[发明专利]一种改进的太阳能电池组件背板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件背板及其制造方法，具体涉及一种环保型的太阳能电池组件背板。

背景技术

人类目前的主要能源来自化石能源，包括石油、煤和天然气，但在未来一百年左右的时间，化石能源会消耗殆尽，而且在使用化石能源的过程中，会排放大量的二氧化碳，改变大气层的气体组成，造成地球气候的恶化。无环境污染的绿色可再生能源是解决人类能源挑战和低碳排放的唯一途径。太阳能发电是最重要的绿色可再生能源之一。目前，世界各国都把发展太阳能发电做为国家能源策略，大力鼓励和推动太阳能发电的发展。在近几年，世界各国的太阳能行业都快速发展，主要是得益于政府的支持和大家对绿色可再生能源的渴求。

但是，太阳能电池发电目前还存在很大的挑战，主要是太阳能电池的发电成本还高于传统化石发电的成本，另外，在太阳能电池和组件的生产制造过程中，有一些工艺好存在环境污染问题。太阳能电池发电的发展挑战是如何通过技术创新改进现在太阳能电池和组件制造工艺和相关材料的设计和制备，避免对环境的污染，并持续降低太阳能发电的成本。

太阳能电池发电技术主要包括晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，晶体硅太阳能电池有包括单晶硅和多晶硅两种，薄膜太阳能电池包括：非晶硅、微晶硅、铜銦鎵硒、碲化镉、染料敏化和有机等类型。无论是何种太阳能电池，都需要制备成太阳能电池组件，对半导体的电池进行有效的保护和封装，才能长期有效的发电。以晶体硅太阳能电池组件为例，一般采用3mm左右的低铁超白玻璃做为组件的前半，以乙烯-醋酸乙烯酯EVA的胶膜为封装材料，分别置于电池片的上下两边，以聚合物的多层叠层膜为背板，在140-150℃条件下，通过真空层压工艺制成组件，EVA胶膜把电池片与前板玻璃和背板粘合在一起。另外常用的太阳能电池组件封装材料是聚乙烯醇缩丁醛PVB，和硅烷接枝的聚乙烯材料，或其他的材料。

太阳光从前板玻璃射入，穿过EVA胶膜到达太阳能电池片，转化成电能。所以玻璃的透过率是非常重要的，保证足够的光线入射到电池片。背板的功能主要是保护EVA胶膜和电池片，确保机械的完整性、耐水解性、耐紫外光、绝缘性，以及降低水分的穿透。背板一般都采用多层不同聚合物的薄膜复合而成，这样不同的聚合物薄膜层可以起到以上提到的不同保护功能和耐老化性能。

背板与EVA胶膜的粘合强度、背板中不同聚合物层间的粘合强度，以及所采用的聚合物薄膜的耐老化性能是决定和影响背板功能以及太阳能电池组件性能的关键技术指标。

太阳能电池背板一般包含以下几层：

(1)氟塑料薄膜(FP)，例如DuPont公司的聚氟乙烯PVF薄膜，商品牌号Akema公司的聚偏氟乙烯PVDF薄膜，商品牌号

(2)对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

(3)EVA或聚烯烃类层(PO)

(4)以上两层或三层之间的粘合剂层(Tie)，例如聚氨酯类胶粘剂。

含氟聚合物背板结构可以是FP/Tie/PET/Tie/EVA，FP/Tie/PET/Tie/PO，或者FP/Tie/PET/Tie/FP.

以上的背板材料采用了氟聚合物薄膜，虽然效果优良，但是氟聚合物价格昂贵，使得背板材料整体成本较高。此外，氟材料还会对环境造成污染。

同时，以上背板材料中的粘合层是聚氨酯类，丙烯酸(酯)类和环氧树脂类等溶剂型粘合剂。使用此类粘合剂有很大的缺点：

(1)使用大量的溶剂溶解粘合剂，在加工过程中溶剂挥发会对环境产生污染，对溶剂的回收也增加成本。

(2)粘合剂层的厚度一般较薄，低于或在10微米左右，粘合强度和耐候性差。

(3)需要单独的工艺将溶剂型粘合剂涂覆到氟塑料薄膜或PET薄膜上，干燥除去溶剂，增加制造成本。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能电池组件背板，该太阳能电池组件背板中的氟聚合物层被有效替代，降低成本和减少污染。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种改进的太阳能电池组件背板，包括基膜层、基膜层两侧的粘合层，粘合层另两侧的第四薄膜层和第五薄膜层，所述第四薄膜层为聚酯薄膜。

根据本发明所述的改进的太阳能电池组件背板，较好的是，所述第五层为聚酯薄膜，或所述第五层材料选自以下至少一种：聚酯薄膜或聚烯烃POE或热塑性聚氨酯TPU。

第五层的烯烃类的聚合物POE或热塑性聚氨酯TPU的成分选择范围如下：