专利名称：太阳能光伏电池用封装背板的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能光伏电池技术领域，具体涉及一种用于太阳能光伏电池用封装 背板。
背景技术：
目前，太阳能电池的工艺主要可分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两大类， 其中前者是使用硅片利用掺杂与扩散等技术形成光吸收层，而后者则是使用塑料基板或玻 璃基板，利用薄膜技术形成光吸收层。由于晶硅太阳能电池对硅原料的高需求，使得硅原料 严重不足，因此目前薄膜太阳能电池逐渐成为市场的一种主流产品。晶硅太阳能电池封装的顺序一般为光伏玻璃、热熔胶层、电池片(硅片)、热熔 胶层和绝缘背板；而薄膜太阳能电池的薄膜电池光吸收层是在导电玻璃上通过沉积工艺形 成，因此其顺序为导电玻璃、薄膜电池层、热熔胶层和封装玻璃。封装玻璃由于过于笨重， 在硅电池组件中已经被背板材料取代，薄膜电池组件中的封装材料也有逐渐轻薄化的趋 势，但要求其背板材料有良好的密封性和水汽阻隔性。US3133854、US513989和US6632518均介绍了在PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)之 类的基材上预涂底层或氟碳料粘结层，以得到耐久性能优异的叠层背板，但是专利所介绍 的工艺十分繁琐和苛刻，并且按照专利技术介绍而得到的背板对水汽的阻隔效果并不能达 到人们所期取的程度，与封装材料之间的粘合强度低。CN101615636A和CN101582458A公 开的背板的一侧由聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯作为粘合层，该粘合层厚度薄且不能产生交 联，无法对电池片进行密封封装。CN101728437A的具有包封材料的背板在聚酯层复合一层 封装层可具有密封性能，但聚酯层的惰性表面不易粘，热层压后层间剥离强度不理想，而且 太阳光直接照射在聚酯层上，易引起黄变和降解。CN101510567A所述的结构虽在封装材料 之上叠加了一层铝膜材料，可以增强水汽阻隔性，但实施工艺复杂，层压时容易产生褶皱、 破损等现象。鉴于上述已有技术所存在的欠缺，本申请人进行了有益的尝试，下面将要介绍的 技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于提高水汽阻隔效果和耐紫外线性能，有益于增 进热层压后的层间抗剥离强度以及有利于体现耐晒性、避免黄变与降解的太阳能光伏电池 用封装背板。本发明的任务是这样来完成的，一种太阳能光伏电池用封装背板，包括由耐候层、 阻隔层、电气绝缘层以及粘接层彼此复合而构成的第一结构体和含有聚乙烯醇缩丁醛、聚 氨酯或乙烯_乙酸乙烯酯共聚物的并且以热熔融复合方式或者以粘结复合方式与所述第 一结构体相复合的第二结构体，所述的耐候层为聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料 的混合物，所述阻隔层位于耐候层与电气绝缘层之间，而所述的粘接层位于电气绝缘层与第二结构体之间。在本发明的一个具体的实施例中，所述的阻隔层为铝箔或者在一侧表面通过溅射 或蒸镀金属氧化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；所述的电气绝缘层的材料为聚对苯二甲 酸乙二醇酯、聚2，6_萘二甲酸乙二酯或聚酰胺；所述的粘接层为乙烯均聚物或者由聚偏二 氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料三者的混合物，所述的乙烯均聚物为聚乙烯或乙烯-醋 酸乙烯酯。在本发明的另一个具体的实施例中，所述的丙烯酸类树脂为甲基丙烯酸甲酯、甲 基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酯丁酯中的任意一种的聚合物或共聚物，所述的无机材 料为二氧化钛或碳黑。在本发明的又一个具体的实施例中，所述的第一结构体的厚度为61-450 μ m，其 中所述耐候层和粘接层的厚度各为5-50 μ m，所述阻隔层的厚度为1-50 μ m，而所述电气 绝缘层的厚度为50-300 μ m ；所述的第二结构体的厚度为300-600 μ m。在本发明的再一个具体的实施例中，所述的耐候层的层数为一层、两层或三层。在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的聚偏二氟乙烯、丙烯酯类树脂和无 机材料的重量份数分别为聚偏二氟乙烯20-80份，丙烯酸类树脂10-50份，无机材料1-30 份。在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的第二结构体还包括含有交联剂。在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的交联剂为2，5-二甲基己烷-2，5-二 过氧化氢、甲烷过氧化氢、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或其组合。在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的第二结构体还包括含有抗氧剂、 紫外稳定剂、抗水解剂和阻燃剂的一种或其组合。在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的抗氧剂为IrganoxlOlO ；所述的 紫外稳定剂为TinUVin213 ；所述的抗水解剂为Stabaxol I ；所述的阻燃剂为磷酸三苯酯。本发明提供的技术方案由于由耐候层、阻隔层、电气绝缘层和粘接层构成第一结 构体，并且耐候层含有聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料的混合物，丙烯酸类树脂与 聚偏二氟乙烯具有良好的相容性，从而能增进对水汽的阻隔效果、耐紫外线性能和增进热 层压后的层间抗剥离强度，以及体现耐晒性，避免黄变和降解，使太阳能光伏组件的使用寿 命得以延长。
图1为本发明的一个具体的实施例结构图。图2为耐候层的第一实施例结构图。图3为耐候层的第二实施例结构图。
具体实施例方式实施例1 请见图1，该图所示的太阳能光伏电池封装背板由第一结构体1和第二结构体2构 成，第二结构体2以粘结结合的方式与第一结构体1相复合。第一结构体1包括耐候层11、阻隔层13、电气绝缘层15和粘接层17，阻隔层13朝向耐候层11的一侧的表面即图1所示朝向上的表面由第一粘合层12与耐候层11粘合为 一体，阻隔层13朝向电气绝缘层15的一侧表面即图1所示朝向下的表面由第二粘合层14 与电气绝缘层15的一侧表面(图1所示朝向上的一侧)粘结为一体，而电气绝缘层15的 另一侧表面即图1所示朝向下的一侧的表面，也即朝向粘接层17的一侧的表面由第三粘合 层16与粘接层17粘结为一体。在使用状态下，即，当本发明的太阳能光伏电池封装背板付 诸应用时，耐候层11朝向外，而粘接层17则通过第四粘合层18与材料为乙烯-乙酸乙烯 酯共聚物的第二结构体2粘结结合。在本实施例中，第一结构体1的芯的厚度为162μπι，而第二结构体2的厚度为 310 μ m，其中耐候层11的厚度为6 μ m，阻隔层13的厚度为50 μ m，电气绝缘层15的厚度 为100 μ m，粘接层17的厚度为6 μ m，并且耐候层11为单层结构。其中耐候层11的材料 由以下重量份数的原料构成聚偏二氟乙烯80份，丙烯酸类树脂20份，无机材料28份，丙 烯酸类树脂为聚甲基丙烯酸甲酯，而无机材料为二氧化钛，阻隔层13使用铝箔，前述的电 气绝缘层15的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，前述的第一、第二、第三粘合层12、14、16和 第四粘合层18的材料均为聚氨酯粘合剂，而前述的粘接层17完全同前述的耐候层11的材 料。将前述的聚偏二氟乙烯80份、聚甲基丙烯酸甲酯20份和二氧化钛28份混合均勻 后，通过螺杆挤出机挤出造粒，使作为颜料的二氧化钛能均勻地分散在树脂中，然后将树脂 通过挤出流延工艺即流延法制得厚度为6μπι的用作耐候层1的薄膜，并且进行电晕处理。 由第一、第二和第三粘合层12、14、16使耐候层11、阻隔层13、电气绝缘层15和粘接层17 实施干式复合，在复合的同时通过第四粘合层18与第二结构体2复合。实施例2 第一结构体1的厚度为354 μ m，其中将耐候层11的厚度为50 μ m，将阻隔层13 的厚度改为4 μ m，将电气绝缘层15的厚度改为250 μ m，将粘接层17的厚度改为50μπι，第 二结构体2的厚度为590μπι，将构成耐候层11的聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料 的重量份数分别改为20份、12份和1份，其中丙烯酸类树脂使用聚甲基丙烯酸丁酯，无机 材料使用碳黑；将第一、第二粘合层12、14和第三粘合层16以及第四粘合层18的材料均使 用丙烯酸粘合剂，阻隔层13为一侧表面通过溅射工艺溅射有氧化铝的聚对苯二甲酸乙二 醇酯薄膜(PET薄膜)，电气绝缘层15的材料使用聚2，6-萘二甲酸乙二酯，粘接层17的材 料改为聚乙烯，第二结构体2的材料采用聚乙烯醇缩丁醛，其余均同对实施例1的描述。实施例3 第一结构体1的厚度为70 μ m，第二结构体2的厚度改为450 μ m，将耐候层11的 厚度改为6 μ m，将阻隔层13的厚度改为4 μ m，将电气绝缘层15的厚度改为52 μ m，将粘接 层17的厚度改为8 μ m，电气绝缘层15的材料使用聚酰胺；将构成耐候层1的聚偏二氟乙 烯、丙烯酸类树脂和无机材料的重量份数分别改为65份、45份和10份，其中丙烯酸类树 脂使用聚甲基丙烯酸丁酯，粘接层17使用乙烯-醋酸乙烯酯，由于第一结构体1与第二结 构体2采用热熔融复合方式复合，因此，本实施例不使用第四粘合层18，第二结构体2的材 料为聚氨酯，其余均同对实施例1的描述。实施例4 第一结构体1的厚度为450 μ m，其中将耐候层11的厚度改为47 μ m，将阻隔层13的厚度改为35 μ m,将电气绝缘层15的厚度改为350 μ m,将粘接层17的厚度改为18 μ m，第 二结构体2的厚度为600 μ m，将构成耐候层11的聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料 的重量份数分别改为40份、30份和15份，其中丙烯酸类树脂为丙烯酸丁酯(15份)与甲 基丙烯酸甲酯(15份)的共聚物，阻隔层13为一侧表面通过蒸镀工艺蒸镀有氧化硅的PET 薄膜，粘接层7的材料改用由聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯按重量份数为1 1构成的混合 物，第二结构体2的材料为聚乙烯醇缩丁醛，其余均同对实施例1的描述。实施例5 请见图2，耐候层11为三层复合结构，并且厚度相同，本实施例所择厚度均为 45 μ m，由第一、第二、第三复合层111、112、113彼此复合后构成耐候层11，在该第一、第二、 第三复合层111、112、113中，至少有一层复合层为含氟薄膜，即至少有一层的材料是聚偏 二氟乙烯、丙烯酯类树脂和无机材料的混合物，其余两层的材料则既可以为聚偏二氟乙烯， 也可以为聚偏二氟乙烯、丙烯酸酯类树脂和无机材料的混合物，还可以将第一、第二、第三 复合层111、112、113均使用前述的聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料的混合物。第 一、第二、第三复合层111、112、113的厚度各为15 μ m。其余均同对实施例1的描述。实施例6 请见图3，耐候层11为两层复合结构，并且厚度相同，本实施例择取的厚度均 为20μπι，由第一、第二复合层111、112彼此复合后构成第一耐候层11，在第一、第二复合 层111、112中应当有一层的材料为含氟薄膜，即必须有一层的材料为聚偏二氟乙烯、丙烯 酸类树脂和无机材料的混合物，但也可使第一、第二复合层111、112的材料均使用聚偏二 氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料的混合物，其中，第一、第二复合层111、112的厚度各为 10 μ m，其余均同对实施例5的描述。实施例7 第二结构体2还包含有交联剂和抗氧剂，交联剂选自以下2，5- 二甲基己烷-2， 5-二过氧化氢、甲烷过氧化氢、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的任意一种，由中国上海 浦和塑胶有限公司销售的汽巴精化抗氧剂IrganoxlOlO，其中交联剂在第二结构体2中所 占的质量百分比为0. 5%，抗氧剂在第二结构体2中所占的质量百分比为0. 6%，其余均同 对实施例1的描述。实施例8 第二结构体2中还包含有交联剂和紫外稳定剂，交联剂为2，5-二甲基己烷-2， 5-二过氧化氢按任意比例混合而构成的交联剂，紫外稳定剂选用同样由中国上海浦和塑胶 有限公司销售的汽巴精细TinUVin213紫外线吸收剂，其中交联剂在第二结构体2中所占 的质量百分比为2. 0%，而紫外稳定剂在第二结构体中所占的质量百分比为0. 7%，其余均 同对实施例1的描述。实施例9 在第二结构体2中包含有交联剂、紫外稳定剂、抗水解剂和阻燃剂，交联剂选用叔 丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和甲烷过氧化氢，两者的比例为任意比例，并且该两者即叔 丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和及甲烷过氧化氢在第二结构体2中所占的质量百分比为 1.5%，紫外稳定剂、抗水解剂和阻燃剂三者在第二结构体2中所占的质量百分比为1.8%， 其中紫外稳定剂的牌号同实施例8，抗水解剂优选使用由中国北京远通化工商贸有限公司销售的莱茵化学集团产的Stabaxo I型抗水解剂，而阻燃剂使用磷酸三苯酯，其余均同对 实施例1的描述。实施例10 在第二结构体2中包含有抗氧剂(来源同实施例7)、紫外稳定剂(来源同实施例 8和9)、抗水解剂(来源同实施例9)和阻燃剂(同实施例9)，该四种功能助剂各占第二结 构体2的重量的0. 5%。其余均同对实施例1的描述。
权利要求
一种太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于包括由耐候层(11)、阻隔层(13)、电气绝缘层(15)以及粘接层(17)彼此复合而构成的第一结构体(1)和含有聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯或乙烯 乙酸乙烯酯共聚物的并且以热熔融复合方式或者以粘结复合方式与所述第一结构体(1)相复合的第二结构体(2)，所述的耐候层(11)为聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料的混合物，所述阻隔层(13)位于耐候层(11)与电气绝缘层(15)之间，而所述的粘接层(17)位于电气绝缘层(15)与第二结构体(2)之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的阻隔层(13) 为铝箔或者在一侧表面通过溅射或蒸镀金属氧化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；所述的 电气绝缘层(15)的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二酯或聚酰胺；所述 的粘接层(17)为乙烯均聚物或者由聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料三者的混合 物，所述的乙烯均聚物为聚乙烯或乙烯_醋酸乙烯酯。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的丙烯酸 类树脂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酯丁酯中的任意一种的聚 合物或共聚物，所述的无机材料为二氧化钛或碳黑。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的第一结构体 (1)的厚度为61-450 μ m，其中所述耐候层(11)和粘接层(17)的厚度各为5_50μπι，所述 阻隔层(13)的厚度为1-50 μ m，而所述电气绝缘层(15)的厚度为50-300 μ m ；所述的第二 结构体(2)的厚度为300-600 μ m。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的耐候层(11) 的层数为一层、两层或三层。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的聚偏二 氟乙烯、丙烯酯类树脂和无机材料的重量份数分别为聚偏二氟乙烯20-80份，丙烯酸类树 脂10-50份，无机材料1-30份。
7.根据权利要求1或4所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的第二结 构体(2)还包括含有交联剂。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的交联剂为2， 5-二甲基己烷-2，5-二过氧化氢、甲烷过氧化氢、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种 或其组合。
9.根据权利要求1或4所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的第二结 构体(2)还包括含有抗氧剂、紫外稳定剂、抗水解剂和阻燃剂的一种或其组合。
10.根据权利要求9所述的太阳能光伏电池用封装背板，其特征在于所述的抗氧剂为 IrganoxlOlO ；所述的紫外稳定剂为TinuVin213 ；所述的抗水解剂为Stabaxol I ；所述的阻 燃剂为磷酸三苯酯。
全文摘要
一种太阳能光伏电池用封装背板，属于太阳能光伏电池技术领域。包括由耐候层、阻隔层、电气绝缘层以及粘接层彼此复合而构成的第一结构体和含有聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的并且以热熔融复合方式或者以粘结复合方式与第一结构体相复合的第二结构体，耐候层为聚偏二氟乙烯、丙烯酸类树脂和无机材料的混合物，阻隔层位于耐候层与电气绝缘层之间，粘接层位于电气绝缘层与第二结构体之间。本技术方案能增进对水汽的阻隔效果、耐紫外线性能和增进热层压后的层间抗剥离强度，以及体现耐晒性，避免黄变和降解，使太阳能光伏组件的使用寿命得以延长。
文档编号B32B27/18GK101979247SQ20101027019
公开日2011年2月23日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者杨小旭, 邵名巍 申请人:常熟市冠日新材料有限公司