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首页 / 专利分类库 / 塑料的加工;一般处于塑性状态物质的加工 / 一种聚烯烃复合膜、太阳能背板及其制备方法

一种聚烯复合膜、太阳能背板及其制备方法

申请号 CN202311835764.8 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117799264A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 宁波激智科技股份有限公司; 宁波激阳新能源有限公司; 宁波激阳新材料有限公司; 发明人 汪诚; 张雅琴; 袁南园; 唐海江; 李刚; 张彦;
摘要 本 发明 提供一种聚烯 烃 复合膜、 太阳能 背板 及其制备方法。所述聚烯烃复合膜包括外层、 中间层 和内层;所述外层的制备原料按 质量 百分含量计包括:聚丙烯30~70%、聚乙烯10~40%、增韧剂5~15%、抗UV母粒5~30%、相容剂1~10%;所述中间层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯50~90%、聚乙烯5~20%、紫外吸收剂1~10%、 光稳定剂 1~10%、 钛 白粉1~10%;所述内层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯20~50%、聚乙烯40~70%、紫外吸收剂1~8%、光稳定剂1~8%、抗 氧 剂1~8%。本发明通过聚烯烃复合膜三层原料特定组成和配比,解决了现有太阳能背板耐热性差、抗冲击性能差的问题。
权利要求

1.一种聚烯复合膜,其特征在于,所述聚烯烃复合膜包括外层、中间层和内层;
所述外层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯30~70%、聚乙烯10~40%、增韧剂5~15%、抗UV母粒5~30%、相容剂1~10%;
所述中间层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯50~90%、聚乙烯5~20%、紫外吸收剂1~10%、光稳定剂1~10%、白粉1~10%;
所述内层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯20~50%、聚乙烯40~70%、紫外吸收剂1~8%、光稳定剂1~8%、抗剂1~8%。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃复合膜,其特征在于,所述外层、中间层和内层的厚度比为(1~5):(8~18):(1~3);
优选地,所述聚烯烃复合膜的总厚度为100~250μm;
优选地,所述外层的厚度为10~50μm,中间层的厚度为80~180μm,内层的厚度为10~
30μm。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃复合膜,其特征在于,所述抗UV母粒的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯40~70%、紫外吸收剂5~15%、光稳定剂1~10%、抗氧剂1~
10%、钛白粉10~30%。
4.根据权利要求1或3所述的聚烯烃复合膜,其特征在于,所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯或无规聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述聚丙烯的熔融指数为0.1~25g/10min;
优选地,所述聚乙烯选自超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述聚乙烯的熔融指数为0.1~10g/10min;
优选地,所述增韧剂选自乙丙二元橡胶、乙丙三元橡胶或乙烯‑辛烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述相容剂选自聚丙烯来酸酐接枝物、乙烯‑辛烯共聚物马来酸酐接枝物、乙烯‑丙烯酸酯共聚物、乙烯‑甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐共聚物或乙烯‑甲基丙烯酸酯‑马来酸酐共聚物中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述紫外吸收剂选自杨酸酯类紫外吸收剂、苯类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、受阻胺类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂或三嗪类紫外吸收剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述光稳定剂选自邻羟基二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或水杨酸酯类光稳定剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述钛白粉选自金红石型钛白粉。
5.一种根据权利要求1~4中任一项所述的聚烯烃复合膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
将外层的制备原料、中间层的制备原料、内层的制备原料分别按照原料配比混合后,置于双螺杆挤出机的三个通道中,通过熔融塑化、挤出、拉伸,得到所述的聚烯烃复合膜。
6.根据权利要求5所述的聚烯烃复合膜的制备方法,其特征在于,所述熔融塑化的温度为180~250℃;
优选地,所述挤出的温度为180~270℃;
优选地,所述拉伸的速度为5~20m/min;
优选地,所述聚烯烃复合膜的制备方法还包括造粒的步骤:
将聚丙烯、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、钛白粉按照原料配比置于双螺杆挤出机中混合,造粒,得到抗UV母粒;
优选地,所述造粒过程中,造粒挤出机的温度为180~270℃。
7.一种太阳能背板,其特征在于,所述太阳能背板包括空气层、基材层和粘结层;其中,所述空气层为权利要求1~4中任一项所述的聚烯烃复合膜;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层相粘结。
8.根据权利要求7所述的太阳能背板,其特征在于,所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜
优选地,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的厚度为125~305μm;
优选地,所述粘结层为氟涂层;
优选地,所述氟碳涂层的厚度为5~20μm;
优选地,所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层间还包括胶水层;
优选地,所述胶水层为聚酯胶水层;
优选地,所述聚氨酯胶水层的厚度为5~12μm。
9.一种根据权利要求7或8所述的太阳能背板的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
在所述基材层的一侧涂覆氟碳涂层,并在所述基材层的另一侧涂覆聚氨酯胶水,再贴敷所述聚烯烃复合膜,进行热固化处理,再进行熟化处理,得到所述太阳能背板。
10.根据权利要求9所述的太阳能背板的制备方法,其特征在于,所述热固化处理的温度为140~160℃,时间为1~5min;
优选地,所述熟化处理的温度为40~60℃,时间为48~72h。

说明书全文

一种聚烯复合膜、太阳能背板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能背板技术领域,尤其是涉及一种自聚烯烃复合膜、太阳能背板及其制备方法。

背景技术

[0002] 太阳能背板位于太阳能电池片的外层,不仅要抵抗外界环境的侵蚀包括紫外辐射、汽侵蚀、温度、冷热交替等,保护电池片安全的寿命周期,还要有较高的耐热性,避免热斑出现鼓包现象。传统的PET背板外层为氟膜材料,阻隔性差且难以回收。聚烯烃材料具有高耐候性,高阻隔性,在背板中使用聚烯烃膜能有效提高背板的各项性能,使太阳能背板在严苛环境下依然能够发挥高效的保护作用。
[0003] 目前市场上使用聚烯烃材料的背板主要包括整体为聚烯烃材料的背板和内层为聚烯烃膜的背板,整体为聚烯烃材料的背板机械性能差,抗冲击性能差;内层为聚烯烃膜的背板由于聚烯烃材料的熔点为160℃,耐热性差,热斑易出现鼓包,且DTI易损失。
[0004] CN103066141A公开了一种太阳能背板及其制备方法,从内到外包括内表层、芯层和外表层,以质量比例计,内表层:芯层:外表层=10~20:20~40:40~60;所述内表层以及外表层由聚酰胺树脂、填料以及添加剂制成;所述芯层由改性聚丙烯树脂组合物制成;所述改性聚丙烯树脂组合物包括如下组分:聚丙烯树脂100份、接枝聚乙烯5~50份、添加剂0~
2.5份、填料0~100份。该太阳能背板的内表层以及外表层由聚酰胺树脂可以在一定程度上提高背板的吸水率、水蒸气透过率;外层机械性能差,抗冲击性能差,而内层的耐热性差,热斑易出现鼓包。
[0005] CN112721374A公开了一种光伏背板基材保护用耐低温聚丙烯薄膜及其制作工艺,该薄膜为由外表层、芯层和内表层依次组成的三层结构,薄膜中间层为芯层,所述内表层为电晕处理层,所述外表层为未处理层;所述中间层即芯层的组分为1~3%的抗静电母料、1~3%的抗UV母料、10~30%的耐低温母料和60~89%的均聚聚丙烯;所述内表层的组分为
3~5%的抗粘连母料、1~3%的抗UV母料、5~10%的耐低温母料、1~3%的抗静电母料和
82~91%的均聚聚丙烯;所述外表层的组分为3~5%的抗粘连母料、1~3%的抗UV母料、5~10%的耐低温母料和85~92%的均聚聚丙烯。该薄膜同样存在机械性能差,抗冲击性能
差,以及耐热性差,热斑易出现鼓包,且DTI易损失的问题。
[0006] 综上所述,现有的太阳能背板仍有待改进。
[0007] 有鉴于此,特提出本发明。

发明内容

[0008] 本发明的目的之一在于提供一种聚烯烃复合膜,所述聚烯烃复合膜包括外层、中间层和内层。本发明通过三层不同的组成和配比的原料,得到了一种用于太阳能背板空气
隔膜,很好地解决了现有太阳能背板耐热性差、抗冲击性能差的技术问题。
[0009] 本发明的目的之二在于提供一种所述的聚烯烃复合膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:将外层的制备原料、中间层的制备原料、内层的制备原料分别按照原料配比混合后,置于双螺杆挤出机的三个通道中,通过熔融塑化、挤出、拉伸,得到所述的聚烯烃复合膜。
[0010] 本发明的目的之三在于提供一种太阳能背板,所述太阳能背板包括空气层、基材层和粘结层;其中,所述空气层为上述的具有三层结构的聚烯烃复合膜;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层相粘结。本发明提供了一种高性能多层结构的太阳能背板,本发明
提供的太阳能背板具有优异的耐热性、耐候性以及高紫外性能,不使用氟膜材料,对环境友好。
[0011] 本发明的目的之四在于提供一种所述太阳能背板的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:在所述基材层的一侧涂覆氟涂层,并在所述基材层的另一侧涂覆聚酯胶水,再贴敷所述聚烯烃复合膜,进行热固化处理,再进行熟化处理,得到所述太阳能背板。
[0012] 为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0013] 第一方面,本发明提供一种聚烯烃复合膜,所述聚烯烃复合膜包括外层、中间层和内层;
[0014] 所述外层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯30~70%、聚乙烯10~40%、增韧剂5~15%、抗UV母粒5~30%、相容剂1~10%;
[0015] 所述中间层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯50~90%、聚乙烯5~20%、紫外吸收剂1~10%、光稳定剂1~10%、白粉1~10%;
[0016] 所述内层的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯20~50%、聚乙烯40~70%、紫外吸收剂1~8%、光稳定剂1~8%、抗剂1~8%。
[0017] 在本发明中,通过上述三层不同的组成和配比的原料,得到了一种高耐候的聚烯烃复合膜(PO膜),将其用于太阳能背板空气层,能形成多层保护屏障。该PO膜相比于氟碳涂层和氟膜具有更好的阻隔性,更高的机械强度,能有效的保护电池片免受环境的侵蚀,提高背板的耐老化性;同时PO膜用作外层,不受层压影响,能提供高DTI(有效绝缘厚度),承担PET的厚度,能有效降低成本,且背板在使用过程中不会受热斑影响。
[0018] 以所述外层的制备原料的总质量为100%计,其中聚丙烯的含量为30~70%,例如可以是30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、
58%、60%、62%、64%、66%、68%、70%等,优选为40~65%,进一步优选为45~60%。
[0019] 以所述外层的制备原料的总质量为100%计,其中聚乙烯的含量为10~40%,例如可以是10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、
38%、40%等,优选为15~35%,进一步优选为18~30%。
[0020] 以所述外层的制备原料的总质量为100%计,其中增韧剂的含量为5~15%,例如可以是5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%等,优选为5~12%,进一步优选为8~12%。
[0021] 在本发明中,增韧剂以分散相的形式分散在树脂中,且与主树脂的相容性好,在外作用下增韧剂成为应力集中点,可以产生纹和剪切消耗能量并不转化为破坏性裂纹,从而增强PO膜的韧性。
[0022] 以所述外层的制备原料的总质量为100%计,其中抗UV母粒的含量为5~30%,例如可以是5、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%、30%等,优选为8~25%,进一步优选为10~20%。
[0023] 以所述外层的制备原料的总质量为100%计,其中相容剂的含量为1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%,优选为1~8%,进一步优选为1~
7%。
[0024] 以所述中间层的制备原料的总质量为100%计,其中聚丙烯的含量为50~90%,例如可以是50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%、68%、70%、72%、74%、
76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%、90%等,优选为58~80%,进一步优选为65~
78%。
[0025] 以所述中间层的制备原料的总质量为100%计,其中聚乙烯的含量为5~20%,例如可以是5、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%等,优选为8~18%,进一步优选为
10~15%。
[0026] 以所述中间层的制备原料的总质量为100%计,其中紫外吸收剂的含量为1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,优选为2~8%,进一步优选为3~7%。
[0027] 以所述中间层的制备原料的总质量为100%计,其中光稳定剂的含量为1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,优选为2~8%,进一步优选为3~7%。
[0028] 以所述中间层的制备原料的总质量为100%计,其中钛白粉的含量为1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,优选为2~8%,进一步优选为3~7%。
[0029] 以所述内层的制备原料的总质量为100%计,其中聚丙烯的含量为20~50%,例如可以是20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、
48%、50%等,优选为25~45%,进一步优选为30~40%。
[0030] 以所述内层的制备原料的总质量为100%计,其中聚乙烯的含量为40~70%,例如可以是40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%、
68%、70%等,优选为40~65%,进一步优选为45~60%。
[0031] 以所述内层的制备原料的总质量为100%计,其中紫外吸收剂1~8%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%等,优选为2~8%,进一步优选为2~6%。
[0032] 以所述内层的制备原料的总质量为100%计,其中光稳定剂1~8%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%等,优选为2~8%,进一步优选为2~6%。
[0033] 以所述内层的制备原料的总质量为100%计,其中抗氧剂1~8%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%等,优选为2~8%,进一步优选为2~6%。
[0034] 优选地,所述外层、中间层和内层的厚度比为(1~5):(8~18):(1~3);
[0035] 其中,“1~5”例如可以是1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等;
[0036] 其中,“8~18”例如可以是8、10、12、14、16、18等;
[0037] 其中,“1~3”例如可以是1、1.5、2、2.5、3等。
[0038] 优选地,所述聚烯烃复合膜的总厚度为100~250μm,例如可以是100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm、210μm、220μm、230μm、240μm、250μm等,优选为120~230μm,进一步优选为150~200μm。
[0039] 优选地,所述外层的厚度为10~50μm,例如可以是10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm等,优选为15~40μm,进一步优选为20~30μm。
[0040] 优选地,所述中间层的厚度为80~180μm,例如可以是80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm等,优选为90~180μm,进一步优选为120~
150μm。
[0041] 优选地,所述内层的厚度为10~30μm,例如可以是10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、22μm、26μm、28μm、30μm等,优选为12~25μm,进一步优选为15~20μm。
[0042] 优选地,所述抗UV母粒的制备原料按质量百分含量计包括:聚丙烯40~70%、紫外吸收剂5~15%、光稳定剂1~10%、抗氧剂1~10%、钛白粉10~30%。
[0043] 以所述抗UV母粒的制备原料的总质量为100%计,其中聚丙烯的含量为40~70%,例如可以是40%、42%、44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、
66%、68%、70%等,优选为45~65%,进一步优选为48~60%。
[0044] 以所述抗UV母粒的制备原料的总质量为100%计,其中紫外吸收剂的含量为5~15%,例如可以是5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%等,优选为5~
12%,进一步优选为6~12%。
[0045] 以所述抗UV母粒的制备原料的总质量为100%计,其中光稳定剂的含量为1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,优选为1~8%,进一步优选为2~8%。
[0046] 以所述抗UV母粒的制备原料的总质量为100%计,其中钛白粉的含量为10~30%,例如可以是10%、12%、14%、16%、18%、20%、22%、24%、26%、28%、30%等,优选为12~
28%,进一步优选为15~25%。
[0047] 以所述抗UV母粒的制备原料的总质量为100%计,其中抗氧剂1~10%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,优选为1~8%,进一步优选为2~8%。
[0048] 优选地,所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯或无规聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合。
[0049] 优选地,所述聚丙烯的熔融指数为0.1~25g/10min,例如可以是0.1g/10min、0.5g/10min、1g/10min、2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、
14g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min、22g/10min、24g/10min、25g/10min等。
[0050] 优选地,所述聚乙烯选自超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的任意一种或至少两种的组合。
[0051] 优选地,所述聚乙烯的熔融指数为0.1~10g/10min,例如可以是0.1g/10min、0.5g/10min、1g/10min、2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min等。
[0052] 优选地,所述增韧剂选自乙丙二元橡胶、乙丙三元橡胶或乙烯‑辛烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
[0053] 优选地,所述相容剂选自聚丙烯来酸酐接枝物、乙烯‑辛烯共聚物马来酸酐接枝物、乙烯‑丙烯酸酯共聚物、乙烯‑甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯‑丙烯酸酯‑马来酸酐共聚物或乙烯‑甲基丙烯酸酯‑马来酸酐共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
[0054] 优选地,所述紫外吸收剂选自水杨酸酯类紫外吸收剂、苯类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、受阻胺类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂或三嗪类紫外吸收剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0055] 优选地,所述光稳定剂选自邻羟基二苯甲酮类光稳定剂、苯并三唑类光稳定剂、三嗪类光稳定剂或水杨酸酯类光稳定剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0056] 优选地,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合。
[0057] 优选地,所述钛白粉选自金红石型钛白粉。
[0058] 第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的聚烯烃复合膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0059] 将外层的制备原料、中间层的制备原料、内层的制备原料分别按照原料配比混合后,置于双螺杆挤出机的三个通道中,通过熔融塑化、挤出、拉伸,得到所述的聚烯烃复合膜。
[0060] 优选地,所述熔融塑化的温度为180~250℃,例如可以是180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃等。
[0061] 优选地,所述挤出的温度为180~270℃,例如可以是180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃等。
[0062] 优选地,所述拉伸的速度为5~20m/min,例如可以是5m/min、6m/min、8m/min、10m/min、12m/min、14m/min、16m/min、18m/min、20m/min等。
[0063] 优选地,所述聚烯烃复合膜的制备方法还包括造粒的步骤:
[0064] 将聚丙烯、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、钛白粉按照原料配比置于双螺杆挤出机中混合,造粒,得到抗UV母粒。
[0065] 优选地,所述造粒过程中,造粒挤出机的温度为180~270℃,例如可以是180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃等。
[0066] 第三方面,本发明提供一种太阳能背板,所述太阳能背板包括空气层、基材层和粘结层;其中,所述空气层为第一方面所述的聚烯烃复合膜;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层相粘结。
[0067] 优选地,所述基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET膜)。
[0068] 优选地,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的厚度为125~305μm,例如可以是125μm、150μm、200μm、250μm、285μm、305μm等。
[0069] 优选地,所述粘结层为氟碳涂层。
[0070] 优选地,所述氟碳涂层的厚度为5~20μm,例如可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm等,优选为8~17μm,进一步优选为8~12μm。
[0071] 优选地,所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层间还包括胶水层。
[0072] 优选地,所述胶水层为聚氨酯胶水层。
[0073] 优选地,所述聚氨酯胶水层的厚度为5~12μm,例如可以是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm等。
[0074] 第四方面,本发明提供一种根据第三方面所述的太阳能背板的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0075] 在所述基材层的一侧涂覆氟碳涂层,并在所述基材层的另一侧涂覆聚氨酯胶水,再贴敷所述聚烯烃复合膜,进行热固化处理,再进行熟化处理,得到所述太阳能背板。
[0076] 优选地,所述热固化处理的温度为140~160℃,例如可以是140℃、145℃、150℃、155℃、160℃等,时间为1~5min,例如可以是1min、2min、3min、4min、5min等。
[0077] 优选地,所述熟化处理的温度为40~60℃,例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃、60℃等,时间为48~72h,例如可以是48h、50h、52h、54h、56h、58h、60h、62h、64h、66h、68h、70h、72h等。
[0078] 相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0079] (1)本发明通过开发一种高耐候的PO膜,并用于太阳能背板空气层,能形成多层保护屏障;
[0080] (2)本发明所述PO膜具有更好的阻隔性,更高的机械强度,能有效的保护电池片免受环境的侵蚀,还能够进一步提高背板的耐老化性;
[0081] (3)本发明所述PO膜用作外层,不受层压影响,能提供高DTI(有效绝缘厚度),承担PET的厚度,能有效降低成本,且背板在使用过程中不会受热斑影响。附图说明
[0082] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前
提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0083] 图1为本发明所述聚烯烃复合膜的结构示意图。
[0084] 其中,10为外层、11为中间层、12为内层。
[0085] 图2为本发明所述太阳能背板的结构示意图。
[0086] 其中,1为空气层、10为外层、11为中间层、12为内层、2为基材层、3为粘结层。

具体实施方式

[0087] 除非本文另有定义,连同本发明使用的科学和技术术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。术语的含义和范围应当清晰,然而,在任何潜在不明确性的情况下,本文提供的定义优先于任何字典或外来定义。在本申请中,除非另有说明,“或”的使用意味着“和/或”。此外,术语“包括”及其他形式的使用是非限制性的。
[0088] 需要说明的是,在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内
涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0089] 图1为本发明所述聚烯烃复合膜的结构示意图。如图1所示,所述聚烯烃复合膜包括外层10、中间层11和内层12。
[0090] 图2为本发明所述太阳能背板的结构示意图。如图2所示,所述太阳能背板包括空气层1、基材层2和粘结层3;其中,所述空气层1为图1所示的聚烯烃复合膜;且所述聚烯烃复合膜的内层12与所述基材层2的一侧相粘结。
[0091] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0092] 下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明,实施例中的材料为根据现有方法制备而得,或直接从市场上购得。
[0093] 实施例1
[0094] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0095] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为5μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0096] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0097]
[0098] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0099]
[0100]
[0101] 所述太阳能背板由以下方法制备得到:
[0102] S1、抗UV母粒的制备:
[0103] 按配方量将上述抗UV母粒中各原料置于双螺杆挤出机中混合,造粒,得到抗UV母粒;其中,造粒挤出机温度为220℃。
[0104] S2、PO膜的制备:
[0105] 按配方量将上述外层的制备原料、中间层的制备原料、内层的制备原料分别混合均匀后,再放到双螺杆挤出机的A、B、C三个通道中,通过熔融塑化后挤出拉伸得到PO膜;其中,熔融塑化的温度为220℃,挤出的温度为220℃,拉伸的速度为8m/min。
[0106] S3、太阳能背板的制备
[0107] 将基材PET膜进行放卷,一面涂覆粘结层氟碳涂层,另一面涂覆聚氨酯类胶水贴合空气层PO膜(内层与基材层贴合),然后放置在循环烘箱中热固化处理,熟化分切得到高性
能多层太阳能背板。其中循环烘箱的温度为150℃,固化时间为2min;熟化反应温度为50℃,时间为48h。
[0108] 实施例2
[0109] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0110] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为250μm;PET膜的型号/或规格为E510;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为7μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5910。
[0111] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0112]
[0113]
[0114] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0115]
[0116] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0117] 实施例3
[0118] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0119] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为250μm;PET膜的型号/或规格为E510;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为5μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0120] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0121]
[0122]
[0123] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0124]
[0125] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0126] 实施例4
[0127] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0128] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为20μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5000。
[0129] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0130]
[0131] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0132]
[0133] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0134] 实施例5
[0135] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0136] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为17μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0137] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0138]
[0139]
[0140] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0141]
[0142] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0143] 实施例6
[0144] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0145] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为250μm;PET膜的型号/或规格为KP20;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为10μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5000。
[0146] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0147]
[0148]
[0149] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0150]
[0151] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0152] 实施例7
[0153] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0154] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为15μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5000。
[0155] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0156]
[0157] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0158]
[0159] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0160] 实施例8
[0161] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0162] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为285μm;PET膜的型号/或规格为M48;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为8μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0163] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0164]
[0165] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0166]
[0167]
[0168] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0169] 实施例9
[0170] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0171] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为10μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0172] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0173]
[0174]
[0175] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0176]
[0177] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0178] 实施例10
[0179] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0180] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为305μm;PET膜的型号/或规格为DS10;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为9μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5000。
[0181] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0182]
[0183]
[0184] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0185]
[0186] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0187] 实施例11
[0188] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0189] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为10μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0190] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0191]
[0192] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0193]
[0194] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0195] 实施例12
[0196] 本实施例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一
侧。
[0197] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为150μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为12μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0198] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0199]
[0200]
[0201] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0202] 对比例1
[0203] 本对比例提供一种市售常规的TPC太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为聚氟乙烯(PVF)膜,所述厚度为25μm;基材层为PET膜,厚度为280μm;粘结层为氟碳涂层,厚度为8μm。
[0204] 对比例2
[0205] 本对比例提供一种市售常规的TPO太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为聚氟乙烯(PVF)膜,厚度为25μm;基材层为PET膜,厚度为250μm;粘结层为市场上常规销售的PO膜,厚度为60μm。
[0206] 对比例3
[0207] 本对比例提供一种太阳能背板,所述太阳能背板依次包括空气层、基材层和粘结层;所述空气层为PO膜,所述PO膜依次包括外层、中间层和内层;且所述聚烯烃复合膜的内层与所述基材层的一侧相粘结,所述粘结层涂覆于与所述基材层的另一侧。
[0208] 其中,所述基材层为PET膜,其厚度为125μm;PET膜的型号/或规格为M60;所述粘结层为氟碳涂层,其厚度为10μm;氟碳涂层有涂覆于所述基材层的另一侧的氟碳涂料固化而成;所述空气层与基材间层通过胶水粘结,所述胶水为聚氨酯类胶水,胶水的型号/或规格为D‑5902。
[0209] 其中,所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0210]
[0211]
[0212] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0213]
[0214] 所述太阳能背板的制备方法与实施例1一致。
[0215] 对比例4
[0216] 本对比例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,与实施例1的区别在于,PO膜不含外层,中间层的厚度增至250μm,内层的厚度增至50μm,其他设置于实施例1完全一致。
[0217] 对比例5
[0218] 本对比例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,与实施例1的区别在于,PO膜不含中间层,外层的厚度增至200μm,内层的厚度增至100μm,其他设置于实施例1完全一致。
[0219] 对比例6
[0220] 本对比例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,与实施例1的区别在于,PO膜不含内层,外层的厚度增至125μm,内层的厚度增至175μm,其他设置于实施例1完全一致。
[0221] 对比例7
[0222] 本对比例提供一种包含聚烯烃复合膜的太阳能背板,与实施例1的区别在于,所述PO膜仅具有一层结构,其厚度为300μm;
[0223] 所述PO膜的各层原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0224]
[0225] 其中,所述抗UV母粒的原料按质量百分含量计具体包括以下组分:
[0226]
[0227] 测试例
[0228] 测试样品:实施例1~12提供的包含聚烯烃复合膜的太阳能背板、对比例1~7提供的太阳能背板;
[0229] 测试方法:
[0230] (1)水蒸气透过率(WVTR):按照GB/T 31034‑2014《晶体太阳能电池组件用绝缘背板》的标准,用电解法测试太阳能背板的水蒸气透过率,测试条件温度为38℃,相对湿度为90%。
[0231] (2)DTI测试:测试方法参照IEC TS 62788‑2:2017《Measurement procedures for materials used in photovoltaic modules‑Part 2:Polymeric materials‑Frontsheets and backsheets》(光伏组件所用材料的测量方法‑第2部分:聚合物材料‑前板和背板)。
[0232] DTI值越高,绝缘性能越好,外层膜提供的DTI高可使基材PET的厚度降低,从而降低背板的成本。(太阳能背板在1500v要求DTI保持在300微米以上,如果外层膜的DTI高,则能降低基材PET厚度,而外层膜成本比PET基材成本低,因此就能降低整个背板的成本)。
[0233] (3)QUV老化处理:按照GB/T 31034‑2014《晶体硅太阳能电池组件用绝缘背板》的标准,用紫外老化灯处理,照射面为PO膜外层,累积紫外能量达到200kwh/㎡,取出样品观察外观,测试黄变△b以及测试样品的断裂伸长率,记作老化后断裂伸长率,计算断裂伸长率保持率。
[0234] (4)湿热老化处理:按照GB/T 31034‑2014《晶体硅太阳能电池组件用绝缘背板》的标准,在高温高湿箱体设置温度为85℃,湿度为85%,累积时间为2000h,取出样品观察外观,测试黄变△b以及样品的断裂伸长率,记作老化后断裂伸长率,计算断裂伸长率保持率。
[0235] (5)湿冻老化处理:按照IEC61215:2016中的湿冻老化试验方法设置程序,完成循环30次,测试黄变△b以及样品的断裂伸长率,记作老化后断裂伸长率,计算断裂伸长率保持率。
[0236] (6)断裂伸长率:按照GB/T 13542.2‑2009标准测试未老化样品的和断裂伸长率,记作初始断裂伸长率。
[0237] 断裂伸长率保持率=老化后断裂伸长率/初始断裂伸长率×100%
[0238] 具体测试结果如下表1所示:
[0239] 表1
[0240]
[0241]
[0242] 由表1测试结果可知,本发明提供的PO膜和太阳能背板具有高耐候性、高阻隔性和高绝缘性。其中实施例5‑8为较优实施例,阻隔性好,DTI高,QUV老化、湿热老化和湿冻老化断裂伸长率保持在大于60%,黄变值小于2.5;实施例8‑10为最优实施例,WVTR小于1.2g/
2
mday,DTI大于300μm,QUV老化、湿热老化和湿冻老化断裂伸长率保持在80%以上。
[0243] 且由上述实施例及对比例的测试结果可以得出,本发明提供的太阳能背板性能优异,具有高阻隔性,高绝缘性,优异的抗紫外老化、湿热老化和湿冻老化,能有效保护太阳能电池组件免受自然环境的侵蚀。从对比例1和对比例2中可以得到本发明提供的太阳能背板
比市场上现有的太阳能背板阻隔性好,从对比例2中可以得到将PO膜用于太阳能背板的外
层,能够提高太阳能背板的绝缘性,从对比例3中可以得到不添加增韧剂,太阳能背板的韧性变差,老化后断裂伸长率保持率低,不满足光伏组件的使用需求,这是因为增韧剂以分散相的形式分散在树脂中,且与主树脂的相容性好,在外力作用下增韧剂成为应力集中点,可以产生银纹和剪切消耗能量并不转化为破坏性裂纹,从而增强PO膜的韧性。从对比例4‑7中可以得到PO膜保持3层结构耐候性更加的优异。
[0244] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。