本发明涉及太阳能背板技术领域，具体而言，本发明涉及太阳能背板用聚酯基膜和具有该聚酯基膜的太阳能背板。
背景技术：
聚酯薄膜具有优良的电气绝缘性、热性能及力学性能，广泛应用于太阳能电池、电子电气等许多领域。因聚酯薄膜中聚酯的含量在70％以上，与乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(eva)封装胶膜的粘结力差，在太阳能背板中只能用作中间的支撑体层。
目前虽有采用聚烯烃(pe)共混改性聚对苯二甲酸乙二酯(pet)的技术，但仍存在不足。例如专利cn109485965a采用30％以下的增强树脂(聚酯)与聚烯烃共混作为芯层，易粘结层采用大量的聚烯烃作为主体树脂，与eva的粘结良好，但共挤膜兼作为背板的支撑体层应用，制备的薄膜机械强度在50mpa以下，不能满足现在太阳能背板国家标准、行业标准的要求；而将现有背板技术的聚酯配方与该专利中的聚酯、聚烯烃共混改性配方采用两层共挤，兼做背板的支撑体层与粘结层，因现有背板技术中聚酯含量为80％以上，该专利中聚酯、聚烯烃共混配方，聚酯含量在30％以下，两层的极性相差明显，层间存在相分离，则两层膜的层间力差，粘结层与eva封装胶膜层压粘合时，中间层与粘结层会发生层间脱层，湿热老化后层间脱层更严重，因此中间层与粘结层仍需要胶黏剂进行粘结复合，与现有背板技术相比，并不能简化工艺、降低成本。专利cn109608837a中加入了75％以上的聚酯树脂，薄膜的机械强度可以满足要求，但直接作为背板的粘结层应用，与eva的粘结性能较差。
综上所述，现有的聚酯薄膜仍有待改进。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出太阳能背板用聚酯基膜和太阳能背板。该聚酯基膜与太阳能电池封装胶膜具有优异的粘结力，且具有优异的机械性能，可以兼做太阳能背板的粘结层和支撑体层，具有广阔的应用前景。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种太阳能背板用聚酯基膜。根据本发明的实施例，该太阳能背板用聚酯基膜包括粘结层和基体层，所述粘结层包括：10～35重量份的聚酯；5～20重量份的相容剂；50～74重量份的聚烯烃；以及5～9.5重量份的无机填料。
根据本发明实施例的太阳能背板用聚酯基膜中，粘结层通过采用聚烯烃对聚酯进行改性，可以显著提高聚酯基膜与太阳能电池封装膜胶(例如eva封装膜胶)之间的粘结力，并保证聚酯基膜可以有效防止太阳能电池被氧化，延长电池组件的使用寿命。与此同时，通过采用相容剂，可以在显著提高聚烯烃与聚酯材料相容性的同时，提高粘结层与基体层的层间力。由此，本发明提出的太阳能背板用聚酯基膜具有优异的粘结力，且具有优异的机械性能，可以兼做太阳能背板的粘结层和支撑体层，具有广阔的应用前景。
另外，根据本发明上述实施例的太阳能背板用聚酯基膜还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述基体层包括：78～90重量份的聚酯；3～5重量份的相容剂；以及5～15重量份的无机填料。
在本发明的一些实施例中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、1,4-环己烷二甲醇聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述相容剂为乙烯共聚物(与乙烯具有相似结构的共聚物)，例如乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-g-马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-马来酸酐、聚乙烯-g-马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物-g-马来酸酐、聚乙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述聚烯烃选自聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述无机填料选自二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、氧化锆、氧化铝和碳酸钙中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层的厚度为10～35μm。
在本发明的一些实施例中，所述基体层的厚度为150～350μm。
在本发明的一些实施例中，所述粘结层进一步包括0.5～1重量份的助剂。
在本发明的一些实施例中，所述基体层进一步包括0.5～2重量份的助剂。
在本发明的一些实施例中，所述助剂选自抗水解剂、紫外吸收剂、抗氧剂和阻燃剂中的至少之一。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种太阳能背板。根据本发明的实施例，该太阳能背板包括上述实施例的太阳能背板用聚酯基膜。上述实施例的太阳能背板用聚酯基膜因其优异的粘结力和机械性能，可以兼做太阳能背板的支撑体层和粘结层。由此，该太阳能背板的加工工艺简单，粘结力和机械性能优异。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种太阳能背板用聚酯基膜。根据本发明的实施例，该太阳能背板用聚酯基膜包括粘结层和基体层，所述粘结层包括：10～35重量份的聚酯；5～20重量份的相容剂；50～74重量份的聚烯烃；以及5～9.5重量份的无机填料。
发明人发现，通过控制太阳能背板用聚酯基膜粘结层中各组分的含量在上述范围，可以显著提高该聚酯基膜与eva封装膜胶的粘结力，以及该聚酯基膜机械性能。在粘结层中，如果聚酯的含量过高，会导致聚酯基膜与eva之间的粘结力变差；如果聚酯的含量过低，会导致聚酯基膜粘结层的机械性能、以及粘结层与基体层的层间力降低。如果相容剂的含量过高，会导致聚酯基膜的机械性能较低；如果相容剂的含量过低，会导致聚酯与聚烯烃的相容性变差、粘结层与基体层的层间力降低，如果相容剂的含量过高，会降低聚酯基膜的机械性能，且成本增加。如果聚烯烃的含量过高，会导致粘结层与基体层的层间力降低；如果聚烯烃的含量过低，会导致聚酯基膜与eva之间的粘结力变差，且阻水性能变差。另外，粘结层通过采用上述含量的无机填料，可以使无机填料与其他组分充分混合均匀，形成均一体系，从而进一步有利于聚酯基膜中各组分性能的发挥。
下面进一步对本发明实施例的太阳能背板用聚酯基膜进行详细描述。
根据本发明的实施例，所述基体层包括：78～90重量份的聚酯；3～5重量份的相容剂；以及5～15重量份的无机填料。发明人发现，通过控制太阳能背板用聚酯基膜基体层中各组分的含量在上述范围，可以显著提高基体层的机械性能、以及基体层与粘结层的相容性。在基体层中，如果聚酯的含量过高，会导致基体层与粘结层的层间力降低；如果聚酯的含量过低，会导致聚酯基膜的机械性能降低。如果相容剂的含量过高，会导致聚酯基膜的机械性能较低；如果相容剂的含量过低，会导致基体层与粘结层的层间力降低。另外，基体层通过采用上述含量的无机填料，可以使无机填料与其他组分充分混合均匀，形成均一体系，从而进一步有利于聚酯基膜中各组分性能的发挥。
根据本发明的实施例，上述聚酯可以为选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、1,4-环己烷二甲醇聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少之一，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。上述聚酯可以为聚酯基膜提供优秀的机械性能，且与聚酯基膜中的其他组分具有良好的相容性。通过采用上述聚酯，可以进一步提高聚酯基膜的机械性能、以及聚酯基膜中基体层与粘结层的层间力。
根据本发明的实施例，上述相容剂选自具有与乙烯相似结构的共聚物，例如可以为选自乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-g-马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-马来酸酐、聚乙烯-g-马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物-g-马来酸酐、聚乙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-马来酸酐、乙烯-丙烯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少之一。通过采用上述相容剂，可以进一步提高聚酯基膜中基体层与粘结层的层间，进一步提高粘结层中聚酯与聚烯烃的相容性、以及聚酯基膜的机械性能。
根据本发明的实施例，上述聚烯烃可以为选自聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物中的至少之一。由此，可以进一步提高聚酯基膜与eva之间的粘结力，确保聚酯基膜具有优异的粘结力和机械性能，以满足兼做太阳能背板的支撑体层和粘结层的需求。
根据本发明的实施例，上述无机填料可以为选自二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、氧化锆、氧化铝和碳酸钙中的至少之一，优选为二氧化钛，更优选为金红石型二氧化钛。上述无机填料可以与聚酯基膜中的其他组分充分混匀，形成均一体系，从而进一步有利于聚酯基膜中各组分性能的发挥
根据本发明的实施例，上述粘结层的厚度可以为10～35μm，例如10μm、12μm、15μm、20μm、23μm、25μm、30μm、32μm或35μm。由此，可以进一步有利于粘结层性能的发挥。
根据本发明的实施例，上述基体层的厚度可以为150～350μm，例如150μm、200μm、250μm、300μm或350μm。由此，可以进一步有利于基体层性能的发挥。
根据本发明的实施例，上述粘结层还进一步包括0.5～1重量份的助剂。由此，可以进一步提高聚酯基膜的使用中的耐候性。
根据本发明的实施例，上述基体层还进一步包括0.5～2重量份的助剂。由此，可以进一步提高聚酯基膜的使用中的耐候性。
根据本发明的实施例，上述助剂可以为选自抗水解剂、紫外吸收剂(也称为耐紫外助剂)、抗氧剂和阻燃剂中的至少之一。需要说明的是，上述抗水解剂、紫外吸收剂、抗氧剂和阻燃剂的具体种类并不受特别限制，可以采用市售的常规产品。
如上所述，根据本发明实施例的太阳能背板用聚酯基膜可以具有选自下列优点的至少之一：
1、聚酯基膜的粘结层采用聚烯烃对聚酯进行改性，聚烯烃的含量占粘结层质量百分含量50％以上，不仅保证了聚酯基膜与封装胶膜的粘结力良好，而且可防止电池片被氧化，延长电池组件使用寿命。
2、聚酯基膜的粘结层添加了相容剂，相容剂的含量在5％以上，不仅保证了聚烯烃与聚酯的相容性，还增加了粘结层与基体层的层间力。
3、聚酯基膜的基体层添加了相容剂，相容剂的含量大于3％，保证了基体层与粘结层界面的相容性良好。
4、聚酯基膜的基体层中聚酯含量在78％以上，保证了聚酯基膜的机械性能。
5、聚酯基膜的制备加工简单，可广泛应用于太阳能背板的加工生产，并且应用该基膜简化了太阳能背板的加工成型工艺。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种太阳能背板。根据本发明的实施例，该太阳能背板包括上述实施例的太阳能背板用聚酯基膜。上述实施例的太阳能背板用聚酯基膜因其优异的粘结力和机械性能，可以兼做太阳能背板的支撑体层和粘结层。由此，该太阳能背板的加工工艺简单，粘结力和机械性能优异。
另外，需要说明的是，该太阳能背板具有前文针对“太阳能背板用聚酯基膜”所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。另外，如没有特别说明，以下实施例和对比例中聚酯基膜的粘结层和基体层，通过将聚酯等组分与助剂和无机填料按配比经双螺杆挤出制得。
实施例1
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯10份，乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，聚乙烯75份，钛白粉9.5份，紫外吸收剂0.2份，抗水解剂0.2，抗氧剂0.1份，粘结层的厚度10μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯78份，聚乙烯-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，钛白粉15份，紫外吸收剂0.5份，抗水解剂1.2份，抗氧剂0.3份，基体层的厚度250μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
采用聚偏二氟乙烯(pvdf)膜通过胶黏剂与聚酯基膜的基体层复合，熟化后得到太阳能背板。
实施例2
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯16份，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯9份，聚乙烯65份，钛白粉8份，紫外吸收剂0.8份，阻燃剂0.5份，抗水解剂0.2份，抗氧剂0.5份，粘结层的厚度23μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯84份，乙烯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物3份，钛白粉12.5份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份，基体层的厚度200μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
采用tedeler氟膜通过胶黏剂与聚酯基膜的基体层复合，熟化后得到太阳能背板。
实施例3
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯23份，乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯20份，乙烯-丙烯共聚物50份，钛白粉7.5份，紫外吸收剂0.2份，抗水解剂0.2份，抗氧剂0.1份；粘结层的厚度35μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯87份，乙烯-丙烯酸酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯4份，钛白粉7.5份，紫外吸收剂0.8份，抗水解剂0.7份，基体层的厚度300μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
采用氟碳涂层涂覆于聚酯基膜的基体层干烘、熟化后得到太阳能背板。
实施例4
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯28份，聚乙烯-g-马来酸酐16份，聚乙烯50份，钛白粉5份，紫外吸收剂0.2份，阻燃剂0.2份，抗水解剂0.3，抗氧剂0.3份；粘结层的厚度30μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯84份，聚乙烯-g-马来酸酐3份，钛白粉12.5份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份，基体层的厚度350μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
采用氟碳涂层涂覆于聚酯基膜的基体层干烘，熟化后得到太阳能背板。
实施例5
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯35份，乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯8份，聚乙烯50份，钛白粉6.4份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份，抗氧剂0.1份；粘结层的厚度15μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯90份，乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯4.5份，钛白粉5份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份，基体层的厚度150μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
采用tedeler氟膜通过胶黏剂与聚酯基膜的基体层复合，熟化后得到太阳能背板。
对比例1
聚酯基膜包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯90份，钛白粉9.5份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份，薄膜的厚度150μm。
太阳能背板的制备：采用tedeler氟膜通过胶黏剂与聚酯基膜复合，熟化后得到太阳能背板。
对比例2
聚酯基膜不包括基体层，只包括粘结层，粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯25份，乙烯-醋酸乙酯共聚物-g-甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，聚乙烯63份，钛白粉6.4份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2，抗氧剂0.1份；聚酯基膜的厚度250μm。
太阳能背板的制备：将氟碳涂层涂覆于pet的外层，熟化后得到太阳能背板。
对比例3
(1)太阳能背板用聚酯基膜的制备
聚酯基膜粘结层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯18份，聚乙烯-g-马来酸酐5份，聚乙烯70份，钛白粉6.4份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2，抗氧剂0.1份；粘结层的厚度25μm。
聚酯基膜基体层包含以下重量份的组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯90份，钛白粉9.5份，紫外吸收剂0.3份，抗水解剂0.2份；基体层的厚度150μm。
两层的物料共挤拉伸后得到太阳能背板用聚酯基膜。
(2)太阳能背板的制备
将氟碳涂层涂覆于pet的外层，熟化后得到太阳能背板。
测试方法
实施例1～5和对比例1～3中制备得到的聚酯基膜材料，按gb/t31034-2014(晶体硅太阳电池组件用绝缘背板)、cqc3308-2013(光伏组件封装用背板技术规范)标准制样并检测性能。制备得到的太阳能背板，与eva的粘结力采用初始及双95湿热老化(95℃、95％湿度)十天后的粘结力测试。检测结果如表1所示：
表1本发明实施例及对比例检测结果
测试结果表明，本发明提供的聚酯基膜与目前本领域常用的eva封装膜胶相比具有优异的粘结力，且具有优异的机械性能。对比例1中的聚酯基膜中不含聚烯烃，其与eva的粘结力明显下降。对比例2中的聚酯基膜不含基体层，其机械性能明显下降。对比例3中的聚酯基膜基体层聚酯含量过高，且无相容剂，因此与聚酯基膜基体层与粘结层的内聚力低，所以粘结层的性能难以发挥，无法有效地与eva粘结。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。