一种用于光伏电池背板的薄膜及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于光伏电池背板的薄膜，所述薄膜按重量份数计算，包括40～80份的不饱和聚酯和20～60份的粘结性树脂，所述粘结性树脂为聚烯烃与聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚碳酸酯中的任意一种聚合物组成的嵌段共聚物，本发明专利技术通过选用特定结构的不饱和聚酯和粘结性树脂作为主要组分，得到的薄膜材料通过简单的贴合即可与POE薄膜和EVA薄膜粘结，与POE膜的附着力≥150N，与EVA膜的附着力≥100N，耐老化能力强，经过老化实验后附着力下降率≤10％，与其他类似的薄膜材料相比与以POE或EVA材料为主要组分的封装胶膜具有更好的相容性和粘附性，而且，相应的力学性能和光学性能同样优异，适合作为一种用于光伏电池背板的薄膜使用。

Thin film for photovoltaic battery backplane and preparation method and use method thereof

The invention relates to a film for the back plate of a photovoltaic cell. The film is calculated by the number of weight parts, including 40~80 portions of unsaturated polyester and 20~60 adhesive resins, which are block copolymers of polyolefin and any of the polymers in polyamides, polyimides, polylactic acid, polycarbonate. Through the selection of unsaturated polyester and adhesive resin as the main component, the film material can be bonded to POE film and EVA film through simple bonding. The adhesion of the film to the POE film is more than 150N, the adhesion of the EVA film is more than 100N, and the aging resistance is strong. After the aging experiment, the adhesion drop rate is less than less than that of the EVA film. 10%, compared with other similar thin film materials, it has better compatibility and adhesion than the packaging film with POE or EVA as the main component. Moreover, the corresponding mechanical and optical properties are equally excellent. It is suitable to be used as a thin film for the backboard of photovoltaic cells.

【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏电池背板的薄膜及其制备方法和使用方法
本专利技术聚合物加工领域，尤其涉及一种用于光伏电池背板的薄膜及其制备方法和使用方法。
技术介绍
随着晶体硅光伏技术的进步，光伏电池的产业也逐渐扩大，对于光伏电池的需求也逐渐增多，常见的商业化的光伏电池封装结构自上而下依次为前板玻璃、封装胶膜、电池片、封装胶膜、背板和边缘封装材料，其中，封装胶膜位于电池片的两侧，用于固定电池片，前板玻璃和背板位于结构的最外面一侧，具有一定的结构强度，能够对电池本身进行保护，前板玻璃和背板通过铝制边框和硅胶密封边缘，防止尘埃和水汽的进入。其中，光伏电池的封装胶膜和背板属于光伏组件中重要性仅次于电池片的组成部分，光伏电池的封装胶膜和背板材料需要具有较好的散热能力、较低的水汽透过率、优异的密封性能和良好的红外发射率，以便降低组件整体的工作温度，同时在户外环境下保护电池片不受水分的侵蚀，阻隔氧气和水汽，防止电池片老化或腐蚀，基于上述对于封装胶膜和背板材料的性能要求，现有技术中大多选择对聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料作为光伏电池背板的主体材料，选择乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或者聚烯烃弹性体(POE)作为光伏电池的封装胶膜材料，但是，单纯的PET材料与EVA或者POE材料的粘结性并不好，得到的光伏电池组件密封性能较差，通常需要在PET材料层与EVA或者POE材料层中间添加一层用于粘结二者的涂层或者薄膜，或者对PET材料表面进行一定的处理，例如通过等离子轰击的方式使其表面电离出活性基团等。由于通常用于粘结PET材料层与EVA或者POE材料层的涂层对加工精度依赖程度较高，涂层不均匀容易降低光伏电池的性能，为了便于加工，现有技术中多采用薄膜材料粘结PET材料层与EVA或者POE材料层，而薄膜材料多选用含氟的聚合物作为主体材料，例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等，含氟聚合物通常具有较好的表面平整度、良好的表面相容性和优良的力学性能，适用于作为光伏电池背板的粘结薄膜使用，例如，CN102653154A公开了一种自粘性的以聚偏氟乙烯为结构成分的薄膜材料，能够用于粘附太阳能电池背板中的聚烯烃封装胶膜层和聚酯背板层，然而，上述薄膜材料在制备过程中还需要引入热稳定剂、无机填料、助剂、增粘剂、抗氧剂等添加剂，得到的薄膜与PET层的粘结力仅为8N/cm，与EVA层的粘结力仅为10N/cm，粘度不高，而且，由于聚偏氟乙烯材料价格昂贵，在生产中不便于大规模推广。本领域的技术人员需要在现有技术的基础上研发一种新的用于光伏电池背板粘结的薄膜材料，得到的薄膜材料与PET、EVA或者POE材料层的粘结力需要进一步加强，力学强度需要进一步提高以便于加工，同时应尽可能的减少氟材料的使用和加工过程中对于添加剂或溶剂的使用，以符合国家所提倡的对于环境友好性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种用于光伏电池背板的薄膜，所述薄膜按重量份数计算包括如下组分：不饱和聚酯40～80份粘结性树脂20～60份。其中，所述粘结性树脂为聚烯烃与聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚碳酸酯中的任意一种聚合物组成的嵌段共聚物。所述嵌段共聚物如参考文献(冯雨晨,介素云,李伯耿.烯烃易位聚合制备遥爪聚合物及嵌段共聚物[J].化学进展,2015,27(8):1074-1086.)中所述，通过将含有一种或多种含有双键的烯烃单体在催化剂的作用下单独或共聚合，之后通过与双键两端含有氨基、羧基、酯基等活性基团的烯烃化合物之间发生烯烃易位反应，产物与含有多个氨基、羧基、酯基等活性基团的化合物之间发生缩聚反应得到。所述不饱和聚酯的重量份数可以为41份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、78份等。所述粘结性树脂的重量份数可以为21份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、58份等。本专利技术中所述的薄膜中包括不饱和聚酯和粘结性树脂两种材料，作为优选的技术方案，所述薄膜中不含有任何添加剂、填料、交联剂和表面修饰剂等可能对表面结构产生破坏的助剂。本专利技术中所述的薄膜的表面光滑平整，不经过任何物理、化学处理，不含有任何修饰基团，其中的不饱和聚酯选用与光伏电池背板材料相容性良好的聚酯材料，其中的粘结性树脂选用与EVA或者POE材料相容性较好的嵌段聚合物材料。本专利技术中所述的薄膜中的不饱和聚酯组分与粘结性树脂组分之间具有协同作用，二者的分子链之间能够通过π-π共轭作用形成在韧性较高的共混聚合物中常见的“海岛结构”，上述结构的形成能够有效提高所述薄膜的力学性能，由于二者的分子链中同时具有大量极性较强的链段和极性较弱的不饱和键成分，通过二者共混制备得到的薄膜材料无需经过进一步加工就能具有优异的与PET、EVA或POE膜层的相容性。本领域的技术人员可以根据实际情况选择任意一种可以获得的粘结性树脂材料，优选地，所述粘结性树脂中聚烯烃的重量百分数为60～80wt％，例如61wt％、65wt％、70wt％、75wt％、78wt％等。优选地，所述聚烯烃为聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物中的任意一种。优选地，所述薄膜还包括1～10重量份(例如2份、4份、6份、8份等)的聚烯烃弹性体或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。优选地，所述不饱和聚酯为主链含有苯环的聚酯。优选地，所述不饱和聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述不饱和聚酯的数均分子量为2000～500000Da，例如3000Da、6000Da、10000Da、50000Da、100000Da、200000Da、300000Da、400000Da、450000Da、480000Da、495000Da等，进一步优选为40000～150000Da。优选地，所述粘结性树脂的数均分子量为1000～400000Da，例如3000Da、6000Da、20000Da、60000Da、100000Da、150000Da、200000Da、250000Da、300000Da、350000Da、390000Da等，进一步优选为40000～100000Da。优选地，所述不饱和聚酯与粘结性树脂的数均分子量之比为(1～8):1，例如为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1等，进一步优选为(1～3):1选择合适的分子量比例有利于“海岛结构”的完善，提高不饱和聚酯与粘结性树脂共混后的均匀性，能够得到力学性能更为优良的薄膜材料。所述薄膜的厚度可以依据加工工艺的参数决定，优选地，所述薄膜的厚度为0.01～1mm，例如0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.20mm、0.40mm、0.60mm、0.80mm、0.90mm、0.95mm等。优选地，所述薄膜对于波长为400～100nm的电磁波的反射率≥80％，例如为82％、85％、90％、95％、98％等。优选地，所述薄膜对于波长为275～400nm的紫外线的透过率≤0.01％，例如为0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.007％、0.009％等。优选地，所述薄膜在各个方向上的拉伸强度≥80MPa，例如为81MPa、85MPa、90MPa、95MPa、100MPa等。优选地，所述薄膜的断裂拉伸率≥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光伏电池背板的薄膜，其特征在于，按重量份数计算，所述薄膜包括如下组分：不饱和聚酯                        40～80份粘结性树脂                        20～60份；所述粘结性树脂为聚烯烃与聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚碳酸酯中的任意一种聚合物组成的嵌段共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种用于光伏电池背板的薄膜，其特征在于，按重量份数计算，所述薄膜包括如下组分：不饱和聚酯40～80份粘结性树脂20～60份；所述粘结性树脂为聚烯烃与聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚碳酸酯中的任意一种聚合物组成的嵌段共聚物。2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述嵌段共聚物中聚烯烃的质量百分数为60～80wt％；优选地，所述聚烯烃为聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的薄膜，其特征在于，所述薄膜还包括1～10重量份的聚烯烃弹性体或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。4.根据权利要求1～3之一所述的薄膜，其特征在于，所述不饱和聚酯为主链含有苯环的聚酯。5.根据权利要求1～4之一所述的薄膜，其特征在于，所述不饱和聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1～5之一所述的薄膜，其特征在于，所述不饱和聚酯的数均分子量为2000～500000Da，优选为20000～150000Da；优选地，所述粘结性树脂的数均分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵正柏，夏修旸，陈洪野，宇野敬一，吴小平，
申请(专利权)人：苏州赛伍应用技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32