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一種EVA膠一體化太陽電池背膜及加工工藝.pdf

摘要
申請專利號:

CN201010623771.8

申請日:

2010.12.31

公開號:

CN102555377B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B32B 27/08申請日:20101231|||公開
IPC分類號: B32B27/08; B32B27/28; B32B27/30; B32B7/12; H01L31/049(2014.01)I 主分類號: B32B27/08
申請人: 蘇州中來光伏新材股份有限公司
發明人: 林建偉; 張育政; 司瓊; 夏文進; 王志
地址: 215542 江蘇省常熟市沙家浜鎮常昆工業園區青年路32號
優先權:
專利代理機構: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137 代理人: 林建軍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010623771.8

授權公告號:

102555377B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2012.09.12|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種EVA膠一體化太陽電池背膜,包括氟膜或含氟涂層、基層、高透光熱固型EVA層,所述氟膜或含氟涂層與所述基層之間具有高分子膠粘劑層,所述基層與所述高透光熱固型EVA層之間具有高分子膠粘劑層,所述氟膜或含氟涂層的兩面具有氟硅氧烷化成膜層。本發明將EVA層復合到背膜上,將兩者作出一體式結構,解決了傳統安裝時需要單獨將EVA與背膜進行復合的問題,使得太陽電池生產更加簡單方便。

權利要求書

1.一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:包括氟膜或含氟
涂層、基層、高透光熱固型EVA層,所述氟膜或含氟涂層與所述基層之間
具有高分子膠粘劑層,所述基層與所述高透光熱固型EVA層之間具有高分
子膠粘劑層,所述氟膜或含氟涂層的兩面具有氟硅氧烷化成膜層。
2.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述基層的兩面具有氮硅氧烷化成膜層。
3.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述氟硅氧烷化成膜層的厚度為0.01微米-5微米。
4.如權利要求2所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述氮硅氧烷化成膜層的厚度為0.01微米-5微米
5.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述基層為PET基層;或所述基層是PET與PBT或PEN熱融共混而成的高分
子合金材料基層,其中PBT或PEN的含量以重量計為1-50份;或所述基層
是在PET中加入選自二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯的無機氧化物形
成,其中無機氧化物的含量以重量計為1-35份。
6.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述基層的厚度為0.1毫米-10毫米。
7.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述氟膜或含氟涂層為二氟乙烯均聚物膜層或四氟乙烯、六氟丙烯和偏
氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層。
8.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述氟膜或含氟涂層中氟樹脂的含量以重量計為30-95份,所述的氟膜
或含氟涂層的厚度為0.01毫米-0.1毫米。
9.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在于:
所述的高分子膠粘劑層的厚度為0.005毫米-0.03毫米,所述的高透光熱
固型EVA層的厚度為0.01毫米-1.0毫米。
10.如權利要求2所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在
于:所述基層兩面經等離子氮硅氧烷化處理形成所述氮硅氧烷化化成膜
層。
11.如權利要求1所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,其特征在
于:所述氟膜或含氟涂層兩面經等離子氟硅氧烷化處理形成所述氟硅氧
烷化成膜層。
12.一種EVA膠一體化太陽電池背膜的加工工藝,其特征在于:主要
包括以下步驟:
(1)、在氟膜或含氟涂層表面進行等離子氟硅氧烷化處理,活化基
材表面;
(2)、對基層的兩面噴涂或滾涂高分子膠粘劑層,經20-150攝氏度
加熱1-600秒;
(3)、將基層涂有高分子膠粘劑層的一面與經過等離子氟硅氧烷化
處理后氟膜或含氟涂層進行膠粘復合,另一面與高透光熱固型EVA層進行
膠粘復合。
13.如權利要求12所述的一種EVA膠一體化太陽電池背膜的加工工
藝,其特征在于:在步驟(1)中,在基層表面進行等離子氮硅氧烷化處
理,活化基層表面;在步驟(2)中,對活化后基層的兩面噴涂或滾涂高
分子膠粘劑層,經20-150攝氏度加熱1-600秒。

說明書

一種EVA膠一體化太陽電池背膜及加工工藝

技術領域:

本發明涉及一種用于太陽電池中的組件,尤其涉及一種太陽電池背膜,同時涉及一種加工該背膜的工藝。?

背景技術:

太陽電池板通常是一個疊層結構,主要包括玻璃表層、EVA密封層、太陽電池片、EVA密封層和太陽電池背膜,其中太陽電池片被兩層EVA密封層密封包裹。太陽電池背膜的主要作用是提高太陽電池板的整體機械強度,另外可以防止水汽滲透到密封層中,影響電池片的使用壽命。為了提高背膜的整體性能,現有技術中出現了大量針對背膜進行改進的方案。例如,中國專利申請號為CN200710185202.8號、公開日為2008年5月14日、公開號為CN101177514的發明專利申請,公開了一種太陽電池背板及其制備方法,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。上述方案的生產成本低,性能優良,其剝離強度高,阻水性能好,耐候性好。再例如,EP1938967號歐洲專利申請,公開日為2008年7月2日,國際申請號PCT/JP2006/312501,國際公布號為WO2007/010706,公布日為2007年1月25日,公開了一種具有良好不透水板的太陽電池背板,該太陽電池背板組件至少在防水板的一個表面上具有固化涂料膜,該固化涂料膜包括具有可固化功能團的含氟聚合體的涂料。上述方案通過制造一種含氟涂料,并將含氟涂料涂覆在基材上,從而提高背板的整體性能。雖然氟材料能夠提高背板的整體性能,但由于氟材料本身特性,其存在表面能高,表?面憎水,粘結性能差。這種背板與EVA的粘接性能降低了,使得背板與EVA的粘接加工工藝變得復雜。?

發明內容:

本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術之不足,提供一種具有高粘結性、且具有高耐候性、耐化學性、高的電氣絕緣性能,高的防水性的太陽電池背膜,同時該背膜是一種可取代常規太陽電池組件層壓時靠近背膜一面放置的EVA封裝膠膜的以氟膜或含氟涂層為耐候層的太陽電池背膜,應用時可顯著提高生產效率。?

本發明所要解決的另一技術問題在于克服上述現有技術之不足,提供一種能夠加工具有高粘結性且操作簡便的太陽電池背膜的加工工藝。?

按照本發明提供的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,包括氟膜或含氟涂層、基層、高透光熱固型EVA層,所述氟膜或含氟涂層與所述基層之間具有高分子膠粘劑層,所述基層與所述高透光熱固型EVA層之間具有高分子膠粘劑層,所述氟膜或含氟涂層的兩面具有氟硅氧烷化成膜層。?

按照本發明提供的一種EVA膠一體化太陽電池背膜還具有如下附屬技術特征:?

所述基層的兩面具有氮硅氧烷化成膜層。?

所述氟硅氧烷化成膜層的厚度為0.01微米-5微米。?

所述氮硅氧烷化成膜層的厚度為0.01微米-5微米?

所述基層為PET基層;或所述基層是PET與PBT或PEN熱融共混而成的高分子合金材料基層,其中PBT或PEN的含量以重量計為1-50份;或所述基層是在PET中加入選自二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁或氧化鋯的無機氧化物形成,其中無機氧化物的含量以重量計為1-35份。?

所述基層的厚度為0.1毫米-10毫米。?

所述氟膜或含氟涂層為二氟乙烯均聚物膜層或四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層。?

所述氟膜或含氟涂層中氟樹脂的含量以重量計為30-95份,所述的氟膜或含氟涂層的厚度為0.01毫米-0.1毫米。?

所述的高分子膠粘劑層的厚度為0.005毫米-0.03毫米,所述的高透光熱固型EVA層的厚度為0.01毫米-1.0毫米。?

所述基層兩面經等離子氮硅氧烷化處理形成所述氮硅氧烷化化成膜層。?

所述氟膜或含氟涂層兩面經等離子氟硅氧烷化處理形成所述氟硅氧烷化成膜層。?

按照本發明提供的一種具有高粘結性的太陽電池背膜的加工工藝,主要包括以下步驟:?

(1)、在氟膜或含氟涂層表面進行等離子氟硅氧烷化處理,活化基材表面;?

(2)、對基層的兩面噴涂或滾涂高分子膠粘劑層,經20-150攝氏度加熱1-600秒;?

(3)、將基層涂有高分子膠粘劑層的一面與經過等離子氟硅氧烷化處理后氟膜或含氟涂層進行膠粘復合,另一面與高透光熱固型EVA層進行膠粘復合。?

按照本發明提供的一種EVA膠一體化太陽電池背膜與現有技術相比具有如下優點:首先,本發明將EVA膠層復合到背膜上,將兩者作出一體式結構,在安裝時將背膜與其他組件進行復合,使得太陽電池生產更加簡單方便。其次,本發明對氟膜或含氟涂層氟硅氧烷化處理,形成氟硅氧烷化成膜層,對于基層進行氮硅氧烷化,形成氮硅氧烷化成膜層,使得本發明的粘結性能更好,膜層密實,提高了阻隔性能,尤其對水蒸氣的具有更好阻隔,防潮性能好,電氣性能和耐候性能更好;再次,經過上述處理后的背膜的氟膜或含氟涂層表面與其他封裝材料(如硅膠等)具有相當的粘結性,而背膜的高透光熱固型EVA層表面具有與其他封裝材料絕佳的粘結強度。?

按照本發明提供的一種EVA膠一體化太陽電池背膜的加工工藝具有如下優點:通過本發明的加工工藝制造出來的電池背膜的粘接性更好,膜層密實,提高了阻隔性能,且這種加工工藝可以實現連續化生產,提高了生產效率。?

附圖說明:

圖1是本發明的一種實施例的結構示意圖。?

圖2是本發明的另一種實施例的結構示意圖。?

具體實施方式:

現有技術中的背膜通常在PET基層的二面是覆杜邦Tendlar薄膜,Tendlar膜是利用流延工藝成膜再經拉伸處理。該膜是屬于非熱熔融成的膜,溶脹的粒子間有氣隙,膜的機械強度低,它靠溶劑型粘接劑與PET基層粘接,此類加工工藝復雜,溶劑不易徹底揮發。易形成復合膜的薄弱點。使膜的水蒸氣透過率高達4.2g/m2d,造成太陽電池的光電轉換效率很快衰減,縮短了太陽電池的使用壽命。?

參見圖1,按照本發明提供的一種EVA膠一體化太陽電池背膜,包括氟膜或含氟涂層1、基層2、高透光熱固型EVA層3,所述氟膜或含氟涂層1與所述基層2之間具有高分子膠粘劑層4,所述基層2與所述高透光熱固型EVA層3之間具有高分子膠粘劑層4,所述氟膜或含氟涂層1的兩面具有氟硅氧烷化成膜層11。本發明將高透光熱固型EVA層3與基層2通過高分子膠粘劑層4復合在一起,形成一體式結構,后期太陽能電池加工時,直接與其他組件進行復合,使太陽電池的加工更加方便。同時,本發明在所述氟膜或含氟涂層1和所述基層2及氟膜或含氟涂層3外表面均設置有氟硅氧烷化成膜層11,不僅使得氟膜或含氟涂層1與基層2之間的粘結更加牢固,而且使得本發明的背膜易于與其他的太陽電池組件粘結。同時,使得本發明的阻隔性更好,整體的防潮性能、電氣性能和耐候性能更好。?

參見圖1,在本發明給出的上述實施例中,所述基層2的兩面具有氮硅氧烷化成膜層21。所述氮硅氧烷化成膜層21能夠提高基層2與高分子膠?粘劑層4的粘結,從而進一步的提高基層2與氟膜或含氟涂層1及基層2與高透光熱固型EVA層的粘結強度。?

在本發明給出的上述實施例中,所述氟硅氧烷化成膜層11和氮硅氧烷化成膜層21的厚度為0.01微米至5微米,優選厚度為0.1微米至2微米。具體數值可以根據基層和氟膜或含氟涂層的厚度選擇0.05微米、0.1微米、0.3微米、0.8微米、1.2微米、1.8微米、2微米、2.5微米、3微米等等。這里厚度的選擇,要滿足各層之間粘結的需求,同時要提高背膜的整體性能。?

在本發明中的所述基層2可以為PET基層,其中PET為聚苯二甲酸乙二醇酯。?

本發明的所述基層2也可以為PET與PBT熱融共混而成的高分子合金材料基層,其中PBT為聚對苯二甲酸丁二酯,通過添加PBT對PET進行改性,從而提高所述基層的整體性能。其中PBT的含量以重量計為1-50份,優選為8-20份。具體數值可以為1份、4份、8份、12份、15份、18份、20份、25份、30份、40份和50份。?

本發明的所述基層2還可以為PET與PEN熱融共混而成的高分子合金材料基層,其中PEN為聚萘二甲酸乙二醇酯,通過添加PEN對PET進行改性,從而提高所述基層的整體性能。其中PEN的含量以重量計為1-50份,優選為8-20份。具體數值可以為1份、4份、8份、12份、15份、18份、20份、25份、30份、40份和50份。?

本發明的基層2經PET與PBT或PEN合金化后,改進了結晶性、加工性及平整性,使基層表面等離子化均一性提高,活性基團分散均勻,為后續硅鈦化及氟硅氧烷化大面積均勻牢固覆合有了可靠保證。?

本發明中的所述基層2是在PET中加入無機氧化物形成,其中無機氧化物的含量以重量計為1-35份,優選為10-20份。具體數值可以為1份、5份、10份、12份、16份、20份、25份、30份和35份。其中,所述無機氧化物可以為二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯。?

本發明中的基層2也可以采用PE,通過超細閉孔式發泡工藝形成超細閉孔式發泡層,這里的發泡層中的發泡孔為封閉式結構,且發泡孔為超細結構。這種結構的基層具有較好的支持力,且重量輕,易于彎折,可以應用于彎曲式太陽電池板中。?

在本發明給出的上述基層2中,所述基層2的厚度為0.1毫米-10毫米,其中非發泡基層的優選厚度為0.2毫米-0.3毫米,具體數值為0.2毫米、0.22毫米、0.25毫米、0.28毫米、0.3毫米。發泡基層的厚度為1-3毫米,具體數值為1毫米、2毫米、3毫米。?

在本發明給出的上述實施例中,所述氟膜或含氟涂層1為二氟乙烯均聚物膜層。?

本發明的氟膜或含氟涂層1也可以為四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的三元共聚物所形成的膜層,即THV膜層。?

本發明的所述氟膜或含氟涂層1中氟樹脂的含量以重量計為30-95份,優選為50-80份。具體數值為30份、40份、50份、60份、70份、80份、95份。所述的氟膜或含氟涂層的厚度為0.01毫米-0.1毫米。優選為0.05毫米-0.08毫米,具體可以選為0.01毫米、0.03毫米、0.05毫米、0.06毫米、0.07毫米、0.09毫米。該尺寸的氟膜或含氟涂層更能滿足需要。?

本發明中的所述的高分子膠粘劑層4的厚度為0.005毫米-0.03毫米,優選為0.01毫米-0.02毫米,具體可以選為0.005毫米、0.01毫米、0.015毫米、0.02毫米、0.025毫米、0.03毫米。所述的高透光熱固型EVA層3的厚度為0.01毫米-1.0毫米。優選為0.1毫米-0.6毫米,具體可以選為0.01毫米、0.05毫米、0.10毫米、0.15毫米、0.20毫米、0.25毫米、0.30毫米、0.35毫米、0.40毫米、0.50毫米、0.55毫米、0.65毫米、0.75毫米、0.85毫米、0.90毫米。上述尺寸的選擇更能滿足背膜的耐候性需要,使得耐候性更好。所述高分子膠粘劑層4和高透過熱固型EVA層3都屬于比較成熟的現有產品,直接采用市售產品即可。本發明對其具體的成分不再贅述。?

本發明給出的上述實施例中,所述氟硅氧烷化成膜11是通過在所述氟膜或含氟涂層1的表面經等離子氟硅氧烷化處理形成的一層成膜層,即本發明中所稱的氟硅氧烷化成膜層11。所述氮硅氧烷化成膜層21所述基層2兩面經等離子氮硅氧烷化處理形成所述氮硅氧烷化化成膜層21。?

針對實施例1,本發明提供的一種具有高粘結性的太陽電池背膜的加工工藝,主要包括以下步驟:?

(1)、在氟膜或含氟涂層表面1進行等離子氟硅氧烷化處理,活化基材表面,該處的基材是指氟膜或含氟涂層。在基層2表面進行等離子氮硅氧烷化處理,活化基層2表面,所采用的等離子處理工藝可以為現有技術中比較成熟的等離子處理工藝。在此,將氟硅氧烷化合物通過噴涂、滾涂或浸漬的方式涂覆在氟膜或含氟涂層的表面,從而使氟膜或含氟涂層的表面形成氟硅氧烷化成膜層。將氮硅氧烷化合物通過噴涂、滾涂或浸漬的方式涂覆在基層2的表面,從而使基層2的表面形成氮硅氧烷化成膜層。?

(2)、對活化后基層2的兩面噴涂或滾涂高分子膠粘劑層,經100攝氏度加熱烘烤20秒;?

(3)、將基層涂有高分子膠粘劑層的一面與經過等離子氟硅氧烷化處理后氟膜或含氟涂層進行膠粘復合,另一面與高透光熱固型EVA層進行膠粘復合。?

經過上述加工,本發明將EVA與基層制成一體式的太陽電池背膜結構。上述加工工藝可以實現連續化生產,提高了生產效率。這種背膜可以作為成品銷售,并用于太陽電池板中,與太陽電池板中的其他組件相粘結。?

本發明中所采用的氟硅氧烷化合物和氮硅氧烷化合物可以從市場上購買到成品。這些化合物為有機化合物,可以是固體或液體,與其他液體進行配比。它的特性使其具有一端親有機物,另一端可以親無機物,從而有效的提高了各層之間的粘結力。?

本發明在步驟(2)中,所采用的加熱溫度可以在20-150攝氏度,加熱烘烤的時間可以為1-600秒,優選范圍加熱溫度為60-100攝氏度,加熱時間為10-60秒。其中,數值選擇可以根據各層的材料不同,選用不同的加熱溫度和時間。另外,加熱溫度越高,所采用的加熱時間越短。?

參見圖2,在本發明給出的另外一種實施例中,與實施例1不同之處在于,本實施例中基層2的兩面不具有氮硅氧烷化成膜層21,基層2是直接在與高分子膠粘劑層3進行復合。相應的加工工藝中,去掉了在對基層2的兩面進行等離子氮硅氧烷化處理。其他結構與實施例1相同。?

本發明采用上述加工工藝可以實現背膜加工的連續化生產,提高了生產效率。?

本發明的產品與國外的同類產品相比,各項數據如下:?

?特性 ??單位 ??日本產品 ??美國產品 ??本發明 ?表面張力 ??mN/cm ??30-40 ??40 ??60以上 ?對EVA的粘結度 ??N/10毫米 ??20-40 ??20-40 ??70-150 ?水蒸氣透過率 ??g/m2.d ??1.6 ??4.3 ??1以下

通過以上對比可以看出,本發明在各項指標上,明顯優于國外同類產品。?

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一種 EVA 一體化 太陽電池 加工 工藝
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