1.本发明涉及光伏组件技术领域，所属ipc分类号为b32b27/08，尤其是涉及一种三层结构的太阳能复合背板及其制备方法。
技术背景
2.太阳能背板位于光伏组件的背面，对电池片起保护和支撑作用，所以说太阳能背板必须要有优异的耐候性和机械强度。pet膜能够为太阳能背板提供优异的支撑性和绝缘性，但是其耐候性较差，在使用过程中常常将其与含氟材料配合使用，但是氟材料不但成本高，同时还存在粘结性能差的问题，同时如果是有的是含氟材料的涂膜，还存在膜的柔软性、产生涂膜的裂纹或开裂等问题。
3.专利cn104347743b公开在pet膜层上涂覆了聚间苯类树脂材料耐候层，制备得到的太阳能背板虽然具有较好的耐老化性能，但是长期的时候过程耐候层中由于苯的存在还会产生黄变的问题；cn102544152b提供了一种包括pet薄膜基体层；第一粘结胶层、第一聚丙烯膜的太阳能背板，太阳能电池背板具有良好的耐候性、良好的低温耐冲击性和良好的电绝缘性，但是大量聚丙烯的存在，太阳能背板如果长期处于零下的温度，其容易出现开裂等现象。
技术实现要素：4.为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，由三层材料复合而成，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结。
5.优选的，空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度10～40nm，对于本发明体系，对空气层进行电晕处理，在一定程度上能增加空气层的表面张力值，在一定程度上有利于后续复合时的粘结强度。
6.本发明中基材层的厚度为100～400μm(优选为150～300μm，比如说150μm、200μm、250μm、280μm、300μm等)。
7.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 60～100份、抗水解剂0.1～8份、增韧剂2～20份、钛白粉3～20份、助剂0～5份、晶须助剂1～15份、自由基淬灭剂0.1～6份。
8.优选的，所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 80～90份、抗水解剂1～2份、增韧剂8～12份、钛白粉8～12份、助剂1～3份、晶须助剂5～8份、自由基淬灭剂1～3份。
9.进一步优选的，所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 85份、抗水解剂1.2份、增韧剂10份、钛白粉10份、助剂1.2份、晶须助剂6份、自由基淬灭剂2份。
10.相对于其他一些氟背板，pet背板的最大优点是价格低廉，适合工业大批量生产，同时具有较好的绝缘性能，很适合用作太阳能背板中。
11.所述空气层的厚度为5～60μm(优选为10～50μm；进一步优选为20～40μm，比如说20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等)。
12.在本发明中的空气层主要于外部环境，同时其与基材层在一定程度上还能够共同起到的支撑作用。
13.在本发明中，所述空气层的材质为聚烯烃材质。在本发明中使用聚烯烃材料为主要原料，其原料丰富、价格低廉、电绝缘性优异。
14.在一些实施方式中，所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃80～100份、钛白粉15～25份、助剂2～5份、晶须助剂6～10份。
15.优选的，所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃90份、钛白粉20份、助剂3.5份、晶须助剂8份。
16.所述粘结层的厚度为5～60μm(优选为10～50μm；进一步优选为20～40μm，比如说20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等)。其中，粘结层作为复合背板的一层，在使用过程中其主要是与太阳能组件中的eva胶膜进行复合粘结。
17.本发明中的粘结层为聚乙烯材质，其可以通过市售得到，也可以通过自制得到，在一些实施方式中，所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b80～100份、助剂1～3份；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；
18.所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为2～4.5g/min，其中，茂金属线性低密度聚乙烯可通过市售得到，比如说韩国sk化学的lucene
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sp312、lucene
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sp310、smart
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184、smart
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151、美国channel prime alliance的certene
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llmf-116a、certene
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llmf-116d等。本发明中使用的为韩国sk化学的smart
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184(在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min)。
19.所述pet的特性粘度为0.50～0.1dl/g；优选的，所述pet的特性粘度为0.60～0.85dl/g，其中，pet可通过市售得到，包括但不限于仪征化纤的型号为fg600的pet。
20.经过研发过程中的一些调试实验发现，选择特定特性粘度的pet，使得基材层的体系的加工时的流动性更好。
21.为了更好的增加体系基材层的韧性，所述增韧剂选自poe、ma-eba接枝共聚物、epdm、ma、epdm-g-gma、ema-g-gma中的至少一种。
22.优选的，所述增韧剂为poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的组合。
23.所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：(1.5～2.3)：(0.2～0.3)；优选的，所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：2：0.25。
24.epdm-g-gma是三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸环氧丙酯，本发明中epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％。本领域技术人员可通过熔融接枝反应得到。作为一个示例的epdm-g-gma的制备方法：将接枝单体gma、st、引发剂dcp、epdm(2070型，中石油吉化公司)按质量分数为3％、0.5％、3％、93.5％的比例混合均匀，用双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，挤出的样条经过风冷造粒，得到epdm-g-gma。
25.发明人发现，使用epdm-g-gma作为增韧性，能够更好的钛白粉、晶须助剂与pet的结合能力，同时提高其分散性，但是当单独使用epdm-g-gma作为增韧性的时候，当期添加量过少，虽然能够增加体系的韧性，但是可能是不能够很好分散钛白粉、晶须助剂的原因导致背板的耐高低温循环性能降低，但是当期添加量过大的时候，背板的整体的冲击强度反而降低，可能是因为当其添加量过大，体系发生脆韧转变，反而增加了降低了冲击强度。
26.ma-eba接枝共聚物是乙烯丙烯酸丁酯与马来酸酐接枝，作为一种优选的技术方
案，所述ma-eba接枝共聚物在190℃、2.16kg条件下的体积流动速率为5～10cm3/10min)，比如说德国路可比的1494(在190℃、2.16kg条件下的体积流动速率为7g/min)。
27.poe是乙烯和辛烯的共聚物，分子结构中辛烯的存在破环了乙烯的结晶，同时进进一步赋予了共聚物良好的弹性和塑性。作为一种优选的技术方案，所述poe在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.5～1g/min，其可通过市售得到，比如说美国陶氏的engage
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7270(在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.8g/min)。
28.经过大量实验发现，在本发明使用ma-eba接枝共聚物与epdm-g-gma协同作用，在达到分散效果的同时还能够达到很好的增韧效果，可能是因为两者协同能够更好的增加两者的塑性形变，同时ma-eba接枝共聚物中的马来酸酐能够与pet具有很好的相容性，使得epdm-g-gma中epdm相的尺寸更加复合赠韧的要求，同时乙烯丙烯酸丁酯中的乙烯链段为poe在体系中的相容性提供了较好的条件，poe的长链段细化了pet的晶粒，同时提高了pet的结晶速率，从而提高了加工性能和冲击性能，并且三者相互协同作用防止了脆韧转变的发生。
29.在本发明的基材层和空添加特定量的钛白粉，在保证不降低机械性能和耐候性的情况，还能够更好的降低太阳光的热辐射，提高了背板的使用寿命。所述钛白粉为金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉，优选用金红石型钛白粉，可通过市售得到，比如说杜邦公司的r960。
30.现有技术中为了改善钛白粉的分散性，常常使用偶联剂来处理钛白粉，但是偶联剂一般为小分子，不但使得背板在制备的时候会可能存在小分子的降解，不利于环保性能，同时还可能存在背板中残留小分子降低热稳定性的缺陷，在本发明体系中选择了特定的增韧剂，使得钛白粉能够在体系中很好的分散。
31.所述抗水解剂为碳化二亚胺、聚碳化二亚胺、碳化二亚胺接枝聚合物或其组合。
32.所述抗水解剂可通过市售得到，比如说聚碳化二亚胺可购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03。
33.所述晶须助剂选自氧化镁晶须、氧化锌晶须、硼酸铝晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、氧化铝晶须中的至少一种；优选为氧化锌晶须，进一步优选的，氧化锌晶须为四针状氧化锌晶须。
34.所述四针状氧化锌晶须的直径为0.5～2μm(优选为0.5～1μm；进一步优选为0.8μm)、长度为10～15μm(优选为10～13μm、进一步优选为10μm)。
35.所述四针状氧化锌晶须可通过市售得到。
36.所述晶须助剂为改性后的晶须助剂，改性的方法为：使用质量分数为2％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中，与晶须助剂(加入的量为体系质量的5～10％)50～60℃加热反应1.5～3h，磁力搅拌超声分散10～30min，然后用正己烷洗涤、真空干燥至恒重得到。
37.即改性的四针状氧化锌晶须的改性的方法为：使用质量分数为2％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中，与四针状氧化锌晶须(加入的量为体系质量的5～10％)50～60℃加热反应1.5～3h，磁力搅拌超声分散10～30min，然后用正己烷洗涤、真空干燥至恒重得到。
38.恒重指的是连续两次真空干燥后的质量，其差值不超过0.0003g。
39.现有技术中使用pet作为太阳能背板基材的时候常常存在熔体强度、结晶和耐热
性、冲击性能差的缺陷，发明人发现在本发明体系中选自特定熔体体积流动速率的pet并且在改性晶须助剂的作用下不但使得pet在加工的时候具有良好的加工性能，同时还增加了背板的耐热性和水汽阻隔率，可能是因为晶须助剂在体系中能够起到异相成核的作用，在一定程度上细化了pet的晶粒，同时提高了pet的结晶速率，从而提高了加工性能和冲击性能，并且可能是因为改性后的晶须助剂具有更好的疏水性能和亲油性，在体系中能够很好的均匀分散，同时与钛白粉相互搭载，形成一种空间网络结构，与基体pet或聚乙烯之间形成一种“抓合力”，使得两者之间的结合更加紧密，这样的结构进一步使得背板的耐热性和水汽阻隔率更佳。
40.所述自由基淬灭剂的平均粒径为10～100nm；所述自由基淬灭剂选自二氧化铈、二氧化硅、二氧化锰中的至少一种。在本发明体系中选择二氧化铈、二氧化硅、二氧化锰等自由基淬灭剂能够在一定程度降低pet的降解，提高背板的稳定性。
41.所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：(0.3～0.5)。
42.所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的至少一种；所述聚乙烯a选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。
43.优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：(5～8)；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：(0.5～0.8)。
44.所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.8～3g/min(优选为1.2～2g/min，比如说1.2g/min、1.5g/min、1.8g/min、2g/min等)，其中，均聚聚丙烯可通过市售得到，比如说销售牌号为amoplens38ft的均聚聚丙烯(在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min)。
45.所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1～5g/min(优选为1.6～2.3g/min，比如说1.6g/min、2g/min、2.1g/min、1.3g/min等)，其中，嵌段共聚聚丙烯可通过市售得到，比如说销售牌号为mosten gb 502的嵌段共聚聚丙烯(在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min)。
46.所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.1～1g/min(优选为0.3～0.6g/min，比如说0.3g/min、0.4g/min、0.45g/min、0.5g/min、0.6g/min)，其中，茂金属聚乙烯可通过市售得到，比如说销售牌号为total polyethylene l 425的茂金属聚乙烯(在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min)。
47.所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为0.4～1.5g/min(优选为0.72～1.2g/min，比如说0.72g/min、0.8g/min、0.84g/min、0.9g/min、1g/min、1.2g/min)，线性低密度聚乙烯可通过市售得到，比如说销售牌号为taisox 2410的线性低密度聚乙烯(在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为1g/min)
48.在本发明的空气层使用聚丙烯与聚乙烯的组合，其中添加量较多的聚丙烯，有效的保证了背板的机械性能，同时使用嵌段共聚聚丙烯能够更好的保证空气层与胶水之间的粘结，并且更好的保证了背板的机械强度，但是聚丙烯的添加使得聚丙烯的耐寒性较差，在本发明体系中使用特定的茂金属聚乙烯和线性低密度聚乙烯能够有效的提高背板的耐低温性，同时改性后的晶须助剂具有长的链段，能够与聚乙烯协同作用实现对聚丙烯球晶的
插入、分割和细化，使聚丙烯晶体尺寸减小，这种细化的晶粒有助于提高其冲击强度，同时增加体系的致密性，使得体系的耐寒性更好。
49.所述包括抗氧剂、光稳定剂、抗老化剂中的一种或多种。可以列举的抗氧剂有抗氧剂264、抗氧剂tnp、抗氧剂168、抗氧剂3114、抗氧剂s9228、抗氧剂1010等。
50.可以列举的光稳定剂有光稳定剂770、光稳定剂292、光稳定剂lq-622、光稳定剂hs-944、光稳剂gw-540等。
51.可以列举的抗老化剂有防老剂rd、防老剂4010na、防老剂4020等。
52.本发明中的助剂为本领域常用的助剂，可以混合使用，也可以单独使用。
53.所述胶水为聚酯胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、丙烯酸胶粘剂和环氧树脂胶粘剂中的一种或者多种混合物；优选用聚氨酯胶粘剂，可通过市售得到，比如说武汉戴尔惠科技有限公司的d 5909聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5909a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.5：1，重量比，按照使用方法进行使用)、d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)、d-5000a/b聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5000a，固化剂为n3390，使用时候d5000a主剂：n3390固化剂＝12.5：1，重量比，按照使用方法进行使用)等。
54.本发明的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，包括以下步骤：
55.(1)按照上述配比将基材层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在270～290℃条件下挤出造粒，制备得到复合物a，备用；
56.(2)将按照上述配比将空气层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物b，备用；
57.(3)将按照上述配比将粘结层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物c，备用；
58.(4)分别将复合物a、复合物b、复合物c经过经熔融、塑化后经得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到基材层、空气层、粘结层；
59.(5)对空气层的一面电晕处理后镀铝，然后在镀铝面涂覆胶水、干燥处理后与基材层在热压状态下压合
60.(6)在基材层的另一面涂覆胶水后、干燥、与粘结层压合。
61.步骤(5)和步骤(6)中的压合温度为60～80℃。
62.步骤(5)和步骤(6)中胶粘剂涂覆量为4～5g/m2。
63.本发明的第三个方面提供了一种太阳能组件，所述太阳能组件包括上述任一种三层结构的太阳能复合背板。
64.在一些实施方式中，所述太阳能组件从上至下依次按照玻璃、eva胶膜、电池片、eva胶膜、上述任一种三层结构的太阳能复合背板进行复合组装，复合组装完毕后使用边框进行封装。
65.与现有技术相比：本发明至少具有下述有益效果：
66.1.本发明中避免了氟材料的时候，通过特定的聚烯烃空气层的设置使得太阳能符合背板具有较好的耐候性。
67.2.本发明中通过特定的增韧剂和晶须助剂来pet耐性尤其是耐水性不佳的缺陷，同时在特定的增韧剂的作用下避免了现有技术中一些小分子偶联剂的添加；同时三种特定的增韧剂之间相互协同作用，使得poe在体系中也具有很好的相容性。
68.3.在空气层，本发明中使用特定的聚丙烯与聚乙烯的组合更好的保证了背板的机械强度，同时在晶须助剂和聚乙烯的作用下克服了聚丙烯耐寒性不佳的缺陷。
69.4.本发明通过空气层、粘结层、基材层的复合，制备得到的太阳能背板具有很好的耐湿热、耐uv、耐蒸煮、耐高低温循环、极低的水汽透过率等性能。
具体实施方式
70.为了更好的理解本发明的技术方案和发明构思，下面通过实施例对本发明中的技术方案进行进一步说明，但本发明的实施例并不局限于下述实施例。
71.实施例1
72.本实施例的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度10nm；所述空气层的厚度为20μm；基材层的厚度为150μm；粘结层的厚度为20μm；
73.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 80份、抗水解剂1份、增韧剂8份、钛白粉8份、助剂1份、晶须助剂5份、自由基淬灭剂1份；所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃80份、钛白粉15份、助剂2份、晶须助剂6份；所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b 80份、助剂1份；
74.所述pet为仪征化纤的型号为fg600的pet；所述增韧剂为poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的组合；所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：1.5：0.2；epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％；ma-eba接枝共聚物为德国路可比的1494；poe为美国陶氏的engage
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7270；钛白粉为杜邦公司的r960；抗水解剂为聚碳化二亚胺(购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03)；晶须助剂为改性的四针状氧化锌晶须，改性的方法为：使用质量分数为2％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中，与四针状氧化锌晶须(加入的量为体系质量的5％)50℃加热反应3h，磁力搅拌超声分散30min，然后用正己烷洗涤、真空干燥至恒重得到；所述四针状氧化锌晶须的直径为0.5μm、长度为10μm；自由基淬灭剂的平均粒径为50nm；自由基淬灭剂为二氧化铈；所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：0.3；所述聚丙烯为均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：5；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：0.5；所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min，销售牌号为amoplens38ft；所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min，销售牌号为mosten gb 502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的
502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的smart
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184；所述助剂为抗氧剂1010与光稳定剂292的组合，重量比为1.5：1；所述胶水为聚氨酯胶粘剂，购自武汉戴尔惠科技有限公司的d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)。
81.本实施例的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配比将基材层的原料在1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在270℃条件下挤出造粒，制备得到复合物a，备用；(2)将按照上述配比将空气层的原料在1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180℃条件下挤出造粒，制备得到复合物b，备用；(3)将按照上述配比将粘结层的原料在1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180℃条件下挤出造粒，制备得到复合物c，备用；(4)分别将复合物a、复合物b、复合物c经过经熔融、塑化后经得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、裁切片状，得到基材层、空气层、粘结层；(5)对空气层的一面电晕处理后镀铝，然后在镀铝面涂覆胶水、干燥处理后与基材层在热压状态下压合；(6)在基材层的另一面涂覆胶水后、干燥、与粘结层压合；
82.步骤(5)和步骤(6)中的压合温度为80℃；步骤(5)和步骤(6)中胶水涂覆量为5g/m2。
83.实施例3
84.本实施例的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度30nm；所述空气层的厚度为30μm；基材层的厚度为200μm；粘结层的厚度为30μm；
85.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 85份、抗水解剂1.2份、增韧剂10份、钛白粉10份、助剂1.2份、晶须助剂6份、自由基淬灭剂2份；所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃90份、钛白粉20份、助剂3.5份、晶须助剂8份；所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b 90份、助剂1.5份；所述pet为仪征化纤的型号为fg600的pet；所述增韧剂为poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的组合；所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：2：0.25；epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％；ma-eba接枝共聚物为德国路可比的1494；poe为美国陶氏的engage
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7270；钛白粉为杜邦公司的r960；抗水解剂为聚碳化二亚胺(购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03)；晶须助剂为改性的四针状氧化锌晶须，改性的方法为：使用质量分数为2％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中，与四针状氧化锌晶须(加入的量为体系质量的8％)55℃加热反应2h，磁力搅拌超声分散20min，然后用正己烷洗涤、真空干燥至恒重得到；所述四针状氧化锌晶须的直径为0.8μm、长度为10μm；自由基淬灭剂的平均粒径为60nm；自由基淬灭剂为二氧化铈；所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：0.4；所述聚丙烯为均聚聚丙烯
与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：6；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：0.6；所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min，销售牌号为amoplens38ft；所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min，销售牌号为mosten gb 502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的smart
tm
184；所述助剂为抗氧剂1010与光稳定剂770的组合，重量比为1：2；所述胶水为聚氨酯胶粘剂，购自武汉戴尔惠科技有限公司的d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)。
86.本实施例的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述配比将基材层的原料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在280℃条件下挤出造粒，制备得到复合物a，备用；(2)将按照上述配比将空气层的原料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在200℃条件下挤出造粒，制备得到复合物b，备用；(3)将按照上述配比将粘结层的原料在800rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在200℃条件下挤出造粒，制备得到复合物c，备用；(4)分别将复合物a、复合物b、复合物c经过经熔融、塑化后经得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、裁切片状，得到基材层、空气层、粘结层；(5)对空气层的一面电晕处理后镀铝，然后在镀铝面涂覆胶水、干燥处理后与基材层在热压状态下压合；(6)在基材层的另一面涂覆胶水后、干燥、与粘结层压合；
87.步骤(5)和步骤(6)中的压合温度为55℃；步骤(5)和步骤(6)中胶水涂覆量为4.5g/m2。
88.实施例4
89.本实施例的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度30nm；所述空气层的厚度为30μm；基材层的厚度为200μm；粘结层的厚度为30μm；
90.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 85份、抗水解剂1.2份、增韧剂10份、钛白粉10份、助剂1.2份、晶须助剂2份、自由基淬灭剂2份；所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃90份、钛白粉20份、助剂3.5份、晶须助剂2份；所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b 90份、助剂1.5份；
91.所述pet为仪征化纤的型号为fg600的pet；所述增韧剂为poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的组合；所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：2：0.25；epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％；ma-eba接枝共聚物为德国路可比的1494；poe为美国陶氏的engage
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7270；钛白粉为杜邦公司的r960；抗水解剂为聚碳化二亚胺(购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03)；晶须助剂四针状氧化锌晶须；所述四针状氧化锌晶须的直径为0.8μm、长度为10μm；自由基淬灭剂的平均粒径为60nm；自由基淬灭剂为二氧化铈；所述
聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：0.4；所述聚丙烯为均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：6；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：0.6；所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min，销售牌号为amoplens38ft；所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min，销售牌号为mosten gb 502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的smart
tm
184；所述助剂为抗氧剂1010与光稳定剂770的组合，重量比为1：2；所述胶水为聚氨酯胶粘剂，购自武汉戴尔惠科技有限公司的d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)。
92.本实施例的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，其制备方法同实施例3。
93.实施例5
94.本实施例的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度30nm；所述空气层的厚度为30μm；基材层的厚度为200μm；粘结层的厚度为30μm；
95.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 85份、抗水解剂1.2份、增韧剂10份、钛白粉10份、助剂1.2份、自由基淬灭剂2份；所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃90份、钛白粉20份、助剂3.5份；所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b 90份、助剂1.5份；
96.所述pet为仪征化纤的型号为fg600的pet；所述增韧剂为poe、epdm-g-gma的组合；所述poe、epdm-g-gma的重量比为1：0.25；epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％；poe为美国陶氏的engage
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7270；钛白粉为杜邦公司的r960；抗水解剂为聚碳化二亚胺(购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03)；自由基淬灭剂的平均粒径为60nm；自由基淬灭剂为二氧化铈；所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：0.4；所述聚丙烯为均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：6；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：0.6；所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min，销售牌号为amoplens38ft；所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min，销售牌号为mosten gb 502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的smart
tm
184；所述助剂为抗氧剂1010与光稳定剂770的组合，重量比为1：2；所述胶水为聚氨酯胶粘剂，购自武汉戴尔惠科技有限公司的d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)。
97.本实施例的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，其制备方法同实施例3。
98.实施例6
99.本实施例的第一个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；空气层与基材层进行粘结的一面经过电晕处理后镀铝，然后通过胶水与基材层粘结；所述镀铝厚度30nm；所述空气层的厚度为30μm；基材层的厚度为200μm；粘结层的厚度为30μm；
100.所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 85份、抗水解剂1.2份、增韧剂10份、钛白粉10份、助剂1.2份、晶须助剂3份、自由基淬灭剂2份；所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃90份、钛白粉20份、助剂3.5份、晶须助剂2份；所述粘结层的原料包括，按重量份计，聚乙烯b 90份、助剂1.5份；
101.所述pet为仪征化纤的型号为fg600的pet；所述增韧剂为poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的组合；所述poe、ma-eba接枝共聚物、epdm-g-gma的重量比为1：2：0.25；epdm-g-gma中gma的接枝量为3wt％；ma-eba接枝共聚物为德国路可比的1494；poe为美国陶氏的engage
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7270；钛白粉为杜邦公司的r960；抗水解剂为聚碳化二亚胺(购自上海尤恩化工有限公司，型号为un-03)；晶须助剂为改性的四针状氧化锌晶须，改性的方法为：使用质量分数为2％的十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液中，与四针状氧化锌晶须(加入的量为体系质量的8％)55℃加热反应2h，磁力搅拌超声分散20min，然后用正己烷洗涤、真空干燥至恒重得到；所述四针状氧化锌晶须的直径为0.8μm、长度为10μm；自由基淬灭剂的平均粒径为60nm；自由基淬灭剂为二氧化铈；所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：0.15；所述聚丙烯为均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的组合，其重量比为1：6；所述聚乙烯a为茂金属聚乙烯与线性低密度聚乙烯的组合，其重量比为1：0.6；所述均聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1.8g/min，销售牌号为amoplens38ft；所述嵌段共聚聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为2g/min，销售牌号为mosten gb 502；所述茂金属聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.4g/min，销售牌号为total polyethylene l 425；所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔指数为1g/min，销售牌号为taisox 2410；所述聚乙烯b为茂金属线性低密度聚乙烯；所述茂金属线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为3.5g/min，销售牌号为韩国sk化学的smart
tm
184；所述助剂为抗氧剂1010与光稳定剂770的组合，重量比为1：2；所述胶水为聚氨酯胶粘剂，购自武汉戴尔惠科技有限公司的d 5910聚氨酯复合胶粘剂(主剂为d5910a，固化剂为n3390，使用时候d5909a主剂：n3390固化剂＝12.1：1，重量比，按照使用方法进行使用)。
102.本实施例的第二个方面提供了一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，其制备方法同实施例3。
103.性能测试
104.1.耐高低温循环(tc&ts)
105.样品的制备：将在相同制备条件下，分别使用实施例的太阳能复合背板制备了太阳能电池组件样品(制备得到的电池组件唯一不同的是使用了不同的太阳能复合背板)。
106.按照iec61215:2005标准，分别对样品的tc200功率变化率测试，tc200功率变化率
的绝对值为小于等于0.3％，为a级；tc200功率变化率的绝对值为大于0.3％，小于等于1％，记为b级；tc200功率变化率的绝对值为大于1％，小于等于5％，记为c级；tc200功率变化率的绝对值大于5％，为d级。
107.2.湿冻性
108.样品的制备：将在相同制备条件下，分别使用实施例的太阳能复合背板制备了太阳能电池组件样品(制备得到的电池组件唯一不同的是使用了不同的太阳能复合背板)。
109.按照iec61215:2005标准，分别对样品的hf30功率变化率测试，hf30功率变化率的绝对值为小于等于0.17％，为a级；hf30功率变化率的绝对值为大于0.4％，小于等于1％，记为b级；hf30功率变化率的绝对值为大于1％，小于等于5％，记为c级；hf30功率变化率的绝对值大于5％，记为d级。
110.测试结果见表1
111.表1
112.
技术特征：1.一种三层结构的太阳能复合背板，由三层材料复合而成，其特征在于，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；所述基材层的制备原料包括，按重量份计，pet 60～100份、抗水解剂0.1～8份、增韧剂2～20份、钛白粉3～20份、助剂0～5份、晶须助剂1～15份、自由基淬灭剂0.1～6份。2.根据权利要求1所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述空气层的材质为聚烯烃材质；粘结层为聚乙烯材质。3.根据权利要求1或2所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述增韧剂选自poe、ma-eba接枝共聚物、epdm、ma、epdm-g-gma、ema-g-gma中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述空气层的制备原料包括，按重量份计，聚烯烃80～100份、钛白粉15～25份、助剂2～5份、晶须助剂6～10份。5.根据权利要求4所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述晶须助剂选自氧化镁晶须、氧化锌晶须、硼酸铝晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、氧化铝晶须中的至少一种。6.根据权利要求5所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述聚烯烃为聚丙烯与聚乙烯a的组合；所述聚丙烯与聚乙烯a的重量比为1：(0.3～0.5)。7.根据权利要求6所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述聚乙烯a选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。8.根据权利要求1或2所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述自由基淬灭剂选自二氧化铈、二氧化硅、二氧化锰中的至少一种。9.根据权利要求1或2所述的一种三层结构的太阳能复合背板，其特征在于，所述抗水解剂为碳化二亚胺、聚碳化二亚胺、碳化二亚胺接枝聚合物或其组合。10.一种根据权利要求1～9任一项所述的一种三层结构的太阳能复合背板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照上述配比将基材层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在270～290℃条件下挤出造粒，制备得到复合物a，备用；(2)将按照上述配比将空气层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物b，备用；(3)将按照上述配比将粘结层的原料在500～1000rpm的转速下搅拌混合，得到预混物，将制备的预混物输送至造粒挤出机中在180～240℃条件下挤出造粒，制备得到复合物c，备用；(4)分别将复合物a、复合物b、复合物c经过经熔融、塑化后经得到片状熔体；片状熔体经过冷却辊筒冷却定型、收卷或裁切片状，得到基材层膜、空气层膜、粘结层膜；(5)对空气层的一面电晕处理后镀铝，然后将镀铝面涂覆胶水干燥处理后与基材层在热压状态下压合(6)在基材层的另一面涂覆胶水后、干燥、与粘结层压合。
技术总结本发明涉及光伏组件技术领域，所属IPC分类号为B32B27/08，尤其是涉及一种三层结构的太阳能复合背板及其制备方法。三层结构的太阳能复合背板，由三层材料复合而成，包括空气层、基材层、粘结层；所述基材层的两面分别通过胶水与空气层和粘结层粘结；所述基材层的制备原料包括，按重量份计，PET 60～100份、抗水解剂0.1～8份、增韧剂2～20份、钛白粉3～20份、助剂0～5份、晶须助剂1～15份、自由基淬灭剂0.1～6份。本发明通过空气层、粘结层、基材层的复合，制备得到的太阳能背板具有很好的耐湿热、耐UV、耐蒸煮、耐高低温循环、极低的水汽透过率等性能。性能。
技术研发人员：蔡书义 焦华
受保护的技术使用者：浙江中聚材料有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/7/4
