水分散组合物、生态友好的光伏模块的背板和制造该背板的方法

水分散组合物、生态友好的光伏模块的背板和制造该背板的方法
【专利摘要】本发明涉及一种水分散组合物、用于光伏模块的背板、制备所述背板的方法和光伏模块。根据本发明的一个实施方式的水分散组合物包含氟化聚合物、颜料和水分散粘合剂。因此，使用所述水分散组合物制造的用于光伏模块的背板为生态友好的并且是经济的，同时不需要使用有毒的有机溶剂。通过使用所述水分散组合物，可以防止其中从背板表面露出的颜料容易脱落的粉化现象以实现高产率和高质量。
【专利说明】水分散组合物、生态友好的光伏模块的背板和制造该背板的方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种水分散组合物、用于光伏模块的背板、制备该背板的方法和包括该背板的光伏模块。
【背景技术】
[0002]现今，由于地球的环境问题和化石燃料的耗竭，对新型的可再生和清洁能源的关注正在增加，在这种能源中，作为能够解决环境污染和化石燃料耗竭问题的代表性无污染能源的太阳光能已经引起了关注。
[0003]应用太阳能产生原理的光伏电池是一种将太阳光转化成电能的装置，其长时间地暴露于外部环境中以易于吸收太阳光。因此，通过进行各种包装来保护电池而以单元的形式形成光伏电池，并且所述单元被称为光伏模块。
[0004]光伏模块使用具有优异的耐候性和耐久性的背板，从而即使暴露于外部环境中达20年以上也能稳定地保护光伏电池。通过在基底的一个表面上堆叠具有耐久性和耐候性的膜来制备背板。
[0005]通常，作为用于光伏模块的背板的具有耐久性和耐候性的膜，广泛使用基于氟的膜。但是，常规地，使用通过将基于氟的树脂处理成膜并将该膜粘附到基底上来形成的基于氟的树脂层，或者使用通过使用 例如二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)的有机溶剂来溶解基于氟的树脂、在基底的一个表面上涂覆溶解的树脂并使有机溶剂挥发来形成的基于氟的树脂层。
[0006]但是，常规方法存在的问题是，在加工膜时对基底的粘合强度差，并且由于在涂覆过程中使用有机溶剂而造成材料成本增加的问题，以及环境污染问题。

【发明内容】

[0007]本申请旨在提供一种环境友好的水分散组合物，特别地，提供一种用于光伏模块的具有优异的物理性能的水分散组合物，一种用于光伏模块的包括所述水分散组合物的背板、制备所述背板的方法和包括所述背板的光伏模块。
[0008]一方面，本申请提供一种包含基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂的水分散组合物。
[0009]另一方面，本申请提供一种用于光伏模块的背板，其包括基底和在所述基底的一个或两个表面上由所述水分散组合物形成的树脂层。
[0010]又一方面，本申请提供一种制备用于光伏模块的背板的方法，其包括通过在基底的一个或两个表面上涂覆水分散组合物并加热所述组合物来形成树脂层。
[0011]又一方面，本申请提供一种包括根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的光伏模块。【专利附图】

【附图说明】
[0012]通过参照随附的附图详细地描述本申请的示例性实施方式，本申请的上述和其他目的、特征和优点将变得对于本领域技术人员而言更加明显，在附图中:
[0013]图1为根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的横截面图；
[0014]图2为显示制备根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的方法的图；
[0015]图3显示了根据本申请的示例性实施方式的光伏模块的横截面图；以及
[0016]图4为根据本申请的另一示例性实施方式的光伏模块的横截面图。
[0017]〈附图标记〉[0018]10:用于光伏模块的背板
[0019]11:树脂层
[0020]12:基底
[0021]20:基于薄片的光伏模块
[0022]30:薄膜型光伏模块
[0023]21,31:光接收片
[0024]22、32:包封材料层
[0025]22a:第一层
[0026]22b:第二层
[0027]23、33:背板
[0028]24、34:光伏装置
【具体实施方式】
[0029]以下，将详细描述本申请的示例性实施方式。但是，本申请不限于以下公开的实施方式，而是能够以各种形式实施。描述下面的实施方式是为了使本领域普通技术人员能够实施和实践本申请。
[0030]参照随附的附图，以下将详细描述本申请的示例性实施方式。为了帮助理解本申请，在全部的关于附图的描述中，相同的数字指代相同的元件，并且不会重复对相同元件的说明。
[0031]本申请的一个示例性实施方式涉及一种包含基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂的水分散组合物。
[0032]在根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物中，基于氟的聚合物可用于增强耐久性和耐候性。在本申请的示例性实施方式中，为了制备水分散组合物，可以使用晶质的基于氟的聚合物，而非无定形的基于氟的聚合物。尽管无定形的基于氟的聚合物由于通过与交联剂的反应形成的氨基甲酸乙酯键而具有良好的初始粘合强度，但其在高温和高压下会通过水解破裂，因此在粘合可靠性方面，非晶质的基于氟的聚合物会比晶质的基于氟的聚合物退化。
[0033]晶质的基于氟的聚合物的结晶度可为55%以下、50%以下、10%至55%或者10%至50%。在此使用的术语“结晶度”是指包含在全部聚合物中的结晶区域的百分比(重量基础)，并且可以通过如差示扫描量热法等的已知方法来测量。[0034]如上所述的基于氟的聚合物的结晶度可通过以下方法来获得，即通过在基于氟的聚合物的制备中共聚合上述共聚单体来分解基于氟的聚合物的规则的原子排列，或者以分枝聚合物的形式聚合基于氟的聚合物。
[0035]所述基于氟的聚合物可为非官能化的纯的基于氟的聚合物。所述非官能化的纯的基于氟的聚合物可以比官能化的基于氟的聚合物具有更好的耐候性，所述官能化的基于氟的聚合物例如为:丙烯醛基改性的基于氟的聚合物、含有可交联末端基团的基于氟的聚合物等。此外，由于是通过涂覆水分散组合物来形成树脂层，因此所述树脂层对基底膜可具有优异的粘合性能而无需对基于氟的聚合物的官能化。
[0036]此外，所述基于氟的聚合物为不包含可交联官能团的晶质聚合物，并且与包含可交联官能团的基于氟的无定形聚合物相比，不包含可交联官能团的晶质聚合物可以通过加热熔融而容易地与基底的表面熔合从而增加粘合强度。在本申请的示例性实施方式中，可以进一步包括水分散粘合剂，而不是不包含可交联官能团的晶质聚合物作为基于氟的聚合物，从而可以在涂层的形成中确保加工性。
[0037]不特别限制基于氟的聚合物的种类，并且所述基于氟的聚合物可为包含选自下列聚合形式的单体中的至少一种单体的均聚物、共聚物或它们的混合物:偏二氟乙烯(VDF)、氟乙烯(VF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2，2- 二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯(PDD)和 全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3-二氧戊环(PMD)。其中，可以使用包含聚合形式的偏二氟乙烯(VDF)的聚合物或共聚物。
[0038]此外，所述基于氟的聚合物可为包含偏二氟乙烯(VDF)或氟乙烯(VF)和共聚单体的共聚物。在此，不特别限制能够被包含在基于氟的聚合物中的共聚形式的共聚单体的种类，并且可为选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2，2- 二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯(I3DD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)的至少一种。
[0039]例如，所述基于氟的聚合物可为包含选自下列聚合形式的共聚单体中的至少一种共聚单体的聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚氟乙烯(PVF):四氟乙烯乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2，2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基_1，3- 二氧戍环(PMD)。
[0040]基于所述基于氟的聚合物的总重量，包含在基于氟的共聚物中的共聚单体的含量可为，但不特定限于，例如，大约0.5至50wt%、l至40wt%、7至40wt%、10至30wt%或10至20wt%。当将共聚单体的含量控制在上述范围内时，可以确保耐久性和耐候性并且可以产生有效的低温熔融。
[0041]所述基于氟的聚合物的重均分子量可为50，000至1，000, 000、100，000至700，000或者300，000至500，000，但本申请不限于此。在此使用的术语“重均分子量”为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的标准聚苯乙烯的转换值。当将基于氟的聚合物的重均分子量控制在上述范围内时，可以确保优异的水分散性和其他物理性能。
[0042]所述基于氟的聚合物的熔点可为80至175°C或者120至165°C。当将所述基于氟的聚合物的熔点控制在80°C以上时，可以防止使用根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物制备的用于光伏模块的背板在其使用中的变形，并且由于将基于氟的聚合物的熔点控制在175°C以下，由于在使用水分散组合物制备用于光伏模块的背板中基于氟的聚合物颗粒在低温下熔融，因此可以获得均匀涂覆的外观，并且可以防止包括在用于光伏模块的背板中的基底的劣化。
[0043]此外，所述基于氟的聚合物可具有10 μ m以下的平均直径。如将在制备用于光伏模块的背板的方法中所描述的，当在基底上涂覆水分散组合物时，基于氟的聚合物的颗粒可以被布置在基底上，然后可用热将基于氟的聚合物的颗粒熔融并变为膜，从而形成树脂层。在此操作中，当基于氟的聚合物的平均直径为ΙΟμπι以下时，可以形成均匀的树脂层。所述基于氟的聚合物的平均直径的下限可为，但不限于，0.1或2μπι以上。
[0044]不特别限制制备所述基于氟的聚合物的方法，并且可以采用现有技术中惯常使用的手段而无限制。例如，所述基于氟的聚合物可以通过乳液聚合法来制备。当通过乳液聚合来制备基于氟的聚合物时，将基于氟的聚合物的平均直径控制在ΙΟμπι以下，可将基于氟的聚合物制备成均匀的尺寸。此外，通过乳液法制备的基于氟的聚合物可以分散在水性溶剂中。[0045]在水分散组合物中，颜料可起到为水分散组合物形成的层提供颜色的作用，或者起到增强如UV阻断性能和反射率等其他物理性能的作用。
[0046]相对于100重量份的基于氟的聚合物，可以包含I至200重量份的颜料。当颜料的含量小于I重量份时，通过添加颜料而获得的效果会不明显，而当颜料的含量大于200重量份时，使用本申请的水分散组合物形成的树脂层会易于破裂，并且会降低抗刮性。
[0047]能够用在本申请的示例性实施方式的颜料可为，但不限于，金属氧化物，例如氧化铬(Cr2O3)、氧化铁(Fe2O3, Fe3O4)、二氧化钛、二氧化硅或氧化铝；黑色颜料，例如炭黑；复合金属氧化物；金属盐或各种有机颜料。此外，可将硫酸钡、钛酸钡(BaTi03)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钙(CaTiO3)、碳酸钙、钛酸铅(PbTiO3)、氧化锌、硫酸锌、氧化镁或氧化铝用作白色颜料，但本申请不限于此。
[0048]此外，当用具有亲水性的有机化合物对颜料进行表面处理时，可以增强在水分散组合物中的分散性并且可以提高与其他组分的溶混性。
[0049]所述水分散粘合剂可用于加强基于氟的聚合物与颜料之间的结合。具体地，当使用根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物来形成树脂层时，颜料和基于氟的聚合物被固定，从而防止颜料容易地从树脂层的表面剥离，因此可以防止粉化现象。
[0050]能够用在本申请的示例性实施方式中的水分散粘合剂的例子可包括，但不限于，选自聚氨酯树脂、硅烷改性的基于氨基甲酸乙酯的树脂、聚丙烯酸类树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚醚树脂、醇酸树脂、氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯共聚物、乙烯基-氨基甲酸乙酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、硅-丙烯醛基-氨基甲酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯醛基改性的聚酯树脂的至少一种。
[0051]相对于100重量份的基于氟的聚合物，可包含5至50重量份的水分散粘合剂。当将水分散粘合剂的含量控制在上述范围内时，在形成树脂层时能够保持耐候性。水分散粘合剂可被熔融或分散在水性溶剂中，并且可具有20至50%的固体含量。
[0052]所述水分散组合物可以进一步包括用于分散组合物组分的水性溶剂，并且可将这样的水性溶剂用作用于将基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂分散在根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物中的溶剂。在组合物中，相对于其100重量份的最终总固体含量，可以包括50至2，000重量份的水性溶剂。当将水性溶剂的含量控制在上述范围内时，可以确保组合物组分的分散稳定性，并且在使用水分散组合物来形成树脂层时可以容易地控制树脂层的厚度。所述水性溶剂可为如蒸馏水等的水。
[0053]根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物可以增强分散性，并且可以进一步包括表面活性剂以便在将水分散组合物涂覆在基底上时增强与基底的可湿性。相对于100重量份的基于氟的聚合物，可以包括0.1至20重量份、0.5至10重量份或者I至5重量份的表面活性剂。当表面活性剂的含量小于0.1重量份时，分散性和可湿性会降低，因此在基底上均匀地涂覆水分散组合物会是困难的，而当表面活性剂的含量大于20重量份时，耐候性会因过量的表面活性剂而降低。
[0054]作为能够被用在本申请的示例性实施方式中的表面活性剂的例子，可以使用非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂而无限制，但为了使得与所述基于氟的聚合物具有优异的相容性，可以使用基于氟的表面活性剂。
[0055]所述基于氟的表面活性剂可为，但不限于，阴离子基于氟的表面活性剂，例如Zonyl FS-62>Zonyl FSA>Zonyl FSE>Zonyl FSJ>Zonyl FSP>Zonyl TBS 或 Zonyl UR ;非离子基于氟的表面活性剂，例如 Zonyl FS0, Zonyl FS0-100、Zonyl FSN 或 Zonyl FS-300 ;阳离子基于氟的表面活性剂， 例如Zonyl FSD ;或者阴离子和阳离子基于氟的表面活性剂，例如 Zonyl FSK 或BYK340。
[0056]除了基于氟的表面活性剂，可以使用:水溶性聚合物，例如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、甲基纤维素、乙基纤维素或苯乙烯-马来酸酐共聚物；阴离子表面活性剂，例如油酸钠或月桂基磺酸钠；非离子表面活性剂，例如聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基苯基醚、聚氧化乙烯脂肪酸酯、山梨醇脂肪酸酯、聚氧化山梨醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基胺或甘油脂肪酸酯；以及包含季胺的阳离子表面活性剂，例如月桂基胺乙酸酯、烷基胺盐或月桂基三甲基氯化铵，或者可以使用:磷酸盐，例如磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝或磷酸锌；焦磷酸盐，例如焦磷酸钙、焦磷酸镁、焦磷酸铝或焦磷酸锌；或者无机分散剂，例如碳酸钙、碳酸镁、氢氧化韩、氢氧化镁、氢氧化招、韩偏娃酸韩(calcium meta calcium silicate)、硫酸钙、硫酸钡、胶态二氧化娃或气相法白炭黑(fumed silica)。
[0057]当通过乳液聚合来聚合所述基于氟的聚合物时，基于氟的聚合物可被预先分散在水中，因此可以使用通过乳液聚合法制备的基于氟的聚合物而不使用另外的表面活性剂。可选择地，当通过干燥由乳液聚合法制备的基于氟的聚合物而使基于氟的聚合物以粉末形式存在时，可以通过添加表面活性剂来分散基于氟的聚合物。
[0058]在不损失物理性能的情况下，根据本申请的示例性实施方式所述的水分散组合物可进一步包含常规的添加剂，例如UV稳定剂、热稳定剂或屏障颗粒。
[0059]可以使用根据本申请的示例性实施方式所述的水分散组合物在与需要耐久性和耐候性的产品的外部接触的表面上形成树脂层，例如，制备用于光伏模块的背板。
[0060]由于所述水分散组合物不包含有机溶剂，因此其为经济的且环境友好的。此外，由于进一步包括水分散粘合剂，因此可以防止由颜料的剥离引起的粉化现象，并因此可以增强耐久性和物理性能。
[0061]本申请的另一示例性实施方式涉及一种用于光伏模块的背板，所述背板包括:基底和在所述基底的一个或两个表面上的由上述水分散组合物形成的树脂层。
[0062]图1为根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的横截面图。如图1所示，用于光伏模块的背板10包括:基底12 ;和形成在基底12上的并包括基于氟的聚合物的树脂层11。
[0063]对包括在用于光伏模块的背板内的基底的特定种类不做特别限制，因此可以使用现有技术中已知的各种材料来作为基底。可以根据所需功能和用途来适当选择基底。
[0064]在本申请的示例性实施方式中，所述基底可为各种金属膜或聚合物膜的一种。在此，作为金属膜，根据其用途可以使用由常规金属组分构成的一种膜，而作为聚合物膜，可以使用选自丙烯酸类膜、聚烯烃膜、聚酰胺膜、聚氨酯膜和聚酯膜中的至少一种膜，但本发明不限于此。作为聚酯膜的例子，可以使用选自聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)膜、聚乙二醇萘酸酯(PEN)膜和聚丁二醇对苯二甲酸酯(PBT)膜的至少一种，但本申请不限于此。此外，在需要时，可以使用具有增强的抗水解性的基于聚酯的片材。例如，当使用具有更少含量的在缩聚反应中产生的寡聚体的聚酯膜时，可以增强用于光伏模块的背板的抗水解性。此外，当使用聚酯膜作为上述基底时，可以进行用于增强抗水解性的已知的热处理来减少聚酯中的水含量和收缩，从而获得更好的抗水解性。
[0065]在需要时可以适当地控制基底的厚度而不特别限制，例如，基底的厚度可为大约50至500 μ m，或者大约100至300 μ m。当如上所述控制基底的厚度时，可以极好地保持电绝缘性、防水性、机械特性和可操作性。
[0066]根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板包括形成在基底的一个或两个表面上的树脂层，并且所述树脂层由上述水分散组合物形成。也就是说，所述树脂层是指由根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物形成的涂层，并且所述树脂层可包含水分散组合物的熔融产物。关于水分散组合物的细节与上述内容相同，因此在下文中予以省略。
[0067]尽管不做特别限制，但由根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的水分散组合物形成的树脂层可具有I至50 μ m或者3至30 μ m的厚度。当树脂层的厚度小于Iym时，树脂层太薄以至于不能用颜料充分地充填，因此，由于颜料的不充分充填而可能会降低光线阻挡能力，而当树脂层的厚度大于50 μ m时，会增加生产成本。
[0068] 由水分散组合物形成的树脂层可为涂层。在此使用的术语“涂层”是指通过涂覆形成的树脂层。具体地，术语“涂层”是指这样的情况，即，通过在基底上涂覆水分散组合物来形成包含上述水分散组合物的树脂层，而不是通过使用粘合剂在基底上层压通过流延或挤出而形成的片材来形成的树脂层，所述水分散组合物通过将构成树脂层的组分分散在例如水的溶剂中来制备。在图1中，根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板10包括:基底12和形成在基底12的一个表面上的树脂层11。根据本申请的另一示例性实施方式的用于光伏模块的背板可包括在基底的另一表面上的树脂层，因此树脂层可以形成在基底的两个表面上。
[0069]在本申请的示例性实施方式中，可以在其上形成树脂层的基底表面上预先进行以下处理来进一步增强粘合强度:高频火花放电处理，例如电晕或等离子体处理；热处理?’火焰处理；用偶联剂处理；用底漆处理；用锚固剂处理；或者使用气相路易斯酸(例如，BF3)、硫酸或高温氢氧化钠的化学活化。这种处理基底表面的方法可以通过现有技术中惯用的方式来进行。
[0070]此外，在本申请的示例性实施方式中，为了增强防水特性，可以在基底的一个或两个表面上形成无机氧化物沉积层。对无机氧化物的种类不做特别限制，因此可以采用具有防水特性的任何无机氧化物而无限制。例如，可以使用氧化硅或氧化铝作为无机氧化物，但本申请不限于此。对基底的一个或两个表面形成无机氧化物沉积层的方法可为，但不特定地限于，现有技术中惯用的沉积法。
[0071]当在基底的一个或两个表面上形成无机氧化物沉积层时，在基底的表面上形成无机氧化物沉积层，然后可以在无机氧化物沉积层上进行上述表面处理。
[0072]本申请的又一示例性实施方式涉及制备用于光伏模块的背板的方法，所述方法包括通过在基底的一个或两个表面上涂覆上述水分散组合物并加热经涂覆的表面来形成树脂层。
[0073]图2显示了制备根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的工艺。如图2所示，制备用于光伏模块的背板的方法可包括通过在基底的一个表面上涂覆上述水分散组合物并加热经涂覆的表面来形成树脂层。
[0074]可选择地，未在图2中 示出，制备用于光伏模块的背板的方法可包括通过在基底的两个表面上涂覆上述水分散组合物并加热经涂覆的表面而在基底的两个表面上形成树脂层。
[0075]根据本申请的示例性实施方式的水分散组合物可以通过以下方法来制备:将基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂分散在水中，将基于氟的聚合物、颜料、水分散粘合剂和表面活性剂分散在水中，或者将基于氟的聚合物、颜料、水分散粘合剂、表面活性剂和常规添加剂分散在水中。对于在水中分散各种组分的操作不做特别限制，可使用现有技术中惯用的分散方法而无特别限制。在一个实施例中，所述水分散组合物可以通过将各种组分添加到水中并搅拌所得溶液来制备，但本申请不限于此。
[0076]如图2所示，当将水分散组合物涂覆在基底的一个表面上时，基于氟的聚合物颗粒、颜料和水分散粘合剂被置于基底的表面上，加热用水分散组合物涂覆的基底，并蒸发水分，将基于氟的聚合物颗粒熔融成膜。在基于氟的聚合物的膜内存在水分散粘合剂，因此可以加强基于氟的聚合物与颜料之间的结合，并且可以防止颜料从基底表面的剥离。
[0077]在基底的表面上涂覆水分散组合物的方法可为，但不限于，能够形成均匀的树脂层的任何方法，例如，已知的印刷法，如胶版印刷或凹版印刷；或者已知的涂覆法，如辊涂、刀缘涂覆、凹版涂覆或刮刀涂覆。除了上述方法，也可以应用现有技术中已知的各种方法。
[0078]对用水分散组合物涂覆的基底加热的方法可为现有技术中惯用的加热法而无特别限制。例如，可以使用烘箱来加热用水分散组合物涂覆的基底，但本申请不限于此。
[0079]加热温度可为基于氟的聚合物的熔点或更高的温度，例如，150至250°C。当加热温度小于150°C时，基于氟的聚合物颗粒不熔融，因此不会形成基于氟的聚合物的膜，而当加热温度大于250°C时，基底会劣化，从而降低物理性能。
[0080]上文描述了能够用在根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的制备方法中的特定种类的基底，并且在形成树脂层之前可以在基底的一个或两个表面上进行选自等离子体处理、电晕处理、底漆处理、用锚固剂处理、用偶联剂处理、沉积和热处理的至少一种合适的表面处理。可选择地，基底可具有预先进行上述表面处理的至少一个表面处理层。
[0081]如上所述，通过在基底的一个或两个表面上进行至少一种表面处理可以将羧基或羟基引入到基底的表面内。官能基团可用于在包括在树脂层内的基于氟的聚合物与水分散粘合剂之间形成化学键，并且可以进一步增强基底和树脂层之间的界面结合强度。
[0082]通过制备用于光伏模块的背板的方法来制备的用于光伏模块的背板通过使因热和水分造成的变形最小化而可以提高产率和质量。由于用于光伏模块的背板不使用有机溶剂，因此其为环境友好的并且降低了生产成本，并通过水分散粘合剂增强了基于氟的聚合物与颜料之间的结合，从而通过防止颜料从树脂层的剥离而防止粉化现象。
[0083]本申请的另一不例性实施方式涉及一种包括所述用于光伏模块的背板的光伏模块。对于光伏模块的结构不做特别限制，只要其包括所述用于光伏模块的背板，因此可以采用现有技术中公知的各种结构而无限制。[0084]在本申请的一个示例性实施方式中，光伏模块的结构可包括:背板；形成在所述背板上的光伏电池或光伏阵列；形成在所述光伏电池或光伏阵列上的光接收片；以及包封在背板和光接收片之间的光伏电池或光伏阵列的包封材料层。
[0085]作为背板，可以使用如上所述的根据本申请示例性实施方式的用于光伏模块的背板，并且背板的厚度可为，但不特定地限于，例如，30至2，000 μ m，50至1，000 μ m,或者100至600 μ m。当将背板的厚度控制到30至2，000 μ m时，可以形成更薄的光伏模块，并且可以保持光伏模块优异的物理性能，例如耐候性。
[0086]对于形成在背板上的光伏电池的特定种类不做特别限制，只要其能够产生光电动力，并且因此可以使用现有技术中惯用的光伏装置。例如，可以使用:晶体硅光伏电池，如使用单晶娃或多晶娃；单一连接或串联结构(single-bonded or tandem-structured)的无定形硅光伏电池；包括如镓-砷(GaAs)或铟-磷(InP)等的II1-V族化合物的半导体光伏电池；以及包括如镉-碲(CdTe)或者铜-铟-硒化物(CuInSe2)等的I1-VI族化合物的半导体光伏电池；或者可以使用薄膜多晶硅光伏电池、薄膜非晶硅光伏电池以及薄膜晶体硅和无定形娃的混合光伏电池。
[0087]光伏电池通过在光伏电池之间连接的互接可以形成光伏阵列(光伏集合器)。当太阳关照射到光伏模块时，在光伏电池内产生电子(_)和空穴(+)，从而使电流流过在光伏电池之间连接的互接。
[0088]当光伏模块暴露于外部环境时，形成在光伏电池或光伏阵列上的光接收片可以保护光伏模块的内部免受风和雨、外部冲撞或火的侵害，并且可用于确保长期可靠性。对于光接收片的特定种类不做特别限制，只要其具有优异的透光性、电绝缘性以及机械、物理或化学强度即可。例如，所述光接收片可为玻璃板、基于氟的树脂片、基于环化聚烯烃的树脂片、基于聚碳酸酯的树脂片、基于聚(甲基)丙烯酸的树脂片、基于聚酰胺的树脂片或基于聚酯的树脂片。在本申请的另一示例性实施方式中，可以使用具有优异的耐热性的玻璃板，但本申请不限于此。
[0089]尽管不做特别限制，但光接收片的厚度可为，例如，0.5至10mm、l至8mm，或者2至5mm。当将光接收片的厚度控制在0.5至IOmm的范围内时,可以形成更薄的光伏模块,并且可以保持光伏模块的优异物理性能，例如长期可靠性。
[0090]此外，作为包封光伏模块中的光伏电池或光伏阵列(特别是在背板和光接收片之间的光伏电池或光伏阵列)的包封材料层，可以采用现有技术中公知的包封材料而无限制。
[0091]图3和图4为根据本申请的各种示例性实施方式的光伏模块的横截面图。
[0092]图3显示了包括根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板的基于薄片的光伏模块20的例子。如图3中所示，根据本申请的示例性实施方式的光伏模块可包括:通常能够由铁电物质(例如玻璃)形成的光接收片21 ;根据本申请的示例性实施方式的用于光伏模块的背板23 ;基于硅的薄片的光伏装置24 ;和包封光伏装置24的包封材料层22。在此，包封材料层22可包括:第一层22a，其包封光伏装置24并粘附于光接收片21 ；以及第二层22b，其包封光伏装置24并粘附于背板23。构成包封材料层22的第一和第二层可由如上所述的现有技术中公知的材料形成。
[0093]图4为根据本申请的另一个示例性实施方式的薄膜型光伏模块30的横截面图。如图4所示，在薄膜型光伏模块30中，光伏装置34可以形成在通常能够由铁电物质形成的光接收片31上。薄膜型光伏装置34通常可以通过化学气相沉积(CVD)来沉积。与图3的光伏模块20类似，图4中的光伏模块30可包括:背板33、包封材料层32、光伏装置34和光接收片31，并且包封材料层32可以以单层形成。包封材料层32和背板33的细节如上所述。 [0094]作为制备光伏模块的方法，可以采用现有技术中本领域普通技术人员已知的各种方法而无特别限制。
[0095]图3和图4中显示的光伏模块仅为本申请的光伏模块的各种示例性实施方式的例子。在包括根据本申请的用于光伏模块的背板的情况下，对于模块的结构以及构成模块的材料的种类和尺寸不做特别限制，可以采用现有技术中公知的那些结构和材料而无限制。
[0096][实施例]
[0097]以下，将参照根据本申请的实施例和不是根据本申请的对比例来详细描述本申请，但本申请的范围不限于将要在下文中描述的实施例。
[0098]实施例1
[0099]水分散组合物的制备
[0100]使用搅拌器将100g作为基于氟的聚合物的乳液聚合的非官能化聚偏二氟乙烯(Hylar561, Solvay,固体含量 100%) ;50g作为颜料的二氧化钦(Tipure TS6200, Dupont)；20g作为水分散粘合剂的丙烯醒基改性的聚酯树脂(pesresin A-645GH, Takamatsu Oilsand Fats);和Ig作为表面活性剂的聚乙烯醇(Polinol P17, OCI Company Ltd.)分散在400g的蒸馏水中，从而制备水分散组合物。
[0101]用于光伏模块的背板的制备
[0102]如图2中所示，使用刮刀将制得的水分散组合物涂覆在厚度为250 μ m的其上处理了丙烯酸类底漆的聚酯膜(Skyix)I SG82, SKC)上，并保持在200°C的烘箱中5分钟以形成包含水分散组合物的熔融产物的树脂层，从而制备用于光伏模块的背板。
[0103]实施例2
[0104]除了在制备水分散组合物的操作中使用20g的丙烯醛基改性的聚酯树脂(pesresin A-124S, Takamatsu Oils and Fats,固体含量30%)作为水分散粘合剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0105]实施例3
[0106]除了在制备水分散组合物的操作中使用20g的含有硅氧烷键的基于氨基甲酸乙酯的水分散粘合剂(Takelec WS-5000, Mitsui,固体含量30% )作为水分散粘合剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0107]实施例4
[0108]除了在制备水分散组合物的操作中使用500g的分散在水中的、乳化形式的非官能化聚偏二氟乙烯(Hylar Latex932, Solvay)来代替100g的分散在蒸懼水中的非官能化聚偏二氟乙烯(Hylar561, Solvay),并且不添加单独的表面活性剂之外,如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0109]实施例5
[0110]除了在制备水分散组合物的操作中使用500g的基于氟的聚合物(固体含量20% )(其中，将包含重量比为88:12的聚合形式的偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物(P(VDF-HFP)) 以乳化形式分散在水中)作为基于氟的聚合物，来代替100g的分散在蒸馏水中的非官能化聚偏二氟乙烯(Hylar561，Solvay,固体含量100% )，并且不添加单独的表面活性剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0111]对比例I
[0112]除了在制备水分散组合物的操作中不使用丙烯醛基改性的聚酯树脂(pesresinA-645GH, Takamatsu Oils and Fats)作为水分散粘合剂之外,如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0113]对比例2
[0114]除了在制备水分散组合物的操作中将500g的丙烯醛基改性的基于氟的聚合物(固体含量20% )用作基于氟的聚合物并且不添加单独的表面活性剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。通过向IL的高压反应器中加入5g的15%的全氟辛酸铵(ammonium perfluorooctanoate)在400g的蒸懼水中的溶液、加入70g的VDF和30g的2-羟基乙基甲基丙烯酸酯(2-HEMA)并使反应器内的所得溶液保持在80°C下，并向其中加入Ig的0.5%过硫酸钾溶液来用羟基官能化丙烯醛基改性的基于氟的聚合物。
[0115]对比例3
[0116]除了在制备水分散组合物的操作中使用167g的为无定形四氟乙烯(TFE)和羟基取代的乙烯的共聚物的Zeffle GK-570 (Daikin Industries,固体含量60%)作为基于氟的聚合物之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0117]对比例4
[0118]除了在制备水分散组合物的操作中使用Ig的丙烯醛基改性的聚酯树脂(pesresin A-645GH, Takamatsu Oils and Fats)作为水分散粘合剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0119]参考实施例1
[0120]除了在制备水分散组合物的操作中不使用二氧化钛(Tipure TS6200, Dupont)作为颜料以及不使用丙烯醒基改性的聚酯树脂(pesresin A-645GH, Takamatsu Oils andFats)作为水分散粘合剂之外，如实施例1中所述制备水分散组合物和用于光伏模块的背板。
[0121]在实施例和对比例中制备的水分散组合物的构成在表1和表2中列出。
[0122][表1]
[0123]
【权利要求】
1.一种水分散组合物，其包含: 基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物不含有可交联官能团。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物包括包含选自下列聚合形式的单体中的至少一种单体的均聚物、共聚物或它们的混合物:偏二氟乙烯(VDF)、氟乙烯(VF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3- 二氧戍环(PMD)。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物包括包含选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚)(PHVE)、全氟-2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯(TOD)和全氟_2_亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环(PMD)中的至少一种共聚单体的聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚氟乙烯(PVF)。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中，基于所述基于氟的共聚物的总重量，所述基于氟的共聚物中包含的所述共聚单体的含量为0.5至50wt%。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物具有50，OOO至I,000, 000的重均分子量。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物具有80至175°C的熔点。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述基于氟的聚合物具有10μ m以下的平均直径。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述基于氟的聚合物，包含I至200重量份的所述颜料。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述水分散粘合剂为选自聚氨酯树脂、硅烷改性的基于氨基甲酸乙酯的树脂、聚丙烯酸类树脂、聚脲树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚醚树脂、醇酸树脂、氨基甲酸乙酯-丙烯酸酯共聚物、乙烯基-氨基甲酸乙酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、硅-丙烯醛基-氨基甲酸乙酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯醛基改性的聚酯树脂的至少一种。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述基于氟的聚合物，包含5至50重量份的所述水分散粘合剂。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述水分散组合物包括分散在水性溶剂中的所述基于氟的聚合物、颜料和水分散粘合剂，并且相对于100重量份的所述组合物的固体含量，包含50至2，000重量份的所述水性溶剂。
13.根据权利要求1所述的组合物，进一步包含表面活性剂。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述基于氟的聚合物，包含0.1至20重量份的所述表面活性剂。
15.根据权利要求1所述的组合物，其被用于制备光伏模块的背板。
16.—种用于光伏模块的背板,包括:基底；和 树脂层，其形成在所述基底的一个或两个表面上，并由根据权利要求1至15中任一项所述的水分散组合物形成。
17.根 据权利要求16所述的背板，其中，所述基底为金属膜或聚合物膜。
18.根据权利要求17所述的背板，其中，所述聚合物膜为选自丙烯酸类膜、聚烯烃膜、聚酰胺膜、聚氨酯膜和聚酯膜的至少一种。
19.根据权利要求18所述的背板，其中，所述聚酯膜为选自聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)膜、聚乙二醇萘酸酯(PEN)膜和聚丁二醇对苯二甲酸酯(PBT)膜的至少一种。
20.根据权利要求16所述的背板，其中，所述基底具有50至500μ m的厚度。
21.根据权利要求16所述的背板，其中，所述树脂层包括水分散组合物的熔融产物。
22.根据权利要求16所述的背板，其中，所述树脂层具有I至50μ m的厚度。
23.根据权利要求16所述的背板，其中，对所述基底的至少一个表面进行选自用等离子体、电晕、底漆、锚固剂和偶联剂的处理以及热处理中的至少一种表面处理。
24.一种制备用于光伏模块的背板的方法，包括: 通过涂覆根据权利要求1至15中任一项所述的水分散组合物并加热被涂覆的表面来形成树脂层。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，加热温度为150至250°C。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括: 在形成所述树脂层之前，对所述基底的一个或两个表面进行选自用等离子体、电晕、底漆、锚固剂和偶联剂的处理、沉积处理以及热处理中的至少一种表面处理。
27.—种光伏模块,其包括根据权利要求16至23中任一项所述的用于光伏模块的背板。
【文档编号】H01L31/048GK103946324SQ201280056870
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2011年11月17日
【发明者】权润京, 金贤哲 申请人:Lg化学株式会社