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1、(10)申请公布号 CN 102922842 A (43)申请公布日 2013.02.13 C N 1 0 2 9 2 2 8 4 2 A *CN102922842A* (21)申请号 201210485323.5 (22)申请日 2012.11.26 B32B 27/08(2006.01) B32B 7/12(2006.01) B32B 37/15(2006.01) H01L 31/048(2006.01) (71)申请人山东东岳高分子材料有限公司 地址 256401 山东省淄博市桓台县唐山镇 (72)发明人王婧 蔡胜梅 宗少杰 张永明 张恒 (74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限 公。
2、司 37219 代理人王绪银 (54) 发明名称 一种太阳能电池背板膜及其制备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种太阳能电池背板膜及其制备 方法。太阳能电池背板膜自上而下包括第一过渡 层、第一耐候层、第二过渡层、基材、第三过渡层和 第二耐候层；所述基材与第二过渡层和第三过渡 层之间通过胶黏剂层粘结；第一过渡层、第一耐 候层和第二过渡层是通过共挤流延或吹膜的方式 制备而成的三层复合膜层；第三过渡层和第二耐 候层是通过共挤流延或吹膜的方式制备而成双层 复合膜。本发明的太阳能电池背板膜具有优良的 耐候性，过渡层的引入有效改善了背板膜与EVA 胶层、耐候层与基层之间的黏附性。同时该背板膜 结构紧密，生。
3、产工序少，成本低，无溶剂污染。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 1/1页 2 1.太阳能电池背板膜，其特征在于自上而下包括第一过渡层、第一耐候层、第二过渡 层、基材、第三过渡层和第二耐候层；所述基材与第二过渡层和第三过渡层之间通过胶黏剂 层粘结；第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层是通过共挤流延或吹膜的方式制备而成的 三层复合膜层，厚度为10-30m；第三过渡层和第二耐候层是通过共挤流延或吹膜的方式 制备而成双层复合膜，厚度为10-30m。 2.如权利要求1。
4、所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述第一耐候层、第二耐候层 材料相同，选自乙烯-三氟氯乙烯共聚物或聚偏氟乙烯。 3.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述第一过渡层、第二过渡 层、第三过渡层材料相同，是聚丙烯酸酯聚合物、氟树脂、无机填料、功能助剂的共混物； 其中聚丙烯酸酯聚合物的含量为过渡层质量的50-80wt%；氟树脂的含量为过渡层质量的 0-30wt%；无机填料为钛、铝、锡或硅的氧化物纳米粉,含量为过渡层质量的10-20wt%；功能 助剂为抗氧剂、抗老化剂、光稳定剂之一或组合,功能助剂含量为过渡层质量的0-2wt%。 4.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述基材。
5、为聚对苯二甲酸乙二 醇酯（PET）薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）薄膜之一，或者是聚对苯二甲酸乙二醇酯与 聚对苯二甲酸丁二醇酯的共混物薄膜，厚度为50-250m。 5.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述胶黏剂为聚氨酯胶、环氧 胶或丙烯酸胶，胶黏剂层厚度为2-25m。 6.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜,其特征在于所述功能助剂中,抗氧剂选 自抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂BHT；光稳定剂选自光稳定剂770或光稳定剂622LD； 光吸收剂选自光吸收剂UV-P或光吸收剂UV-O；偶联剂硅烷偶联剂KH570或硅烷偶联剂 KH560。 7.如权利要求1所述的太阳能电池背板。
6、膜，其特征在于在过渡层材料中，所述聚丙烯 酸酯聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯，所述氟树脂为聚偏氟乙烯或乙烯三氟氯乙烯共聚物，所 述无机填料为二氧化钛或三氧化二铝的纳米粉。 8.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述三层复合膜中第一过渡 层、第一耐候层和第二过渡层的厚度比为（0.51）：1：（0.51）；优选的，第一过渡层、第 一耐候层和第二过渡层的厚度相等。 9.如权利要求1所述的太阳能电池背板膜，其特征在于所述双层复合膜中第三过渡层 和第二耐候层的厚度比为（0.51）：1；优选的，第三过渡层和第二耐候层的厚度相等。 10.权利要求19任一项所述的太阳能电池背板膜的制备方法，包括如下步骤。
7、： （1）将过渡层各组分按比例混合后，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，通过造粒使各组 分均匀的混合到一起；然后通过多层共挤流延或吹膜的方法制备第一过渡层、第一耐候层 和第二过渡层的三层复合膜，以及第三过渡层和第二耐候层的双层复合膜； （2）在基材两面涂覆胶黏剂后分别与第二过渡层、第三过渡层复合，制得背板膜。 权 利 要 求 书CN 102922842 A 1/5页 3 一种太阳能电池背板膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种太阳能电池背板膜及其制备方法。 技术背景 0002 太阳能电池背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，需具有 可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性能。近年。
8、来随光伏行业的兴起，各个公司对太阳能光伏电 池背板提出了各种结构。目前比较常用的结构有TPT结构和TPE结构，其中T指杜邦公司 的Tedlar薄膜，成分为聚氟乙烯（PVF）薄膜、P指聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，E指 乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）薄膜，三层薄膜间用合适的粘结剂粘结，TPT结构指PVF薄膜/ PET薄膜/PVF薄膜结构，TPE结构指PVF薄膜/PET薄膜/EVA薄膜结构。但是由于PVF加 工困难且麻烦，现在很多专家提出用其它氟塑料聚偏氟乙烯（PVDF）、乙烯-三氟氯乙烯共 聚物（ECTFE）、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯（THV）来代替PVF薄膜。 0003 氟塑料具有很好。
9、的耐候性，能够提高背板的整体性能，但存在表面能低，表面憎 水，粘结剂在氟塑料表面不容易展开，不容易和其它的塑料粘合的问题，因此氟塑料难 以直接使用。目前已经有将含氟薄膜层进行表面改性或采用含氟塑料溶液涂覆等方法 以提高含氟塑料层的表面能，进而提高粘附性的报道。如中国专利文件CN101582459A （CN200910053911.X）提供的一种将聚偏氟乙烯与无机材料共混进行改性，用该共混塑料合 金层作为耐候层。而中国专利文件CN101177514A（CN200710185202.8）提供一种太阳能电 池背板，包括基材和含氟聚合物层；该发明是将含氟塑料与聚合物填料、无机填料等在溶剂 中进行混合，。
10、制备含氟塑料溶液，再与聚合物填料、无机填料等在溶剂中进行混合，制备含 氟塑料溶液，然后涂覆到基材表面以制备含氟聚合物复合膜层，但该方法存在溶剂残留及 溶剂污染等问题，并且对涂覆技术要求极高。 0004 因此，需要一种新的方法改善含氟塑料耐候层的表面黏附性，以解决氟塑料作为 耐候层在使用过程中易脱落而影响电池使用寿命的问题。 发明内容 0005 针对现有技术的不足，本发明提供一种层间剥离强度高、且耐候层保持了氟树脂 优良特性的太阳能电池背板膜及其制备方法。 0006 本发明的技术方案如下： 0007 一种太阳能电池背板膜，自上而下包括第一过渡层、第一耐候层、第二过渡层、基 材、第三过渡层和第二耐。
11、候层；所述基材与第二过渡层和第三过渡层之间通过胶黏剂层粘 结；第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层是通过共挤流延或吹膜的方式制备而成的三层 复合膜层，厚度为10-30m；第三过渡层和第二耐候层是通过共挤流延或吹膜的方式制备 而成双层复合膜，厚度为10-30m。 0008 所述第一耐候层、第二耐候层材料相同，选自乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）或 聚偏氟乙烯（PVDF）。 说 明 书CN 102922842 A 2/5页 4 0009 所述第一过渡层、第二过渡层、第三过渡层材料相同，是聚丙烯酸酯聚合物、氟 树脂、无机填料、功能助剂的共混物。其中聚丙烯酸酯聚合物的含量为过渡层质量的 50-80w。
12、t%；氟树脂的含量为过渡层质量的0-30wt%；无机填料为钛、铝、锡或硅的氧化物纳 米粉，含量为过渡层质量的10-20wt%；功能助剂为抗氧剂、抗老化剂、光吸收剂、光稳定剂 之一或组合，功能助剂含量为过渡层质量的0-2wt%。 0010 所述基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）薄 膜之一，或者是聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二醇酯的共混物薄膜，厚度为 50-250m。PET/PBT都是具有良好机械性能的聚合物，也称为聚酯基材。 0011 所述胶黏剂为聚氨酯胶、环氧胶或丙烯酸胶，胶黏剂层厚度为2-25m。 0012 所述功能助剂中，抗氧剂选自受阻酚类、光。
13、稳定剂选自受阻胺类、光吸收剂、选自 苯酮类或苯并三唑类、偶联剂选自硅烷类偶联剂。其中抗氧剂、抗老化剂、光稳定剂、光吸收 剂、偶联剂均按本领域常规选择。抗氧剂选自受阻酚类、光稳定剂选自受阻胺类、光吸收剂 选自苯酮类或苯并三唑类、偶联剂选自硅烷类偶联剂。所述的功能助剂的进一步优选如下： 抗氧剂1010、抗氧剂1076或抗氧剂BHT；光稳定剂770或光稳定剂622LD；光吸收剂UV-P 或光吸收剂UV-O；硅烷偶联剂KH570或硅烷偶联剂KH560。 0013 根据本发明优选的，在过渡层材料中，所述聚丙烯酸酯聚合物为聚甲基丙烯酸甲 酯，所述氟树脂为聚偏氟乙烯，所述无机填料优选二氧化钛或三氧化二铝纳米。
14、粉。 0014 根据本发明优选的，所述三层复合膜中第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层的 厚度比为（0.51）：1：（0.51）。进一步优选的，第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层 的厚度相等。 0015 根据本发明优选的，所述双层复合膜中第三过渡层和第二耐候层的厚度比为 （0.51）：1。进一步优选的，第三过渡层和第二耐候层的厚度相等。 0016 本发明所述的太阳能电池背板膜的制备方法，包括如下步骤： 0017 （1）将过渡层各组分按比例混合后，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，通过造粒使 各组分均匀的混合到一起；然后通过多层共挤流延或吹膜的方法制备第一过渡层、第一耐 候层和第二过渡层的三层复合膜，。
15、以及第三过渡层和第二耐候层的双层复合膜； 0018 （2）在基材两面涂覆胶黏剂后分别与第二过渡层、第三过渡层复合，制得背板膜。 0019 本发明未加特别限定和说明的均按本领域现有技术即可。 0020 目前的太阳能电池组装过程中都是将背板膜用乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）粘结到 太阳能电池晶片上，本发明制备的背板膜在应用时，乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）胶膜粘结第 一过渡层粘结到电池晶片上，第二耐候层暴露在外。 0021 本发明的太阳能电池背板膜具有较好的耐候性，并且过渡层、耐候层与基材之间 具有优异的粘结性。第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层薄膜由三层共挤流延或吹膜的 方式得到，第三过渡层和第二耐。
16、候层由两层共挤流延或吹膜的方式得到，两层薄膜中的第 二过渡层和第三过渡层用粘结剂与聚酯类基层粘结而制成太阳能电池背板膜。此背板膜结 构无需对保护层进行电晕、等离子体表面处理，层间剥离强度高，且耐候层保持了氟树脂本 身的优良特性，整体性能优良，符合太阳能电池对背板的要求，对太阳能电池行业有非常重 要的意义。 0022 本发明制备的太阳能电池背板膜，耐候层具有优良的耐候性；耐候层与EVA胶膜 说 明 书CN 102922842 A 3/5页 5 以及聚酯基层之间引入的过渡层，有效改善了背板膜与EVA胶层、与基层之间的黏附性。同 时该背板膜结构紧密，生产工序少，成本低，无溶剂污染，可连续化生产。 附。
17、图说明 0023 图1是本发明太阳能电池背板膜的结构示意图。图中，1、第一过渡层，2、第一耐候 层，3、第二过渡层，4、聚酯基层，5、第三过渡层，6、第二耐候层，7、胶黏剂层。 具体实施方式 0024 下面通过具体实例对本发明作进一步说明，但不限于此。实施例中的百分比均为 质量百分比。实施例中使用的原料均为市购产品。实施例中使用的抗氧剂、光稳定剂、光吸 收剂南京华立明科工贸有限公司有售；硅烷偶联剂KH570、KH560、KH550（济南铭扬化工有 限公司有售）。聚偏氟乙烯（山东华夏神舟新材料有限公司售）、聚甲基丙烯酸甲酯（黄江安 胜橡塑贸易有限公司有售）。 0025 实施例中太阳能电池背板膜的。
18、结构如图1所示。 0026 实施例1、一种太阳能电池背板膜，自上而下为第一过渡层1、第一耐候层2、第二 过渡层3、基材4、第三过渡层5和第二耐候层6，基材4与第二过渡层3和第三过渡层5之 间通过胶黏剂层7粘结；第一过渡层、第一耐候层和第二过渡层是通过三层共挤流延的方 式制备而成的三层复合膜层，三层复合膜厚度为25m，其中第一过渡层、第一耐候层和第 二过渡层厚度相等；第三过渡层5和第二耐候层6是通过双层共挤流延的方式制备而成双 层复合膜，双层复合膜厚度为20m；第三过渡层5和第二耐候层6厚度相等。 0027 所述第一耐候层、第二耐候层材料均为聚偏氟乙烯（PVDF）。 0028 所述第一过渡层、第。
19、二过渡层、第三过渡层材料相同，是聚甲基丙烯酸甲酯 （PMMA）、聚偏氟乙烯（PVDF）、二氧化钛（TiO 2 ）占过渡层质量的百分比分别为50%、28%、20%， 功能助剂2%是抗氧剂1010 0.5%、光稳定剂770 0.5%、光吸收剂UV-P 0.5%、硅烷偶联剂 KH560 0.5%的共混物。 0029 所述基材4为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜聚酯基层，厚度为200m；所述胶 黏剂层是聚氨酯胶，厚度为15m。 0030 制备方法，步骤如下： 0031 （1）先将过渡层各组分按上述比例混合后，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，通过 造粒使各组分均匀的混合到一起。备用。 0032 （2）将。
20、混合好的过渡层物料与耐候层材料PVDF通过三层共挤流延的方式制备第 一过渡层1、第一耐候层2和第二过渡层3的三层复合膜，PVDF耐候层2位于第一过渡层1、 第二过渡层3中间。 0033 （3）将混合好的过渡层物料与耐候层PVDF通过双层共挤流延的方式制备第三过 渡层5和第二耐候层6的双层复合膜。 0034 （4）在PET聚酯基层两侧面涂覆聚氨酯胶胶黏剂后分别与步骤（2）制得的三层复 合膜中的第二过渡层3和与步骤（3）制得的双层复合膜中的第三过渡层5复合，得到背板 膜。 0035 第一过渡层为上表层，在电池组装时用于与乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）胶膜粘结； 说 明 书CN 102922842 A。
21、 4/5页 6 第二耐候层为外露层。 0036 所得产品的黏结强度测试结果列于表1中。 0037 实施例24： 0038 如实施例1所述，所不同的是过渡层中聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏氟乙烯 （PVDF）、二氧化钛（TiO 2 ）的含量分别是78%、0、20%；58%、25%、15%；58%、30%、10%。所得产品 的黏结强度测试结果列于表1中。 0039 对比例：如实施例1所述，所不同的是没有第一、第二、第三过渡层，测试用的EVA 胶膜直接与纯聚偏氟乙烯（PVDF）耐候层粘结。所得产品的黏结强度测试结果列于表1中。 0040 上述实施例14产品及对比例产品黏结强度测试方法相同，采用G。
22、B-T2791-1995 方法测试。无过渡层的对比例产品将EVA胶膜直接与PVDF耐候层粘结，PVDF耐候层与PET 基层之间以聚氨酯胶粘合剂黏结。有过渡层的实施例14产品将EVA胶膜直接与在第一 过渡层粘结。测试结果列于表1中。 0041 表1 0042 0043 实施例5、如实施例1所述，所不同的是： 0044 过渡层为聚偏氟乙烯（PVDF）30%与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）50%、无机填料TiO 2 纳米粉20%的混合物。聚酯基层3为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），厚度为150m。耐候 层为聚偏氟乙烯（PVDF）。所得产品上表层（第一过渡层）与EVA层粘结强度69N/cm。 0045 。
23、实施例6、如实施例1所述，所不同的是： 0046 过渡层为料乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）29.4%、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 50%、无机填料Al 2 O 3 纳米粉20%、功能助剂0.5%的混合物。功能助剂包括抗氧剂BHT 0.2%， 光稳定剂622LD 0.1%，光吸收剂UV-9 0.1%，硅烷偶联剂KH570 0.2%。 0047 所述第一耐候层、第二耐候层材料均为乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）。 0048 三层复合膜厚度为26m，其中，第一过渡层8m、第一耐候层10m和第二过渡 层8m。 0049 双层复合膜厚度为30m，其中，第三过渡层14m，第二耐候层16m。 0。
24、050 黏结层2为环氧胶涂覆层，厚度20m。 0051 聚酯基层3为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜，厚度240m。 0052 所得产品上表层（第一过渡层）与EVA层粘结强度67N/cm。 0053 通过以上实施例和对比例进一步说明了本发明背板膜中过渡层和耐候层有很好 说 明 书CN 102922842 A 5/5页 7 的相容性，没有分层现象，又大大提高了背板膜与EVA胶膜的黏附性，有效改善了太阳能电 池背板膜在使用过程中易与EVA胶膜脱落而影响使用寿命的问题。同时背板膜耐候层与基 层之间过渡层的存在有效提高了耐候层与基材之间的黏结强度。 说 明 书CN 102922842 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102922842 A 。