本發明屬于封裝材料，尤其涉及一種輕質光伏組件后板封裝材料及其制備方法。

背景技術：

1、隨著全球能源需求的不斷增長和環境問題的日益嚴峻，太陽能光伏技術作為一種清潔、可再生的能源解決方案，得到了廣泛的關注和快速的發展。光伏組件是太陽能光伏系統的核心部件，其性能和可靠性直接影響到整個系統的發電效率和使用壽命。光伏組件通常由前板、光伏電池片、封裝材料、后板等部分組成，其中后材料的選擇對組件的整體性能具有重要影響。

2、傳統光伏組件的后板材料主要是玻璃。這是因為玻璃具有優良的機械強度，能夠在較長時間內保護光伏電池片不受外界環境的影響。然而，玻璃作為后板材料也存在一些明顯的缺陷：重量大，玻璃的密度較高，導致整個光伏組件的重量較大，這不僅增加了運輸和安裝的難度和成本，還對某些特定應用場景(如屋頂光伏系統)帶來了較大的負擔；易碎，玻璃材料雖然具有一定的強度，但在受到沖擊或極端天氣(如冰雹、大風等)時容易破碎，從而影響光伏組件的使用壽命和可靠性；高生產能耗，玻璃的制造過程需要高溫熔融，能耗較高，生產成本較大，同時也帶來了較大的環境負擔。

3、基于以上問題，研究人員和企業一直在探索和開發新的光伏組件后板材料，希望能夠在保持或提升組件性能的同時，降低重量、提高生產效率并減少環境影響。其中，輕量化、高效率、環保的封裝材料成為研究的熱點方向。近年來，一些新型材料和技術被引入到光伏組件后板的研究中，例如鋁板，碳纖維以及樹脂材料表面涂層技術等。這些材料相較于傳統玻璃具有更輕的重量，但其耐候性和機械強度相對較低，長期使用中容易出現老化、變黃、粉化等問題。樹脂材料表面涂層技術通過將涂層涂覆在數值材料上，然后通過熱烘等工藝方法進行熟化固定。然而該方法在生產過程中效率較低，步驟繁瑣，同時涂層揮發氣味較重，對人員健康不利。

4、另外，現有的輕質化光伏組件后板封裝材料存在一些問題。首先，樹脂涂層板表面涂覆涂層附著力相對較低，這導致在進行涂覆處理時，涂層與板基材之間的結合力可能不夠強，容易出現涂層脫落或剝離的現象，這可能會影響產品的外觀質量和耐用性。其次樹脂涂層板在使用過程中容易受到光、熱和氧的作用而發生老化，這同樣會影響涂層的穩定性和使用壽命。老化后的涂層可能會出現變色、開裂、脫落等問題，從而降低產品的整體性能。

5、現有技術方案里最好的一個是北京金茂綠建科技有限公司的專利技術，專利號為：cn?116487460?a。如該專利技術文件所示，該封裝材料成型采用兩種制備方法，分別為熱固型粉末樹脂制備方法、熱固型液體樹脂制備方法，經過噴灑樹脂粉末至玻纖或玻纖預浸液體樹脂后進行熱壓或熱烘的方式預固化定型，后熱壓成型，表面電暈或等離子處理，涂層涂敷，烘箱熟化等過程最終完成該封裝材料。該制作過程較繁瑣，生產效率低，能耗偏大：該技術采用氟碳、丙烯酸涂層方式進行粘接和耐候，耐候性不足，組件長期戶外使用易出現發黃、開裂、脫層。

6、因此，為解決現有技術中存在的下述問題：1、現有的輕質光伏組件后板封裝材料的耐久性，穩定性的問題；2、輕質光伏組件后板受外界影響附著力粘接力變差的問題；3、輕質化光伏后板強度、硬度較弱導致搬運過程中較易發生電池隱裂的問題；開發一種既能保持良好性能，又能夠解決現有技術缺陷的輕量化光伏組件后板材料成為亟待解決的問題。

技術實現思路

1、本發明目的在于提供一種輕質光伏組件后板封裝材料，具體涉及一種通過熱復合樹脂改性材料的后板，皆在解決上述問題，提供一種高性能，環保的光伏組件后板材料。

2、為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種輕質光伏組件后板封裝材料，所述后板封裝材料從上到下依次為改性樹脂耐候層、樹脂纖維增強層、改性樹脂粘接層；

3、所述改性樹脂粘接層占所述后板重量份的5％-30％；

4、所述樹脂纖維增強層占所述后板重量份的40％-90％；

5、所述改性樹脂耐候層占所述后板重量份的5％-30％。

6、上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：

7、1、上述方案中，所述改性樹脂粘接層包括以下組分：樹脂作為主體占比成分，占比60％-70％；

8、馬來酸酐接枝改性的pp作為相容劑，含量為15％～20％；

9、特定的丙烯酸酯類增粘劑，含量為10％～20％；

10、適量添加抗氧化劑0.5％-1.5％與光穩定劑0.3％～0.8％。

11、所述改性樹脂粘接層的制備方法：先通過攪拌機進行混料，后使用擠出機造粒再進行流延成膜。

12、2、上述方案中，所述樹脂纖維增強層包括以下組分：樹脂作為主體占比部分，占比60％～90％；

13、玻璃纖維為增強材料，其含量占比為整體的10％～40％；

14、添加劑成分包括包括以下組分：偶聯劑0.5％-2％、抗氧化劑0.1％～0.5％、潤滑劑0.3％～0.8％。

15、所述樹脂纖維增強層制備方法：將玻纖絲浸潤pp樹脂后采用縱橫交錯的疊加方式平鋪使用平板機高溫高壓成型。

16、3、上述方案中，所述改性樹脂耐候層包括以下組分，樹脂作為材料主體部分占比70％-90％。

17、紫外吸收劑0.1％-1％，

18、光穩定劑0.5％-1％，

19、抗氧化劑0.5％-1.2％，

20、滑石粉10％-15％，

21、潤滑劑0.2％～0.5％。

22、所述改性樹脂耐候層制備方法：先通過攪拌機進行混料，后使用擠出機造粒再進行流延成膜。

23、4、上述方案中，所述改性樹脂耐候層、樹脂纖維增強層、改性樹脂粘接層中的樹脂分別為聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、abs樹脂、聚碳酸酯(pc)、聚酰胺(尼龍)、聚苯醚(ppo)、聚氨酯(pu)、聚酯(pet、pbt)、pmma中一種或幾種任意比列混合，所述性樹脂耐候層、樹脂纖維增強層、改性樹脂粘接層中的樹脂可以相同也可以不同。

24、優選的，所述改性樹脂粘接層中聚丙烯為共聚聚丙烯(pp-r)；

25、樹脂纖維增強層中聚丙烯為均聚聚丙烯(pp-h)；

26、改性樹脂耐候層中聚丙烯為均聚聚丙烯(pp-h)。

27、5、上述方案中，所述改性樹脂粘接層材料厚度范圍在100-2000μm之間；

28、所述改性樹脂耐候層材料厚度范圍在100-2000μm之間；

29、所述樹脂纖維增強層材料的厚度范圍在900-3000μm之間。

30、6、上述方案中，所述改性樹脂粘接層材料對poe或eva粘接力≥100n/cm。

31、7、上述方案中，所述改性樹脂粘接層材料可見光反射率≥90％。

32、本發明的另一技術方案為：一種輕質光伏組件后板封裝材料的制備方法，包括以下步驟：

33、通過螺桿擠出機將粘接層、耐候層擠出制成；在耐候層和粘接層之間夾入增強層；對上述復合的三層結構用熱壓機層壓得到所述光伏后板；

34、所述熱復合溫度為≥165℃，所述熱復合壓力為0.1～1mpa。

35、本發明的另一技術方案為：一種輕質光伏組件的制備方法，包括以下步驟：

36、在光伏玻璃上，平鋪一層poe膠膜，隨后鋪設電池串方陣，再平鋪一層poe膠膜，最后再平鋪一層輕質光伏組件后板封裝材料，制備得到使用該封裝材料的疊層組件；

37、將上述疊層組件放入層壓機內層壓，進行分段層壓層，壓完成后，制備得到使用該封裝材料的層壓組件；

38、將上述層壓組件，使用光伏鋁邊框裝框固定，最終制備得到使用該封裝材料的輕質光伏組件。

39、由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

40、1.本發明輕質光伏組件后板封裝材料，采用三層結構設計：從上到下分別為改性樹脂耐候層、樹脂纖維增強層、改性樹脂粘接層。這種材料結構不僅提高了產品的強度，而且耐候性更優，從而更好地保護組件內部結構，延長使用壽命。

41、2.本發明輕質光伏組件后板封裝材料，采用一體熱壓工藝，這種方式不僅提高了生產效率，減少了生產時間和成本，而且優化了生產工藝，降低了能源消耗。

42、3.本發明輕質光伏組件后板封裝材料，改性樹脂可變性高，能滿足應用不同場景不同需求，優良的耐老化性能、機械強度、能夠在各種環境下保持穩定，從而保證封裝材料的高性能和使用壽命，熱塑性的特性也更符合環保和可持續發展理念。