本發(fā)明涉及一種光伏模塊的背板以及包括此背板的光伏模塊，特別是關(guān)于一種具有一定程度的局部放電能力以及耐燃性的光伏模塊的背板以及包含此背板的光伏模塊。

背景技術(shù)：

隨著消耗性能源日益枯竭，太陽(yáng)能等替代能源的開(kāi)發(fā)已成為世界各國(guó)重要的發(fā)展方向。一般而言，太陽(yáng)能模塊的組成結(jié)構(gòu)主要包括：強(qiáng)化玻璃、保護(hù)樹(shù)脂、太陽(yáng)能電池、導(dǎo)電焊帶以及外圍框架。此外，為了進(jìn)一步增進(jìn)太陽(yáng)能模塊的可靠度，亦可以在太陽(yáng)能模塊的非受光面貼覆背板，以防止外界污染物進(jìn)入太陽(yáng)能模塊。

一般而言，太陽(yáng)能模塊的背板系具有多層結(jié)構(gòu)的高分子薄膜，其從鄰近太陽(yáng)能模塊的一側(cè)至遠(yuǎn)離太陽(yáng)能模塊的另一側(cè)可以依序包括：披覆層、黏著層、高分子基板、黏著層以及耐候?qū)印Ｆ渲?，披覆層可選自聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴或是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetate,eva)。

然而，即便在太陽(yáng)能模塊的非受光面貼覆背板，其仍具有待克服的技術(shù)缺陷。舉例來(lái)說(shuō)，為了使得背板符合耐燃測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，常見(jiàn)作法系先行將背板中的披覆層剝除，之后再進(jìn)行耐燃檢測(cè)。然而，此作法將導(dǎo)致背板的抗放電數(shù)值 低于1100伏特，因而無(wú)法通過(guò)相應(yīng)的局部抗放電標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種光伏模塊的背板，其可以同時(shí)滿(mǎn)足耐燃以及絕緣能力的需求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種光伏模塊的背板，其包括：

一基材，其系為一聚合物膜，其具有一第一厚度；

一披覆層，其設(shè)置于該基材之一面且具有一第二厚度，該第二厚度和該第一厚度的比值不小于80％，其中該披覆層的組成包括：

70-90wt％的聚合物；

7-20wt％的阻燃劑；以及

3-10wt％的金屬氧化物；以及

一中介層，設(shè)置于該基材以及該披覆層之間，且直接接觸該基材以及該披覆層。

作為優(yōu)選方案，該基材系為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,pet)基板，且該第一厚度系介于125微米至250微米之間，該第二厚度系介于100微米至250微米之間。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的聚合物系為聚乙烯(pe)。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的阻燃劑系為溴系阻燃劑。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的金屬氧化物系為三氧化二銻(sb2o3)。

作為優(yōu)選方案，該披覆層的組成另包括：

0.1-1wt％的光穩(wěn)定劑；以及

5-12wt％的氧化鈦tio2)。

作為優(yōu)選方案，系藉由施行一次性的淋膜制程以將該披覆層和該中介層貼覆至該基材。

作為優(yōu)選方案，該中介層的組成系包括乙烯丙烯酸共聚樹(shù)脂(polyethylene/acrylatecopolymerresins)。

作為優(yōu)選方案，該背板另包括：一含氟保護(hù)膜，設(shè)置在該基材相對(duì)于該披覆層之另一面；以及一黏著層，設(shè)置于該基材以及該保護(hù)膜之間。

一種光伏模塊，其包括：

一前板；

一背板，與該前板相對(duì)設(shè)置，該背板包括：

一基材，其系為一聚合物膜，其具有一第一厚度；

一披覆層，其設(shè)置于該基材的一面且具有一第二厚度，該第二厚度和該第一厚度的比值不小于80％，其中該披覆層的組成包括：

70-90wt％的聚合物；

7-20wt％的阻燃劑；以及

3-10wt％的金屬氧化物；以及

一中介層，設(shè)置于該基材以及該披覆層之間，且直接接觸該基材以及該披 覆層；

復(fù)數(shù)個(gè)光伏裝置，設(shè)置于該前板和該背板之間；以及

一外框，設(shè)置于該前板以及該背板的周邊。

作為優(yōu)選方案，該基材系為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,pet)基板，且該第一厚度系介于125微米至250微米之間，該第二厚度系介于100微米至250微米之間。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的聚合物系為聚乙烯(pe)。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的阻燃劑系為溴系阻燃劑。

作為優(yōu)選方案，該披覆層中的金屬氧化物系為三氧化二銻(sb2o3)。

作為優(yōu)選方案，該披覆層之組成另包括：

0.1-1wt％的光穩(wěn)定劑；以及

5-12wt％的氧化鈦(tio2)。

作為優(yōu)選方案，系藉由施行一次性的淋膜制程以將該披覆層和該中介層貼覆至該基材。

作為優(yōu)選方案，該中介層的組成系包括乙烯丙烯酸共聚樹(shù)脂(polyethylene/acrylatecopolymerresins)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的光伏模塊的背板的示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例制作披覆層的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的光伏模塊的背板的示意圖；圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例制作披覆層的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的光伏模塊。

【符號(hào)說(shuō)明】

10背板30背板

50光伏模塊102基材

104披覆層106中介層

108保護(hù)膜110黏著層

202步驟204步驟

206步驟208步驟

302基材304披覆層

306中介層308保護(hù)膜

310黏著層402步驟

404步驟406步驟

408步驟410步驟

412步驟502前板

504背板506光伏裝置

508包覆層510外框

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域通常知識(shí)者能理解并實(shí)施本發(fā)明，下文中將配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的光伏模塊背板、光伏模塊及光伏模塊背板的制作方法。需注意的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)，而非以揭露于下文之實(shí)施例為限。因此，在不違背本發(fā)明的發(fā)明精神和范圍的狀況下，當(dāng)可對(duì)下述實(shí)施例作變化與修飾。此外，為了簡(jiǎn)潔與清晰起見(jiàn)，相同或類(lèi)似的組件或裝置系以相同的組件符號(hào)表示，且部分習(xí)知的結(jié)構(gòu)和制程細(xì)節(jié)將不會(huì)被揭露于下文中。需注意的是，附圖系以說(shuō)明為目的，并未完全依照原尺寸繪制。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的光伏模塊的背板的示意圖。根據(jù)本實(shí)施例，背板10系包括基材102、披覆層104以及中介層106。其中，基材102系為聚合物膜，且其厚度系介于125微米至250微米之間。披覆層104系設(shè)置于基材102的一表面上，其厚度介于100微米至250微米之間，且同時(shí)具有耐燃以及絕緣特性。此外，披覆層104和基材102間的厚度比值較佳不小于80％。具體來(lái)說(shuō)，披覆層104的組成可包括：70-90wt％的聚合物、7-20wt％的阻燃劑以及3-10wt％的金屬氧化物。中介層106系設(shè)置于基材102以及披覆層104之間，且直接接觸基材102以及披覆層104。此外，根據(jù)其它需求，披覆層104的組成另可包括0.1-1wt％的光穩(wěn)定劑以及5-12wt％的光吸收劑。光穩(wěn)定劑和光吸收劑可以使得披覆層104不易產(chǎn)生裂解，而且可增進(jìn)披覆層104的折射率。

其中，上述的基材102可以選自下列族群其中之一或其組合：聚乙烯(polyolefin,pe)、聚丙烯(polypropylene,pp)、三醋酸纖維膜(triacetylcellulose, tac)、聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(poly2,6-naphthalicacidsecondgradetwoester,pen)、聚環(huán)烯烴(cyclicolefincopolymer,coc)及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,pet)。

上述的披覆層104可以選自含有聚烯烴(polyolefin)的同聚物或是共聚物，例如可以是聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚甲基戊烯(pmp)、聚丁烯-1(pb-1)、乙烯/醋酸乙酯(eva)等合適的聚合物，且該些聚合物可以具有適當(dāng)?shù)娜〈?/p>

上述中介層106可以是聚氨酯(polyurethane,pu)，并通過(guò)卷對(duì)卷(rolltoroll)的濕式涂布制程而被涂布于基材102上，使得披覆層104被貼合于基材102上。

上述阻燃劑可以選自四溴雙酚a(tba)、六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷(dbdpe)、四溴乙烷(tbe)、四溴丁烷(tbb)、六溴環(huán)癸烷(hbcd)等溴系阻燃劑，而上述金屬氧化物可以選自氧化銻，例如：三氧化二銻(sb2o3)等耐燃金屬氧化物，但不限定于此。

上述的光穩(wěn)定劑可以選自受阻胺光穩(wěn)定劑(hinderedaminelightstabilizer,hals)，例如可以是n-h型、n-r型或n-or型的雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯及其衍生物，或是包括雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯的聚合物，但不限定于此。藉由在披覆層104中添加受阻胺光穩(wěn)定劑，高分子在裂化過(guò)程中所產(chǎn)生的自由基便可以被受阻胺光穩(wěn)定劑捕捉，因而得以終止劣化的進(jìn)行。

上述的光吸收劑可例如是氧化鈦(tio2)，其可以將進(jìn)入披覆層104的紫外線(xiàn)轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的輻射線(xiàn)，以防止高分子產(chǎn)生裂化。

除了上述的基材102、披覆層104以及中介層106之外，亦可以在背板10相對(duì)于披覆層104的另一面設(shè)置保護(hù)膜108，以增進(jìn)背板10的耐候性。其中，保護(hù)膜108可以是含氟保護(hù)膜，其系藉由設(shè)置于基材102以及保護(hù)膜108之間的黏著層110而被貼覆于基材102上。較佳來(lái)說(shuō)，保護(hù)膜108的厚度系介于12毫米至50毫米之間，且黏著層110可以選自聚氨酯(polyurethane,pu)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)或是其它合適的聚合物。

其中，上述的含氟保護(hù)膜可例如是聚氟乙烯(polyvinylfluoride,pvf)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenedifluoride,pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚合物(ethylene-tetrafluoroethylenecopolymer,etfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚合物(ethylene-chlorotrifluoroethylenecopolymer,ectfe)等含氟材料，但不限定于此。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例制作披覆層的流程圖。首先，施行步驟202，以取得制作披覆層的各成份原料。其中，披覆層的各組成成份原料可以包括：70-90wt％的聚合物、7-20wt％的阻燃劑、3-10wt％的金屬氧化物、0.1-1wt％的光穩(wěn)定劑以及5-12wt％的光吸收劑。

其中，上述的聚合物可以選自含有聚烯烴(polyolefin)的同聚物或是共聚物，例如可以是聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚甲基戊烯(pmp)、聚丁烯-1(pb-1)、乙烯/醋酸乙酯(eva)等合適的聚合物，且該些聚合物可以具有適當(dāng)之取代基，但不限定于此。上述阻燃劑可以選自四溴雙酚a(tba)、六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷(dbdpe)、四溴乙烷(tbe)、四溴丁烷(tbb)、六溴環(huán)癸烷(hbcd)等溴系阻燃劑，但不限定于此。上述金屬氧化物可以選自氧化銻，例如：三氧 化二銻(sb2o3)等耐燃金屬氧化物，但不限定于此。

接著，依序施行步驟204、206以及208以獲得所需的披覆層。具體來(lái)說(shuō)，施行步驟204，將上述原料成份置于利拿機(jī)中進(jìn)行混練，使得各成份可以均勻分布。之后，施行步驟206，將混練后的原料成份置于造粒機(jī)中，而獲得所需的尺寸的樹(shù)脂粒。最后，將上述的樹(shù)脂粒送入淋膜機(jī)中，以制得厚度介于100微米至250微米之間的披覆層。

在后續(xù)制程中，可以將聚氨酯(polyurethane,pu)通過(guò)卷對(duì)卷(rolltoroll)的濕式涂布制程涂布于基材上，并接著通過(guò)淋膜制程將披覆層貼合于基材上，而獲得如圖1所示的背板10。換言之，本實(shí)施例所制得的披覆層系對(duì)應(yīng)圖1中所示的披覆層104。

圖3系根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的光伏模塊的背板的示意圖。本實(shí)施的背板30中的各層類(lèi)似于上述實(shí)施例中背板10的各層，其同樣包括基材302，設(shè)置于基材302某一面的披覆層304以及中介層306，設(shè)置于基材302另一面的保護(hù)膜308以及黏著層310。然而，本實(shí)施例和前述實(shí)施例的主要差異在于中介層306的組成系為乙烯丙烯酸共聚樹(shù)脂(polyethylene/acrylatecopolymerresins)，且披覆層304和中介層306系通過(guò)一次性的淋膜制程而貼覆于基材302之上。相關(guān)的制程如下所述。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例制作披覆層的流程圖。首先，施行步驟402，以取得制作披覆層的各成份原料。其中，披覆層的各組成成份原料可以包括：70-90wt％的聚合物、7-20wt％的阻燃劑、3-10wt％的金屬氧化物、0.1-1wt％的光穩(wěn) 定劑以及5-12wt％的光吸收劑。

其中，上述的聚合物可以選自含有聚烯烴(polyolefin)的同聚物或是共聚物，例如可以是聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚甲基戊烯(pmp)、聚丁烯-1(pb-1)、乙烯/醋酸乙酯(eva)等合適的聚合物，且該些聚合物可以具有適當(dāng)之取代基，但不限定于此。上述阻燃劑可以選自四溴雙酚a(tba)、六溴苯、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷(dbdpe)、四溴乙烷(tbe)、四溴丁烷(tbb)、六溴環(huán)癸烷(hbcd)等溴系阻燃劑，但不限定于此。上述金屬氧化物可以選自氧化銻，例如：三氧化二銻(sb2o3)等耐燃金屬氧化物，但不限定于此。上述光穩(wěn)定劑可以選自受阻胺光穩(wěn)定劑(hinderedaminelightstabilizer,hals)，例如可以是n-h型、n-r型或n-or型的雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯及其衍生物，或是包括雙(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯的聚合物，但不限定于此。上述光吸收劑可例如是氧化鈦(tio2)，但不限定于此。

接著，依序施行步驟404至412，以形成貼覆有披覆層及中介層的基材。具體來(lái)說(shuō)，施行步驟404，將上述原料成份置于利拿機(jī)中進(jìn)行混練，而獲得均勻分布的各成份。之后，施行步驟406，將混練后的原料成份置于造粒機(jī)中，而獲得所需的尺寸的樹(shù)脂粒。接著，施行步驟408以及410，提供中介層的原料和基材薄膜，其中中介層的原料可例如是乙烯丙烯酸共聚樹(shù)脂(polyethylene/acrylatecopolymerresins)粒。最后，將披覆層的樹(shù)脂粒料和中介層的樹(shù)脂粒料分別置于共淋機(jī)的不同入料端，并通過(guò)一次性的共淋制程將披覆層和中介層輥壓于基材上。換言之，本實(shí)施例所制得的披覆層、中介層及基材可 以對(duì)應(yīng)至圖3中所示的披覆層304、中介層306以及基材302。

以下針對(duì)具有披覆層的背板樣品進(jìn)行耐燃及局部放電測(cè)試，以進(jìn)一步驗(yàn)證背板的特性，并將測(cè)試的結(jié)果顯示于表1和表2中。

其中，表1和表2中的實(shí)施例1-11的背板樣品具有圖1或圖3所示的結(jié)構(gòu)，而比較例1-8的背板樣品亦具有類(lèi)似如圖1或圖3所示的結(jié)構(gòu)。背板樣品中各層的組成以及厚度如下：

基材：聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(pet)，厚度介于125-250微米。

中介層及黏著層：聚氨酯(pu)，厚度介于6-10微米。

披覆層：70-90wt％的聚乙烯、7-20wt％的十溴二苯乙烷(dbdpe)以及3-10wt％的三氧化二銻(sb2o3)、0.1-1wt％的受阻胺光穩(wěn)定劑及5-12wt％的氧化鈦(tio2)，厚度介于100-250微米。各樣品中披覆層的實(shí)際組成如表1和表2所示。

含氟保護(hù)膜：polyvinylfluoridefilm(pvf)，厚度介于12-50微米，型號(hào)為pvf。

此外，耐燃及局部放電能力測(cè)試的評(píng)斷標(biāo)準(zhǔn)如下：

耐燃性測(cè)試：依據(jù)astme162為測(cè)試方法，并以測(cè)試背板樣品的火焰蔓延指數(shù)(flamespreadindex,fsi)是否小于數(shù)值100作為耐燃性測(cè)試通過(guò)與否的依據(jù)。

局部放電能力測(cè)試：依據(jù)iec60664-1測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試背板樣品在空氣中的局部放電能力是否高于1100vdc為判斷依據(jù)。若數(shù)值高于1100vdc則視為通過(guò)測(cè)試。

表1

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表1(續(xù))

表2

根據(jù)表1和表2的測(cè)試結(jié)果，各實(shí)施例的背板樣品相較于比較例的背板樣品確實(shí)具有優(yōu)異的耐燃性以及絕緣性。此外，隨著基材厚度的提升，披覆層的厚度也需相應(yīng)提升，才能使得背板樣品通過(guò)耐燃性的測(cè)試。較佳來(lái)說(shuō)，披覆層和基材間的厚度比值應(yīng)不小于80％。此外，由于表2所示的背板樣品更包含了受阻胺光穩(wěn)定劑和tio2，因此其不僅具備了耐燃性以及絕緣性，其耐候性亦有顯著提升。

根據(jù)表1和表2的測(cè)試結(jié)果，上述各實(shí)施例中的光伏模塊的背板在不剝除披覆層的情況下，仍可同時(shí)滿(mǎn)足耐燃測(cè)試以及局部放電測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，因此解決 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。

上述各實(shí)施例中的背板可以用于光伏模塊中，其除了可以避免外界污染物，例如濕氣或是固體雜質(zhì)，進(jìn)入光伏模塊內(nèi)部，其亦可以強(qiáng)化光伏模塊的耐燃性和絕緣性。以下就本發(fā)明另一實(shí)施例的光伏模塊加以敘述。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的光伏模塊。光伏模塊50，例如是太陽(yáng)能電池模塊，其包括前板502、背板504、光伏裝置506、包覆層508以及外框510。其中，前板502可以是玻璃或具有類(lèi)似性質(zhì)的無(wú)機(jī)材料，或是聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methylmethacrylate),pmma)等高分子有機(jī)材料。背板504可以是如圖1、圖3所示的背板10、30，其系設(shè)置于光伏模塊50的背面，以避免外界污染物，例如濕氣或是固體雜質(zhì)，進(jìn)入光伏模塊50內(nèi)部。光伏裝置506例如可以是太陽(yáng)能電池，其可以將入射光的光能轉(zhuǎn)換為電能。此外，各光伏裝置506可以適當(dāng)?shù)卮?lián)、并聯(lián)或上述兩者結(jié)合，以提供不同的輸出電壓及電流。需注意的是，光伏裝置506不限于單面受光型(monofacial)，其也可以是雙面受光型(bifacial)。包覆層508系填充于前板502和背板504之間，其除了可以固定住光伏裝置506。之外，亦可以黏合住前板502和背板504。包覆層508的材質(zhì)可為高分子共聚物，例如聚乙烯/醋酸乙烯酯(ethylenevinylacetate,eva)，或是離子聚合物(ionomer)，但不限于此。外框510系設(shè)置于前板502及背板504的周邊，其可以是金屬外框，但不限于此。

根據(jù)上述的實(shí)施例，提供了一種光伏模塊的背板以及包括此背板的光伏模塊，此光伏模塊的背板可以兼具優(yōu)異的耐燃性以及絕緣性。換言之，在不剝除 披覆層的情況下，上述實(shí)施例中的光伏模塊的背板仍可同時(shí)滿(mǎn)足耐燃測(cè)試以及局部放電測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。

以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做之均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。