專利名稱：一種具備抗pid作用的一體化光伏組件背板材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備抗PID作用的一體化光伏組件背板材料。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電安裝量的近年得到高速發(fā)展，光伏組件由于系統(tǒng)電壓的持續(xù)的“電勢差”作用導致的功率衰減問題(PID現(xiàn)象)先后被Sunpower、Qcell、尚德、天合等公司報道,發(fā)生PID現(xiàn)象的光伏系統(tǒng)功率衰減可20%以上，如何在組件封裝過程解決PID問題成為光伏業(yè)界共同的難題。常規(guī)晶硅太陽電池組件一般由低鐵鋼化玻璃、前層EVA膜、單片太陽電池片、后層EVA膜和背板構(gòu)成，其中背板起水汽阻隔及絕緣作用，后層EVA膜起粘接及緩沖作用。組件在高溫高濕情況及強電壓作用下，EVA水解產(chǎn)生的醋酸根可與玻璃中產(chǎn)生的K+、Na+形成電解液，電解液中陽離子在外加電場的作用下富集到電池片表面形成的反向電位差導致了PID現(xiàn)象產(chǎn)生。通過醋酸根含量的控制及水汽阻隔性的增加可有效增加光伏組件的抵御PID能力。但現(xiàn)今市場上的背板材料須與后層EVA膠膜配合使用作為電池片的背面封裝材料。這樣便使得醋酸根含量無法控制，且EVA膠膜水汽透過率一般30g/m2.day左右，水汽透過率比背板高一個數(shù)量級，使得水汽通過背板后，可直接抵達至電池片表面。因此，開發(fā)出一類既具有高水汽阻隔性、高絕緣性，高抗水解性，強耐老化性能，又不必與后層EVA膠膜配合使用的一體化背板是太陽能電池封裝行業(yè)最迫切解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具備抗PID作用的一體化光伏組件背板材料，這種背板可以取代傳統(tǒng)的后層EVA膠膜和背板，在水汽阻隔性、抗水解性以及絕緣性等方面有很大提高，能有效抵抗PID現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時簡化了太陽能電池的封裝工藝，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種具備抗PID作用的一體化光伏組件背板材料，由內(nèi)層烯烴共聚物層、中間基體層聚酯層和外層熱-紫外光雙重交聯(lián)固化聚酯涂料層構(gòu)成；所述內(nèi)層為以乙烯與丙烯、辛烯、戊烯、己烯、甲基丙烯酸甲酯、降冰片烯中的一種或兩種單體共聚而得的烯烴共聚物為主體樹脂，添加紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗熱氧老化劑和交聯(lián)劑制得的共混層，厚度為200 800 μ m，其中主體樹脂質(zhì)量含量(占內(nèi)層總質(zhì)量百分比)在90%以上；所述中間基體層為以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚 萘二甲酸丁二醇酯中的一種或兩種為主體樹脂，并添加無機遮光填料、水解穩(wěn)定劑、紫外吸收劑和抗熱氧老化劑經(jīng)熔融加工并流延形成的膜層，厚度為50 400 μ m,其中主體樹脂質(zhì)量含量(占中間層總質(zhì)量百分比)在85%以上；
所述外層為以含氟羥基丙烯酸樹脂為主體樹脂，并添加無機遮光填料、交聯(lián)固化劑、催化劑、擴鏈劑、光引發(fā)劑、抗熱氧老化劑和光穩(wěn)定劑而制得的共混層，厚度為8 50 μ m，其中主體樹脂質(zhì)量含量(占外層總質(zhì)量百分比)在50%以上。制備所述內(nèi)層的原料質(zhì)量組成如下:.....1i 體樹脂90% 99%
紫外吸收劑0.01% 4%
光穩(wěn)記劑0.01% 2% 抗熱氧老化劑0.01 % 3 %
+交聯(lián)W化劑CU% 5% 優(yōu)選的質(zhì)量配比如下:
主體樹脂95% 99% 紫外吸收劑0.1% 2.0%
光穩(wěn)定劑0.1% 1.0%
抗熱氧老化劑0.05%~2J%
交聯(lián)_化劑0.1% 3,0%。上述原料中，所述紫外吸收劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-4甲氧基-2’ -羧基二苯甲酮、6，7’ -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪)-4-酮、2，2’，4，4’-四羥基二苯甲酮、2- (2’-羥基苯基)苯并三唑、
2-(2’-羥基-5-甲基苯基)-5-羧基丁基酯苯并三唑、2- (2’-十八烷基氧基-3’，5’-二甲基苯基)-5-甲基苯并三唑；優(yōu)選為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或6，7’ -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)。所述光穩(wěn)定劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、雙-1-癸烷氧基_2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’ -雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)_1，6-己二胺與2，4- 二氯-6-6 (4-嗎啉基)-1, 3 ，5-三嗪的聚合物、雙(I, 2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯復配物；優(yōu)選為癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、或雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯復配物。所述抗熱氧老化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2，2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-( 1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯；優(yōu)選為2，2’-亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、或3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯。所述交聯(lián)劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:過氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷、3，3-雙(叔丁基過氧)丁酸乙酯、鄰，鄰-叔戊基-鄰_(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯、鄰，鄰-叔丁基-鄰-異丙基-單-過氧化碳酸酯、鄰，鄰-叔丁基-鄰-(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯、正丁基4，4- 二(過氧化叔丁基)戊酸酯、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)_己烷，優(yōu)選為下列之一:2，5- 二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷、鄰，鄰-叔戊基-鄰-(2-乙基己基)_單-過氧化碳酸酯、正丁基4，4- 二(過氧化叔丁基)戊酸酯、鄰，鄰-叔丁基-鄰-異丙基-單-過氧化碳酸酯。制備所述中間基體層的原料質(zhì)量組成如下:
主體樹脂85% 95%
無機遮光填料1% 10%
水解穩(wěn)記劑0.1% 8%
紫外吸收劑0.01%~5%
抗熱拭老化劑0.01% 3%。優(yōu)選的質(zhì)量配比如下:
主體樹脂85% 95%
無機遮光填料1% 10%
水解穩(wěn)定劑0.1% 6%
紫外吸ft割1.0%~4 0%
抗熱氧老化劑0.5% 2H上述原料中，所述無機遮光填料為下列之一或其中兩種以上的混合物:鈦白粉、碳酸鈣、硫酸鋇、硅酸鎂、二氧化硅或炭黑，優(yōu)選為下列之一:鈦白粉、二氧化硅、炭黑；所述水解穩(wěn)定劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:單體碳化二亞胺類水解穩(wěn)定劑、聚碳化二亞胺類水解穩(wěn)定劑、一元羧酸的縮水甘油脂類水解穩(wěn)定劑，優(yōu)選為下列之一:單體碳化二亞胺、聚碳化二亞胺、新癸酸縮水甘油酯、單硬脂酸縮水甘油酯；所述紫外吸收劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-4甲氧基-2’ -羧基二苯甲酮、6，7’ -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪)-4-酮、2，2’，4，4’- 四羥基二苯甲酮、2- (2’_羥基苯基)苯并三唑、2- (2’-羥基-5-甲基苯基)-5-羧基丁基酯苯并三唑、2- (2’ -十八烷基氧基_3’，5’ - 二甲基苯基)-5-甲基苯并三唑；優(yōu)選為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或6，V -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)。所述抗熱氧老化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物:2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2，2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-( 1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯。優(yōu)選為下列之一:2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-二甲基苯甲基)-1, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯。制備所述外層的原料質(zhì)量組成如下::.
權(quán)利要求
1.一種具備抗PID作用的一體化光伏組件背板材料，由內(nèi)層烯烴共聚物層、中間基體層聚酯層和外層熱-紫外光雙重交聯(lián)固化聚酯涂料層構(gòu)成；所述內(nèi)層為以乙烯與丙烯、辛烯、戊烯、己烯、甲基丙烯酸甲酯、降冰片烯中的一種或兩種單體共聚而得的烯烴共聚物為主體樹脂，添加紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、抗熱氧老化劑和交聯(lián)劑制得的共混層，厚度為200 800 μ m ； 所述中間基體層為以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一種或兩種為主體樹脂，并添加無機遮光填料、水解穩(wěn)定齊U、紫外吸收劑和抗熱氧老化劑經(jīng)熔融加工并流延形成的膜層，厚度為50 400 μ m ; 所述外層為以含氟羥基丙烯酸樹脂為主體樹脂，并添加無機遮光填料、交聯(lián)固化劑、催化劑、擴鏈劑、光引發(fā)劑、抗熱氧老化劑和光穩(wěn)定劑而制得的共混層，厚度為8 50 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的背板材料，其特征在于制備所述內(nèi)層的原料質(zhì)量組成如下
3.如權(quán)利要求2所述的背板材料，其特征在于 所述紫外吸收劑為下列之一或其中兩種以上的混合物2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-4甲氧基-2’ -羧基二苯甲酮、6，7’ -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，I-苯并噁嗪)-4-酮、2，2’，4，4’-四羥基二苯甲酮、2- (2’_羥基苯基)苯并三唑、2- (2’-羥基-5-甲基苯基)-5-羧基丁基酯苯并三唑、2- (2’ -十八烷基氧基-3’，5’ -二甲基苯基)-5-甲基苯并三唑； 所述光穩(wěn)定劑為下列之一或其中兩種以上的混合物癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、雙-I-癸烷氧基_2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-I-哌啶醇的聚合物、N，N’ -雙(2，2，6，6-四甲基_4_哌啶基)_1，6-己二胺與2，4- 二氯-6-6 (4-嗎啉基)-I, 3，5-三嗪的聚合物、雙(I, 2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯復配物； 所述抗熱氧老化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2，2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酹、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基苯甲基)-I, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯； 所述交聯(lián)劑為下列之一或其中兩種以上的混合物過氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-雙(苯甲酰過氧)_己烷、3，3-雙(叔丁基過氧)丁酸乙酯、鄰，鄰-叔戊基-鄰_(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯、鄰，鄰-叔丁基-鄰-異丙基-單-過氧化碳酸酯、鄰，鄰-叔丁基-鄰-(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯、正丁基4，4- 二(過氧化叔丁基)戊酸酯、.2，5- 二甲基_2，5-雙(叔丁基過氧)-己燒。
4.如權(quán)利要求I所述的背板材料，其特征在于制備所述中間基體層的原料質(zhì)量組成如下主體樹脂85% 95%無機遮光填料1%~10%水解穩(wěn)定劑0.1% 8%紫外吸收劑0.01% 5%抗熱氧老化劑0.01 % 3% ο
5.如權(quán)利要求4所述的背板材料，其特征在于 所述無機遮光填料為下列之一或其中兩種以上的混合物鈦白粉、碳酸鈣、硫酸鋇、硅酸鎂、二氧化硅或炭黑； 所述水解穩(wěn)定劑為下列之一或其中兩種以上的混合物單體碳化二亞胺類水解穩(wěn)定齊U、聚碳化二亞胺類水解穩(wěn)定劑、一元羧酸的縮水甘油脂類水解穩(wěn)定劑； 所述紫外吸收劑為下列之一或其中兩種以上的混合物2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-4甲氧基-2’ -羧基二苯甲酮、6，7’ -亞甲基雙(2-甲基-4H，3，I-苯并噁嗪)-4-酮、2，2’，4，4’-四羥基二苯甲酮、2- (2’_羥基苯基)苯并三唑、2- (2’-羥基-5-甲基苯基)-5-羧基丁基酯苯并三唑、2- (2’ -十八烷基氧基-3’，5’ -二甲基苯基)-5-甲基苯并三唑； 所述抗熱氧老化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2，2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基苯甲基)-I, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯。
6.如權(quán)利要求I所述的背板材料，其特征在于制備所述外層的原料質(zhì)量組成如下:丨-:體樹脂50% 70% 無機遮光填料5% 15% BI化劑20% 30% 催化劑0.01% 1% 擴鏈剤1% 10% 光引發(fā)劑1% 8% 抗熱氧老化劑0.01 % 1 % 光穩(wěn)定劑0.01% 0.8%。
7.如權(quán)利要求6所述的背板材料，其特征在于 所述無機遮光填料為下列之一或其中兩種以上的混合物鈦白粉、碳酸鈣、硫酸鋇、硅酸鎂、二氧化硅或、炭黑； 所述固化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物六亞甲基二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯預聚物、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯預聚物； 所述催化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物鈦酸四丁酯、異辛酸鈷、環(huán)烷酸鋅、辛酸亞錫、二月桂酸二辛基錫、氧化單丁基錫、單丁基三異辛酸錫、二月桂酸二丁基錫；所述擴鏈劑為下列之一或其中兩種以上的混合物三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯； 所述光引發(fā)劑為下列之一或其中兩種以上的混合物二苯甲酮、苯乙酮、I-羥基環(huán)己基苯基乙酮、2-羥基-2-甲基-I-苯基-I-丙酮、安息香雙醚、2，4，6-三甲基苯甲?；交⑺嵋阴?、2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦； 所述抗熱氧老化劑為下列之一或其中兩種以上的混合物2，2’ -亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2，2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酹、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基苯甲基)-I, 3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮、3，5- 二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯； 所述光穩(wěn)定劑為下列之一或其中兩種以上的混合物癸二酸雙_2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、雙-I-癸烷氧基_2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸與4-羥基-2，2，6，6-四甲基-I-哌啶醇的聚合物、N，N’ -雙(2，2，6，6-四甲基_4_哌啶基)_1，6-己二胺與2，4- 二氯-6-6 (4-嗎啉基)-I, 3，5-三嗪的聚合物、雙(I, 2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯復配物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具備抗PID作用的一體化光伏組件背板材料，由內(nèi)層烯烴共聚物層、中間基體層聚酯層和外層熱-紫外光雙重交聯(lián)固化聚酯涂料層構(gòu)成；本發(fā)明內(nèi)層烯烴共聚物具有很好的水汽阻隔性、絕緣性和抗水解性，有效抵抗了組件PID現(xiàn)象的發(fā)生，并能對電池片起到封裝作用，使該背板既具有后層EVA膠膜的封裝作用，又具有普通背板的保護作用；涂覆在中間基體層上的熱-紫外光雙重交聯(lián)固化聚酯涂料，能形成致密的網(wǎng)狀氟涂層，其作為外層與中間聚酯層結(jié)合，不僅具有良好的耐候性和對水、氣、紫外的阻隔性，還具有優(yōu)異的機械強度和很長的使用壽命。
文檔編號B32B27/32GK103252953SQ201310155638
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者林維紅, 楊楚峰, 侯宏兵, 周光大, 林建華 申請人:杭州福斯特光伏材料股份有限公司