一种光伏组件复合背板及其制备方法、光伏组件技术

本发明专利技术公开了一种光伏组件复合背板及其制备方法、光伏组件，包括由多层单向预浸带叠层复合而成的基板，单向预浸带由热塑性树脂和经偶联剂表面处理的连续纤维通过熔融浸渍复合得到；其中，热塑性树脂包括聚丙烯树脂以及聚丙烯树脂的极性接枝物，在熔融浸渍复合的过程中，偶联剂与聚丙烯树脂的极性接枝物之间发生分子间作用力；本发明专利技术在保持连续纤维增强热塑性聚合物单向带的优异封装性能的基础上，耐用可靠；且采用的制备方法简单易于实施，工艺稳定可靠，实施成本低廉。实施成本低廉。实施成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件复合背板及其制备方法、光伏组件


[0001]本专利技术属于光伏发电领域，具体涉及一种光伏组件复合背板，本专利技术还涉及了该光伏组件复合背板的制备方法，以及应用该光伏组件复合背板的光伏组件。

技术介绍

[0002]可靠性、安全性以及低成本是任何能源产品都必须同时满足的要求。过去几十年，光伏行业通过持续且高质量地专注研发提高光电转换效率，供应链以及生产设备的国产化和自动化等主要手段在过去40年中将光伏产品的成本下降了300倍之多。当然，这些过去几十年非常显著且有效将光伏电池片的成本几乎降低到极致，无论在转换效率的极限还是生产规模效应都即将遭遇瓶颈，因此，光伏组件产品还需要更多的技术创新。
[0003]申请人注意到，二十年前的光伏组件，光伏电池片的价格远高于其封装结构的价格，最初的光伏组件产品不得不使用沉重的玻璃和厚实的铝边框等封装结构来精心呵护黄金般的光伏电池片，最大程度地发挥电池片的发电作用。然而随着在光伏电池片上通过近几十年的技术创新实现了在成本上的极致，这使得光伏组件产品中的电池片和封装材料的成本结构分布上发生了逆转变化，封装材料的成本开始超过电池片的成本，也就是说，电池片相对显得廉价，于是目前已有双面、半片以及叠瓦等新的光伏组件电池结构技术出现，通过该结构争取最大程度的封装材料用率。人们从“呵护电池”变利成了“惜护封装材料”。
[0004]进一步来说，光伏组件背板作为光伏组件的背面封装材料，其性能好坏也直接决定了光伏组件的封装效果表现。现有传统的光伏组件背板大多采用PET基材，然而由于PET属于热塑性工程塑料，存在强度低、易水解、阻水率且热收缩率高的不足。
[0005]本申请人在先提出了授权公告号为CN211555907U的光伏组件，主要提出了采用基于连续纤维增强热塑性聚合物单向带的单层结构或多层叠层结构作为光伏组件背板。随着本申请人的深度推广应用后发现，由于连续纤维与热塑性聚合物之间存在相容性不佳的问题，使用寿命表现不够理想。申请人查阅了关于改善连续纤维与热塑性树脂之间相容性的在先相关公开信息，然而这些信息基本都是向热塑性树脂中添加各种极性接枝相容剂和偶联剂，然后与纤维直接通过熔融共挤方式得到纤维增强热塑性聚合物材料，将其作为光伏组件背板，其拉伸强度明显不足，而且耐击穿电压性能也同样无法满足光伏封装需求；CN105693953A公开了碳纤维增强热塑性复合材料单向带的制备方法，提出首先将碳纤维进行快速退浆处理，将碳纤维埋入到一种纳米粉体中并加热；然后采用一组旋转轧辊对碳纤维进行展宽；将碳纤维、聚丙烯、聚酰胺、二甲苯、马来酸酐、引发剂、热塑性弹性体以及其他助剂混合均匀，将混合物加入单螺杆挤出机内进行反应挤出熔体，熔体经熔体泵进入复合浸润模具内的熔池中；展宽的碳纤维经牵引辊进入复合浸润模具，在复合浸润模具的熔池内与熔体进行轧制浸润复合；碳纤维通过碳纳米管悬浮液实现接枝改性，热塑聚合物在熔融挤出时通过极性单体和引发剂进行改性，整体制备过程不仅成本高，工艺稳定性较差，而且耐水汽透过性差，无法满足光伏封装需求。
[0006]此外，本申请人还发现CN211555907U提出的光伏组件背板由于具有较高的刚性结
构强度，因此无法直接引用现有光伏组件背板的涂覆技术，导致难以进行进一步复合功能改善，经长久使用后，耐老化性能会明显下降。
[0007]为此，本申请人决定基于CN211555907U作为技术基础，寻求创新方案对其进行进一步优化改进。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光伏组件复合背板及其制备方法、光伏组件，在保持连续纤维增强热塑性聚合物单向带的优异封装性能的基础上，耐用可靠；且采用的制备方法简单易于实施，工艺稳定可靠，实施成本低廉。
[0009]本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]一种光伏组件复合背板，包括由多层单向预浸带叠层复合而成的基板，所述单向预浸带由热塑性树脂和经偶联剂表面处理的连续纤维通过熔融浸渍复合得到；其中，所述热塑性树脂包括聚丙烯树脂以及聚丙烯树脂的极性接枝物，在所述熔融浸渍复合的过程中，所述偶联剂与所述聚丙烯树脂的极性接枝物之间发生分子间作用力。
[0011]优选地，所述极性接枝物的单体选自丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈或马来酸酐中的一种或任意几种的混合；所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或非硅烷偶联剂。
[0012]优选地，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、丙烯酰氧基硅烷偶联剂、烷基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的一种或任意几种的混合。
[0013]优选地，在进行熔融浸渍复合之前，将连续纤维通过熔融形成熔体拉丝，采用浸润剂对该熔体拉丝表面进行浸润改性处理，其中，所述浸润剂包括不低于0.1wt％的偶联剂，得到经偶联剂表面处理的连续纤维。
[0014]优选地，所述浸润剂占所述连续纤维的重量份比例范围为0.5
‑
5wt％；所述浸润剂还包括成膜剂和/或润滑剂和/或抗静电剂。
[0015]优选地，所述聚丙烯树脂占所述热塑性树脂的重量份比例不低于85wt％，且所述聚丙烯树脂的极性接枝物占所述聚丙烯树脂的重量份比例范围为0.2
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15wt％。
[0016]优选地，所述热塑性树脂与所述连续纤维的重量份比例为20
‑
80wt％：80
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20wt％。
[0017]优选地，所述热塑性树脂还包括抗氧剂和/或光稳定剂；其中，所述抗氧剂包括协同配合的主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂包括受阻酚类和/或者仲芳胺类，所述辅助抗氧剂包括亚磷酸酯类和/或者亚硫酸酯类；所述光稳定剂包括光屏蔽剂和/或紫外线吸收剂和/或淬灭剂和/或自由基捕获剂。
[0018]优选地，所述基板的至少1个表面上设有耐老化防护涂层。
[0019]优选地，一种如上所述光伏组件复合背板的制备方法，包括如下操作步骤：
[0020]S10)、分别准备热塑性树脂和经偶联剂表面处理的连续纤维；
[0021]S20)、将热塑性树脂通过熔融挤出形成树脂熔融体，然后将该树脂熔融体注入到浸渍模具中，与通过牵引展开的连续纤维进行浸渍复合；
[0022]S30)、冷却后，得到单向预浸带；
[0023]S40)、将所述单向预浸带进行多层叠层复合，得到所述基板。
[0024]优选地，还包括步骤S50)、在所述基板上的至少1个表面上设置耐老化防护涂层，包括如下操作步骤：
[0025]S51)、对所述基板的至少一个表面进行预处理，提高所述基板在该表面的达因值；
[0026]S52)、通过涂覆工艺在经预处理后的基板表面上涂覆耐老化防护涂料；
[0027]S53)、通过固化工艺使得所述耐老化防护涂料完成固化，得到成型在基板表面的耐老化防护涂层，得到所述光伏组件复合背板。
[0028]优选地，在所述步骤S51)中，所述预处理包括电晕处理或火焰处理，使得所述基板在该表面的达因值不低于48dyn/cm。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件复合背板，包括由多层单向预浸带叠层复合而成的基板，其特征在于，所述单向预浸带由热塑性树脂和经偶联剂表面处理的连续纤维通过熔融浸渍复合得到；其中，所述热塑性树脂包括聚丙烯树脂以及聚丙烯树脂的极性接枝物，在所述熔融浸渍复合的过程中，所述偶联剂与所述聚丙烯树脂的极性接枝物之间发生分子间作用力。2.根据权利要求1所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述极性接枝物的单体选自丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈或马来酸酐中的一种或任意几种的混合；所述偶联剂包括硅烷偶联剂和/或非硅烷偶联剂。3.根据权利要求2所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、丙烯酰氧基硅烷偶联剂、烷基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的一种或任意几种的混合。4.根据权利要求1所述的光伏组件复合背板，其特征在于，在进行熔融浸渍复合之前，将连续纤维通过熔融形成熔体拉丝，采用浸润剂对该熔体拉丝表面进行浸润改性处理，其中，所述浸润剂包括不低于0.1wt％的偶联剂，得到经偶联剂表面处理的连续纤维。5.根据权利要求4所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述浸润剂占所述连续纤维的重量份比例范围为0.5
‑
5wt％；所述浸润剂还包括成膜剂和/或润滑剂和/或抗静电剂。6.根据权利要求1所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述聚丙烯树脂占所述热塑性树脂的重量份比例不低于85wt％，且所述聚丙烯树脂的极性接枝物占所述聚丙烯树脂的重量份比例范围为0.2
‑
15wt％。7.根据权利要求1或6所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述热塑性树脂与所述连续纤维的重量份比例为20
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80wt％：80
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20wt％。8.根据权利要求1所述的光伏组件复合背板，其特征在于，所述热塑性树脂还包括抗氧剂和/或光稳定剂；其中，所述抗氧剂包括协同...

【专利技术属性】
技术研发人员：施正荣，王伟力，徐征阳，于伶俊，
申请(专利权)人：上迈上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：