一种具有耐候阻燃效果的光伏背板以及光伏组件的制作方法

本实用新型属于光伏封装领域的阻燃结构，具体涉及一种具有耐候阻燃效果的光伏背板以及光伏组件。

背景技术：

随着国内外大力推广发展可再生绿色能源，除了规模建设光伏电站外，光伏组件越来越广泛地应用于日常建筑领域中。而应用于建筑领域的光伏产品的阻燃防火性能是必须满足建筑材料标准的重要性能。具体来说，根据iec61730“光伏pv组件安全鉴定”的要求，应用在屋顶的光伏组件产品需要进行防火试验和表面延烧试验，其中，通过防火试验(依据ansi/ul790标准)，光伏组件产品的防火等级应达到c级，通过表面延烧试验(依据astme162标准)，光伏组件产品的火焰蔓延指数不要超过100，现有市场上流通的光伏组件产品的火焰蔓延指数要求无法满足标准要求，市场应用时也无法对此问题进行有效监控，存在较大安全隐患。而作为直接与建筑面安装配合的光伏封装层结构是确保光伏产品阻燃防火性能的核心结构。

在现有技术中，光伏背板的阻燃功能大多通过在其外表面设置阻燃氟膜实现或者采用阻燃改性的pet材料或其他阻燃改性材料技术方案。如公开号为cn109563301a的发明专利具有阻燃活性的聚丙烯组合物，(i)大于30wt％、优选40～98.5wt％的聚丙烯聚合物(pp)，(ii)1～20wt％的阻燃制品，阻燃制品含有磷光体的无机衍生物，(iii)1～30wt％的填料，(iv)0.2～5wt％的除阻燃制品(ii)以外的添加剂，以及(v)0～30wt％的塑性体；然而使用这些阻燃改性材料不仅会显著增加光伏背板的材料成本，而且阻燃效果仍然不理想，而且在抗压强度上表现也并不理想，需要进一步复合其他层结构后作为光伏背板材料。

本申请人希望寻求新的阻燃思路来实现对光伏封装结构的优异阻燃防火性能，同时又不会明显增加光伏组件的封装材料成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有耐候阻燃效果的光伏背板以及光伏组件，通过提出具有特定结构的阻燃方案，有效提高光伏组件背板的阻燃防火性能的前提下，不会明显增加光伏组件的封装材料成本，而且制备工艺操作简单，实施便捷，非常适合作为大批量生产的光伏背板。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有耐候阻燃效果的光伏背板，包括光伏基板，所述光伏基板的至少一表面粘接有耐候阻燃膜层或涂覆固化有耐候阻燃固化涂层。

优选地，所述耐候阻燃膜层采用铝箔玻纤布或玻璃纤维布或铝箔或pet膜或pvdf膜。

优选地，所述耐候阻燃固化涂层的原料包括耐候阻燃热固性粉末涂料或耐候阻燃热固性液体涂料。

优选地，所述耐候阻燃固化涂层的原料包括氟碳热固粉末涂料或有机硅热固液体涂料或丙烯酸热固粉末涂料或聚氨酯热固粉末涂料。

优选地，所述光伏基板的厚度范围为0.05-5mm，所述耐候阻燃膜层的厚度范围为0.02-1mm，所述耐候阻燃固化涂层的厚度范围为0.02-0.4mm。

优选地，所述光伏基板采用热塑性聚合物制成的热塑板，或采用连续纤维增强热塑性聚合物制成的单层单向带或多层单向带叠层。

优选地，所述热塑性聚合物采用热塑性聚丙烯或pet或pa或pc或pe。

优选地，一种光伏组件，包括复合封装为一体的正面封装层、电池片层、背面封装层，所述背面封装层包括如上所述的具有耐候阻燃效果的光伏背板，所述光伏背板的外表面为所述耐候阻燃膜层或所述耐候阻燃固化涂层。

优选地，所述正面封装层采用柔性封装层，所述柔性封装层包括热固性粉末涂料复合纤维布。

优选地，所述电池片层与所述光伏背板之间设有封装胶膜层。

需要说明的是，本实用新型涉及的铝箔玻纤布具体是指铝箔复合玻璃纤维布，pvdf是指polyvinylidenefluoride的缩写，意指聚偏氟乙烯；pet是指polyethyleneterephthalate的缩写，意指聚对苯二甲酸类塑料；pa是指polyamide的缩写，意指聚酰胺；pc是指polycarbonate的缩写，意指聚碳酸酯；pe是指polyethylene的缩写，意指聚乙烯。

还需要说明的是，本申请提出的铝箔玻纤布、玻璃纤维布、铝箔、pet膜、pvdf膜以及耐候阻燃热固性粉末涂料和耐候阻燃热固性液体涂料均可以在市场上直接采购得到，其所采用的粘接和涂覆工艺均可直接采用公知工艺，本实用新型没有对这部分技术方案有特别创新的技术内容。

本实用新型通过在常规的光伏基板的至少一表面上粘接耐候阻燃膜层或涂覆耐候阻燃固化涂层，耐候阻燃膜层或耐候阻燃固化涂层可以为光伏基板带来优异的耐候阻燃效果，不需要对光伏基板本身进行阻燃改进，优选地，耐候阻燃膜层仅需要采用市场上的公知批量产品，例如包括铝箔玻纤布、玻璃纤维布、铝箔、pet膜或pvdf耐候阻燃膜，具体粘接时通过热熔胶膜或者胶黏剂进行粘接复合即可；优选地，耐候阻燃膜层仅需要采用市场上的公知批量产品，例如包括耐候阻燃热固性粉末涂料或耐候阻燃热固性液体涂料，通过在光伏基板进行涂覆热固化复合为一体即可；本实用新型通过提出具有如上特定结构的阻燃方案，有效提高光伏组件背板的阻燃防火性能的前提下，不会明显增加光伏组件的封装材料成本，而且制备工艺操作简单，实施便捷，非常适合作为大批量生产的光伏背板。

本实用新型还进一步优选地提出采用连续纤维增强热塑性聚合物制成的单层单向带或多层单向带叠层作为光伏基板，将其设置耐候阻燃膜层或耐候阻燃固化涂层后，在确保获得优异的阻燃防水性能的前提下，还可以有效可靠地确保光伏背板的抗压强度，且位于内部的连续玻璃纤维可以进一步提高阻燃效果。

附图说明

附图1是本实用新型实施例1中具有耐候阻燃效果的光伏背板100的结构示意图；

附图2是本实用新型实施例2中具有耐候阻燃效果的光伏背板200的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种具有耐候阻燃效果的光伏背板，包括光伏基板，光伏基板的至少一表面粘接有耐候阻燃膜层或涂覆固化有耐候阻燃固化涂层。优选地，光伏基板的厚度范围为0.05-5mm，耐候阻燃膜层的厚度范围为0.02-1mm，耐候阻燃固化涂层的厚度范围为0.02-0.4mm；

优选地，在本实施方式中，耐候阻燃膜层采用铝箔玻纤布或玻璃纤维布或铝箔或pet膜或pvdf膜；在其它实施方式中，耐候阻燃固化涂层的原料包括耐候阻燃热固性粉末涂料或耐候阻燃热固性液体涂料，优选地，耐候阻燃固化涂层的原料包括氟碳热固粉末涂料或有机硅热固液体涂料或丙烯酸热固粉末涂料或聚氨酯热固粉末涂料；

优选地，光伏基板采用热塑性聚合物制成的热塑板，或采用连续纤维增强热塑性聚合物制成的单层单向带或多层单向带叠层；热塑性聚合物采用热塑性聚丙烯或pet或pa或pc或pe。

本实用新型实施例还公开了一种光伏组件，包括复合封装为一体的正面封装层、电池片层、背面封装层，背面封装层包括如上的具有耐候阻燃效果的光伏背板，光伏背板的外表面为耐候阻燃膜层或耐候阻燃固化涂层；优选地，在本实施方式中，正面封装层采用柔性封装层，柔性封装层包括热固性粉末涂料复合纤维布；电池片层与光伏背板之间设有封装胶膜层。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参见图1所示，一种具有耐候阻燃效果的光伏背板100，包括光伏基板，光伏基板采用热塑性聚丙烯制成的热塑聚丙烯板110；热塑聚丙烯板110的一表面通过热熔胶膜120(采用公知热熔胶膜即可)粘接有耐候阻燃膜层，耐候阻燃膜层采用铝箔玻纤布130，热塑聚丙烯板110的厚度为1.5mm，热熔胶膜120的厚度为0.1mm，铝箔玻纤布130的厚度为0.4mm；在其他实施方式中，也可以直接通过胶黏剂实现热塑聚丙烯板110与铝箔玻纤布130之间的粘接，这些实施方式的变化不会影响本申请所需要获得的技术效果；

本实施例1还提出了一种光伏组件(图未示出)，包括复合封装为一体的正面封装层、电池片层、背面封装层，其中，正面封装层采用柔性封装层，柔性封装层包括位于正面的热固性粉末涂料复合纤维布(其具体技术方案可直接参见cn201610685536.0)和正面封装胶膜层，背面封装层包括背面封装胶膜层以及本实施例1提出的具有耐候阻燃效果的光伏背板100，通过层压工艺实现复合封装为一体；且光伏背板100的外表面为铝箔玻纤布130，用于实现对光伏背板100的可靠防火阻燃效果。

实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，请参见图2所示的一种具有耐候阻燃效果的光伏背板200，包括光伏基板，光伏基板采用热塑性聚丙烯制成的热塑聚丙烯板210；热塑聚丙烯板210的一表面涂覆固化有耐候阻燃固化涂层220，耐候阻燃固化涂层220的厚度为0.08mm；耐候阻燃固化涂层220的原料采用耐候阻燃热固性粉末涂料，耐候阻燃热固性粉末涂料可以采用氟碳热固粉末涂料或有机硅热固液体涂料或丙烯酸热固粉末涂料或聚氨酯热固粉末涂料；在其他实施方式中，还可以采用有机硅热固液体涂料，这些实施方式的变化不会影响本申请所需要获得的技术效果；具体在实施时，涂覆方式可以为喷涂或辊涂或刷涂等方式，固化方式通常采用加热固化成膜的工艺，涂覆固化工艺为热固性涂料的公知成型工艺，本实施例对其没有特别限定之处，因此不再具体展开说明；

还需要说明的是，当然地，本领域技术人员还可以根据实际需要在实施例1中的热塑聚丙烯板110和实施例2中的热塑聚丙烯板210的另一表面设置耐候阻燃膜层，本申请对此不做特别限定，这些实施方式的变化组合同样落入本申请的保护范围。

实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例1或实施例2，区别在于，在本实施例3中，光伏基板采用采用连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯制成的单层单向带，连续玻璃纤维呈分散相，热塑性聚丙烯呈连续相，进行单层单向带的制备，其制备工艺采用如下操作步骤：

a10)、预先将热塑性聚丙烯原料加热熔融，采用连续玻璃纤维浸渍于熔融状态的热塑性聚丙烯；

a20)、将浸渍有热塑性聚丙烯的连续玻璃纤维挤压成单层单向带。

实施例4：本实施例4的其余技术方案同实施例1或实施例2，区别在于，在本实施例4中，光伏基板采用连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯制成的多层单向带叠层，连续玻璃纤维呈分散相，热塑性聚丙烯呈连续相，进行多层单向带叠层的制备，其制备工艺采用如下操作步骤：

b10)、预先将热塑性聚丙烯原料加热熔融，采用连续玻璃纤维浸渍于熔融状态的热塑性聚丙烯；

b20)、将浸渍有热塑性聚丙烯的连续玻璃纤维挤压成单层单向带；

b30)、将单向带采用互为90°或45°的方式进行多次层叠，通过加热加压，不同层单向带的热塑性聚丙烯熔融，互相浸透，同时充分包裹连续玻璃纤维，得到多层单向带叠层，具体地，在本实施例4中，多层单向带叠层结构采用4层单向带叠层结构；在其他实施方式中，可以根据实际应用需要来选择所需要的单向带叠层结构的层数量，本申请对其没有特别限定之处。

实施例5：本实施例5的其余技术方案同实施例1或实施例2，在本实施例5中，采用热塑pet板或热塑pa板或热塑pc板或热塑pe板取代实施例1或实施例2中的热塑聚丙烯板。

实施例6：本实施例6的其余技术方案同实施例1，在本实施例6中，采用玻璃纤维布或铝箔或pet膜或pvdf膜取代实施例1中的铝箔玻纤布。

对比例1：采用上实施例1中的热塑聚丙烯板直接作为光伏背板。

对比例2：采用上实施例3中的连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯制成的单层单向带直接作为光伏背板。

对比例3：采用上实施例4中的连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯制成的多层单向带叠层直接作为光伏背板。

对比例4：采用cn109563301a公开的聚丙烯组合物制成的光伏背板。

本申请将上述各实施例与各比较例进行了特定实施效果对比，主要对比结果请参见下表1：

表1本实用新型实施例与比较例的实施效果对比

本申请各实施例涉及的防火等级依据ansi/ul790标准测试得到，火焰蔓延指数依据astme162标准测试得到，拉伸强度依据gb/t1040.3-2006标准测试得到。

本实施例通过在常规的光伏基板的至少一表面上粘接耐候阻燃膜层或涂覆耐候阻燃固化涂层，耐候阻燃膜层或耐候阻燃固化涂层可以为光伏基板带来优异的耐候阻燃效果，不需要对光伏基板本身进行阻燃改进，优选地，耐候阻燃膜层仅需要采用市场上的公知批量产品，例如包括铝箔玻纤布、玻璃纤维布、铝箔、pet膜或pvdf耐候阻燃膜，具体粘接时通过热熔胶膜或者胶黏剂进行粘接复合即可；优选地，耐候阻燃膜层仅需要采用市场上的公知批量产品，例如包括耐候阻燃热固性粉末涂料或耐候阻燃热固性液体涂料，通过在光伏基板进行涂覆热固化复合为一体即可；本实施例通过提出具有如上特定结构的阻燃方案，有效提高光伏组件背板的阻燃防火性能的前提下，不会明显增加光伏组件的封装材料成本，而且制备工艺操作简单，实施便捷，非常适合作为大批量生产的光伏背板。本实施例还进一步优选地提出采用连续纤维增强热塑性聚合物制成的单层单向带或多层单向带叠层作为光伏基板，将其设置耐候阻燃膜层或耐候阻燃固化涂层后，在确保获得优异的阻燃防水性能的前提下，还可以有效可靠地确保光伏背板的抗压强度，且位于内部的连续玻璃纤维可以进一步提高阻燃效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。