包含基于氟的共聚物的太阳电池背板及其制备方法技术

技术编号:7170843 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种太阳电池背板,其包括:基层;和树脂层,所述树脂层包含结晶度为50%以下的基于聚偏二氟乙烯(PVDF)的聚合物,以及制备所述太阳电池背板的方法。所述太阳电池背板的优点在于,因为在所述基层的至少一侧上形成的树脂层的干燥温度可以在250℃以下,优选200℃以下的范围内自由地调节,因此可以在获得最佳物理性能的最佳条件、最小化基层的热变形以及所述太阳电池背板的生产成本和生产率方面得到改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种,更具体而言,涉及一种用于保护太阳电池背面的太阳电池背板及其制备方法,该太阳电池背板具有优异的物理性能,例如耐热性、耐候性、电学性能等,不会受热收缩,能够降低制造成本,并且具有高的生产率。
技术介绍
近来,由于地球的环境问题、化石燃料的耗尽等原因,新的可再生能源已经引起了广泛关注。在这些新的可再生能源中,人们已经对太阳电池(其为无污染的能源)进行了积极的研究和开发。太阳电池应用太阳能发电原理,是用于将太阳能转化为电力的半导体器件。太阳电池由单晶、多晶或非晶硅半导体制成,并且具有类似于二极管的基本结构。由于为了易于吸收太阳光,太阳电池必须长时间暴露在外界环境中,所以需要通过进行各种保护太阳电池的封装工艺来将其制造成组件的形式。这样的一个组件称为太阳电池模块。—般而言,作为用于封装太阳电池的板材,使用具有优异耐候性和耐久性的背板, 以使得即使在将太阳电池暴露在外界环境中20年以上也可以对其进行可靠的保护。这样的背板是通过在基层的一侧上形成具有耐候性和耐久性的树脂层来制备的。通常,具有耐候性和耐久性的树脂层由基于氟的树脂制成。但是,基于氟的树脂的问题在于其对基层没有足够的粘附性,而且在形成基于氟的树脂溶液后并涂覆到基层上时,其需要高干燥温度。在这种情况下,因为使用提供高干燥温度的昂贵干燥装置来干燥要求高干燥温度的基于氟的树脂溶液,所以增加了太阳电池背板的生产成本。此外,因为高干燥温度会造成基层的热变形,所以降低了太阳电池模块的生产率和品质。因此,需要开发一种太阳电池背板,其具有优异的耐久性和耐候性,能够在低温下干燥,可以降低其生产成本并且提高太阳电池模块的生产率和品质。
技术实现思路
因此,设计出本专利技术来解决上述问题,并且本专利技术的目的是提供一种太阳电池背板,其具有优异的耐久性和耐候性,能够在低温下干燥,可以降低其生产成本并且提高太阳电池模块的生产率和品质。为了实现上述目的,本专利技术的一个方面提供了一种太阳电池背板,其包括基层;和树脂层,其中所述树脂层形成在所述基层的至少一侧上并且包含结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物。本专利技术的另一方面提供了一种太阳电池背板,其包括基层;和树脂层,其中所述树脂层形成在所述基层的至少一侧上并且包含共聚单体含量为5至50wt %的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的共聚物,所述共聚单体选自六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟丙基乙烯醚(PPVE))、全氟乙基乙烯醚(PEVE)、全氟甲基乙烯醚(PMVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-甲烯基-4-甲基-1,3-二氧杂环戊烷(PMD)中。本专利技术的另一个方面提供了一种制备所述太阳电池背板的方法,包括如下步骤 提供基层;将含有结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物的树脂材料溶解在沸点为200°C以下的溶剂中来制备涂布溶液;以及,将所述涂布溶液涂覆在所述基层的至少一侧上,然后在250°C以下的温度下干燥所涂覆的涂布溶液来形成树脂层。本专利技术的又一方面提供了一种太阳电池,其包括所述太阳电池背板。根据本专利技术,可以提高太阳电池背板的生产率和品质,并且能够大大降低太阳电池背板和太阳电池模块的生产成本。附图说明图1是根据本专利技术一个实施方式的太阳电池背板的截面图。图2是根据本专利技术另一个实施方式的太阳电池背板的截面图。图3是图示根据本专利技术一个实施方式的太阳电池的结构的示意图。图4是图示根据本专利技术实施例1的聚合物结晶度的测量结果的曲线图。图5是图示根据本专利技术实施例2的聚合物结晶度的测量结果的曲线图。图6是图示根据本专利技术实施例4的聚合物结晶度的测量结果的曲线图。图7是图示根据本专利技术实施例5的聚合物结晶度的测量结果的曲线图。图8是图示比较实施例1的聚合物结晶度的测量结果的曲线图。图9是本专利技术太阳电池背板和常规太阳电池背板的截面图。具体实施例方式以下,将详细地描述本专利技术。根据本专利技术一个实施方式的太阳电池背板包括1)基层;和2)树脂层,其中所述树脂层形成在所述基层的至少一侧上并且包含结晶度为10至50%的基于聚偏氟乙烯 (PVDF)的聚合物。在本专利技术中,结晶度指的是在聚合物中存在的结晶区域的百分比。也就是说,结晶度被定义为在聚合物中结晶区域与非结晶区域的百分比。通常,随着聚合物结晶度的增加, 聚合物在溶剂中的溶解度降低。在本专利技术中,基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物的结晶度可以为50%以下,优选10 至50%,且更优选10至40%。虽然聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的物理性能,例如耐久性、耐候性等,但是其具有规则的元素排列,从而使得其结晶度相对较高,这导致其在溶剂中的溶解性不好。因此,通过将聚偏氟乙烯与共聚单体聚合来消除所述规则的元素排列,将本专利技术的基于聚偏氟乙烯的聚合物转化为具有低结晶度的基于聚偏氟乙烯的共聚物。为了将基于聚偏氟乙烯的聚合物在溶剂中的溶解度提高至将其充分溶解在该溶剂中的程度,优选该基于聚偏氟乙烯的聚合物具有50%以下的结晶度。当所述基于聚偏氟乙烯的聚合物的结晶度大于50%时,则难以在溶剂中溶解足够量的基于聚偏氟乙烯的聚合物。因为难以制备具有过低结晶度的共聚物,并且其物理性质劣化,所以考虑到溶解性、制备的难易性和物理性质,优选使用结晶度为50%以下的共聚物。基于氟的聚合物已经被广泛用于提高常规太阳电池背板的耐候性,其特征在于, 其不容易溶解在低沸点溶剂中。但是,结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物能够具有优异的耐久性和耐候性,并且可以溶解在具有200°C以下,优选160°C以下的低沸点的溶剂中。因此,当在太阳电池背板的树脂层中包含这种基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物时,在制备所述太阳电池背板的过程中可以在低温下干燥所述树脂层。因此,可以使基层的热变形最小化,能够降低太阳电池模块的生产成本,并且可以提高太阳电池模块的生产率和品质。此外,当使用结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物形成树脂层时,即使没有形成树脂层的官能团与基层的官能团之间的化学键,也能够提高树脂层和基层之间的粘附性。具体而言,在制备所述太阳电池背板的过程中,结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物可以在树脂层和基层之间的界面处或者在树脂层和形成在基层上的其他层(例如底漆层)之间的界面处扩散进入基层或形成在基层上的其他层中。因此,能够物理地提高树脂层和基层之间的粘附力或树脂层和其他层之间的粘附力。另外,通过包含在基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物中的官能团可以产生例如范德华键、氢键、离子键、共价键等的化学相互作用,并由此可以额外提高树脂层和基层之间的粘附力。在本专利技术中,所述结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物可以具有50,000至1,000, 000的重均分子量。当其重均分子量大于1,000, 000时,存在的问题是溶解性降低。此外,当其重均分子量小于50,000时,存在的问题是膜的物理性质劣化。在本专利技术中,所述结晶度为50%以下的基于聚偏氟乙烯(PVDF)的聚合物可以具有80°C至175°C的熔点,优选120°C至165°C的熔点。当其熔点高于175°C时,存在的问题是本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种太阳电池背板,其包括:基层;和树脂层,其中所述树脂层包含结晶度为50%以下的基于聚偏二氟乙烯(PVDF)的聚合物并且形成在所述基层的至少一侧上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:金贤哲权润京高贤星
申请(专利权)人:LG化学株式会社
类型:发明
国别省市:KR

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