本发明专利技术提供了用于光伏应用的高性能背板(backsheet)(或者称为背板(backing?sheet))及其制备方法。高性能背板包括混合的热塑性聚烯烃或混合的乙烯醋酸乙烯酯(“EVA”)。混合的热塑性聚烯烃或EVA可以本身用作一层，或者并入层中，或者用作多层层压板中的层。混1合的热塑性聚烯烃或EVA可用于排除在背板中使用聚酯的必要性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景专利
本专利技术涉及光伏组件。更具体地，本专利技术涉及光伏组件的保护性背板和密封剂。相关领域描述光伏组件使用的太阳能是本世纪即将耗尽的矿物燃料的最有希望的替代品之一。然而，光伏组件的制备和安装是昂贵的过程。典型的光伏组件由玻璃或易弯曲的透明前板、太阳能电池、密封剂、保护性背板、覆盖组件边缘的保护性封条，以及覆盖封条的铝制外围边框组成。如图I所示，前板10、背板20和密封剂30和30’被设计为电池40的保护阵列， 以使其免受风化因素(weather agents)、湿度、机械负荷和碰撞的影响。而且,它们为人员安全和电流损伤而提供了电绝缘。保护性背板20意图改进光伏组件的生命周期和效率，由此减少每瓦光伏电的成本。尽管前板10和密封剂30和30’必须为透明的以用于高的光传导，但背板通常出于审美目的而具有高的不透明度并且出于使用目的而具有高的反射率。由于包括重量减少在内的许多原因，轻且薄的太阳能电池组件是期望的，尤其对于建筑(建筑PV—体化)和空间应用以及军事应用(包括在士兵装备中，等)是期望的。另外，轻且薄的组件有利于成本降低。而且，消耗材料的数量减少使得技术“更绿色”，由此节省更多的天然资源。制造轻且薄的太阳能电池的一个方法是加入轻且薄的背板。然而，背面覆盖材料也必须具有高耐湿性以防止湿蒸汽和水的渗透，湿蒸汽和水的渗透能够导致诸如光伏元件、电线和电极的内层部分的腐蚀，并损害太阳能电池。另外，背板应该提供电绝缘、机械保护、UV保护、对密封剂的粘附力以及连接输出线的能力。PV组件经常用于“不友善的”化学环境等，包括产生氨的生物废料富集的农业环境。大部分商业PV组件使用聚合背板以用于环境保护防止水分进入、UV降解以及物理损害，并且提供电结缘。实际上，市面上的所有聚合背板现在都将聚酯(更具体地是聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为其结构中的主要部件，这是因为其的优异介电性能和机械强度。然而，聚酯膜，尤其是常规聚对苯二甲酸乙二醇酯膜易受水解降解(以及其他环境降解机制)的影响。在高PH(碱性)和低pH(酸性)条件下加速了这样的水解降解。高pH暴露条件可以例如由在农业环境中使用而产生。低pH暴露条件可以例如由暴露于“酸雨”而产生，或甚至在缺少极端环境条件的情况下，由PV组件的内部部件(例如，EVA密封齐U)的逐渐降解而产生。随着聚酯膜部件化学降解，其介电效率和机械性能也都降低，由此减少了复合背板的有效性，并增加了PV组件失效的风险。聚酯膜供应商已经证明，通过修饰基体聚合物(例如，PEN、PBT)、聚合过程或后续纯化过程以使低聚物水平最小化，或与适当的添加剂混合来对水解稳定性以及其他潜在降解机制进行改善的能力。这样的修饰证明是有效的，但是花费过大。期望找到与现在可用方法相比，以更低成本改善太阳能电池背板的水解稳定性以及其他潜在降解机制的更经济有效的方法。期望找到因为使聚酯负面特征最小化而进行聚酯功能的更经济有效的材料专利技术概沭本专利技术提供了用于光伏应用的高性能背板(backsheet)(或者称为背板(backingsheet))及其制备方法高性能背板包括混合的热塑性聚烯烃或混合的乙烯醋酸乙烯酯(“EVA”)。混合的热塑性聚烯烃或EVA可以本身用作一层，或者并入层中，或者用作多层层压板中的层。混合的热塑性聚烯烃或EVA可用于消除在背板中使用聚酯的必要性。混合是指将添加剂并入基体聚合物体系。这些添加剂能够单独地或与其他添加剂的组合形式来提供多种功能。例如，抗氧化剂Cyanox 277 7 (Cytec)在膜挤出过程的升高温度下，使聚合链的热降解最小化。有机UV吸收剂和诸如TiO2的UV阻滞无机颜料增加了背板在最终使用应用中的耐候性，并且甚至在缺少常规抗氧化剂的情况下还增加了热氧化稳定性。通过加入增加背板的光反射系数和/或光致发光性以及散热性(通过使用相变材料和热传导无机颜料)的添加剂来实现组件性能的增加。在一个实施方案中，提供了不需要聚酯层的背板。在另一个实施方案中，背板是层压板并且用混合的EVA代替传统层压板的聚酯层。在优选的实施方案中，EVA与抗氧化剂和光稳定剂的组合混合。附图简沭为了更好地理解本专利技术，可以参照附图。图I示出典型光伏组件的部件的展开图。图2示出典型背板的一个实施方案。图3是例示实施例I的试验结果的图表。迸述光伏组件的背板提供了传统背板的相同性能，或者以较低成本提供了更好的性能。新的背板加入了一层或多层的混合热塑性聚烯烃或混合乙烯醋酸乙烯酯，或者混合聚合物层的组合。 聚烯烃表示适于广泛应用的极常见且低成本的一类聚合材料。如本文所用的聚烯烃是指由作为单体的非官能团烯烃(olefin)(也称为具有通式CnH2J^链烯烃(alkene))制备的聚合物，并且其包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、环状烯烃共聚物(COC)、EPDM、TPX (聚甲基戊烯)、烯烃共聚物、烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-乙烯基共聚物以及许多其他的聚烯烃。所用的聚烯烃能够为单一均聚物或共聚的聚烯烃，或者两种或多种聚烯烃的组合。聚烯烃固有耐受由其它手段的化学攻击进行的水解和降解，并且能够容易混合以使由其他机制进行的降解(例如，UV-和氧化-降解)最小化。聚烯烃通常不用于背板，因为它们在暴露于较高温度和UV光时容易降解。乙烯醋酸乙烯酯(“EVA”)具有极好的介电性能和优异的耐湿性。另外，其不像聚酯一样易受水解的影响。然而，未混合的EVA不是热稳定的，并且当暴露于热时释放酸性酸。醋酸负面影响背板的抗张强度。因此，已经发现混合EVA能够改进EVA的稳定性并使UV和热降解最小化。如本文所用的混合是指将添加剂并入基体聚合物体系。所用的具体添加剂将依赖于最终产品的期望性能或有利于制造的性能。可使用的添加剂的实例包括但不限于室外级别的TiO2(或BaS04、CaC03)、UVA、HAL、光稳定剂、A0、热传导性/抗电性颜料、荧光增白剂/光致发光剂、可见光颜料、IR反射颜料以及其他添加剂。能够单独或与其他添加剂组合使用添加剂。背板能够仅由混合聚合物的单板或多层结构(层压板)组成，其中每层根据背板的价格需要和性能需要而具有不同性能。例如，在一个实施方案中，背板为具有粘附于外部耐候层的混合热塑性聚烯烃内层的层压板。例如，混合热塑性聚烯烃层可以为三层层压板的中间层，所述层压板包括外部耐候层和内层，所述内层用于提供对电池或密封剂的粘附力和/或用于提供背板的反射率增加。这些其他层可以为混合的聚烯烃或EVA或通常用于背板结构的一些其他材料。在典型的光伏组件中，粘附于太阳能电池的背板层压板的层应该为更热稳定的和耐火的。内层必须为介电的。这能够通过两层或三层层压的分离层而实现，或者其能够为在一层中具有所有性能的仅仅一层。即能够混合聚烯烃或EVA以在一个板或不同混合的分离层中具有全部所需性能。例如，背板能够具有混合的EVA以及混合聚丙烯 层，从而，若需要，则向整个背板添加机械刚度。混合热塑性聚烯烃或EVA可用于消除背板中使用聚酯的必要性。优选通过挤出或共挤适当混合的基于聚烯烃或基于EVA的膜来制造背板。典型地，混合过程需要使添加剂在整个聚合物基质内均匀分布以修饰用于后续加工或最终使用应用的性能。通常通过完全在混合物熔点以上进行加热或通过混合器、挤出机来混合聚烯烃树脂；这是强调混合部分功本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.23 US 61/289,646;2010.06.10 US 61/353,2641.用于光伏组件的背板，其包括 混合的热塑性聚烯烃。2.如权利要求I所述的背板，其中所述背板包括至少一个内层和外层，并且将所述混合的热塑性聚烯烃并入所述内层，其中所述背板不包括聚酯层。3.如权利要求2所述的背板，其中所述内层由一种或多种混合的热塑性聚烯烃组成。4.如权利要求2所述的背板，其中所述外层为耐候层。5.如权利要求I所述的背板，其中所述背板为层压板，其包括(a)耐候膜的第一外层；(b)至少一个中间层；以及(c)内层，其中至少一个中间层包括所述混合的热塑性聚烯烃。6.如权利要求5所述的背板，其中所述内层包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，并且所述EVA的醋酸乙烯酯含量为约2至33重量百分数。7.如权利要求5所述的背板，其中所述第一外层和/或中间层包括导热性填充剂。8.如权利要求5所述的背板，其中所述第一外层包括氯三氟乙烯和一种或多种烷基乙烯基醚的氟共聚物，所述烷基乙烯基醚包括具有活性OH官能团的...
【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，布拉德利·约翰·弗里斯特，
申请(专利权)人：马迪可公司，
类型：发明
国别省市：
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