一種太陽能電池背板及其製備方法:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,

《一種太陽能電池背板及其製備方法》是中國樂凱膠片集團公司於2007年11月8日申請的專利，該專利的公布號為CN101177514，授權公布日為2008年5月14日，發明人是李剛。

《一種太陽能電池背板及其製備方法》該背板包括基材和含氟聚合物層，含氟聚合物層各組分按重量份數計為：含氟樹脂25～45份；改性樹脂1.5～3份；聚合物填料0.5～3份；無機填料0.1～1份；溶劑50～70份。該發明生產成本低，性能優良，其剝離強度高，阻水性能好，耐候性好；該發明提供的製備方法，工藝簡單，可以實現連續工業化生產。

2015年11月27日，《一種太陽能電池背板及其製備方法》獲得第十七屆中國專利獎金獎。

基本介紹

中文名：一種太陽能電池背板及其製備方法
申請人：中國樂凱膠片集團公司
申請日：2007年11月8日
申請號：2007101852028
公布號：CN101177514
公布日：2008年5月14日
發明人：李剛
地址：河北省保定市樂凱南大街6號
Int.Cl.：C08L27/22(2006.01)、C08L27/12(2006.01)、C08K5/10(2006.01)、C08J5/18(2006.01)、H01L31/04(2006.01)
代理機構：石家莊冀科專利商標事務所有限公司
代理人：郭紹華、李羨民
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

作為傳統電能生產方法的綠色替代方案，光伏電池組件被用來利用太陽光產生電能。光伏電池組件是由各種半導體元件系統組裝而成，因而必須加以保護以減輕環境作用如濕氣、氧氣和紫外線的影響和破壞。光伏電池組件通常採用的是在矽片兩側層壓貼附玻璃或塑膠膜保護層的結構。由於具有優良的強度、耐候性、抗紫外性和阻濕性能，用氟聚合物薄膜和聚酯（PET）薄膜層疊而成的背板在光伏電池組件中發揮著重要作用。傳統的背板生產方式是將預先製造好的氟聚合物薄膜特別是聚氟乙烯（PVF）薄膜貼上於聚酯（PET）基材上，典型的是在PET兩側貼附氟聚合物薄膜而形成“三明治”結構。當氟聚合物薄膜（如PVF）用作光伏電池組件背板時，它的性能明顯地改善了組件的使用壽命，使組件保證使用壽命達到25年。

然而，預生產的氟喔聚合物薄膜與聚合物基底材料間緊密粘附，暴露在戶外若干年後也不會脫開是很難實現的。此前採用的技術措施，如美國專利US3133854、US5139878和US6632518都描述了通過在貼附氟聚合物薄膜之前在基材上預塗底層或粘接層以得到耐久的層疊結構背板的方法。然而，這些方法都需要在真正的層疊步驟之前提供至少一個粘接層或底層和粘接層，然後在層疊步驟通過受熱和壓力作用完成層疊，因此，使用預生產的氟聚合物薄膜層疊的方法步驟繁多，成本較高。同時，由於預生產的氟聚合物薄膜必須有足夠的厚度以滿足在貼合及後處理程式過程中對其強度的要求，使得膜的實際厚度比為提供保護性能所需的厚度大，造成價格昂貴的氟樹脂薄膜的浪費，提高了產品的成本。

發明內容

專利目的

《一種太陽能電池背板及其製備方法》所要解決的技術問題是提供一種太陽能電池背板，該背板不需要使用附加的底層或粘合劑層，其生產成本低，性能優良。該發明要解決的另一技術問題是提供一種太陽能電池背板的製備方法，該方法工藝簡單，可以實現連續工業化生產。

技術方案

《一種太陽能電池背板及其製備方法》所採用的技術方案是：

一種太陽能電池背板，包括基材和含氟聚合物層，所述含氟聚合物層的組分及其重量份數為：含氟樹脂25～45份、改性樹脂1.5～3份、聚合物填料0.5～3份、無機填料0.1～1份、溶劑50～70份。

上述太陽能電池背板，所述含氟樹脂是偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的均聚物或它們的共聚物。

上述太陽能電池背板，所述改性樹脂是用羧酸基、磺酸基、氮雜環丙烷基、異氰酸酯基、環氧基、胺基、羥基或活性亞甲基改性處理的聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂。

上述太陽能電池背板，所述含氟聚合物層包括選自如下元素的氧化物的無機填料：鈦、鋁、錫或矽。

上述太陽能電池背板，所述溶劑是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種。

上述太陽能電池背板，所述含氟聚合物層的厚度為25～50微米。

一種太陽能電池背板的製備方法，在基材表面上塗布含氟聚合物層，固化得到太陽能電池背板。

一般用於太陽能電池背板的基材是聚酯，例如，它可以是聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯PEN或它們的雙層共擠的產物。根據用途不同，基材可以是透明、白色或黑色。

為了能夠更好的體現出含氟聚合物的特性例如耐候性、耐溶劑性和阻隔性，用於該發明的含氟樹脂可以是偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯的均聚物或它們的共聚物，優選下列含氟樹脂：聚偏氟乙烯樹脂；聚偏氟乙烯-四氟乙烯樹脂；聚偏氟乙烯-六氟丙烯樹脂；聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂。

該發明的含氟聚合物層中含有改性樹脂，通過使用這些改性樹脂，可以明顯提高氟聚合物塗層與基材之間的粘附力，達到無需使用額外的底層或粘接層也能保證氟聚合物塗層與基材之間粘接強度，滿足25年以上使用壽命要求的目的。適合該發明的改性樹脂是用羧酸基、磺酸基、氮雜環丙烷基、異氰酸酯基、環氧基、胺基、羥基、活性亞甲基或以上基團混合物進行改性處理的偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的均聚物或其中兩種或三種的共聚物，優選下列改性樹脂：胺基改性聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂；羥基改性聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂；氮雜環丙烷基改性聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂。

為了進一步提高含氟聚合物層的強度，該發明的含氟聚合物層中含有聚合物填料，這些聚合物填料可以是丙烯酸酯聚合物顆粒、乙烯基聚合物顆粒、含氟乙烯基聚合物顆粒、聚醯胺顆粒等，其平均粒徑為1～4微米，顆粒可以是規則的球形，也可以是片狀、棒狀或其它不規則形狀，顆粒的尺寸可以是均勻分布也可以是不規則分布的。

為了增強含氟聚合物層的耐候性、耐溶劑性和阻隔性，該發明的含氟聚合物層中含有無機填料，這些無機填料選自如下元素的氧化物中的一種或幾種：鈦、鋁、錫和矽，例如石英顆粒、雲母顆粒、二氧化鈦顆粒。

適合該發明的溶劑可以是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種。

在該發明的含氟聚合物薄膜中，先製備含氟聚合物層的塗布液，該塗布液含有以上所列的含氟樹脂，改性樹脂，聚合物填料，無機填料，並通過溶劑將組合物粘度調整到適宜塗布的範圍。含氟聚合物層的組分及其重量份數為：含氟樹脂25～45份、改性樹脂1.5～3份、聚合物填料0.5～3份、無機填料0.1～1份、溶劑50～70份。

該發明提供的太陽能電池背板，可以通過下述方法製備：將基材展開，在它的表面上塗布含氟聚合物層，塗布之後通過固化得到太陽能電池背板。

該發明方法採取的固化方法包括通過紫外線照射使含氟聚合物交聯固化或通過採用x射線、鈷60、靜電加速器和大功率電子直線加速器等作為輻照源由高能射線引發含氟聚合物交聯固化。

該發明中，含氟聚合物層可以通過浸塗法、氣刀塗布法、刮刀塗布法、凹版塗布法、狹縫塗布法等方法塗布在基材上。太陽能電池背板的厚度為25～50微米，優選30～40微米。

有益效果

《一種太陽能電池背板及其製備方法》得到太陽能電池背板，由於不需要使用附加的底層或粘合劑層，其生產成本低，性能優良；其剝離強度高，阻水性能好，耐候性好。該發明提供的製備方法，工藝簡單，可以實現連續工業化生產。

技術領域

《一種太陽能電池背板及其製備方法》涉及一種太陽能電池背板及其製備方法。

權利要求

1.一種太陽能電池背板，它包括基材和含氟聚合物層，其特徵是，所述含氟聚合物層各組分按重量份數計為：含氟樹脂25～45份；改性樹脂1.5～3份；聚合物填料0.5～3份；無機填料0.1～1份；溶劑50～70份。

2.根據權利要求1所述太陽能電池背板，其特徵是，所述含氟樹脂是偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的均聚物或它們的共聚物。

3.根據權利要求1所述太陽能電池背板，其特徵是，所述改性樹脂是用羧酸基、磺酸基、氮雜環丙烷基、異氰酸酯基、環氧基、胺基、羥基或活性亞甲基改性處理的聚偏氟乙烯一四氟乙烯-六氟丙烯樹脂。

4.根據權利要求1、2或3所述太陽能電池背板，其特徵是，所述含氟聚合物層包括選自如下元素的氧化物的無機填料：鈦、鋁、錫或矽。

5.根據權利要求1、2或3所述太陽能電池背板，其特徵是，所述溶劑是甲苯、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的一種或幾種

6.根據權利要求1、2或3所述太陽能電池背板，其特徵是，所述含氟聚合物層的厚度為25～50微米。

7.一種製備太陽能電池背板的方法，其特徵是，在基材表面上塗布含氟聚合物層，固化得到太陽能電池背板。

實施方式

實施例1

聚偏氟乙烯（Aldrich制）25份、羥基改性的聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂（中國樂凱膠片集團公司制）3份、聚四氟乙烯（SolvaySolexis制）2份、二氧化鈦粉（DUPONT制）0.2份、丁酮20份、醋酸乙酯50份。

在裝有攪拌裝置的容器中加入20份丁酮、50份的醋酸乙酯，開動攪拌，將25份的聚偏氟乙烯、3份的羥基改性的聚偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯樹脂、2份的聚四氟乙烯粉和0.2份的二氧化鈦粉依次加入溶劑中，攪拌60分鐘，製得含氟聚合物層塗布液。通過刮刀塗布法將塗布液塗布在PET基材上，熱風乾燥，得到含氟聚合物層厚度為25微米的太陽能電池背板，測其性能。