具有高复合牢度的太阳能电池背板膜.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911138988.7 (22)申请日 2019.11.20 (71)申请人 江门市蓬江区华龙包装材料有限公 司 地址 529000 广东省江门市蓬江区杜阮镇 英华路10号1栋首层之一 （自编） (72)发明人 文斌森魏洪媚 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 黄琳娟 (51)Int.Cl. B32B 27/08(2006.01) B32B 27/18(2006.01) B32B 27/32(2006.01) B32B 33/00(2。

2、006.01) H01L 31/049(2014.01) (54)发明名称 一种具有高复合牢度的太阳能电池背板膜 (57)摘要 本发明涉及一种太阳能电池背板膜， 由外 层、 中层和内层材料组成。 外层材料为烯烃共聚 物， 中层材料为茂金属聚烯烃， 内层材料为聚烯 烃。 其中太阳能电池背板膜的外层、 中层和内层 材料之间、 内层材料与太阳能电池背板的EVA层 之间、 外层材料与太阳能电池背板的中层PET之 间由于协同作用， 均有紧密的复合牢度， 从而最 大程度的降低了太阳能电池背板脱层的几率。 并 且太阳能电池背板膜的外层、 中层和内层材料相 互之间具有较强的分子间作用力， 从而提高了太 阳能电。

3、池背板膜的阻水性和抗水汽的腐蚀性。 权利要求书1页 说明书9页 CN 110948977 A 2020.04.03 CN 110948977 A 1.一种太阳能电池背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 其特征在于， 所述外层材料 包括烯烃共聚物， 中层材料包括茂金属聚烯烃， 内层材料包括聚烯烃。 2.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述烯烃共聚物选自乙 烯-辛烯共聚物、 丙烯-辛烯共聚物、 丁烯-辛烯共聚物、 己烯-辛烯共聚物、 乙烯-己烯共聚 物、 丙烯-己烯共聚物或丁烯-己烯共聚物。 3.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述茂金属聚烯烃选。

4、自茂 金属聚乙烯、 茂金属聚丙烯、 茂金属聚苯乙烯或茂金属环丙烯。 4.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述聚烯烃选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚丁烯、 聚己烯或聚辛烯。 5.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述烯烃共聚物的熔融指 数为2-7g/10min， 密度为0.810-0.895g/cm3。 6.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述茂金属聚烯烃的熔融 指数为0.05-6g/10min， 密度为0.900-0.970g/cm3。 7.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述聚烯烃的熔融指数为 2-15g。

5、/10min， 密度为0.900-0.940g/cm3。 8.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述外层、 中层和内层材 料中包括紫外吸收母粒， 所述紫外吸收母粒的吸收太阳光的波长范围是400nm。 9.根据权利要求8所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述紫外吸收母粒在各层 的质量百分比为7.3-20.5。 10.根据权利要求1所述一种太阳能电池背板膜， 其特征在于， 所述外层材料的质量百 分比为20-34， 所述中层材料的质量百分比为34-65， 所述内层材料的质量百分比为15- 35。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110948977 A 2 一种具有高复。

6、合牢度的太阳能电池背板膜 技术领域 0001 本发明涉及功能薄膜领域， 具体涉及一种具有高复合牢度的太阳能电池背板膜。 背景技术 0002 随着全球能源的不断消耗以及日益严峻的环境问题， 人们开始逐步将注意力放在 绿色清洁可再生能源上。 太阳能作为取之不尽、 用之不竭的能源， 成为新一代可再生能源的 研究热点。 据报道， 到了2050年， 太阳能利用率将在整个能源体系中占比超过40以上。 目 前在太阳能转化成电能的设备中， 太阳能电池板是常用的设备。 在太阳能电池板组件结构 中， 太阳能电池背板位于组件背面的最外层， 对电池板起到保护和支撑的作用， 并且保护太 阳能电池核心组件不受水汽的侵蚀；。

7、 同时兼有防氧化、 耐高低温、 绝缘和耐腐蚀等特性， 因 此是太阳能电池组件结构中非常关键的部分。 0003 常见的太阳能背板， 一般具有三层材料结构， 分别为内、 中和外层， 其中， 内层材料 一般为EVA， 具有优异的回弹耐老化性、 耐龟裂性能； 外层材料一般选自聚氟乙烯(PVF)或聚 偏氟乙烯(PVDF)等含氟的材料， 具有优异的耐侯性、 稳定性和抗疲劳性； 而中层材料是太阳 能电池背板的支撑性结构， 所选材料为PET， 其材料的优点在于： 具有其良好的刚性， 可用来 作为整个太阳能电池背板的骨架； 具有良好的绝缘性能和强度， 是高度结晶的聚合物， 表面 平滑有光泽； 具有优良的物理机械。

8、性能， 长期使用温度可达120， 短期使用时可耐150高 温和-70低温， 且高低温均对其机械性能影响很小； 高温高频下， 其电性能仍较好， 抗蠕变 性、 耐疲劳性、 耐摩擦性、 尺寸稳定性都很好。 0004 太阳能电池由低铁钢化玻璃、 硅片、 EVA胶或聚乙烯膜和背板材料经过层压制备， 由于太阳能电池直接暴露在空气中， 易受到水蒸气、 酸性气体、 高低温和紫外线的侵蚀， 从 而造成太阳能电池的光电转换性能衰减， 因此太阳能背板膜对太阳能电池的保护作用尤为 重要。 太阳能背板膜位于太阳能背板的内层和中层之间， 即EVA层和PET层之间。 其主要作用 在于有效的复合太阳能背板膜的中层和内层， 以。

9、及对内层及内部的太阳能背板的核心部 件， 即对太阳能电池形成有效的隔离保护作用。 目前太阳能背板膜多采用聚乙烯膜， 均为普 通的高压低密度聚乙烯、 线性低密度聚乙烯及部分茂金属低密度聚乙烯共混制成， 其主要 缺陷有： 复合牢度差， 因此容易从粘合的EVA层上剥离， 造成脱层； 阻水性差、 水汽透过量大， 从而易导致腐蚀组件； 耐候性不良， 容易造成黄变导致功率衰减甚至失效。 以上缺陷极大的 影响了太阳能电池的使用寿命。 0005 因此亟需找到一种可替代现有技术太阳能电池背板膜， 能克服上述技术的缺陷。 发明内容 0006 本发明旨在克服现有技术的缺点与不足， 提供一种具有高复合牢度的太阳能电池。

10、 背板膜。 所述具有高复合牢度的太阳能电池背板膜具有三层结构， 分别为内层、 中层和外 层， 三层材料结构各不相同， 但是均为包含烯烃结构的聚合物。 所述太阳能电池背板膜中还 可以添加紫外吸收色母粒成分。 所制得的太阳能电池背板膜与EVA、 PET层复合牢度大， 不易 说明书 1/9 页 3 CN 110948977 A 3 脱层， 并且具有良好的耐候性和良好的与紫外吸收母粒的相容性。 0007 本发明的目的通过以下技术手段得以实现： 0008 一种太阳能电池背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 其中所述外层材料包括烯 烃共聚物， 中层材料包括茂金属聚烯烃， 内层材料包括聚烯烃。 0009。

11、 太阳能背板膜的外层材料烯烃共聚物与太阳能背板的中层材料PET具有强烈的复 合作用， 从而紧密附着在基材PET上； 此外， 太阳能背板膜的外层材料烯烃共聚物与太阳能 背板膜的中层材料茂金属聚烯烃具有协同作用， 茂金属聚烯烃密度比烯烃共聚物更高， 因 此茂金属聚烯烃的分子单元能插入到烯烃共聚物空隙中， 产生规整严密的排布， 从而有效 提高太阳能背板膜的挺度和阻隔水蒸气的效果； 太阳能背板膜的中层材料茂金属聚烯烃与 太阳能背板膜的内层材料聚烯烃能产生强烈的复合作用， 从而提升太阳能背板膜的本身的 复合牢度， 避免分层。 太阳能背板膜的内层材料聚烯烃能提高与太阳能背板的内层材料EVA 的热压效果， 。

12、紧密复合在EVA上。 0010 进一步地， 所述烯烃共聚物选自乙烯-辛烯共聚物、 丙烯-辛烯共聚物、 丁烯-辛烯 共聚物、 己烯-辛烯共聚物、 乙烯-己烯共聚物、 丙烯-己烯共聚物或丁烯-己烯共聚物。 0011 进一步地， 所述茂金属聚烯烃选自茂金属聚乙烯、 茂金属聚丙烯、 茂金属聚苯乙烯 或茂金属环丙烯。 0012 进一步地， 所述聚烯烃选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚丁烯、 聚己烯或聚辛烯。 0013 进一步地， 所述烯烃共聚物的熔融指数为2-7g/10min， 密度为0.810-0.895g/cm3。 0014 进一步地， 所述烯烃共聚物的熔融指数为所述茂金属聚烯烃的熔融指数为0.05- 6g。

13、/10min， 密度为0.900-0.970g/cm3。 0015 进一步地， 所述聚烯烃的熔融指数为2-15g/10min， 密度为0.900-0.940g/cm3。 0016 外层材料烯烃共聚物熔融指数大， 而密度低， 因此与PET有更好的复合性； 中层材 料茂金属聚烯烃密度较高， 可以提高薄膜的挺度； 内层材料聚烯烃具有高熔融指数， 可以与 EVA有更好的低温热粘性， 从而紧密复合在EVA上。 0017 进一步地， 所述外层、 中层和内层材料中包括紫外吸收母粒。 0018 三层材料均可以添加紫外吸收母粒与烯烃共聚物进行物理共混， 从而使得太阳能 电池背板膜具有吸收的紫外光的作用。 001。

14、9 当太阳能电池背板膜的外层、 中层和内层材料分别与吸收太阳光紫外线的成分紫 外吸收母粒共混时， 外层、 中层和内层材料均与紫外吸收母粒具有良好的相容性， 将外层、 中层和内层材料分别与紫外吸收母粒复配所形成的太阳能电池背板膜具有吸收紫外线的 功能， 从而提升了太阳能电池背板膜的耐候性。 而长期暴露于室外高温的工作环境中的太 阳能电池背板膜， 不会发生由于成分相容性导致相分离的现象， 具有优异的物理稳定性。 0020 进一步地， 所述外层、 中层和内层材料中包括紫外吸收母粒， 且紫外吸收母粒的吸 收太阳光的波长范围是400nm。 0021 进一步地， 所述紫外吸收母粒在各层的质量百分比为7.3。

15、-20.5。 0022 进一步地， 所述外层材料的质量百分比为20-34， 所述中层材料的质量百分比为 34-65， 所述内层材料的质量百分比为15-35。 0023 本发明具有以下有益效果： 0024 1.太阳能电池背板膜的外层、 中层和内层材料具有高度的复合牢度， 其中太阳能 说明书 2/9 页 4 CN 110948977 A 4 电池背板膜的内层材料能与太阳能电池背板的内层EVA层紧密的粘接， 而太阳能电池背板 膜的外层材料又能与太阳能电池背板的中层PET层紧密的粘接， 从而最大程度的降低了太 阳能电池背板脱层的几率。 0025 2.太阳能电池背板膜的外层、 中层和内层材料相互之间具有。

16、较强的分子间作用 力， 外层材料烯烃共聚物与中层材料茂金属聚烯烃具有协同作用， 茂金属聚烯烃密度比烯 烃共聚物更高， 因此茂金属聚烯烃的分子单元能插入到外层的烯烃共聚物空隙中， 产生规 整严密的排布， 从而有效提高薄膜的挺度和阻隔水蒸气的效果； 中层材料茂金属聚烯烃与 内层材料聚烯烃产生强烈的复合作用， 从而提升背板膜本身的复合牢度， 避免分层。 具体实施方式 0026 实施例1 0027 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0028 表1实施例1各层组分占比 0029 0030 0031 其中外层材料乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为2g/10min， 密度为0。

17、.810g/cm3； 中层 材料茂金属高密度聚乙烯的熔融指数为0.05/10min， 密度为0.900g/cm3； 内层材料低密度 聚乙烯的熔融指数为2g/10min， 密度为0.900g/cm3。 0032 上述太阳能背板膜的制备方法如下： 0033 1.将各层的原料分别加入外层挤出机、 中层挤出机、 内层挤出机进行熔融塑化后 输出， 将各挤出机输出的材料输送至模头， 挤出吹膜并将熔融的外层材料、 中层材料和内层 材料融合成一层， 再经过模口吹出； 0034 2、 通过自动风环的10-25的冷却风冷却成需要的膜泡； 0035 3、 冷却后经过稳泡架稳定膜泡， 由在线测厚仪360旋转测量整个膜。

18、泡的厚度分 布， 并由厚度调节系统将信息反馈至自动风环调节； 0036 4、 进入人字排的膜泡被夹成扁平的筒膜进入上牵引选装装置， 将膜展平后依次进 入8条直径为120-200mm的导辊进一步冷却； 0037 5、 冷却后的薄膜再进入电晕处理装置， 经过电晕处理后切边， 进入下牵引分成单 张进入前后装置收成品包装。 0038 挤出机工艺参数的设定过程： 0039 根据原材料的熔融指数及特性， 设定对于外层、 中层、 内层材料分别对应的挤出机 每个区的温度及压力： 0040 对于外层材料： 外层挤出机1区为进料段， 温度设定为165、 2-3区为压缩段， 温度 分别设定为172和175， 目的在。

19、于使材料充分压缩熔融； 4-5区为计量段(均化段)， 温度分 说明书 3/9 页 5 CN 110948977 A 5 别设定为170和163， 使熔融的材料均匀挤出； 压力控制在23-41MPa之间。 0041 对于中层材料： 中层挤出机1区为进料段， 温度设定为171、 2-3区为压缩段， 温度 分别设定为176和178， 目的在于使材料充分压缩熔融； 4-5区为计量段， 温度分别设定为 172和171， 使熔融的材料均匀挤出； 压力控制在28-43MPa之间。 0042 对于内层材料： 内层挤出机1区为进料段， 温度设定为142、 2-3区为压缩段， 温度 分别设定为148和151， 目。

20、的在于使材料充分压缩熔融； 4-5区为计量段， 温度分别设定为 146和143， 使熔融的材料均匀挤出； 压力控制在21-32MPa之间。 0043 熔融后的三层材料进入模头， 设定每个区的模头温度， 三层材料进入模头后彼此 融合， 形成一张薄膜挤出模口成膜。 0044 具体的工艺参数如下表所示： 0045 表2实施例1中挤出机对于各层组分制备参数 0046 0047 实施例2 0048 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0049 表3实施例2各层组分占比 0050 0051 上述太阳能背板膜的制备方法同实施例1。 0052 其中外层材料丙烯-辛烯共聚物的。

21、熔融指数为7g/10min， 密度为0.895g/cm3； 中层 材料茂金属高密度聚苯乙烯的熔融指数为6g/10min， 密度为0.970g/cm3； 内层低密度聚丙 烯的熔融指数为15g/10min， 密度为0.940g/cm3。 0053 挤出机工艺参数的设定过程与实施例1类似， 具体的工艺参数如下表所示： 0054 表4实施例2中挤出机对于各层组分制备参数 0055 说明书 4/9 页 6 CN 110948977 A 6 0056 实施例3 0057 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0058 表5实施例3各层组分占比 0059 0060 0061。

22、 上述太阳能背板膜的制备方法同实施例1。 0062 其中外层材料乙烯-丁烯共聚物的熔融指数为3.5/10min， 密度为0.882/cm3； 中层 材料茂金属聚丙烯的熔融指数为2.3g/10min， 密度为0.900g/cm3； 内层材料聚己烯的熔融 指数为7g/10min， 密度为0.900g/cm3。 0063 挤出机工艺参数的设定过程与实施例1类似， 工艺参数如下表所示： 0064 表6实施例3中挤出机对于各层组分制备参数 0065 0066 实施例4 0067 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0068 表7实施例4各层组分占比 说明书 5/9 页。

23、 7 CN 110948977 A 7 0069 0070 上述太阳能背板膜的制备方法同实施例1。 0071 其中外层材料丙烯-己烯共聚物的熔融指数为5g/10min， 密度为0.845/cm3； 中层 材料茂金属环丙烯的熔融指数为3.5g/10min， 密度为0.945g/cm3； 内层材料聚辛烯的熔融 指数为8g/10min， 密度为0.936g/cm3。 0072 挤出机工艺参数的设定过程与实施例1类似， 具体的工艺参数如下表所示： 0073 表8实施例4中挤出机对于各层组分制备参数 0074 温度1区2区3区4区5区压力(mpa) 外层16517217417016323-46 中层20。

24、320821020520232-49 内层14214815114614321-38 模头208218215212 0075 实施例5 0076 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0077 表9实施例5各层组分占比 0078 0079 上述太阳能背板膜的制备方法同实施例1。 0080 其中外层材料丁烯-己烯共聚物的熔融指数为6g/10min， 密度为0.865g/cm3； 中层 材料茂金属环苯烯材料的熔融指数为5.5g/10min， 密度为0.900g/cm3， 聚丙烯熔融指数为 8g/10min， 密度为0.900g/cm3； 内层材料聚乙烯的熔融指数为3。

25、.2g/10min， 密度为0.908g/ 说明书 6/9 页 8 CN 110948977 A 8 cm3。 0081 挤出机工艺参数的设定过程与实施例1类似， 具体的工艺参数如下表所示： 0082 表10实施例5中挤出机对于各层组分制备参数 0083 温度1区2区3区4区5区压力(mpa) 外层16517217417016328-47 中层19119720119418934-46 内层14214815114614321-32 模头196201205193 0084 实施例6 0085 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0086 表11实施例6各层组分占。

26、比 0087 0088 上述太阳能背板膜的制备方法同实施例1。 0089 其中外层材料丁烯-己烯共聚物的熔融指数为4.2g/10min， 密度为0.825/cm3； 中 层材料茂金属高密度聚乙烯的熔融指数为1.2g/10min， 密度为0.961g/cm3， 聚丙烯熔融指 数为8g/10min， 密度为0.900g/cm3； 内层材料聚己烯的熔融指数为7g/10min， 密度为 0.916g/cm3。 0090 挤出机工艺参数的设定过程与实施例1类似， 具体的工艺参数如下表所示： 0091 表12实施例6中挤出机对于各层组分制备参数 0092 温度1区2区3区4区5区压力(mpa) 外层165。

27、17217417016323-41 中层18118618718418028-51 内层14214815114614321-28 模头190193195191 0093 对比例1 0094 一种太阳能背板膜， 由外层、 中层和内层材料组成， 各层组分如下所示。 0095 表13对比例1各层组分占比 说明书 7/9 页 9 CN 110948977 A 9 0096 0097 0098 上述太阳能背板膜的制备方法如下： 0099 将各层的原料分别加入外层挤出机、 中层挤出机、 内层挤出机进行熔融塑化后输 出， 将各挤出机输出的材料输送至模头， 挤出吹膜并形成三层的融合， 在经过风冷冷却， 即 可得。

28、到太阳能背板膜。 0100 具体的工艺参数如下表所示： 0101 表14对比例1中挤出机对于各层组分制备参数 0102 温度1区2区3区4区5区压力(mpa) 外层16016016015815828-45 中层16016516816516030-50 内层16516816816016028-52 模头170175180175 0103 将实施例1-6、 对比实施例1的太阳能电池背板膜进行相关性能测试， 所测试的项 目和参照的标准如下表所示。 0104 表15太阳能电池背板膜的测试项目及参照标准 0105 测试项目参照标准 拉伸强度GB/T 13542.2-2009 弹性模量GB/T 1040.。

29、1-2006 复合层剥离强度GB/T 2790-1995 老化实验IEC 61215-2005 EVA层剥离强度GB/T 2790-1995 水蒸气透过率GB/T 21529-2008 0106 按上述标准测试出的结果如表16所示。 0107 表16太阳能电池背板膜各测试项目结果 说明书 8/9 页 10 CN 110948977 A 10 0108 0109 由上表可知， 实施例1-6中的太阳能电池背板膜比对比例1中全聚乙烯材料的太阳 能电池背板膜的测试的相关性能都要优异。 0110 最后应当说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护 范围的限制。 本领域的技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行若干推演或者等 同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 说明书 9/9 页 11 CN 110948977 A 11 。