[發明專利]以改性聚偏氟乙烯合金層為耐候保護層的太陽能電池背板

有效

• 申請號: 200910053911.X
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101582459A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 李民
• 申請（專利權）人: 上海海優威電子技術有限公司
• 主分類號: H01L31/0203
• 分類號: H01L31/0203;H01L31/048;B32B7/12;B32B27/18;B32B27/30
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔;鄭 暄

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及太陽能電池背板技術領域，具體是指一種以改性聚偏氟乙烯合金層為耐候保護層的太陽能電池背板。

背景技術

由于太陽能電池的大量使用，各個國家、公司對太陽能電池的背板提出了許多的結構并相應的申請了許多的專利。目前比較常用的結構有TPT結構和TPE結構，其中T指杜邦公司的Tedlar薄膜，成分為聚氟乙烯(PVF)，P指聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，E指乙烯-醋酸乙烯樹脂(EVA)薄膜，因此，TPT結構指PVF薄膜/PET薄膜/PVF薄膜結構，TPE結構指PVF薄膜/PET薄膜/EVA薄膜結構，三層薄膜間用合適的粘接劑粘接。TPT結構的背板的典型生產商為歐洲的Isovolta公司。TPE結構的背板為美國的Madico公司的專利產品(見專利申請WO2004/091901A2)。3M公司使用THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯)薄膜做太陽能電池背板，其結構為THV/PET/EVA。另外一些美國公司正嘗試采用ECTFE(乙烯三氟氯乙烯共聚物)、ETFE(乙烯四氟乙烯共聚物)作為背板材料，但還沒有商品化的產品。

氟塑料由于含氟，所以有很好的耐候性，表面能低，有自清潔性，非常適合做太陽能電池背板的最外層。但粘接劑在氟塑料表面不容易鋪展，其也不容易和其它的塑料粘合。PVF是所有氟塑料中含氟量最低的塑料，其可粘接性優于大部分氟塑料。THV是氟塑料中較為特殊的一種氟塑料，是最柔軟的氟塑料，也是容易粘接的氟塑料，不用表面處理即可和其它塑料粘接。在3M申請的專利(見專利申請US2006/0280922A1)中，其試圖覆蓋除PVF以外的所有氟塑料，但除其最后提出的THV/PET/EVA結構外，其它的氟塑料由于非常難以粘接，僅按其申請專利的表述無法實現其除以上材料以外的結構。

氟塑料中的PVDF學名為聚偏氟乙烯，分子結構為-(CF₂-CH₂)_n-(CH₂-CF₂)_n-。其供應商多，比如日本的大金、旭硝子、法國阿克瑪、意大利蘇威、中國的三愛富、東岳化工、巨化等公司。PVDF有非常好的電氣絕緣性，可以使用在高要求的特殊電線中。PVDF可以使用熱塑性塑料的加工工藝生產成薄膜，比如流延或吹膜，也可以制成涂料，涂布成膜。PVDF薄膜有高的自清潔能力，有非常好的水、氧阻隔性。在日本大金公司對外提供的技術資料中的測試結果顯示，厚度同樣是100μm的PVDF和PVF薄膜，PVDF的水汽阻隔性優于PVF層近10倍。以PVDF的性能，其應非常適合做太陽能電池背板的耐候保護層。但PVDF表面能低，無法直接使用。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種以改性聚偏氟乙烯合金層為耐候保護層的太陽能電池背板，該太陽能電池背板采用無機材料改性的聚偏氟乙烯(PVDF)合金薄膜為兩對外耐候保護層。此塑料合金是PVDF和合適的無機材料的共混塑料合金。此塑料合金通過擠出流延或吹膜得到PVDF合金薄膜。其在電暈、等離子或火焰處理后，表現出高的表面能，從而可以用粘接劑與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜粘接而制成太陽能電池背板。有無機材料的PVDF合金薄膜與PET薄膜的粘接強度明顯高于不含無機材料的PVDF薄膜與PET薄膜的粘接強度，結構新穎，材料易得，成本大大降低，且性能優良，符合對背板的要求，對太陽能行業有非常重要的意義。

為了實現上述目的，本發明的以改性聚偏氟乙烯合金層為耐候保護層的太陽能電池背板，包括依次粘接的第一耐候層、第一粘接層、結構增強層、第二粘接層和第二耐候層，其特點是，所述第一耐候層和所述第二耐候層均為無機材料改性的聚偏氟乙烯合金層。

較佳地，所述聚偏氟乙烯合金層是聚偏氟乙烯與無機材料的共混塑料合金層。

更佳地，所述無機材料選自結構式為AxBy的無機物中的一種或幾種，其中A是(Si)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、鋁(Al)、鉬(Mo)或鋇(Ba)，B是氧(O)、硫(S)或硫酸根(SO₄)，x和y分別選自1、2或3。顯然，其中Ax、By正負電荷匹配。

更進一步地，所述無機物包括二氧化硅和二氧化鈦，或者包括二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁和硫化鉬，或者包括二氧化硅、二氧化鈦和硫化鉬，或者包括二氧化硅、硫化鋅和二氧化鈦，或者包括二氧化鈦、硫化鋅和硫酸鋇。

更佳地，所述無機材料為所述聚偏氟乙烯合金層總重量的10％～40％。