专利名称：一种太阳能电池组件背板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池组件背板及其制造方法，该太阳能电池背板具有优异的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太阳能电池组件的成本。
背景技术：
太阳能是最重要的绿色可再生能源之一。目前，世界各国都把发展太阳能发电作为国家能源策略，大力鼓励和推动太阳能发电的发展。在近几年，世界各国的太阳能行业都快速发展，主要是得益于政府的支持和大家对绿色可再生能源的渴求。但是，太阳能电池发电目前还存在很大的挑战，主要是太阳能电池的发电成本还高于传统化石发电的成本，另外，在太阳能电池和组件的生产制造过程中，有一些工艺还存在环境污染问题。太阳能电池发电的发展挑战是如何通过技术创新改进现在太阳能电池和组件制造工艺和相关材料的设计和制备，避免对环境的污染，并持续降低太阳能发电的成本。太阳能电池主要包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。晶体硅太阳能电池有包括单晶硅和多晶硅两种，薄膜太阳能电池包括:非晶硅、微晶硅、铜銦鎵硒、碲化镉、染料敏化和有机等类型。无论是何种太阳能电池，都需要制备成太阳能电池组件，对半导体的电池进行有效的保护和封装，才能长期有效的发电。以晶体硅太阳能电池组件为例，现有技术中一般采用3mm左右的低铁超白玻璃做为组件的前板，以乙烯-醋酸乙烯酯EVA的胶膜为封装材料，分别置于电池片的上下两边，以聚合物的多层叠层膜为背板，在140-150°C条件下，通过真空层压工艺制成组件，EVA胶膜把电池片与前板玻璃和背板粘合在一起。另外常用的太阳能电池组件封装材料是聚乙烯醇缩丁醛PVB，和改性聚烯烃材料，或其他的材料。太阳光从前板玻璃射入，穿过EVA胶膜到达太阳能电池片，转化成电能。所以玻璃的透过率是非常重要的，保证足够的光线入射到电池片。背板的功能主要是保护EVA胶膜和电池片，确保机械的完整性、耐水解性、耐紫外光、绝缘性，以及降低水分的穿透。背板一般都采用多层不同聚合物的薄膜通过胶粘剂复合而成，这样不同的聚合物薄膜层可以起到以上提到的不同保护功能和耐老化性能。其中，背板外层所采用的聚合物薄膜的耐候性能是决定和影响背板功能以及太阳能电池组件性能的关键技术指标。由于氟塑料具有非常优异的耐候性能，目前商用的大多数背板都含有一层或两层氟塑料薄膜，特别是直接接触环境的最外层薄膜。常用的氟塑料薄膜有聚偏氟乙烯PVF薄膜，聚偏二氟乙烯PVDF薄膜，乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE薄膜等。氟塑料中的氟元素是从萤石矿物(CaF2)中提取的，其生产工艺复杂，生产成本高昂，对环境有很大的破坏作用。有些太阳能电池组件也使用聚对苯二甲酸乙二醇酯PET或聚酰胺材料作为背板的外层，但其耐候性能欠佳，影响了太阳能电池组件的长期使用寿命。另外，目前太阳能电池背板的制作首先需要制备单独的薄膜，然后使用粘合剂进行复合，整个制作过程需要多步完成，工艺复杂。使用的粘合剂通常为溶剂溶解粘合剂，使用此类粘合剂有很大的缺点:
(I)使用大量的溶剂溶解粘合剂，在加工过程中溶剂挥发会对环境产生污染，对溶剂的回收也增加成本。(2)粘合剂层的厚度假较薄，低于或在10微米左右，粘合强度和耐候性差。(3)需要单独的工艺将溶剂型粘合剂涂覆到氟塑料薄膜或PET薄膜上，干燥除去溶剂，增加制造成本。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种环境友好型的、具有优良耐候性能的太阳能电池组件的背板。本发明要解决的另一个技术问题是提供一种加工简便的太阳能电池组件背板的制备方法。本发明的技术方案是，一种太阳能电池组件背板，为单层或者多层结构，至少直接接触环境的最外层薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一种或多种材料组成；或者，最外层薄膜主要由ASA,AES,PMMA与聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物组成。ASA,AES和PMMA具有优异的耐候性能，其单独使用或含有其的共混物具有优异的户外使用性能。采用这些物质作为太阳能电池组件背板的最外层薄膜的材料，可以起到长久的保护作用。并且原料易得，可以减少氟材料的使用。本发明的背板可以仅由单层组成，即仅有直接接触环境的最外层薄膜。也可以由该最外层薄膜及其内侧的一层或多层结构共同组成背板结构。根据本发明的太阳能电池组件背板，优选的是，所述最外层薄膜内侧设有基膜层，基膜层材料选自聚酰胺或聚酯；所述聚酰胺可以选自如下组分中的一种或多种:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺614、聚酰胺613、聚酰胺615、聚酰胺616、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺912、聚酰胺913、聚酰胺914、聚酰胺915、聚酰胺616、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1013、聚酰胺1014、聚酰胺1210、聚酰胺1212、聚酰胺1213、聚酰胺1214、、聚对苯二甲酸己二酰胺、聚对苯二甲酸壬二酰胺、聚对苯二甲酸癸二酰胺、聚对苯二甲酸十二酰胺、己二酸己二酰胺/对苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、对苯二甲酸己二酰胺/间苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己二酸间二甲苯酰胺、对苯二甲酸己二酰胺/对苯二甲酸2-甲基戊二酰胺、己二酸己二酰胺/对苯二甲酸己二酰胺/间苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己内酰胺-对苯二甲酸己二酰胺；所述聚酯可以选自如下组分中的一种或多种:对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。进一步地，背板为多层结构时，所述基膜层内侧还可以设有第三薄膜层；所述第三薄膜层材料选自ASA、AES、PMMA, ABS, PC、PA、PET或PBT中的一种或多种；或者所述第三薄膜层材料选自聚烯烃及其烯烃共聚物；所述聚烯烃可以包括高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-辛烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸离子聚合物、硅烷接枝聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯或其组合；所述烯烃共聚物可以包括乙烯与以下单体中至少一种形成的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C 1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。上述太阳能电池组件背板中，所述最外层薄膜和基膜层之间、所述基层膜与第三薄膜层之间还可以加入粘合层。优选的是，所述粘合层选自以下成分中的一种或多种:聚乙烯及乙烯类共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯、丙烯酸树脂和ABS系树脂；所述聚乙烯可以包括以下成分:低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，中密度聚乙烯MDPE，高密度聚乙烯HDPE，C2-C8烯烃接枝聚乙烯或与乙烯的共聚物，马来酸酐接枝聚乙烯，硅烷接枝聚乙烯；所述乙烯类共聚物可以是乙烯与至少一种以下单体的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述改性聚丙烯可以是指马来酸酐接枝改性聚丙烯；所述热塑性聚氨酯TPU可以是由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及小分子二醇扩链剂反应而成，所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇等己二酸系酯二醇，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇；所述ABS系树脂可以包括选自以下至少两种单体的共聚物:丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸C 1-4烷酯、甲基丙烯酸C 1-4烷酯、氯乙烯、乙烯、丙烯、马来酸酐和马来酰亚胺。在一个优选的实施方式中，在最外层薄膜、基膜层和第三薄膜层中，可以分别添加选自无机填料、玻璃纤维、抗氧剂、紫外稳定剂、抗水解剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、硅烷偶联剂和填充剂中的一种或多种。添加这些添加剂辅料的作用是进一步增强背板的性能。添加无机填料的目的在于提高材料的机械性能，导热性能和阻燃性能等。所述无机填料包括但不限于:二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、云母、硅灰石、滑石粉、硫化锌、碳酸钙、硫酸钡、碳化钨、碳化硅、氮化硼、蒙脱土、粘土、玻璃纤维、玻璃微珠、硫化钥、氧化镁、三氧化二铝、全氟多面体硅氧烷等。在一个优选的实施方式中，在所述粘合层中可以加有添加剂，所述添加选自无机填料、抗氧剂、紫外稳定剂、抗水解剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、娃烷偶联剂和填充剂的中一种或多种。这些添加剂的作用也是进一步增强粘合层的性能。添加无机填料的目的在于提高材料的粘接性能，导热性能和阻燃性能等。所述无机填料包括但不限于:二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、云母、硅灰石、滑石粉、硫化锌、碳酸钙、硫酸钡、碳化钨、碳化硅、氮化硼、蒙脱土、粘土、玻璃纤维、玻璃微珠、硫化钥、氧化镁、三氧
化二铝、全氟多面体硅氧烷等。根据本发明的太阳能电池组件背板，优选的是，所述第三薄膜层的厚度为10-500微米；更优选地，所述第三薄膜层的厚度为50-200微米。优选的是，所述最外层薄膜的厚度为20-500微米；背板为单层结构时，所述最外层薄膜更优选的厚度为200-500微米。背板为多层结构时，所述最外层薄膜更优选的厚度为20-200微米。优选的是，所述基膜层的厚度为50-500微米；更优选地，所述基膜层的厚度为100-300 微米。所述粘合层的厚度为5-100微米。更优选地，所述粘合层的厚度为10-30微米。同时，本发明还提供上述太阳能电池组件背板的制备方法。一是采用传统的背板加工工艺，所述最外层薄膜、基膜层和第三薄膜层使用胶黏剂直接复合成背膜。第二种是采用新型的熔融共挤出工艺，将所述最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层的塑料粒子分别进行熔融共挤，通过共挤出适配器和模口直接制得复合膜；将所述最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层和粘合层的塑料粒子分别进行熔融共挤，通过共挤出适配器和模口直接制得复合膜。所述背板不含粘合层时，构成所述最外层薄膜、基膜层和第三薄膜层的材料，分别通过各自的熔融加工设备，熔融挤出到共挤出适配器，通过共挤出模口直接复合成膜，然后通过轧辊和收卷装置，得到用作太阳能电池组件的多层聚合物复合膜背板。所述背板含有粘合层时，构成所述最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层和粘合层的材料，分别通过各自的熔融加工设备，熔融挤出到共挤出适配器，通过共挤出模口直接复合成膜，然后通过轧辊和收卷装置，得到用作太阳能电池组件的多层聚合物复合膜背板。具体步骤可以是:(I)、将所述构成最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层(还可进一步包括粘合层)的材料，分别通过熔融挤出工艺挤出混合造粒；(2)、将步骤(I)中得到的粒子分别进行熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得
复合膜。(3)、将步骤(2)中制备的复合膜通过轧辊和收卷装置制得所述太阳能电池组件背板。本发明的有益效果是:该太阳能电池背板避免了含氟材料的使用，降低了太阳能电池组件的成本，制作过程绿色环保，工艺简单高效。该太阳能电池背板具有优异的加工成型性能和耐环境老化性能。粘合层的使用也避免了溶剂溶解粘合剂的使用，从而避免了溶剂挥发对环境产生污染。
具体实施例方式实施例中的试验方法:I)太阳能电池组件背板中基膜与最外薄膜层或第三薄膜层薄膜之间的剥离强度将叠层膜切成2cm宽，IOcm长的样条，接合层与基层分别固定在拉伸测试机的上下夹具中，进行剥离测试，速度为lOcm/min。2)太阳能电池组件背板与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物封装材料之间的剥离强度将背板复合膜与EVA和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145°C，在真空条件下层压10分钟。将制备的样品手工剥离开，切割样品为2cm宽度，IOcm长度，然后将玻璃、EVA和背板分别固定在拉力测试机的上下夹具上，在IOcm/分的拉伸速度下测试剥离强度。
3)背板的湿热老化测试将背板叠层膜与EVA和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145°C，在真空条件下层压10分钟。将制成的玻璃/EVA/背板样品至于一台湿热环境箱，根据IEC61215标准在85°C /85%相对湿度下测试1000个小时。取出样品后，用分光光度计测样品的黄变指数ΛΥΙ。4)背板的紫外光老化测试将背板叠层膜与EVA，和超白玻璃按由下到上的顺序铺层，在真空层压机中升温至145°C，在真空条件下层压10分钟。将制成的玻璃/EVA/背板样品至于一台QUV紫外老化箱，根据IEC 61215标准测试1000个小时。取出样品后，用分光光度计测样品的黄变指数AY10比较例I采用Akema公司的Kynar PVDF薄膜,厚度30微米；普通的对苯二甲酸乙二醇酯PET双向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的线性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度为80微米；聚氨酯溶剂型粘合剂，乙酸乙酯为溶剂。通过粘合剂复合工艺，分两步将聚氨酯粘合剂涂敷到PET薄膜两侧上，分别与PVDF薄膜和LLDPE薄膜复合，制成PVDF/Tie/PET/Tie/LLDPE叠层膜背板，其中粘合剂的厚度在10微米左右。PVDF为与环境直接接触的最外层薄膜。测试该背板中PVDF与PET之间的剥离强度，结果为4N/cm。该背板与EVA和玻璃通过真空层压工艺制成样品，测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为58N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.9。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为1.6。比较例2采用抗紫外的PET薄膜，厚度50微米；普通的对苯二甲酸乙二醇酯PET双向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的线性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度为50微米；聚氨酯溶剂型粘合剂，乙酸乙酯为溶剂。通过粘合剂复合工艺，分两步将聚氨酯粘合剂涂敷到PET薄膜两侧上，分别与抗紫外PET薄膜和LLDPE薄膜复合，制成PET/Tie/PET/Tie/LLDPE叠层膜背板，其中粘合剂的厚度在10微米左右。抗紫外PET膜为与环境直接接触的最外层薄膜。测试该背板中抗紫外PET与PET之间的剥离强度，结果为4N/cm。该背板与EVA和玻璃通过真空层压工艺制成样品，测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为58N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.8。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为2.2。实施例1采用普通的挤出级的ASA塑料粒子，添加占ASA塑料粒子质量比5%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,熔融挤出流延制得ASA薄膜背板，挤出温度为250°C，厚度为350微米。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为45N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.6。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。
实施例2如实施例1制得厚度为80微米的ASA薄膜；采用普通的对苯二甲酸乙二醇酯PET双向拉伸的薄膜，厚度200微米；普通的线性低密度聚乙烯LLDPE薄膜，厚度为50微米；聚氨酯溶剂型粘合剂，乙酸乙酯为溶剂。通过粘合剂复合工艺，分两步将聚氨酯粘合剂涂敷到PET薄膜两侧上，分别与ASA薄膜和LLDPE薄膜复合，制成ASA/Tie/PET/Tie/LLDPE叠层膜背板，其中粘合剂的厚度在10微米左右。ASA薄膜为与环境直接接触的最外层薄膜。测试该背板中ASA与PET之间的剥离强度，结果为7N/cm。该背板与EVA和玻璃通过真空层压工艺制成样品，测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为58N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.9。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。实施例3如实施例1制得厚度为50微米的ASA薄膜；采用普通的聚酰胺ΡΑ6双向拉伸的薄膜，厚度180微米；聚丙烯酸脂水型粘合剂。通过粘合剂复合工艺，分两步将聚丙烯酸脂粘合剂涂敷到ΡΑ6薄膜两侧上，分别与两层ASA薄膜复合，制成ASA/Tie/PA6/Tie/ASA叠层膜背板，其中粘合剂的厚度在10微米左右。测试该背板中ASA与PA6之间的剥离强度，结果为9N/cm。该背板与EVA和玻璃通过真空层压工艺制成样品，测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为45N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.6。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。实施例4采用普通的挤出级的ASA塑料粒子(质量比70% )，添加20%聚甲基丙烯酸酸甲酯PMMA和10%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在250°C左右的温度挤出混合造粒，制得ASA/PMMA混合物塑料粒子。采用聚酰胺12塑料粒子，添加10%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.1 %热稳定剂，经双螺杆挤出机在260°C左右的温度挤出混合造粒，制得尼龙混合物塑料粒子。采用60% LDPE,混合40% EVA,添加9.8%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，双螺杆挤出机在170°C左右的温度挤出混合造粒，制得烯烃混合物塑料粒子。将ASA混合物塑料粒子，尼龙混合物塑料粒子和烯烃混合物塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为250°C。由此得到ASA/尼龙/聚烯烃三层叠层膜，三层厚度分别为60/200/60微米。测试该背板中ASA与尼龙层之间的剥离强度，结果为4N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为80N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。实施例5采用普通的挤出级的AES塑料粒子(质量比85%)，添加10%ΡΑ6，添加5%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在260°C左右的温度挤出混合造粒，制得AES混合物塑料粒子。采用PA6塑料粒子，添加占成品塑料粒子质量比10%经过表面处理的云母和0.1 %热稳定剂，经双螺杆挤出机在260°C左右的温度挤出混合造粒，制得尼龙混合物塑料粒子。采用20 %LDPE，混合70% EMA，添加9.8%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，双螺杆挤出机挤出混合造粒，制得烯烃混合物塑料粒子。将AES塑料粒子，尼龙混合物塑料粒子和烯烃混合物塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为250°C。由此得到AES/尼龙/聚烯烃三层叠层膜，三层厚度分别为100/200/30微米。测试该背板中AES与尼龙层之间的剥离强度，结果为5N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为70N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.3。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.5。实施例6采用普通的挤出级的70% ASA塑料粒子，混合20% PMMA塑料粒子，添加10%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在250°C左右的温度挤出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET塑料粒子，添加5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.1%热稳定剂，经双螺杆挤出机在260°C左右的温度挤出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。将ASA混合物塑料粒子，PET混合物塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为260°C。由此得到ASA/PET/ASA三层叠层膜，三层厚度分别为50/200/50微米。测试该背板中ASA与PET层之间的剥离强度，结果为5N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为50N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.4。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.4。实施例7采用95%质量比普通的挤出级的ASA塑料粒子，添加5%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在250°C左右的温度挤出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用对苯二甲酸己二酰胺/间苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺塑料粒子，添加占成品混合物塑料粒子质量比50% PA6，5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在260°C左右的温度挤出混合造粒，制得尼龙混合物塑料粒子。采用60% PMMA，混合35%乙烯丙烯酸共聚物，添加4.8%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在200°C左右的温度挤出混合造粒，制得粘合层塑料粒子。将ASA塑料粒子，尼龙混合物塑料粒子和粘合层塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为280°C。由此得到ASA/粘合层/尼龙/粘合层/ASA三层叠层膜，三层厚度分别为80/10/200/10/30微米。测试该背板中ASA与尼龙层之间的剥离强度，结果为8N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。
测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为45N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.2。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.2。实施例8采用92%质量比的普通的挤出级的ASA塑料粒子，添加8%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在250°C左右的温度挤出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET，添加占成品PET混合物塑料粒子质量比5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在270°C左右的温度挤出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。采用40% LDPE，混合50%9.8%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，双螺杆挤出机挤出混合造粒，制得烯烃混合物塑料粒子。采用94.8%质量比的马来酸酐接枝聚丙烯，添加5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在200°C左右的温度挤出混合造粒，制得粘合层塑料粒子。将ASA塑料粒子，PET混合物塑料粒子，聚烯烃混合物塑料粒子和粘合层塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为260°C。由此得到ASA/粘合层/PET/聚烯烃三层叠层膜，三层厚度分别为100/15/150/15/100微米。测试该背板中ASA与PET层之间的剥离强度，结果为8N/cm ;聚烯烃与PET层之间的剥离强度，结果为6N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品.
测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为80N/cm。用上述玻璃/EVA/ 该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.2。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.4。实施例9采用95%质量比的普通的挤出级的ASA塑料粒子，添加5%的经过表面处理的二氧化钛TiO2,经双螺杆挤出机在250°C左右的温度挤出混合造粒，制得ASA混合物塑料粒子。采用PET，添加占成品PET混合物塑料粒子质量比5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和
0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在270°C左右的温度挤出混合造粒，制得PET混合物塑料粒子。采用80% LDPE，混合10% EMA，添加9.8%经过表面处理的二氧化钛TiO2和0.2%热稳定剂，双螺杆挤出机在200°C左右的温度挤出混合造粒，制得烯烃混合物塑料粒子。采用94.8%质量比的马来酸酐接枝乙烯丙烯共聚物，添加5%经过表面处理的二氧化钛TiO2和
0.2%热稳定剂，经双螺杆挤出机在200°C左右的温度挤出混合造粒，制得粘合层塑料粒子。将ASA塑料粒子，粘合层塑料粒子，PET混合物塑料粒子和烯烃混合物塑料粒子分别通过挤出机熔融共挤，通过共挤出适配器和模口制得复合膜，挤出温度为260°C。由此得到ASA/粘合层/PET/粘合层/聚烯烃三层叠层膜，三层厚度分别为50/15/200/15/40微米。测试该背板中ASA与PET层之间的剥离强度，结果为7N/cm ;聚烯烃与PET层之间的剥离强度，结果为12N/cm。将此背板与EVA和玻璃在真空层压机在145°C /10分钟条件下复合，制的样品。测试该背板与EVA封装层之间的剥离强度，结果为70N/cm。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品湿热老化测试1000小时，结果Λ YI为0.2。用上述玻璃/EVA/该背板的复合样品紫外老化测试1000小时，结果Λ YI为0.2。
本发明中的实施例中背板的性能可与含氟背板(即比较例I)相媲美，要优于非氟背板(即比较例2)。该太阳能电池背板具有优异的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太阳能电池组件的成本，且环保、安全。
权利要求
1.一种太阳能电池组件背板，为单层或者多层结构，其特征在于:至少直接接触环境的最外层薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一种或多种材料组成；或者，最外层薄膜主要由ASA、AES、PMMA与聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物组成。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述最外层薄膜内侧设有基膜层，基膜层材料选自聚酰胺或聚酯； 所述聚酰胺选自如下组分中的一种或多种:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺614、聚酰胺613、聚酰胺615、聚酰胺616、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺912、聚酰胺913、聚酰胺914、聚酰胺915、聚酰胺616、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1013、聚酰胺1014、聚酰胺1210、聚酰胺1212、聚酰胺1213、聚酰胺1214、、聚对苯二甲酸己二酰胺、聚对苯二甲酸壬二酰胺、聚对苯二甲酸癸二酰胺、聚对苯二甲酸十二酰胺、己二酸己二酰胺/对苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、对苯二甲酸己二酰胺/间苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己二酸间二甲苯酰胺、对苯二甲酸己二酰胺/对苯二甲酸2-甲基戊二酰胺、己二酸己二酰胺/对苯二甲酸己二酰胺/间苯二甲酸己二酰胺共聚酰胺、聚己内酰胺-对苯二甲酸己二酰胺； 所述聚酯选自如下组分中的一种或多种:对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯。
3.根据权利要求2中任一项所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述基膜层内侧设有第三薄膜层 ，所述第三薄膜层材料选自ASA、AES、PMMA, ABS, PC、PA、PET或PBT中的一种或多种； 或者所述第三薄膜层材料选自聚烯烃及其烯烃共聚物， 所述聚烯烃包括高密度聚乙烯HDPE、中密度聚乙烯MDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE、超高分子量聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、硅烷接枝聚乙烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氧化乙烯、乙烯-辛烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸离子聚合物、硅烷接枝聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯或其组合； 所述烯烃共聚物包括乙烯与以下单体中至少一种形成的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述最外层薄膜和基膜层之间、所述基层膜与第三薄膜层之间加入粘合层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述粘合层选自以下成分中的一种或多种:聚乙烯及乙烯类共聚物、聚丙烯及改性聚丙烯、热塑性聚氨酯、丙烯酸树脂和ABS系树脂； 所述聚乙烯包括以下成分:低密度聚乙烯LDPE，线性低密度聚乙烯LLDPE，中密度聚乙烯MDPE，高密度聚乙烯HDPE，C2-C8烯烃接枝聚乙烯或与乙烯的共聚物，马来酸酐接枝聚乙烯，娃烧接枝聚乙烯； 所述乙烯类共聚物是乙烯与至少一种以下单体的共聚物:醋酸乙烯酯，丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述改性聚丙烯是指马来酸酐接枝改性聚丙烯； 所述热塑性聚氨酯TPU是由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及小分子二醇扩链剂反应而成，所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇等己二酸系酯二醇，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚丁二烯二醇； 所述ABS系树脂包括选自以下至少两种单体的共聚物:丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸C1-4烷酯、甲基丙烯酸C1-4烷酯、氯乙烯、乙烯、丙烯、马来酸酐和马来酰亚胺。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述最外层薄膜、基膜层和第三薄膜层中，分别添加选自无机填料、玻璃纤维、抗氧剂、紫外稳定剂、抗水解剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、硅烷偶联剂和填充剂中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，在所述粘合层中加有添加剂，所述添加选自无机填料、抗氧剂、紫外稳定剂、抗水解剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、硅烷偶联剂和填充剂的中一种或多种。
8.根据权利要求4所述的太阳能电池组件背板，其特征在于，所述第三薄膜层的厚度为10-500微米；所述最外层薄膜 的厚度为20-500微米；所述基膜层的厚度为50-500微米；所述粘合层的厚度为5-100微米。
9.权利要求1到3中任一项所述的太阳能电池组件背板的制备方法，其特征在于:将所述最外层薄膜、基膜层和第三薄膜层使用胶黏剂直接复合成背膜。
10.权利要求1-4所述的太阳能电池组件背板的制备方法，其特征在于:将所述最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层的塑料粒子分别进行熔融共挤，通过共挤出适配器和模口直接制得复合膜；将所述最外层薄膜、基膜层、第三薄膜层和粘合层的塑料粒子分别进行熔融共挤，通过共挤出适配器和模口直接制得复合膜。
全文摘要
本发明提供一种太阳能电池组件背板，可以为单层或者多层结构，至少直接接触环境的最外层薄膜主要由丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物AES、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一种或多种材料组成；或者，最外层薄膜主要由ASA、AES、PMMA与聚碳酸酯PC、聚酰胺PA、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT或聚氯乙烯PVC的共混物组成。本发明还提供了该背板的制造方法，即采用直接粘合各层成背膜或者通过熔融共挤复合。该太阳能电池背板具有优异的加工性能和可靠的耐候性能，避免了含氟材料的使用，降低了太阳能电池组件的成本，且环保、安全。
文档编号B32B27/18GK103158312SQ201110424
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者刘学习 申请人:苏州尚善新材料科技有限公司