用于光伏组件的背板制造技术

本发明专利技术提供了用于光伏组件的保护性背板。该背板具有固化在基板上的含有含氟聚合物的层，并且该层包含疏水二氧化硅。包含在该层中的疏水二氧化硅的量为２．５％至１５．０％重量比，并优选为７．５％至１２．５％重量比。此外，该含有含氟聚合物的层还可包含二氧化钛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光伏组件的背板专利技术背景 专利
本专利技术涉及光伏组件。更具体地，本专利技术涉及保护性背板。相关技术描述光伏组件所使用的太阳能是本世纪正被耗尽的化石燃料的最有希望的替代能源 之一。然而，光伏组件的生产和安装仍然是昂贵的过程。典型的光伏组件由玻璃或柔韧透 明的前部板、太阳能电池、胶囊密封材料、保护性背板、覆盖组件边缘的保护性密封以及覆 盖密封的铝制边框组成。如附图说明图1所示，将前部板10、背板20以及胶囊密封材料30和30’设 计为保护电池阵列40不受天气因素、湿度、机械载荷和冲击的影响。而且，这些部件提供了 用于人的安全和漏电的电气隔离。保护性背板20旨在提高光伏组件的使用寿命和效率，从 而降低光伏电流的单位功率成本。为了实现高度的光透射，前部板10及胶囊密封材料30 和30’必须是透明的，而为了美观的目的，背板必须是高度不透明的，并且出于功能性目的， 背板必须具有高反射率。出于很多原因，轻薄的太阳能电池组件是期望的，这些原因包括重 量减轻，尤其是用于建筑(建筑物一体化的(PV))和太空应用，以及军事应用(结合在士兵 的装备等中)的重量减轻。另外，轻薄组件有助于降低成本。所消耗的材料量的降低还使 这种技术更加“绿色”，从而节约了更多的自然资源。制造轻薄太阳能电池的当前手段是结合轻薄背板。然而，背部覆盖材料还必须具 有一定的抗潮湿性以防止湿气和水渗入，湿气和水的渗入能够引起诸如光伏元件、导线和 电极的被覆盖的部件生锈并损坏太阳能电池。另外，背板应当提供电气隔离、机械保护、一 定的UV稳定性、对胶囊密封材料的粘着性以及连接输出线的能力。目前使用的保护性背板通常是层压材料。图2提供了典型的层压材料背板20的 图示。该层压材料由作为主要部件的最常见为Tedlar 的聚氟乙烯膜22、聚酯(pet)膜24 以及乙烯-乙酸乙烯(EVA)共聚物膜26组成。EVA层26与组件中的胶囊密封材料层30粘 合并被用作介电层，而且其具有良好的湿气阻隔特性。该EVA层的尺寸是稳定的。白色EVA 使功率显著提高。聚酯层24非常坚固，具有优异的介电特性，尺寸稳定，并且还具有良好的 湿气阻隔特性。聚氟乙烯层22被用作非常耐候的层。即便这些膜已满足了所要求的测试中和实际使用过程中的性能标准，但是它 们仍然表现出某些局限，如成本高以及Tedlar 膜的获得受限。诸如PVF (Tedlar )、 ECTFE (Halar )和其它含氟聚合物的现有技术的材料的另一缺点是，在环境温度或适度升 高的温度下不能对这样的材料进行加工。例如，使用高沸溶剂(通常，对于取向的Tedlar 使用二甲基乙酰铵，对于Tedlar SP使用碳酸丙烯酯)由分散体通过浇铸方法制成PVF膜。 二甲基乙酰铵的沸点是164-166°c，而碳酸丙烯酯的沸点是200°C。必须在160°C以及90% 或更高的溶剂含量下进行分散以确保形成合适的膜。由于PVF树脂的热不稳定性，不能接 受更高的温度PVF树脂的熔融和分解温度太接近以至于PVF能够在烘焙过程中分解。因此，在Tedlar 膜中通常存在残留溶剂。DuPont报导在所有的取向Tedlar PVF膜中会存 在0. 05衬％至1.0衬％的二甲基乙酰胺(DMAC)残留量。或者，在350°C -375°C下通过熔融挤出制备ECTFE (Halar )膜。因此，它们不易 与颜料、粘土等混合，而且这种膜还昂贵。第5，741，370号美国专利提出，能够通过将热塑性烯烃用作背片材料来降低制造 和组件安装成本，所述热塑性烯烃包括两种不同的离聚物的组合，例如钠离聚物与锌离聚 物的组合，并且该组合被描述为产生协同作用，所述协同作用提高背片材料的水蒸气阻隔 特性，使之超过任意单独离聚物组分的阻隔特性。此外，该专利还公开了具有双离聚物背片 的离聚物胶囊密封材料的使用。然而，美国国家可再生能源实验室(NREL)报告，离聚物树脂含有游离和结合的甲 基丙烯酸，其需要在熔融加工过程中使用不锈钢工具，从而增加了制造成本。Solarex光伏 组件制造技术年度分包合同报告中的PVMaT改进(PVMaT Improvements in the Solarex Photovoltaic Module Manufacturing Technology Annual Subcontract Report),1998年 5月5日-1999年4月30日，国家可再生能源实验室，2000年1月· NREL/SR-520-27643。专利技术概述本专利技术提供了用于光伏组件的保护性背板。本专利技术的背板具有优异的耐候性、耐 热性、保色性、层与胶囊密封材料之间的粘附性以及抗划伤性。该背板能够将因湿气渗入而 引起的太阳能电池组件性能的退化最小化。这种背板还能够在长时期内实现期望的光电转 化效率。另外，所述背板，或称背片，能够被制成美观的形式。通过采用液体涂料涂覆技术，随后与EVA层压来制备本专利技术的背板，并且能够根 据应用要求对该背板进行修剪。而且，采用所述背片材料的太阳能电池组件的益处包括制 造成本的显著降低。在背片中使用液体涂料制剂克服了现有技术背片的一种或多种缺陷。能够制备比 当前可获得的背片更薄的背片。背片材料包括更容易获得的能够在环境温度或适度升高的 温度下进行加工的材料。能够将这些液体涂料直接涂覆在层压材料的第二层上，因而不需 要粘合剂。此外，能够容易地将它们与诸如颜料、粘土等的添加剂混合。在一个方面中，描述了用于光伏组件的背板，其具有包含可溶于有机溶剂的可交 联无定形含氟聚合物的层。该含氟聚合物可以是三氟氯乙烯(CTFE)与包括具有活性OH功 能性的烷基乙烯基醚的一种或多种烷基乙烯基醚的含氟共聚物。该背板能够包含与该含氟 共聚物混合的交联剂。背板还可包括诸如聚酯层的附加层。另举一例，背板还可包括EVA层。其它任选 的附加层可包含以下的一种与EVA共挤出的聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚氨基甲酸酯、液晶 高分子、三氟氯乙烯均聚物(aclar)、铝、溅射氧化铝聚酯、溅射氧化硅或氮化硅聚酯、溅射 氧化铝聚碳酸酯和溅射氧化硅或氮化硅聚碳酸酯。能够采用粘合剂或不采用粘合剂，将背板的含氟共聚物层涂覆至聚酯层或其它类 型的层。而且，能够将该含氟共聚物层涂覆为一层或多层。在一实施方案中，含氟共聚物层 的厚度小于1密耳。在另一方面中，含氟共聚物层的厚度大于1密耳。在另一实施方案中， 背板包含二氧化硅。在本专利技术的另一方面中，描述了用于光伏组件的背板。该背板具有包含四氟乙烯(TFE)与具有活性OH功能性的烯烃的共聚物的层。该背板还可包含与该含氟共聚物混合的 交联剂。在一实施方案中，含氟共聚物层的厚度小于1密耳。在另一实施方案中，含氟共聚 物层的厚度大于1密耳。在另一实施方案中，背板还具有离聚物层。含氟共聚物可以是或可以包括一种或多种含氟单体的三元共聚物。在一实施方案 中，三元共聚物包含偏二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯。而且，背板还可包括诸如聚酯层的附加层。可采用粘合剂或不采用粘合剂将含氟 共聚物层涂覆至聚酯层。可以将所述含氟共聚物层涂覆为一层或透明并着色的多层的组 合。能够对聚酯膜进行另外的电晕放电或化学处理以提高粘附性。背板还可包括EVA层。 在另一实施方案中，背板包含二氧化硅。其它任选的附加层本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于光伏组件的背板，其包括：基板；以及固化在所述基板上的含有含氟聚合物的层，其中所述含有含氟聚合物的层包含疏水二氧化硅。

【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：玛丽娜塔姆申科，大卫威廉埃维森，弗兰克安东尼曼纳里诺，赛缪尔林，杉浦章悟，
申请(专利权)人：马迪可公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]