[发明专利]耐湿热太阳能电池背板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种太阳能背板。

背景技术

人类对能源的需求持续不断的增长，目前以煤和石油等传统能源为主的情形将无法得以持久，使用可再生能源是解决人类能源挑战的唯一途径。太阳能光伏发电是可再生能源中最重要的一种。世界各国都在争相发展太阳能光伏发电，并制定和实施光伏发电的线路图。全球太阳能光伏产业在过去的五年，以50%以上的速度高速增长，据预测，在未来十年将以30%以上的速度持续发展。

太阳能背板广泛应用于太阳能电池（光伏）组件，位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，需具备可靠的绝缘性、阻水性和耐老化性。氟塑料薄膜耐长期户外老化性能优异，被大量用来制备太阳能电池背板。背板主要包括耐候层、结构增强层和反射层三层结构，而目前通常用到的背板结构有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)，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，因此，TPT结构指PVF薄膜/PET薄膜/PVF薄膜结构，而TPE结构指 PVF薄膜/PET薄膜/EVA薄膜结构，三层薄膜间用胶黏剂粘接。TPT结构的背板其典型生产商为欧洲的Isovolta公司。TPE结构的背板为美国的Madico公司的专利产品（见专利申请W02004/091901A2)。目前，还有一些公司用聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜替代PVF薄膜，提供KPK结构和KPE结构，其中K指PVDF薄膜。另外还有一些美国和日本公司尝试采用ECTFE(乙烯三氟氯乙烯共聚物）、ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物）替代PVF薄膜或PVDF薄膜作为背板耐候层材料。3M公司则使用THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯）薄膜做太阳能电池背板的耐候层（见专利申请US2006/0280922A1)，其结构为THV/PET/EVA。

虽然传统的背板中使用氟塑料薄膜，其耐长期户外老化性能优异，但是，氟塑料薄膜本身的成本高昂，会限制其更大规模的应用。另外，传统背板的结构增强层使用的PET薄膜塑料，其耐湿热水解性能差，在长期湿热环境使用中会脆化开裂，导致太阳能电池性能的劣化或失效。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种层间联接牢固、耐湿热老化性能优良且成本低廉的太阳能电池背板，对太阳能行业有非常重要的意义。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：耐湿热太阳能电池背板，包括依次复合的耐候层、连接层、结构增强层和反射层，其特征在于：所述耐候层为PET膜，或由无机材料和热稳定剂改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯制成；所述结构增强层由聚丙烯、改性聚丙烯、或者合金制成，所述合金为聚丙烯与工程塑料的合金，或者为改性聚丙烯与工程塑料的合金。

优选的，所述耐候层由无机材料和热稳定剂改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，,所述无机材料选自结构式为A_xB_y的无机物中的一种或几种，其中A 是硅(Si)、镁(Mg)、钛(Ti)、锌(Zn)、铝(Al)、钼(Mo)或钡(Ba)，B是氧(0)、硫(S)或硫酸根（SO4), χ和y分别为1、2或3。

进一步优选的，所述无机材料包括二氧化硅和二氧化钛，或者包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝和硫化钼，或者包括二氧化硅、硫化锌和二氧化钛，或者包括二氧化钛、硫化锌和硫酸钡。

优选的，所述结构增强层的熔点大于145℃。

优选的，所述改性聚丙烯由所述聚丙烯和热稳定剂共混改性而成，或者由所述聚丙烯、接枝聚丙烯和热稳定剂共混改性而成，或者由所述聚丙烯、热稳定剂和无机填料共混改性而成。

进一步优选的，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯（均聚PP）、共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种。

进一步优选的，所述改性聚丙烯由所述聚丙烯、热稳定剂和无机填料共混改性而成。无机填料选自碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、云母、滑石、高岭土、玻璃微珠和玻璃纤维中的一种。

优选的，所述工程塑料为聚酰胺或聚苯醚。

优选的，所述连接层由马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、或乙烯丙烯酸酯马来酸酐三元共聚物制成。

进一步优选的，所述连接层为乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMA），乙烯/丙烯酸丁酯/马来酸酐共聚物，或马来酸酐接枝聚丙烯。

优选的，所述耐候层、结构增强层和反射层的厚度比例为20-100：40-400:20-150。

优选的，所述耐候层、结构增强层和反射层的厚度比例为30-60：150-300:20-150。