也可以使用耐水解特性优异的,可以制造并使用所述耐水解特性优异的薄膜,也可以使用市售的产品。作为一例,所述耐水解性优异的聚酯薄膜可以使用缩聚时所产生的低聚物的含量少的。此外,可以对所述聚酯薄膜进一步进行公知的提高耐水解特性的热处理,以减少聚酯薄膜的水分含量,减小收缩率,从而使耐水解特性更加优异。

更优选,在制造聚酯树脂和光稳定剂的复合基片时所使用的聚酯树脂的固有黏度为0.80~1.0dl/g,在制造聚酯基膜时与复合基片一同使用的聚酯树脂的固有黏度为0.6~0.80dl/g。如果制造复合基片时使用的聚酯树脂的固有黏度低于0.80dl/g,则在制造薄膜时由于复合基片的黏度低,加工性低,耐久性差,如果制造聚酯基膜时使用的聚酯树脂的固有黏度低于0.6dl/g,则由于较低的固有黏度,加工时的剪切应力降低,随之黏度降低,虽然加工性提升,但难以期待耐久性以及耐候性的提升,如果制造基膜时的聚酯树脂的固有黏度超过0.80dl/g,则在使用现有的聚对苯二甲酸乙二醇酯生产设备进行制备时,由于吐出压力较高且拉伸时发生破裂,生产性会变差。

最终制造的薄膜的固有黏度优选为0.65~0.8dl/g,在所述范围内耐久性以及耐候性优异,因此用在两面受光型太阳能组件上时可长时间使用。

此外,根据需要,为了提升薄膜的制膜性,所述聚酯基膜可以进一步包括无机粒子,无机粒子的示例可以包括二氧化硅、硫酸钡、氧化铝等,且不局限于此。

此外,所述聚酯基膜的厚度可以是50μm~350μm,这种厚度适用于太阳能组件用背板,但不局限于此。

此外,本发明的聚酯基膜在150℃下经过30分钟后的热收缩率△hs可以满足下述式1,在121℃以及rh100%下经过75小时后的伸长率保留率s可以满足下述式2。

式1:

0≤△hs≤2

在所述式1中,△hs=(hs2-hs1)/hs1×100,△hs是热收缩率,hs2是150℃下经过30分钟后所测的聚酯基膜的机械方向长度,hs1是处理前的聚酯基膜的机械方向长度。

式2:

60%≤s≤99%

在所述式2中,s=s2/s1×100,s是机械方向的伸长率保留率,s2是在121℃以及rh100%下经过75小时后所测的机械方向的伸长率,s1是处理前的md方向的伸长率。

所述机械方向的热收缩率宜在2.0%以下,优选为0.5~1.5%,更优选为0.5~2.0%,当超过2.0%时,耐热特性降低,有可能因热而发生较大的物理特性变化。

此外,在121℃以及rh100%下经过75小时后,机械方向的伸长率保留率为60~99%,优选为70~99%,当低于60%时,随着时间经过,物理特性急剧变差,使得长期耐久性降低。

本发明使用同时满足所述固有黏度、热收缩率以及伸长率保留率的聚酯基膜,从而大幅提升耐候性,用作太阳能组件的背板时,与使用一般的聚酯薄膜时相比,耐候性可提升10%以上。

印刷层

在本发明的一实施方式中,包含所述白色颜料的印刷层具有对于能量转换波长的高反射功能,能够起到现有的白色薄膜的功能,因此无需层叠额外的白色薄膜,单独使用本发明的太阳能组件用背板时也能够实现现有的透明薄膜和白色薄膜的功能,因此提升太阳能组件的效率,简化工艺,节约成本。

在本发明的一实施方式中,包含白色颜料的印刷层是对透过太阳能电池的波长区域的光,例如紫外线区域以及近红外线区域的光进行反射的层,优选印刷层对380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上,对于550nm波长的可见光反射率为85%以上。在上述范围内,向太阳能组件内反射能量转换波长,从而能够提升能量效率。即,在所述印刷层上反射的光在太阳能电池组件的正面基板上再次反射而入射至太阳能电池中,因而能够进一步提升太阳能电池效率。

在本发明的一实施方式中,可以通过涂布白色墨水组合物来形成包含所述白色颜料的印刷层,所述白色墨水组合物包括粘合剂树脂、有机溶剂以及白色颜料,涂布方法可以是丝网印刷方式、胶版印刷方式、数字印刷方式、辊涂、凹版涂布、反向涂布、喷涂以及气刀涂布等,且不局限于此。

优选使用与聚酯基膜的紧贴性优异的粘合剂树脂,以提高白色颜料的含量,从而进一步提升反射率。考虑到与聚酯树脂的折射率差距小而透明性优异的因素,优选使用丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂等。考虑到耐久性以及粘合性优异的因素,宜使用丙烯酸类树脂。

例如,所述白色颜料可以使用氧化钛、氧化锌、氧化锑、碳酸钙等,但是考虑到提高反射率的因素,优选使用氧化钛,考虑到进一步提升对于粘合剂树脂的分散性、与聚酯基膜的紧贴性以及反射性的因素,可以使用涂覆二氧化硅的氧化钛微粒。

通过使用涂覆二氧化硅的所述氧化钛微粒,对于380nm~1000nm波长的可见光的反射率能够达到85%以上,并且能够形成几乎可抑制紫外线导致的激励,提升耐久性的印刷层。此外,反射透过太阳能电池的光,使其返回至太阳能电池,从而提高光效率,并且阻隔透过构成背板的pet薄膜的紫外线,从而起到抑制pet光解的作用。所述白色颜料的平均粒径可以是0.15~0.25μm,但不局限于此。

优选所述白色颜料的含量要满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上,对于550nm波长的可见光反射率为85%以上的物理特性,具体为,在印刷层内可以含有30~50重量%,但不局限于此。

只要是用于溶解粘合剂树脂的有机溶剂,所述有机溶剂就无限制,具体示例可以是溶剂石脑油、二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、二恶烷、环己酮、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇以及异丙醇等,并且看单独使用或者混合两种以上来使用,且不局限于此。

此外,根据需要,所述白色墨水组合物可以进一步包括用于提高白色颜料分散性的分散剂。

在本发明的一实施方式中,所述印刷层厚度为1~35μm时,其与聚酯基膜间的段差小,同时包含足量的白色颜料,因此优选,但并不局限于此。

作为本发明的一实施方式,如图5所示,本发明使用可见光透射率优异的聚酯基膜,从而如la以及lb,使到达地面500的可见光再次返回至太阳能组件的太阳能电池200,由此能够进一步提升受光效率。此外,如lc,使由正面基板400受光并透过的光从印刷层20返回至太阳能电池200,从而能够进一步提升受光效率。

因此,本发明的太阳能组件用背板可适用于两面受光型太阳能组件,并且用在两面受光型太阳能组件上时能够进一步提升受光效率。

制造方法

更加具体的举例说明本发明的太阳能组件用背板的制造方法,其包括如下步骤:a)混炼固有黏度为0.8~1.0dl/g的聚酯树脂和光稳定剂,从而制造复合基片;

b)向固有黏度为0.65~0.8dl/g的聚酯树脂添加所述复合基片,所述复合基片的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,对于250~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下的物理特性,然后进行熔融挤出,制造未拉伸片材;

c)沿着机械方向对所述未拉伸片材进行单轴拉伸,再沿着宽度方向进行双轴拉伸,从而制造聚酯基膜;

d)仅在所述聚酯基膜表面的一部分涂布印刷层用组合物,从而制造印刷层,所述印刷层用组合物包括粘合剂树脂、有机溶剂以及白色颜料,所述白色颜料的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上的物理特性。

如本发明的a)步骤,预先复合聚酯树脂与光稳定剂以制造薄膜,从而使光稳定剂均匀地分散在薄膜内,能够进一步提升薄膜的制膜稳定性。此时,优选使用固有黏度为0.8~1.0dl/g的聚酯树脂,在所述范围内时能够进一步提升耐久性。此时复合基片内的光稳定剂含量可以是5~30重量%,在此范围内时提升分散性,因此优选,但并不局限于此。

所述b)步骤是混合所述a)步骤中制造的复合基片与固有黏度为0.65~0.8dl/g的聚酯树脂,以制造薄膜的过程,优选所述复合基片的含量满足对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,550nm波长的可见光透射率为85%以上,对于250nm~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下的物理特性。更具体而言,在聚酯基膜的总重量中,光稳定剂的含量满足0.01~5重量%的范围。

所述c)步骤是制造薄膜的过程,薄膜的机械方向以及宽度方向的拉伸倍率并无限制,但可以分别为2~6倍,也可以增加拉伸后进行松弛及热固定的步骤。具体而言,可以沿着机械方向以及宽度方向拉伸所述未拉伸片材后,进行热处理,从而制造薄膜,可以通过本领域通常使用的方法来进行拉伸以及热处理。

更具体而言,虽无限制,但是所述机械方向的拉伸可以是加热至80℃~90℃的辊之间利用辊间的转速差拉伸2~6倍,宽度方向的拉伸可以是在100℃~130℃下拉伸2~6倍,松弛及热处理可以在210℃~230℃下执行。聚酯基膜的厚度可以是50μm~350μm,但并不局限于此。

在所述c)步骤中,根据拉伸工艺,底涂组合物的涂布时机会有不同,如果是按序双轴拉伸,则在进行薄膜的机械方向拉伸之后涂布所述底涂组合物,再进行薄膜的宽度方向上的拉伸,如果是同时双轴拉伸,则在未拉伸片材上涂布底涂组合物之后进行薄膜的机械方向以及宽度方向上的拉伸。

所述d)步骤用于形成印刷层,通过选自丝网印刷方式、胶版印刷方式、数字印刷方式、辊涂、凹版涂布、反向涂布、喷涂以及气刀涂布等中的方法,将印刷层用组合物进行印刷而成,厚度可以是10~30μm,但并不局限于此。所述印刷层用组合物如之前所说明。

下面,基于实施例以及比较例,对本发明进行更为详细的说明。下述的实施例以及比较例只是用来更加详细地说明本发明的示例,本发明并不被下述的实施例以及比较例限制。

对于本发明的物理特性,进行了测定。

1)固有黏度

在160±2℃下通过ocp(orthochlorophenol,邻氯苯酚)溶解薄膜后,在25℃条件下利用自动黏度测定器(skyvis-4000)测定黏度管中的试样黏度,再通过下述的计算式1求出试样的固有黏度(intrinsicviscosity,iv)。

计算式1:

固有黏度(iv)={(0.0242×rel)+0.2634}×f

rel=(溶液秒数×溶液比重×黏度系数)/ocp黏度

f=标准基片的iv/通过标准动作测定的标准基片的三个平均iv

2)紫外线透射率、可见光反射率、可见光透射率

使用紫外光谱仪(agilent公司,cary5000uv-vis-nirspectrophotometer)测定250nm~2500nm波长的透射率,通过250nm~380nm波长的平均透射率评价了紫外线透射率,通过380nm~1000nm波长的平均透射率评价了可见光透射率,通过相同区域下的平均反射率评价了可见光反射率。将1nm单位的各波长的测定值相加之后求平均值,从而得出平均透射率。

3)pct(pressurecookertest,压力锅试验;121℃×rh100%×50小时)后,md伸长率保留率(%)

在薄膜卷(roll)的长度方向上的5m以内的长度范围内,将试样的纵向定义为薄膜的md方向,将试样的横向定义为薄膜的td方向,采集2个大小为300mm×200mm的测定试样。首先对于采集的1个试样,制造md方向和td方向的长度为300mm×15mm的物理特性测定用试样,然后在待测定试样宽度为15mm、标距长度(gaugelength)为50mm、拉伸速度(crosshead-upspeed)为500mm/min的条件下,利用通用拉伸试验器(instron公司的tensiletestmachine),测定10次pct处理前薄膜的机械方向(md)上的致断伸长率,然后除去最大值以及最小值再求出平均值。

对于采集的另一个试样(md×td长度:300mm×200mm),以一个角落为基准,以在td方向连续相隔15mm,md方向上具有200mm的长度的方式剪切10次试样,形成试样大小(md×td)为200mm×15mm且被剪切的薄膜挂在一个试样上的形状,然后在距td方向的剪切起点270mm的位置打孔,并将此挂在压热器(autoclave)内的试样挂钩上,避免其浸于水中,如此放入压热器中后,在121℃×100%rh×2bar压力的高温高湿条件下对试样进行50小时的老化(aging)。结束老化之后将此从压热器从取出,并在常温下放置24小时,然后从试样上采集老化之前预先用刀剪切的200mm×15mm大小的小试样,在与之前相同的试样宽度为15mm、标距长度(gaugelength)为50mm、拉伸速度(crosshead-upspeed)为500mm/min的条件下,利用通用拉伸试验器(instron公司的tensiletestmachine),测定10次pct处理后的薄膜的机械方向(md)的致断伸长率,然后除去最大值以及最小值再求出平均值。

利用上述的pct处理前以及pct处理后的伸长率值,通过下述的计算式2计算了pct后md方向的伸长率保留率。

计算式2:

pct后md伸长率保留率(%)=pct后md伸长率/pct后md伸长率×100

4)热收缩率

将薄膜裁剪成在md及td方向上呈200mm×200mm的正方形,测定薄膜的机械方向(md)以及宽度方向(td)的长度,然后使其在150℃的烤箱(oven)中以无负重状态进行30分钟的热收缩,然后测定热收缩的薄膜的机械方向(md)以及宽度方向(td)的长度。通过下述的计算式3计算了机械方向(md)以及宽度方向(td)的热收缩率(△hs)。

计算式3:

△hs=(hs2-hs1)/hs1×100

在上式中,△hs是热收缩率(%),hs2是150℃下经过30分钟后测定的薄膜的机械方向长度,hs1是处理前的薄膜的机械方向长度。

5)粘合性评价

对于所形成的印刷层,通过横切(crosscutting)测试方法进行了粘合力评价,此时使用的胶带为玻璃胶带,对于形成在试样上的印刷层,按照1mm×1mm的大小切割成100个的围棋盘状,并将玻璃胶带粘贴到试样上之后再剥离,测定脱落的切片的数量,由此评价了粘合性。

6)组件的效率评价

利用本发明的实施例以及比较例涉及的薄膜制造组件之后,对其效率性进行了比较评价。

依次层叠厚度为2.5mm的低铁钢化玻璃、厚度为500μm的eva封装材料、6英寸的单晶硅晶片太阳能电池、厚度为500μm的eva封装材料、所述实施例中形成有印刷层的薄膜或者比较例的薄膜,在真空层压机中进行5分钟的真空层压之后,在150℃下进行10分钟的加压层压,由此制造了预期功率为200w的太阳能电池组件。

使用spire公司的spi-sunsimulator4600i产品,测定了组件上的开路电压(voc)、短路电压(isc)、额定电压(vpm)、额定电流(ipm)。

为评价所制造的组件的电力转换效率,首先通过计算式4求出组件的功率(pmax),并通过计算式5,以比较例1的功率值为基准对实施例的效率性进行了比较评价。

计算式4:

组件的功率(w;pmax)=额定电压(v;vpm)×额定电流(a;ipm)

计算式5:

组件的效率性(%)=实施例的组件功率(w)/比较例的组件功率(w)×100

实施例1

1)复合基片的制造

混合90重量%的、固有黏度为0.95dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯基片以及10重量%的、苯并恶嗪(benzoxazine)类紫外线吸收剂即cytec公司的uv-3638f,在螺条混合器(ribbonmixer)中以30rpm进行10分钟的混炼,然后利用具有两个供给口、一个排出口的啮合同向双螺杆挤出机进行熔融挤出,由此制造了紫外线阻隔型复合基片。

2)薄膜的制造

将5重量%的紫外线阻隔型复合基片和85重量%的对苯二甲酸乙二醇酯(固有黏度0.80dl/g)基片放入挤出机中,在280℃下进行了熔融。此后,通过t-die进行挤出,在20℃的铸轧辊下制造了未拉伸片材。并且,对此沿着机械方向拉伸3.5倍,沿着宽度方向拉伸3.9倍,从而制造了总厚度为100μm的薄膜。所制造的薄膜的总重量中,紫外线稳定剂占0.5重量%。

3)印刷层的形成

将作为白色颜料的、被5重量%二氧化硅涂覆且平均粒径为0.5μm的氧化钛微粒30重量%,以及含有固含量为50重量%的丙烯酸类粘合剂树脂的daeyangspi公司golden70重量%进行混合,制造了印刷层用组合物。

通过丝网印刷方式,将所述印刷层用组合物涂布于聚酯基膜的一面,并在干燥温度80℃下,以每分钟1m的工艺速度印刷了厚度为20μm的印刷层。

此时,印刷如图6所示,仅在除却组装太阳能组件时太阳能电池所处的部分之外的pet薄膜的边缘部分形成了印刷层。

4)组件的制造

层叠厚度为2.5mm的低铁钢化玻璃、厚度为500μm的eva封装材料、6英寸的两面受光型单晶硅晶片太阳能电池、厚度为500μm的eva封装材料、如上制造的背板,并在真空层压机中进行5分钟的真空层压、150℃下10分钟的加压层压,由此制造了预期功率为200w的太阳能电池组件。

实施例2

使所述紫外线阻隔型复合基片占3重量%,并使用与所述实施例1相同的印刷层用组合物,制造了印刷有厚度为5μm的印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

实施例3

使所述紫外线阻隔型复合基片占7重量%,并使用与所述实施例1相同的印刷层用组合物,制造了印刷有厚度为10μm的印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

实施例4

使所述紫外线阻隔型复合基片占10重量%,并使用与所述实施例1相同的印刷层用组合物,制造了印刷有厚度为15μm的印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

实施例5

使所述紫外线阻隔型复合基片占5重量%,并使用与所述实施例1相同的印刷层用组合物,制造了印刷有厚度为25μm的印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

比较例1

不使用紫外线阻隔型复合基片,仅使用固有黏度为0.68dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯基片,并且不形成印刷层,其余与实施例1相同,通过如此方法制造了薄膜以及太阳能电池组件。

比较例2

使用10重量%的所述紫外线阻隔型复合基片,不形成印刷层,其余与实施例1相同,通过如此方法制造了薄膜以及太阳能电池组件。

比较例3

不使用紫外线阻隔型复合基片,仅使用固有黏度为0.62dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯基片,其余与实施例1相同,通过如此方法制造薄膜之后,通过与实施例1相同的方法制造了形成有印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

比较例4

使用10重量%的所述紫外线阻隔型复合基片,在与所述实施例1相同的印刷层用组合物中混合10重量%的聚四氟乙烯(tfe,tetrafluoroethylene),从而制造了形成有印刷层的薄膜以及太阳能电池组件。

表1

表2

从所述表1及表2中可看出,本发明的实施例1至5的太阳能组件用背板中,太阳能电池所处的部分透明,因此可适用于两面受光型太阳能组件,对于380nm~1000nm波长的可见光平均透射率为85%以上,550nm波长的透射率为85%以上,对于250nm~380nm波长的紫外线平均透射率为10%以下,同时印刷层对于380nm~1000nm波长的可见光平均反射率为85%以上,550nm波长的可见光反射率为85%以上,表现优异。而且在实施例1中,制造太阳能电池组件时最大输出功率为212w,最为优异,用在两面受光型太阳能组件上时受光效率最高可提升6%以上。

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