一种无氟两层共挤光伏背板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种无氟两层共挤光伏背板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]如今，太阳能电池已被大量使用，据悉2014年全球太阳能发电新增装机容量为47GW，而光伏背板是其最重要的封装材料之一，太阳能电池的可靠性在很大程度上依赖于背板的可靠性。
[0003]传统技术中，光伏背板是以聚酯薄膜作为基材膜，两边涂覆氟树脂或复合保护膜(E膜和/或氟膜)为主，制备工艺复杂，复合型背板存在胶水降解风险，导致层间粘结强度下降，涂层型背板存在涂层开裂、脱落等问题，另外氟化工材料环境污染大，不能回收。
[0004]因此开发一款一种无氟的，具有良好绝缘性、阻水性、耐老化性能优异、结构简单的光伏背板具有重大意义。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种无氟两层共挤光伏背板，该光伏背板由两层材料构成，无氟，耐候性优良，阻水性、耐老化性能优异，绝缘性好，使用时不脱层、不起泡、不变色，可在光伏电池上用25年以上，结构简单、加工方便、制造成本低。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种无氟两层共挤光伏背板的制备方法，该制备方法通过采用两层熔融共挤的方式，免去了传统胶黏剂或附着剂粘合，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
[0007]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种无氟两层共挤光伏背板，所述光伏背板包括外耐候层和贴合于外耐候层下表面的内耐候层，内耐候层的下表面设置有凹凸网格结构；
所述外耐候层为聚酰胺树脂层，所述聚酰胺改性材料包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂 80-100份填充剂A10-20份
抗氧剂A0.1-1.0份
紫外线吸收剂A 0.1-1.0份光稳定剂A0.1-1.0份；
所述内耐候层为聚烯烃合金层，聚烯烃合金层由聚烯烃合金材料制得，聚烯烃合金材料包括如下重量份的原料:
聚烯烃树脂 80-100份填充剂B5-20份
抗氧剂B0.1-1.0份紫外线吸收剂B 0.1-1.0份光稳定剂B0.1-1.0份。
[0008]本发明通过采用聚酰胺树脂层作为外耐候层，使得光伏背板具有表面硬度大、耐磨性佳和较佳的冲击性能。
[0009]本发明通过采用聚烯烃合金层作为内耐候层，使得光伏背板具有不会发生水解、绝缘性佳等性能。
[0010]本发明的光伏背板不使用含氟树脂，采用两层共挤的加工方式制得，不需要使用胶黏剂，层与层之间的粘结性能优异、耐候性及抗水解能力得到大幅度提高，保证了太阳能电池的使用寿命；且阻水性、耐老化性能优异，绝缘性好，使用时不脱层、不起泡、不变色，可在光伏电池上用25年以上，结构简单、加工方便、制造成本低。
[0011]更为优选的，所述外耐候层的厚度为20-50 μ m，所述聚酰胺改性材料包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂 85-95份填充剂A12-18份
抗氧剂A0.3-0.8份
紫外线吸收剂A 0.3-0.8份光稳定剂A0.3-0.8份。
优选的，所述聚酰胺树脂包括PA6、PA66、PA1010、PAll和PA12中的至少一种，其熔点为170-260°C。本发明通过采用PA6、PA66、PA1010、PA11和PA12中的至少一种作为聚酰胺树脂，并控制其熔点170-260°C，可为使得光伏背板具有表面硬度大、耐磨性佳和较佳的冲击性能。
[0012]优选的，所述填充剂A为粒径在1_5μπι的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过采用粒径在1-5 μπι的金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉作为填充剂A复配使用，并控制其重量比为1:1.5-2.5，可明显提高背板的硬度、表面光泽和表面平整性。
[0013]优选的，所述抗氧剂A包括抗氧剂1010和/或抗氧剂626。本发明通过采用抗氧剂1010和/或抗氧剂626作为抗氧剂A，可以延缓或抑制背板氧化过程的进行，从而阻止背板的老化并延长其使用寿命。更为优选的，所述抗氧剂A是由抗氧剂1010和抗氧剂626以重量比1:0.5-1.5组成的混合物。
[0014]优选的，所述紫外线吸收剂A包括紫外线吸收剂UV-234、紫外线吸收剂UV-360和紫外线吸收剂UV-P中的至少一种。本发明通过采用紫外线吸收剂UV-234、紫外线吸收剂UV-360和紫外线吸收剂UV-P中的至少一种作为紫外线吸收剂A，可以强烈吸收紫外线，提高背板的抗紫外线性能，使背板在使用时不脱层、不起泡、不变色，与光稳定剂并用具有显著的协同效应。更为优选的，所述紫外线吸收剂A是由紫外线吸收剂UV-234、紫外线吸收剂UV-360和紫外线吸收剂UV-P以重量比1:1.5-2.5:2-4组成的混合物。
[0015]优选的，所述光稳定剂A包括光稳定剂GW-994和/或光稳定剂770。本发明通过采用光稳定剂GW-994和/或光稳定剂770作为光稳定剂A，可有效地捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效用。更为优选的，所述光稳定剂A是由光稳定剂GW-994和光稳定剂770以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。
[0016]更为优选的，所述内耐候层的厚度为100-500 μ m，所述聚稀经合金材料包括如下重量份的原料:
聚烯烃树脂 85-95份填充剂B8-15份
抗氧剂B0.3-0.8份
紫外线吸收剂B 0.3-0.8份光稳定剂B0.3-0.8份。
[0017]优选的，所述聚烯烃树脂包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-烯烃共聚物和丙稀-α -稀经共聚物中的至少一种，所述聚乙稀包括恪融指数在1.0-1.2g/10min的高密度聚乙稀、恪融指数在1.8-4.0g/10min的低密度聚乙稀和恪融指数在1.5-2.5g/10min的线性低密度聚乙稀中的至少一种，所述聚丙稀为恪融指数在2.0-2.8g/10min的双向拉伸聚丙稀和/或恪融指数在7.0-8.0g/10min的流延聚丙稀。本发明通过采用上述原料作为聚烯烃树脂，可以代替传统的氟膜或氟涂层，不仅能保证耐候性，同时环保、成本低于氟材料结构的背板，对太阳能行业有非常重要的意义。更为优选的，所述聚烯烃树脂是由熔融指数在2.0-2.8g/10min的双向拉伸聚丙稀和恪融指数在1.8-4.0g/10min的低密度聚乙稀以重量比0.8-1.2:1组成的混合物；或者，所述聚烯烃树脂是由熔融指数在2.0-2.8g/10min的双向拉伸聚丙烯和熔融指数在1.0-1.2g/10min的高密度聚乙烯以重量比1_2:1组成的混合物；或者，所述聚稀经树脂是由恪融指数在7.0-8.0g/10min的流延聚丙稀、恪融指数在1.8-4.0g/10min的低密度聚乙烯和熔融指数在1.5-2.5g/10min的线性低密度聚乙烯以重量比1.4-2.2:0.8-1.2:1组成的混合物。
[0018]优选的，所述填充剂B为粒径在1_5μπι的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1:1.5-2.5组成的混合物。本发明通过采用粒径在1-5 μπι的金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉作为填充剂B复配使用，并控制其重量比为1:1.5-2.5，可明显提高背板的硬度、表面光泽和表面平整性。
[0019]优选的，所述抗氧剂B包括抗氧剂215和/或抗氧剂1010。本发明通过采用抗氧剂215和/或抗氧剂1010作为抗氧剂A，可以延缓或抑制背板氧化过程的进行，从而阻止背板的老化并延长其使用寿命。更为优选的，所述抗氧剂A是由抗氧剂215和抗氧剂1010以重量比1-2:1组成的混合物。
[0020]优选的，所述紫外线吸收剂B包括紫外线吸收剂UV-320和/或紫外线吸收剂UV-531。本发明通过采用紫外线吸收剂UV-320和/或紫外线吸收剂UV-531作为紫外线吸收剂B，可以强烈吸收紫外线，提高背板的抗紫外线性能，使背板在使用时不脱层、不起泡、不变色，与光稳定剂并用具有显著的协同效应。更为优选的，所述紫外线吸收剂B是由紫外线吸收剂UV-320和紫外线吸收剂UV-531以重量比0.5-1.5:1组成的混合物。
[0021]优选的，所述光稳定剂B为光稳定剂UV-1164。本发明通过采用光稳定剂UV-1164作为光稳定剂B，可有效地捕获高分子材料在紫外线作用下产生的活性自由基，从而发挥光稳定效用。
[0022]本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种无氟两层共挤光伏背板的制备方法，包括如下步骤:
(I)将聚酰胺树脂、填充剂A、抗氧剂A、紫外线吸收剂A、光稳定剂A混合均匀，将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得聚酰胺改性材料；
(2)将聚烯烃树脂、填充剂B、抗氧剂B、紫外线吸收剂B、光稳定剂B混合均匀，将搅拌后的原料通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得聚烯烃合金材料；
(3)将聚酰胺改性材料和聚烯烃合金材料分别加入相应的单螺杆挤出机，经双层共挤模头挤出，再通过上下两个冷却辊冷却定型，在下冷却辊刻有凹凸的网格，制得所述无氟两层共挤光伏背板。
[0023]本发明的制备方法通过采用两层熔融共挤的方式，免去了传统胶黏剂或附着剂粘合，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
[0024]本发明的有益效果在于:本发明的光伏背板不使用含氟树脂，采用两层共挤的加工方式制得，不需要使用胶黏剂，层与层之间的粘结性能优异、耐候性及抗水解能力得到大幅度提高，保证了太阳能电池的使用寿命；且阻水性、耐老化性能优异，绝缘性好，使用时不脱层、不起泡、不变色，可在光伏电池上用25年以上，结构简单、加工方便、制造成本低。
[0025]本发明的制备方法通过采用两层熔融共挤的方式，免去了传统胶黏剂或附着剂粘合，工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
【附图说明】
[0026]图