本发明涉及光伏背板技术领域，具体为一种用于光伏背板的修复膜及其制备方法。
背景技术：
由于化石能源的逐步减少以及其使用过程中的各种污染问题，各国都在加强对太阳能等清洁能源的开发利用。目前太阳能设备常用的是太阳能电池组件，它是由玻璃、eva、硅片、背板组成，即按照玻璃-eva-电池片-eva-背板的结构封装组成，其中背板位于光伏电池组件的最外层，是光伏电池的重要组成部分，对组件中的电池片起到封装保护和支撑的作用，从而确保光伏电池的使用寿命。太阳能电池组件的使用年限是25年，而且太阳能电池组件的工作环境非常恶劣，有的安装在荒凉的戈壁沙漠，昼夜温差大，飞沙走石；有的组件工作的地方经常有雷雨、冰雹等恶劣天气；有的组件安装在高原，紫外线辐射量非常大。因此，对于组件的保护就显得尤为重要，不仅要求组件的原辅料要有至少25年的使用年限，作为背面保护材料，光伏电池背板更要有优异的抗老化、抗紫外线、抗渗水、抗高温高湿、防火绝缘等性能。组件在这样恶劣的环境中使用一段时间后背板会出现黄变、针孔、粉化、微开裂、开裂等老化开裂现象，同时光伏背板在运输和安装过程中，部分组件背板也会被破损划伤，这些划伤或老化开裂的背板会导致eva加速老化或脱离，接着会腐蚀电池部分，进而会导致组件的短路失效，达不到组件运行时的安规性要求。驱动光伏背板行业前进的内在动力主要是性能和成本，在光伏背板产品利润率持续下降的情况下，合理有效的控制成本也是企业间竞争重点考虑的方向，由于光伏背板在光伏背板所有的封装材料中成本比重最大，其也成为组件成本中重要的一部分，以及国家对环保的更加重视。
目前对破损背板的处理方法主要有以下两种：一种是使用背板专用修补胶带进行修补，此种方法比较适合用于因运输和安装过程中导致的小面积破坏划伤背板的修补，并不适用于因使用环境和时间原因产生的黄变、针孔、粉化、开裂等逐步老化以及运输和安装过程导致的背板大面积破损的修补；另外一种方法是直接对破损的背板进行全部更换，此种方法更换时需要进行组件拆边框、扒掉旧背板、更换新背板、层压、组件安装，容易造成二次不良，更换过程复杂且只能进行少量组件的更换，若对因老化原因造成的背板破损需要大批量更换时则成本极高，旧组件回收困难，对环境也会造成很大的污染。
因此，开发一种背板修补膜可以成本低廉、现场施工方便、环保无废弃物，保证组件至少有25年的使用年限意义深远。
技术实现要素：
针对上述技术缺陷，本发明提供了一种用于光伏背板的修复膜及其制备方法，修复膜结构简单，制作成本低廉，且现场施工方便。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种用于光伏背板的修复膜，包括光伏背板层、功能胶粘剂层和离型材料层，所述光伏背板层为fpf背板，所述功能胶粘剂层设于光伏背板层的上表面，所述离型材料层设于胶粘剂层之上。本发明选用fpf背板作为光伏背板层可有效抵抗外界环境侵蚀并承载功能胶粘剂层，所用fpf背板的水蒸气透过率为≤2.0g/(㎡·d)，热收缩率(150℃×30min)md/td≤1.5%，pct测试(121℃、100%rh、2个大气压)无分层、起泡、破裂现象，保证fpf背板具有良好的抗渗水、抗高温高湿、抗恶劣天气性能，修复后能有效延长太阳能电池的使用寿命。功能胶粘剂层用于将光伏背板层粘贴固定在已破损的光伏背板上，在功能胶粘剂层上设置的离型材料层主要用于在本发明修复膜使用之前保护功能胶粘层，避免功能胶粘层的粘结性能降低。
进一步地，所述fpf背板以白色pet基材或不透明pet基材作为基底材料，所述基底材料上下表面均涂覆feve氟碳涂层。选用白色或不透明的pet基材可有效遮挡光伏背板修复处，不影响修复后太阳能电池的整体外观，且基底材料上下表面均涂覆feve氟碳涂层，由于氟碳树脂的氟碳键的键能大并且分子排列紧密，能有效保护弱化学键及其内层材料不受紫外线的破坏。因此feve该氟碳涂层具有超高的耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、高机械强度和韧性、防粘性和防沾污性强，耐热性好（最高使用温度260℃）等独特性能，正由于这些优异的性能，feve氟碳涂层作为耐候层时使得光伏背板修复膜在修复破损背板的同时可以作为新的背板使用，从而保证光伏背板在室外的使用寿命可达25年之久。
进一步地，所述基底材料厚度为25～300μm，所述基底材料下表面的feve氟碳涂层厚度为15～25μm，所述基底材料上表面的feve氟碳涂层厚度为6～15μm。基底材料厚度小于25μm则过薄导致其抗压能力差，厚度大于300μm影响修复后光伏背板的整体外观，且整体柔性差，与光伏背板的贴合度低，影响修复效果。修复时基底材料下表面朝上，将基底材料的上表面通过功能胶粘剂层贴附在光伏背板上，因此基底材料下表面主要暴露在外界环境，因此下表面的feve氟碳涂层厚度设置比上表面的feve氟碳涂层厚，通过上下表面均涂覆feve氟碳涂层提高光伏背板修复膜的使用寿命，下表面的涂层厚度小于15μm则降低光伏背板修复膜的耐候性，涂层厚度大于25μm则降低其与基底材料的附着力，影响光伏背板修复膜的使用寿命；上表面的涂层厚度小于6μm则降低光伏背板修复膜的使用寿命，厚度大于15μm则降低光伏背板层与功能胶粘剂层之间的粘结效果。
进一步地，所述功能胶粘剂层为丙烯酸树酯、聚氨酯树脂、有机硅树脂材料中的一种，所述功能胶粘剂层的厚度为5～25μm。功能胶粘剂层优选丙烯酸树脂，功能胶粘剂层厚度小于5μm则影响其粘合固定在光伏背板上的效果，厚度大于25μm降低光伏背板修复膜与光伏背板的贴合度，影响修复效果。本发明选用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂材料均具有良好的弹性，缝接效果好且耐候性能和粘结性能优越，有效延长修复后光伏组件的使用寿命。
进一步地，所述离型材料层为离型纸、pet离型膜、pe离型膜中的一种，所述离型材料层的厚度为25～100μm。离型材料层在该修复膜使用之前保护功能胶粘剂层。
进一步地，用于光伏背板的修复膜按照以下方法步骤制备：
步骤1，光伏背板层的制作：按规格裁取基底材料，在所述基底材料上下两面分别采用涂布机涂布feve氟碳涂层并通过总长为12m～40m的烘箱在60℃～150℃温度条件下烘烤，即得光伏背板层；通过涂布机将feve氟碳涂层均匀涂布在基底材料并通过加热烘烤使feve氟碳涂层快速固化，涂布机的烘箱的总长度设置为12～40m可保证涂层可充分烘干，且可形成连续的制作流水线，提高生产效率；
步骤2，功能胶粘层的设置：在步骤1制备得到的光伏背板层上表面通过涂布机涂覆一层功能胶粘层并通过总长为12m～40m的烘箱在60℃～150℃温度条件下烘干，即完成功能胶粘层的设置；通过涂布机将功能胶粘层均匀涂布在光伏背板上表面，并通过涂布机的烘箱使其快速固化成型，且涂布机的烘箱总长度设置为12～40m可保证涂层可充分烘干，且可形成连续的制作流水线，提高生产效率；
步骤3，离型层的设置：上述步骤2经过烘烤后的功能胶粘层再经过压合辊将离型层与功能胶粘层进行覆合，即得成品。经过压合辊能将离型材料层和功能胶粘层紧密粘合一起，保证离型材料层充分覆盖和保护功能胶粘层。
进一步地，所述涂布机的涂布方式为微凹涂布或狭缝挤出式涂布。采用微凹涂布或狭缝挤出式涂布可保证feve氟碳涂层和功能胶粘剂层涂布均匀无缝隙，且这两种涂布方式简单，涂布速度快，有利于提高涂布速度。
进一步地，所述涂布机的涂布线速度为10～100m/min。根据feve氟碳涂层和功能胶粘剂层的厚度以及烤箱温度调整涂布线速度，从而控制涂布后的厚度。
进一步地，步骤1所述基层材料涂覆feve氟碳涂层前进行电晕处理。通过电晕处理增加feve氟碳涂料与基底材料的附着力。
进一步地，所述电晕处理功率为1～10kw。所述电晕处理功率小于1kw无法有效增加feve氟碳涂料与基底材料的附着力，处理功率大于10kw会影响基底材料表面的平整性，影响基底材料涂覆feve氟碳涂料后的平整性。
本发明用于光伏背板的修复膜及其制备方法，具有如下的有益效果：
第一、结构简单；本发明修复膜设置为3层结构，以双面涂覆feve氟碳涂层的pet板作为光伏背板层，在光伏背板层上涂覆功能胶粘层用于将光伏背板修复膜粘贴固定在待修复的光伏背板上，再设置离型材料层保护功能胶粘层，当使用时将离型材料层撕开，将功能胶粘层的一面贴附在待修复的光伏背板上即可，结构简单且设计合理；
第二、具有良好的外部环境耐抗性，延长光伏背板使用寿命；本发明选用fpf背板作为修复光伏背板的材料，因其上下表面均涂覆有feve氟碳涂层，其包含的氟碳树脂中由于氟碳键的键能大，并且分子排列紧密，能够有效保护弱化学键及内层材料不受紫外线的破坏，因此该氟碳涂层具有超高的耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、高机械强度和韧性，且防粘性和防沾污性强，耐热性好，最高使用温度可达260℃，从而使制备得到的光伏背板修复膜在修复破损背板的同时还可以作为新的背板使用，从而可以保证光伏背板在室外的使用寿命可达25年之久；
第三、制备工艺简单；本发明通过涂布机采用涂布方式分别涂布光伏背板层的feve氟碳涂层和功能胶粘层，再通过压合辊将离型纸压覆在功能胶粘层即可，所述制备工艺均为常规制备工艺，操作简单且制备步骤少，容易实现规模化生产；
第四、可修复大面积损伤或老化的光伏背板，延长使用寿命；选择fpf背板作为修复膜的主要结构，通过功能型胶粘层贴附在大面积损伤或老化的背板上即可实现修补或更换，起到独立背板的作用，延长光伏背板使用寿命，且选用白色或不透明pet板制备得到的fpf背板具有良好的遮挡效果，
第五、现场施工方便，环保无废弃物产生；传统修复破损的光伏背板通常采用背板专用修补胶带进行修补，但仅适合修补因运输和安装过程中导致小面积破损的背板，不适用于因使用环境和时间原因产生的黄变、针孔、粉化、开裂等逐步老化以及运输和安装过程导致的背板大面积破损的修补，使用范围局限；或直接对破损的背板进行全部更换，但拆除组件重新安装容易造成二次不良，且大批量更换时产生大量废弃背板，污染环境；本发明只需要剥离离型材料层，将修复膜直接贴附在受损的光伏背板上即可，现场施工方便，且可延长受损背板的使用寿命，减少废弃物产生；
第六、生产成本低；本发明制备所用材料为常规材料，在市面上均有大量销售，且价格低廉，生产成本低。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种用于光伏背板的修复膜，包括光伏背板层、功能胶粘剂层和离型材料层，所述光伏背板层为fpf背板，所述fpf背板以厚度为25μm的白色pet基材作为基底材料，上表面涂覆厚度为6μm的feve氟碳涂层，下表面涂覆厚度为15μm的feve氟碳涂层，所述功能胶粘剂层设于光伏背板层的上表面，所述功能胶粘剂层为丙烯酸酯制成，所述功能胶粘层的厚度为10μm，所述离型材料层设于胶粘剂层之上，离型材料层为离型纸，所述离型纸的厚度为25μm。
上述修复膜按以下步骤操作制备得到：
步骤1，光伏背板层的制作：按规格裁取基底材料，对基底材料进行电晕处理，电晕处理功率为1kw，然后通过涂布机采用微凹涂布方式将feve氟碳涂层分别涂布在基底材料上下两面，涂布速度为30m/min，再将经过涂布后的基底材料通过20m长的烘箱，所述烘箱由5节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为85℃、105℃、125℃、140℃、90℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即得光伏背板层；
步骤2，功能胶粘层的设置：在步骤1制备得到的光伏背板层上表面通过涂布机采用微凹涂布方式涂覆一层功能胶粘层，涂布速度为30m/min，然后通过20m长的烘箱，所述烘箱由5节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为85℃、105℃、125℃、140℃、90℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即完成功能胶粘层的设置；
步骤3，离型层的设置：上述步骤2经过烘烤后的功能胶粘层再经过压合辊将离型层与功能胶粘层进行覆合，即得成品。
实施例2
一种用于光伏背板的修复膜，包括光伏背板层、功能胶粘剂层和离型材料层，所述光伏背板层为fpf背板，所述fpf背板以厚度为150μm的不透明pet基材作为基底材料，上表面涂覆厚度为10μm的feve氟碳涂层，下表面涂覆厚度为20μm的feve氟碳涂层，所述功能胶粘剂层设于光伏背板层的上表面，所述功能胶粘剂层为聚氨酯树脂制成，所述功能胶粘层的厚度为15μm，所述离型材料层设于胶粘剂层之上，离型材料层为pet离型膜，所述pet离型膜的厚度为50μm。
上述修复膜按以下步骤操作制备得到：
步骤1，光伏背板层的制作：按规格裁取基底材料，对基底材料进行电晕处理，电晕处理功率为5kw，然后通过涂布机采用狭缝挤出式涂布方式将feve氟碳涂层分别涂布在基底材料上下两面，涂布速度为60m/min，再将经过涂布后的基底材料通过40m长的烘箱，所述烘箱由10节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为60℃、80℃、105℃、125℃、140℃、150℃、130℃、110℃、85℃、60℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即得光伏背板层；
步骤2，功能胶粘层的设置：在步骤1制备得到的光伏背板层上表面通过涂布机采用狭缝挤出式涂布方式涂覆一层功能胶粘层，涂布速度为60m/min，然后通过40m长的烘箱，所述烘箱由10节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为60℃、80℃、105℃、125℃、140℃、150℃、130℃、110℃、85℃、60℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即完成功能胶粘层的设置；
步骤3，离型层的设置：上述步骤2经过烘烤后的功能胶粘层再经过压合辊将离型层与功能胶粘层进行覆合，即得成品。
实施例3
一种用于光伏背板的修复膜，包括光伏背板层、功能胶粘剂层和离型材料层，所述光伏背板层为fpf背板，所述fpf背板以厚度为200μm的白色pet基材作为基底材料，上表面涂覆厚度为15μm的feve氟碳涂层，下表面涂覆厚度为25μm的feve氟碳涂层，所述功能胶粘剂层设于光伏背板层的上表面，所述功能胶粘剂层为有机硅树脂材料制成，所述功能胶粘层的厚度为20μm，所述离型材料层设于胶粘剂层之上，离型材料层为pe离型膜，所述pe离型膜的厚度为80μm。
上述修复膜按以下步骤操作制备得到：
步骤1，光伏背板层的制作：按规格裁取基底材料，对基底材料进行电晕处理，电晕处理功率为10kw，然后通过涂布机采用狭缝挤出式涂布方式将feve氟碳涂层分别涂布在基底材料上下两面，涂布速度为50m/min，再将经过涂布后的基底材料通过40m长的烘箱，所述烘箱由10节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为60℃、80℃、105℃、125℃、140℃、150℃、130℃、110℃、85℃、60℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即得光伏背板层；
步骤2，功能胶粘层的设置：在步骤1制备得到的光伏背板层上表面通过涂布机采用狭缝挤出式涂布方式涂覆一层功能胶粘层，涂布速度为50m/min，然后通过40m长的烘箱，所述烘箱由10节烘箱体组成，每节烘箱体温度分别设置为60℃、80℃、105℃、125℃、140℃、150℃、130℃、110℃、85℃、60℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即完成功能胶粘层的设置；
步骤3，离型层的设置：上述步骤2经过烘烤后的功能胶粘层再经过压合辊将离型层与功能胶粘层进行覆合，即得成品。
实施例4
一种用于光伏背板的修复膜，包括光伏背板层、功能胶粘剂层和离型材料层，所述光伏背板层为fpf背板，所述fpf背板以厚度为300μm的白色pet基材作为基底材料，上表面涂覆厚度为10μm的feve氟碳涂层，下表面涂覆厚度为20μm的feve氟碳涂层，所述功能胶粘剂层设于光伏背板层的上表面，所述功能胶粘剂层为丙烯酸酯制成，所述功能胶粘层的厚度为25μm，所述离型材料层设于胶粘剂层之上，离型材料层为pe离型膜，所述pe离型膜的厚度为100μm。
上述修复膜按以下步骤操作制备得到：
步骤1，光伏背板层的制作：按规格裁取基底材料，对基底材料进行电晕处理，电晕处理功率为3kw，然后通过涂布机采用微凹涂布方式将feve氟碳涂层分别涂布在基底材料上下两面，涂布速度为20m/min，再将经过涂布后的基底材料通过20m长的烘箱，所述烘箱由5节烘箱体，每节烘箱体温度分别设置为75℃、100℃、110℃、130℃、80℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即得光伏背板层；
步骤2，功能胶粘层的设置：在步骤1制备得到的光伏背板层上表面通过涂布机采用激凹涂布方式涂覆一层功能胶粘层，涂布速度为20m/min，然后通过20m长的烘箱，所述烘箱由5节烘箱体，每节烘箱体温度分别设置为75℃、100℃、110℃、130℃、80℃，对通过烘箱体的涂布后基底材料进行烘烤，即完成功能胶粘层的设置；
步骤3，离型层的设置：上述步骤2经过烘烤后的功能胶粘层再经过压合辊将离型层与功能胶粘层进行覆合，即得成品。
上述实施例制备得到的光伏背板修复膜性能测试如下：
条件1:双85实验(温度85℃，湿度85%rh)
条件2:pressurecookertest(pct)实验(温度120℃，湿度100%rh)
条件3:水蒸气透过率实验（38℃/90%rh）
实验结果如下：
由上述实验结果可见，本发明制备得到的光伏背板修复膜具有良好的耐高温高湿性，粘结强度高，具有良好的防水性能，能有效提高修复后光伏组件的使用寿命，适合在市场上推广应用，具有良好的市场前景。
上述为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。