一种长寿命高阻隔太阳能电池背板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种长寿命高阻隔太阳能电池背板及其制备方法，背板包括镀膜基材，设置在镀膜基材上的水氧阻隔层，镀膜基材与水氧阻隔层之间设置有阻隔缓冲层，阻隔缓冲层由阻隔缓冲层涂布液涂布于镀膜基材表面，经紫外固化后得到的复合聚合物薄膜。本发明专利技术通过引入阻隔缓冲层，降低背板的水汽透过率，提高水氧阻隔层与镀膜基材之间的牢度，防止老化后水氧阻隔层从镀膜基材脱落，提高背板的使用寿命。提高背板的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命高阻隔太阳能电池背板及其制备方法


[0001]本专利技术属于光伏组件
，特别涉及一种长寿命高阻隔太阳能电池背板及其制备方法。

技术介绍

[0002]2013年以来，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。晶硅太阳能电池一直在光伏技术中占主导地位，晶硅太阳能电池技术持续发展与进步，TOPCon、HJT、IBC等先进电池技术连续刷新世界记录。为了使太阳能电池保持25年的使用寿命，所用背板材料必须具有抗紫外线、水汽阻隔、耐气候等特性。新型N型电池技术(TOPCon/HJT)对水汽更为敏感，需要针对性开发高阻水光伏背板，提升组件整体水汽阻隔性。
[0003]水汽透过率是衡量背板阻隔性能好坏的重要指标之一。渗透率越低表明阻隔性能越好。若背板水蒸气阻隔性能不良，则湿气会透过背板进入电池板内侧，还会影响EVA的粘结性能，导致背板与EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化。目前背板材料的水汽透过率通常在0.3
‑
4g/m2/day。提高材料的水氧阻隔性能最有效手段是在PET上沉积无机阻隔层如Al2O3、SiO
x
、SiN
x
或其它阻水材料。但是Al2O3、SiO
x
、SiN
x
等无机阻隔材料自身脆性较大，厚度增加会产生裂纹风险，无法通过持续增加厚度大幅提升阻隔性能。
[0004]现有阻隔的光伏背板技术，如申请号CN202111104922.3公开的一种光伏背板及其制备方法，先对镀膜基层的表面进行等离子体处理，提升镀膜层对镀膜基层表面的粘附性能，其通过真空镀膜制得低水汽透过率的镀膜层，再配合采用高支化耐水解聚氨酯胶黏剂为胶膜，提升镀膜层与支撑层的粘接性能，确保光伏背板的长效阻水性能，其制得的背板水汽透过率＜0.1g/m2/day。依据IEC标准，光伏电池背板必须通过耐紫外光老化、双85、PCT等老化试验。该申请通过等离子处理提高镀膜层与镀膜基层的粘附性，在实际应用过程中，除了从镀膜层与胶层剥离力降低失效外，水汽还会通过其他界面破坏封装体系。特别是经过PCT 72H等严苛老化实验后，会出现镀膜层从镀膜基层脱离剥离现象，导致背板的水汽阻隔性能大幅降低，使用寿命变短。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种长寿命高阻隔太阳能电池背板及其制备方法，通过引入阻隔缓冲层，降低背板的水汽透过率，提高水氧阻隔层与镀膜基材之间的牢度，防止老化后水氧阻隔层从镀膜基材脱落，提高背板的使用寿命。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种长寿命高阻隔太阳能电池背板，包括镀膜基材，设置在镀膜基材上的水氧阻隔层，镀膜基材与水氧阻隔层之间设置有阻隔缓冲层，阻隔缓冲层由阻隔缓冲层涂布液涂布于镀膜基材表面，经紫外固化后得到的复合聚合物薄膜。
[0008]优选地，以质量百分数计，阻隔缓冲层涂布液包括如下组份：
[0009][0010]优选地，有机硅氧烷助剂选自八甲基四硅氧烷、二甲基二乙烯基硅烷、环五聚二甲基硅氧烷、五甲基苯基二氢三硅氧烷、二甲基四苯基二硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、氢封端苯基聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、五甲基苯基二氢三硅氧烷、环氧基封端的苯基三硅氧烷、二甲基四苯基二硅氧烷、二苯基四硅氧烷、乙烯基封端T型苯基聚硅氧烷中的一种或多种。
[0011]优选地，活性稀释剂选自多官能团丙烯酸酯类活性稀释剂，优选为丙氧基化多官能团丙烯酸酯、乙氧基化多官能团丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二缩季戊四醇五/六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三(2
‑
羟乙基)异氰酸酯三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。
[0012]优选地，阻隔缓冲层的厚度为1
‑
10μm，优选为2
‑
5μm。
[0013]优选地，水氧阻隔层为无机阻隔层或由无机阻隔层和有机阻隔层组成的成对层，
[0014]优选地，无机阻隔层包含金属氧化物或氮化物，该金属选自Al、Si、Zr、Ti、Hf、Ta、In、Sn、Zn中的至少一种；
[0015]优选地，金属氧化物或氮化物选自氮化硅、氧化铝、氧化硅中的至少一种；
[0016]优选地，无机阻隔层的厚度为10
‑
600nm，优选为50
‑
200nm；
[0017]优选地，有机阻隔层为含硅元素的聚丙烯酸树脂，厚度为0.5
‑
20μm，优选为0.8
‑
2μm；
[0018]优选地，水氧阻隔层的水汽渗透率WVTR＜10
‑2g/m2/day；
[0019]优选地，水氧阻隔层采用真空镀膜方法制备，真空镀膜方法为等离子化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积中的至少一种。
[0020]优选地，镀膜基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯中的至少一种材质的单层或多层膜层；
[0021]优选地，镀膜基材厚度为5
‑
500μm，优选为12
‑
100μm。
[0022]优选地，镀膜基材的外表面上设置有耐候粘结层，耐候粘结层包括70
‑
80wt％聚烯烃，15
‑
25wt％α烯烃共聚物，1
‑
5wt％防老化剂；
[0023]优选地，聚烯烃选自乙烯类共聚物、聚丙烯、改性聚丙烯的至少一种；
[0024]优选地，α烯烃共聚物选自乙烯
‑
α烯烃共聚物和丙烯
‑
α烯烃共聚物中的至少一种；
[0025]优选地，防老化剂包括酸吸收剂、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂和自由基猝灭剂中的至少一种；
[0026]优选地，耐候粘结层厚度为15
‑
60μm。
[0027]优选地，水氧阻隔层通过粘结层与支撑基材相连接，支撑基材的外表面上设置有
耐候层；
[0028]优选地，支撑基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺中的至少一种材质的单层或多层膜层；
[0029]优选地，支撑基材的厚度为100
‑
800μm，优选为150
‑
300μm。
[0030]优选地，耐候层选自耐候涂层或耐候薄膜层；
[0031]优选地，耐候涂层选自含氟涂料、丙烯酸涂料、聚酯涂料、环氧涂料和聚氨酯涂料中的一种或多种；
[0032]优选地，耐候薄膜层选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯
‑
四氟乙烯共聚物、乙烯
‑
三氟氯乙烯共聚物、改性聚氯乙烯中的至少一种材质的薄膜；
[0033]优选地，粘结层的材料选自双组分聚氨酯胶水、无溶剂性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，包括镀膜基材，设置在镀膜基材上的水氧阻隔层，所述镀膜基材与水氧阻隔层之间设置有阻隔缓冲层，所述阻隔缓冲层由阻隔缓冲层涂布液涂布于所述镀膜基材表面，经紫外固化后得到的复合聚合物薄膜。2.根据权利要求1所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，以质量百分数计，所述阻隔缓冲层涂布液包括如下组份：3.根据权利要求2所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述有机硅氧烷助剂选自八甲基四硅氧烷、二甲基二乙烯基硅烷、环五聚二甲基硅氧烷、五甲基苯基二氢三硅氧烷、二甲基四苯基二硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、氢封端苯基聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、五甲基苯基二氢三硅氧烷、环氧基封端的苯基三硅氧烷、二甲基四苯基二硅氧烷、二苯基四硅氧烷、乙烯基封端T型苯基聚硅氧烷中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述活性稀释剂选自多官能团丙烯酸酯类活性稀释剂，优选为丙氧基化多官能团丙烯酸酯、乙氧基化多官能团丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二缩季戊四醇五/六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三(2
‑
羟乙基)异氰酸酯三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述阻隔缓冲层的厚度为1
‑
10μm，优选为2
‑
5μm。6.根据权利要求1所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述水氧阻隔层为无机阻隔层或由无机阻隔层和有机阻隔层组成的成对层，优选地，所述无机阻隔层包含金属氧化物或氮化物，该金属选自Al、Si、Zr、Ti、Hf、Ta、In、Sn、Zn中的至少一种；优选地，所述金属氧化物或氮化物选自氮化硅、氧化铝、氧化硅中的至少一种；优选地，所述无机阻隔层的厚度为10
‑
600nm，优选为50
‑
200nm；优选地，所述有机阻隔层为含硅元素的聚丙烯酸树脂，厚度为0.5
‑
20μm，优选为0.8
‑
2μm；优选地，所述水氧阻隔层的水汽渗透率WVTR＜10
‑2g/m2/day；优选地，所述水氧阻隔层采用真空镀膜方法制备，真空镀膜方法为等离子化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积中的至少一种。7.根据权利要求1所述的长寿命高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述镀膜基材选
自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王素敏，王同心，
申请(专利权)人：苏州弘道新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：