專利名稱：一種高阻隔性太陽能電池背板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池，尤其是涉及太陽能電池背板，具體涉及一種高阻隔性的太陽能電池背板。
背景技術：
太陽能作為一種取之不盡，安全無污染的能源被廣泛應用。由于太陽能組件長期暴露在大氣中，要經(jīng)受水汽，氧氣，紫外線等外界各種環(huán)境因素的侵蝕，如不能有效抵抗這些壞境因素，會縮短太陽能電池的使用壽命，而太陽能電池背板(也可簡稱為太陽能背板) 的主要作用就是保護太陽能電池不受這些環(huán)境因素的侵蝕，因此，對背板材料的阻隔性要求比較高。目前采用較為普遍的背板薄膜主要有TPT結(jié)構(gòu)，也就是采用兩層杜邦公司研發(fā)生產(chǎn)的Tedlar薄膜為耐候?qū)影仓虚g一層PET聚酯薄膜復合而成；TPE結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的其中一面是PVF薄膜耐候?qū)?，另一面是EVA乙烯-醋酸乙烯共聚薄膜阻隔層，中間層是PET聚酯薄膜層；KPK結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)是兩邊采用法國阿科瑪公司研發(fā)生產(chǎn)的Kynar膜，即PVDF聚偏氟二乙烯膜層為耐候?qū)樱虚g包覆層是PET聚酯薄膜層；BBF結(jié)構(gòu)，這是3M公司自行研發(fā)的一種背板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中間層也是PET聚酯薄膜層，其中PET層的一側(cè)是EVA乙烯-醋酸乙烯共聚薄膜，另一側(cè)是THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)。這四種復合膜是目前被認為最為理想的太陽能背板結(jié)構(gòu)材料。而且現(xiàn)階段國內(nèi)外太陽能電池背板廠家基本都是采用這四種復合膜來做太陽能電池的襯底材料的。但是由于PET聚酯分子鏈比較柔順，其在堆積過程中為避免原子間的排斥力，容易發(fā)生相對運動，使得在堆積體中出現(xiàn)較多空間，氧氣、水汽等小分子容易溶解在PET中， 因此PET聚酯只是一種中等阻隔性材料，對水汽和氧氣的阻隔性相對有限，這也導致整個背板的阻隔性能受到影響，不利于長期使用。所以，開發(fā)一種高阻隔性太陽能背板有重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有太陽能電池背板所使用的PET聚酯是一種中等阻隔性材料，對水汽和氧氣的阻隔性較差，使整個背板的阻隔性能較差，不利于長期使用的技術問題，本發(fā)明提供一種高阻隔性的太陽能電池背板，該太陽能電池背板結(jié)構(gòu)獨特，水汽、氧氣阻隔性較好， 機械性能優(yōu)良，符合太陽能背板的基本要求。為了達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案技術方案1，一種高阻隔性太陽能電池背板，包括基材(又稱結(jié)構(gòu)增強層)、阻隔層、粘結(jié)層和耐候?qū)?，它的特點是，所述基材兩側(cè)中至少一側(cè)設有耐候?qū)?，在基材的一?cè)還設有阻隔層，所述阻隔層包括氧氣阻隔層和水汽阻隔層。技術方案2，一種如技術方案1所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述基材兩側(cè)設有耐候?qū)?，所述阻隔層置于所述基材與耐候?qū)又g，所述阻隔層通過粘結(jié)層與所述基材復合，所述耐候?qū)油ㄟ^粘結(jié)層粘結(jié)在所述基材與阻隔層的兩側(cè)。[0009]技術方案3，一種如技術方案2所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為20-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為10-150納米。技術方案4，一種如技術方案3所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述基材厚度為100-350微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-150微米，所述粘結(jié)層厚度為1_30微米， 所述水汽阻隔層的厚度為30-100納米。技術方案5，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層為明膠材料，所述水汽阻隔層為無機薄膜層(也可稱為無機阻隔層)。所述明膠材料形成明膠阻隔層，更佳地，所述明膠厚度為40-80微米。所述明膠層可以有效阻隔氧氣的滲透，可以通過熱固法粘結(jié)在PET基材表面。所述明膠相對分子量范圍為23000-27000，水分含量小于12%，水不溶物小于0. 2%，二氧化硫含量小于30mg/kg， 凝凍強度(H2O含量為12%)為220g，所述凝凍強度測試標準為國家標準《藥用明膠硬膠囊》 GB13731，所用測試儀器為凍力測試儀。技術方案6，一種如技術方案5所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述基材的原料為聚酯，所述聚酯包括聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述無機薄膜層為鍍鋁膜、金屬鋁箔或無機化合物層。采用水汽阻隔層可以有效降低太陽能電池背板的水汽透過量。水汽阻隔層可以通過真空蒸鍍或復合粘貼的方法和其他薄膜層復合在一起。所述聚對苯二甲酸乙二醇酯，可以是透明的，也可以是白色的或其他顏色。從使用范圍考慮，首選白色基材。聚酯原料的平均分子量范圍為16000-20000，特性粘度值為 0. 52-0. 70dl/g,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于65°C，熔點大于250°C。技術方案7，一種如技術方案6所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述基材的原料為聚酯，所述聚酯包括雙向拉伸聚對苯二甲酸乙二醇酯，所述耐候?qū)訛楹鷺湓轮?，為提高背板薄膜?nèi)層與層之間的粘合力，所述粘結(jié)層所用粘合劑選自聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂。更佳的，所述耐候?qū)涌梢允蔷鄯蚁?、聚偏氟乙烯、乙烯三氟氯乙烯共聚物、乙烯四氟乙烯共聚物、四氟乙?六氟丙烯-偏氟乙烯、氟乙烯(四氟乙烯或三氟乙烯)和乙烯基醚共聚物中的一種或至少兩種的組合。技術方案8，一種如技術方案6所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述無機化合物層材質(zhì)為Si02、Al203、Ti02、Zn0、Mg0、CaC03、BaSO4中的一種或至少兩種的組合， 所述無機粒子的粒徑為5-200納米。技術方案9，一種如技術方案1-8之一所述高阻隔性太陽能電池背板的制備方法， 它的特點是，所述基材的原料通過雙向拉伸得到基材，所述基材與氧氣阻隔層復合，在所述氧氣阻隔層上濺射一層水汽阻隔層，所述水汽阻隔層和所述基材分別與所述耐候?qū)訌秃希?得到所述高阻隔性太陽能電池背板。所述聚酯優(yōu)選PET、PBT、PEN或其共聚改性聚酯，所述氧氣阻隔層優(yōu)選明膠阻隔層，所述水汽阻隔層優(yōu)選無機阻隔層。技術方案10，一種如技術方案9所述高阻隔性太陽能電池背板的制備方法，它的特點是，所述耐候?qū)优c基材，基材與氧氣阻隔層，耐候?qū)优c水汽阻隔層之間通過粘合劑粘結(jié)見合。技術方案11，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為40-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為20-140納米，所述基材厚度為150-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-120微米，所述粘結(jié)層厚度為5_25微米。技術方案12，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為20-60微米，所述水汽阻隔層的厚度為30-120納米，所述基材厚度為 100-200微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-100微米，所述粘結(jié)層厚度為1-15微米。技術方案13，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為60-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為60-100納米，所述基材厚度為 200-350微米，所述耐候?qū)雍穸葹?00-150微米，所述粘結(jié)層厚度為15-30微米。技術方案14，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為40-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為30-60納米，所述基材厚度為 100-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-100微米，所述粘結(jié)層厚度為5_20微米。技術方案15，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為20-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為50-100納米，所述基材厚度為 100-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-150微米，所述粘結(jié)層厚度為1_15微米。技術方案16，一種如技術方案4所述高阻隔性太陽能電池背板，它的特點是，所述氧氣阻隔層厚度為50-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為40-60納米，所述基材厚度為 100-350微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-120微米，所述粘結(jié)層厚度為20-30微米。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的太陽能背板在阻隔層上，分別運用明膠和無機層分別對水汽和氧氣的阻隔性，把水汽和氧氣分別進行阻隔，更有利于提高背板的阻隔性，使得該背板的水汽和氧氣透過率明顯降低。在原料上，采用明膠材料為氧氣阻隔層，無機材料為水汽阻隔層，聚酯材料作為基材，原料易得且廉價，使得該背板的生產(chǎn)成本較低。在產(chǎn)品性能上，不僅機械學性能優(yōu)異，耐候性突出，更重要的是，該背板的阻隔性較好。

圖1為本發(fā)明提供的高阻隔性太陽能電池背板剖面示意圖；圖中，1為耐候?qū)樱?為水汽阻隔層；3為氧氣阻隔層；4為基材；
具體實施方式
以下結(jié)合實施例更加具體地說明本發(fā)明的技術方案，其中，實施例中所用的聚酯層制備原料采用市場上銷售的膜級聚酯切片，為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或其共聚改性聚酯，所用的明膠，無機粒子和含氟樹脂也是市場上銷售的現(xiàn)有產(chǎn)品。如圖1所示，本發(fā)明提供的高阻隔性太陽能電池背板包括耐候?qū)?，水汽阻隔層2， 氧氣阻隔層3和基材4，所述基材4通過粘結(jié)層與氧氣阻隔層3復合，在氧氣阻隔層3上濺射一層水汽阻隔層2，在水汽阻隔層2的上表面與基材4的下表面分別涂布一層粘合劑，進而與耐候?qū)?復合。所述耐候?qū)觾?yōu)選含氟樹脂層，所述水汽阻隔層優(yōu)選無機阻隔層，所述氧氣阻隔層優(yōu)選明膠阻隔層，所述基材優(yōu)選PET聚酯層。[0034]實施例1 在基材PET膜的上表面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為40微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上濺射一層厚度為30納米的無機阻隔層，在無機阻隔層的上涂布一層粘合劑，與厚度為50微米的耐候?qū)訌秃?。在基材PET膜的下表面涂布粘合劑，與厚度為50微米的耐候?qū)訌秃?，所述粘結(jié)層厚度為1微米，所述基材厚度為100微米。粘合層為聚氨酯膠層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表1。實施例2 在基材PET膜的上表面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為60微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上濺射一層厚度為50納米的無機阻隔層，在無機阻隔層的上涂布一層粘合劑，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃?。在基材PET膜的下表面涂布粘合劑，與厚度為100 微米的耐候?qū)訌秃?，所述粘結(jié)層厚度為10微米，所述基材厚度為150微米。粘合層為聚氨酯膠層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表1。實施例3 在基材PET膜的上表面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為50微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上表面濺射一層厚度為40納米鍍鋁層，在鍍鋁層的上表面涂布一層粘合齊U，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃稀Ｔ诨腜ET膜的下表面涂布粘合劑，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃希稣辰Y(jié)層厚度為20微米，所述基材厚度為150微米。粘合層為醋酸乙烯酯層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表1。實施例4 在基材PET膜的上表面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為50微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上表面濺射一層厚度為60納米鍍鋁層，在鍍鋁層的上表面涂布一層粘合齊U，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃?。在基材PET膜的下表面涂布粘合劑，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃?，所述粘結(jié)層厚度為15微米，所述基材厚度為100微米。粘合層為醋酸乙烯酯層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表1。實施例5 在基材PET膜的其中一面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為80微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上表面濺射一層厚度為80納米鍍鋁層。在基材PET膜的另一面涂布粘合劑，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃?，粘合層為醋酸乙烯酯層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表1。實施例6 在基材PET膜的上表面涂布粘合劑，經(jīng)熱固化后與厚度為50微米的明膠阻隔層復合，在明膠阻隔層上表面濺射一層厚度為60納米氧化硅層，在氧化硅層的上表面涂布一層粘合劑，與厚度為100微米的耐候?qū)訌秃?。在基材PET膜的下表面涂布粘合劑，與厚度為 120微米的耐候?qū)訌秃?，粘合層為醋酸乙烯酯層，得到太陽能背板。所得背板相關性能見表表 1
權利要求1.一種高阻隔性太陽能電池背板，包括基材、阻隔層、粘結(jié)層和耐候?qū)?，其特征在于，所述基材兩?cè)中至少一側(cè)設有耐候?qū)?，在基材的一?cè)還設有阻隔層，所述阻隔層包括氧氣阻隔層和水汽阻隔層。
2.一種如權利要求1所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述基材兩側(cè)設有耐候?qū)?，所述阻隔層置于所述基材與耐候?qū)又g，所述阻隔層通過粘結(jié)層與所述基材復合， 所述耐候?qū)油ㄟ^粘結(jié)層粘結(jié)在所述基材與阻隔層的兩側(cè)。
3.—種如權利要求2所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為20-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為10-150納米。
4.一種如權利要求3所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述基材厚度為 100-350微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-150微米，所述粘結(jié)層厚度為1_30微米，所述水汽阻隔層的厚度為30-100納米。
5.一種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為40-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為20-140納米，所述基材厚度為150-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-120微米，所述粘結(jié)層厚度為5-25微米。
6.一種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為20-60微米，所述水汽阻隔層的厚度為30-120納米，所述基材厚度為100-200微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-100微米，所述粘結(jié)層厚度為1-15微米。
7.—種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為60-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為60-100納米，所述基材厚度為200-350微米， 所述耐候?qū)雍穸葹?00-150微米，所述粘結(jié)層厚度為15-30微米。
8.—種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為40-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為30-60納米，所述基材厚度為150-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-100微米，所述粘結(jié)層厚度為5-25微米。
9.一種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為20-80微米，所述水汽阻隔層的厚度為50-100納米，所述基材厚度為100-250微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-150微米，所述粘結(jié)層厚度為1-15微米。
10.一種如權利要求4所述高阻隔性太陽能電池背板，其特征在于，所述氧氣阻隔層厚度為50-100微米，所述水汽阻隔層的厚度為40-60納米，所述基材厚度為100-350微米，所述耐候?qū)雍穸葹?0-120微米，所述粘結(jié)層厚度為20-30微米。
專利摘要本實用新型涉及太陽能電池，尤其涉及一種高阻隔性太陽能電池背板，為了解決現(xiàn)有太陽能電池背板對水汽和氧氣的阻隔性較差的缺陷，本實用新型提供一種高阻隔性太陽能電池背板。該背板包括基材、阻隔層、粘結(jié)層和耐候?qū)?，基材兩?cè)中至少一側(cè)設有耐候?qū)?，在基材的一?cè)還設有阻隔層，阻隔層包括氧氣阻隔層和水汽阻隔層。該太陽能電池背板對水汽、氧氣的阻隔性強，機械性能優(yōu)良。
文檔編號B32B33/00GK202307974SQ20112044860
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權日2011年11月14日
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