本發(fā)明涉及光伏背板，尤其涉及一種針對海上光伏應(yīng)用的光伏背板及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、海上光伏發(fā)電作為一項潛力巨大的可再生能源，面臨著獨特的挑戰(zhàn)。其中之一是光伏組件在海水環(huán)境下可能出現(xiàn)的腐蝕問題。腐蝕是由海水中的鹽分和潮濕氣候引起的。鹽分中的氯離子特別具有腐蝕性，它們可以侵蝕金屬表面，尤其在高熱且潮濕的戶外環(huán)境中，會損壞光伏組件的結(jié)構(gòu)和性能。此外，海水中的濕氣和鹽霧也可能對光伏組件用玻璃、背板和邊框等非金屬部件造成腐蝕。

2、為提升光伏背板的耐腐蝕性和耐候性能，現(xiàn)有技術(shù)通常會在光伏背板用基材的外表面設(shè)置一層氟碳涂層。而作為光伏背板用基材，雙向拉伸聚酯薄膜（bopet）具有優(yōu)良的機械性能、耐熱性、抗紫外性能，以及良好的電絕緣性能。然而，如bopet的聚酯膜與氟碳涂層（如feve的氟碳樹脂涂層）的附著性能也不好，容易導致氟碳涂層脫落而影響光伏背板的耐腐蝕性和耐候性能。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，如公開號cn114656856b所示，為了增強氟碳涂層對pet基材的附著性能，其提供了一種水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液及其制備方法和應(yīng)用。該水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液的應(yīng)用方法為：先合成多巴胺改性的水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液，然后對pet膜依次進行等離子體處理、表面接枝聚丙烯酸以及表面聚多巴胺沉積，再將多巴胺改性的水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液輥涂至pet膜的表面，經(jīng)烘干，收卷，得到光伏背板膜；如此，來提高氟碳涂層與pet膜之間的附著力。然而，如公開號cn114656856b的這種光伏背板膜不僅需要經(jīng)過多個步驟來合成多巴胺改性的水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液，還需要對pet膜進行如等離子體處理、表面接枝聚丙烯酸以及表面聚多巴胺沉積等多個工藝處理步驟，其工藝步驟繁多，成本高，而且工藝條件復雜，品質(zhì)不穩(wěn)定，不利于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。

4、此外，聚酯膜的極性和高結(jié)晶度，還會使得如bopet的聚酯膜對太陽能光伏電池的封裝膠膜（如eva封裝膠膜、poe封裝膠膜）的粘合性效果一般，尤其是在經(jīng)過高溫、潮濕等戶外環(huán)境老化后，如bopet的聚酯膜對封裝膠膜的粘合性能會急劇下降；故而應(yīng)用于光伏組件后，在戶外環(huán)境中長期使用容易帶來層間分層等問題。而如公開號cn114656856b的現(xiàn)有這種光伏背板膜僅能改善增強氟碳涂層對pet基材的附著性能，并沒有進一步改善聚酯膜與如eva或poe的封裝膠膜之間的初始粘結(jié)性及長期老化粘結(jié)性；故而這種光伏背板膜難以進一步提升海上光伏應(yīng)用的光伏組件的品質(zhì)和使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光伏背板及其制備方法和應(yīng)用。

2、基于此，本發(fā)明公開了一種光伏背板的制備方法，包括如下制備步驟：

3、s1、制備含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液；其中，所述含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液的ph值為8-9，且其多巴胺的濃度為1-2.5mg/ml；

4、s2、將聚酯膜基材浸漬在含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液中，以使多巴胺在堿性的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液中經(jīng)自氧化聚合沉積至聚酯膜基材的上下表面，用水沖洗聚酯膜基材的表面，干燥，以在聚酯膜基材的上表面和下表面分別形成第一聚多巴胺粘結(jié)層和第二聚多巴胺粘結(jié)層；

5、s3、配制氟碳樹脂水溶液；其中，所述氟碳樹脂水溶液中的氟碳樹脂的質(zhì)量百分比含量為45-60%；

6、s4、將第二聚多巴胺粘結(jié)層浸漬在氟碳樹脂水溶液中，固化，以在第二聚多巴胺粘結(jié)層的下表面形成氟碳樹脂涂層。

7、其中，多巴胺在堿性的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液中進行自氧化聚合沉積至聚酯膜基材的上下表面的機理如下：

8、

9、本發(fā)明上述所制得的光伏背板，其聚多巴胺粘結(jié)層（簡稱pda粘結(jié)層，如第一pda粘結(jié)層、第二pda粘結(jié)層）強烈的粘附性能以及大量的羥基、氨基等極性官能團能極大提高光伏背板（具體是第一pda粘結(jié)層）與如eva的封裝膠膜之間的初期粘結(jié)力及長期老化粘結(jié)性（pct24h粘結(jié)力），并能大大提升第二pda粘結(jié)層與氟碳樹脂涂層之間的附著性能；故而本發(fā)明的光伏背板在長期老化過程中能有效抵御復雜環(huán)境的影響，如海上光伏所面臨的高濕高腐蝕環(huán)境帶來的損害。與此同時，本發(fā)明的制備方法還能省略如cn114656856b的現(xiàn)有光伏背板膜制備過程中的如下工序：對水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液的多巴胺改性工序，以及對聚酯膜基材進行如等離子體處理、表面接枝聚丙烯酸以及表面聚多巴胺沉積等處理工序。本發(fā)明的制備方法也能減少傳統(tǒng)涂敷型背板加工工藝中的電暈及涂敷過程中的能耗和有機溶劑使用。故而本發(fā)明的制備方法能大大簡化光伏背板的制備工序、降低成本、且產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，利于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。

10、優(yōu)選地，步驟s1中，將三羥甲基氨基甲烷溶于甲醇和水的混合溶劑中，滴加36-38%的濃鹽酸來調(diào)節(jié)溶液的ph值，再加入多巴胺，攪拌溶解，定容，制得所述含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液；

11、所述含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液的ph值為8.2-8.5，且其多巴胺的濃度為1.5-2mg/ml。

12、進一步優(yōu)選地，步驟s1中，所述含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液的ph值為8.5，且其多巴胺的濃度為2mg/ml。

13、隨著浸漬時間的增加，pda粘結(jié)層（如第一pda粘結(jié)層或第二pda粘結(jié)層）在聚酯膜基材表面的沉積厚度也逐漸增加，最后pda粘結(jié)層的厚度趨于緩和。故而，為使第一pda粘結(jié)層（或第二pda粘結(jié)層）達到預期厚度。優(yōu)選地，步驟s2中，所述聚酯膜基材在含多巴胺的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液中的浸漬時間為24h以上。所述第一聚多巴胺粘結(jié)層（即第一pda粘結(jié)層）和第二聚多巴胺粘結(jié)層（第二pda粘結(jié)層）的厚度均為40-70nm。

14、進一步優(yōu)選地，所述第一聚多巴胺粘結(jié)層和第二聚多巴胺粘結(jié)層的厚度均為65-68nm（更優(yōu)化為65-66nm）。

15、優(yōu)選地，步驟s2中，所述干燥的溫度為30-70℃（如50℃），干燥的時間為2-5h（4h）。

16、作為光伏背板的中間層，聚酯膜基材起支撐作用；聚酯膜基材需要具有耐高低溫，機械性能穩(wěn)定，電絕緣性優(yōu)良，抗蠕動性、耐疲勞性、耐摩擦性和尺寸穩(wěn)定性都要好，且氣體和蒸汽滲透率要低。故而，優(yōu)選地，所述聚酯膜基材為bopet膜、bopen膜中的至少一種。

17、進一步優(yōu)選地，步驟s2中，所述聚酯膜基材為bopet膜，其厚度為260-300μm（如285μm）。

18、優(yōu)選地，步驟s3中，所述氟碳樹脂水溶液，按質(zhì)量百分比計，是將38-53.5%水、45-60%氟碳樹脂和余量助劑混合，攪拌均勻配制而成；所述氟碳樹脂水溶液在23℃時的粘度為2500-4500mpa·s，氟含量為20-30%；

19、所述氟碳樹脂為聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物及其衍生物中的一種或多種；

20、所述助劑為潤濕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、多功能胺助劑中的一種或多種。

21、進一步優(yōu)選地，步驟s3中，所述氟碳樹脂為乙烯-三氟氯乙烯共聚物或四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物。鑒于光伏背板苛刻的使用環(huán)境和長期穩(wěn)定性的使用要求，具有優(yōu)異的戶外耐候性、耐腐蝕性、耐酸堿性、耐鹽霧性、耐高溫高濕及優(yōu)異的機械性能等的如feve的醚型氟樹脂成為氟碳樹脂的首選。所述氟碳樹脂的質(zhì)量百分比含量為50-55%（更優(yōu)選為55%），水的質(zhì)量百分比含量為43-48.5%（如43.25%）。

22、優(yōu)選地，步驟s4中，所述固化的溫度為120-180℃（如150℃），固化的時間為2-8min（如3min）；所述氟碳樹脂涂層的厚度為20-30μm（如28μm）。

23、本發(fā)明還公開了一種光伏背板，其采用本
技術(shù)實現(xiàn)要素：
上述所述的一種光伏背板的制備方法所制得。

24、本發(fā)明還公開了一種光伏背板的應(yīng)用，將所述光伏背板應(yīng)用于光伏組件中；所述第一聚多巴胺粘結(jié)層通過封裝膠膜粘結(jié)于光伏組件的電池背面。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少包括以下有益效果：

26、本發(fā)明的光伏背板的制備方法，先采用多巴胺濃度為1-2.5mg/ml、ph值為8-9的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液在聚酯膜基材的上下表面沉積制得第一pda粘結(jié)層和第二pda粘結(jié)層，再采用氟碳樹脂含量為45-60%的氟碳樹脂水溶液在第二pda粘結(jié)層的表面制得氟碳樹脂涂層。如此，本發(fā)明所制得的光伏背板，既不會出現(xiàn)pda粘結(jié)層或氟碳樹脂涂層覆蓋不完全及厚薄不均勻的現(xiàn)象，光伏背板（具體是第一pda粘結(jié)層）又能對如eva的封裝膠膜體現(xiàn)出較好的初始粘結(jié)性及長期老化粘結(jié)性（pct24h粘結(jié)力），且pda粘結(jié)層（如第二pda粘結(jié)層）還能對氟碳樹脂涂層有著優(yōu)異的附著性能，進而本發(fā)明的光伏背板還兼具優(yōu)異的長期耐紫外性能、耐腐蝕及耐候性能；故而本發(fā)明的光伏背板尤其適應(yīng)應(yīng)用于海上光伏組件中，該光伏背板在長期老化過程中能有效抵御復雜環(huán)境的影響，如海上光伏所面臨的高濕高腐蝕環(huán)境帶來的損害，有助于進一步提升光伏組件的品質(zhì)和使用壽命。

27、與此同時，本發(fā)明的制備方法還能省略如cn114656856b的現(xiàn)有光伏背板膜制備過程中的如下工序：對水性含氟丙烯酸酯共聚物乳液的多巴胺改性工序，以及對聚酯膜基材進行如等離子體處理、表面接枝聚丙烯酸以及表面聚多巴胺沉積等處理工序。本發(fā)明的制備方法也能減少傳統(tǒng)涂敷型背板加工工藝中的電暈及涂敷過程中的能耗和有機溶劑使用。故而本發(fā)明的制備方法能大大簡化光伏背板的制備工序、降低成本、且產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，利于規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。