CN101260197A - 黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法，属于聚酯薄膜领域。黑色聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0－19.0∶1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比：45％－98.3％的聚酯切片、1－30％的炭黑、0.5－10％的二氧化硅、0.1－10％的有机染料和0.1－5％紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100－1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10－100nm。本发明具有良好的遮光性、绝缘性能以及较好的抗老化性和阻隔性。

Description

黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法，属于聚酯薄膜领域。

背景技术

聚酯薄膜通常为无色透明，有光泽，强韧性和弹性均好的薄膜，与其他塑料薄膜相比，具有相对密度大、拉伸强度高，延伸率适中，冲击强度大，透气性小，耐热性好和透明度高、且无毒无害等优点，而广泛用于包装材料。随着科技的飞速发展，聚酯薄膜在电容器、感光材料、音像以及太阳电池方面等得到应用。如CN101065849A所公开的“易粘合性聚酯薄膜及使用其的太阳能电池背面保护膜”，由聚酯薄膜和涂布在该聚酯薄膜一面的树脂被膜构成，在聚酯薄膜的结晶取向结束之前，将树脂被膜涂液涂布在聚酯薄膜上，再进行干燥、拉伸、热处理定形而成易粘合性聚酯薄膜。这种太阳能电池保持膜由于是两层结构，制作工艺复杂，且需特殊的设备热加工，不仅制造成本高，而且加工表面涂布层时，表面涂布层的易被刮脱受损导致性能下降。另外由于树脂被膜是由树脂和交联剂构成，该树脂由聚酯树脂、丙烯树脂以及聚乙烯醇等组合而成，而交联剂含有噁唑啉基的聚合物或三聚氰胺、尿素树脂或环氧树脂，由于被膜涂液在制备过程中必须使用溶剂，而常规的溶剂含有可挥发的有机化合物，因此在制作聚酯薄膜和使用过程中，可挥发的有机化合物对环境造成一定的危害。而CN1286911C所公开的“一种黑色不透光型聚酯薄膜及其制备方法”，由聚酯切片、炭黑型黑色聚酯母料以及炭黑有机染料复合型黑色聚酯母料构成，该不透光型聚酯薄膜可达到黑色度均匀，表观光亮，热稳定性好等特点，但不耐老化，阻隔性能较差，只能用于装饰装潢、包装等，而不能用于太阳能电池的保护膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种遮光性好，较好的抗老化性和阻隔性的黑色聚酯太阳能电池背膜及其备方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于：由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0∶1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比：45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料和0.1-5％紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10-100nm。

本发明黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：

(1)、按重量百分比，将45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料以及0.1-5％的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料；

(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0∶1的重量份数放入混料机内充分混合，在真空转鼓内以60-100℃温度下预结晶3-6小时；

(3)、将预结晶后的混料在120-170℃温度下干燥2-6h；

(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-300℃温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片；

(5)、厚片在50-85℃温度下预热，进入110℃-50℃的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率在1.5-3.5；

(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135℃温度下预热，再在100-150℃温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率在1.5-3.8；

(7)、将膜片在200-240℃温度条件下定型后收卷。

本发明的聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，且黑色聚酯母料加入了纳米级的二氧化硅，不仅使太阳能电池背膜的结晶度明显提高，而且因二氧化硅其经过有机化的表面处理，在二氧化硅的表面引入羧基，使二氧化硅与聚酯基体间以化学键结合，从而提高了两者的结合力，使该太阳能电池背膜具有良好的阻隔性和低吸水性，有效地防止了水、氧、腐蚀性气液体等对太阳能电池的侵蚀。本发明加入了纳米级的炭黑以及有机染料和紫外光吸收剂，由于炭黑是经过有机化表面处理，使炭黑在太阳能电池背膜具有较好的分散性及着色力，因此该太阳能电池背膜与普通黑色聚酯薄膜相比，在保持了聚酯薄膜的优良物理性能前提下，具有更好的遮光性、耐光性和耐候性，能提高太阳能电池的使用寿命。本发明对聚酯切片和黑色聚酯母料的混料先进行低温预结晶，再进行干燥处理，杜绝了直接高温干燥引起的混料结块的问题，使太阳能电池背膜的黑色度更加均匀，工业化生产更加稳定，生产工艺性好，采用现有加工设备即可制得本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜，能降低制造成本。

具体实施方式

本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0∶1，该聚酯切片采用瓶级或膜级，具体重量份数比如表1所示，

表1

组分名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							聚酯切片	4	8	10	15	17	19
黑色聚酯母料	1	1	1	1	1	1

按重量百分比，本发明的黑色聚酯母料具有以下组分：45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料和0.1-5％的紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅也经有机化表面处理、且粒径在10-100nm，该黑色聚酯母料最好是50％-90％的聚酯切片、7-20％的炭黑、1-8％的二氧化硅、1-4％的有机染料以及1-3％紫外光吸收剂。该聚酯切片也采用瓶级或膜级，有机染料选用酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红或荧光黄的其中一种；或任意两种混合物，如酞菁蓝和群菁蓝的混合物，群菁蓝和酞菁绿的混合物，群菁蓝和耐晒红的混合物等，或任意三种的混合物，如酞菁蓝、群菁蓝和酞菁绿的混合物，群菁蓝、酞菁绿和耐晒红的混合物，群菁蓝、酞菁绿和荧光黄的混合物等；还可以是酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红和荧光黄的混合物，其比例不限，而紫外光吸收剂选用苯并三唑类或二苯甲酮类，黑色聚酯母料的具体重量百分比见表2所示，

表2

黑色聚酯母料组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							聚酯切片	45	65	75	83	90	98.3
炭黑	30	20	15	10	7	1
							二氧化硅	10	8	6	4	1	0.5
有机染料	10	4	2	2	1	0.1
							紫外光吸收剂	5	3	2	1	1	0.1

本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法如下：

(1)、按重量百分比，将45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料以及0.1-5％的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料，混料机的转速≥300r/min，该黑色聚酯母料具体重量百分比可如表2所示。

(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0∶1的重量份数放入混料机内充分混合，混料机的转速≥300r/min，聚酯切片与黑色聚酯母料具体重量份数比可如表1所示，在真空转鼓内以60-100℃温度下预结晶3-6小时。

(3)、预结晶后的混料在120-170℃温度下干燥2-6h，将水分控制在低于30ppm。

(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-300℃温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片。

(5)、厚片先经50-85℃温度下进行预热，再进入110℃-50℃的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率控制在1.5-3.5。

(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135℃温度下进行预热，再在100-150℃温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率控制在1.5-3.8。

(7)、将膜片在200-240℃温度条件下定型，最后收卷制得黑色聚酯太阳能电池背膜。

分别对本发明的各实施例进行测试，测试结果见表3。

表3

从表3可以看出，本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜具有良好的遮光性、绝缘性能以及较好的抗老化性和阻隔性。

Claims (5)

1、一种黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于：由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0∶1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比：45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料以及0.1-5％紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10-100nm。

2、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于：所述的黑色聚酯母料为50％-90％的聚酯切片、7-20％的炭黑、1-8％的二氧化硅、1-4％的有机染料以及1-3％紫外光吸收剂。

3、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于：所述的有机染料选用酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红、荧光黄的其中一种或任意两种或任意三种的混合物。

4、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于：所述的紫外光吸收剂选用苯并三唑类或二苯甲酮类。

5、一种黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：

(1)、按重量百分比，将45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料以及0.1-5％的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料；

(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0∶1的重量份数放入混料机内充分混合，在真空转鼓内以60-100℃温度下预结晶3-6小时；

(3)、将预结晶后的混料在120-170℃温度下干燥2-6h；

(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-300℃温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片；

(5)、厚片在50-85℃温度下预热，进入110℃-50℃的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率在1.5-3.5；

(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135℃温度下预热，再在100-150℃温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率在1.5-3.8；

(7)、膜片在200-240℃温度条件下定型后收卷。