CN102832347A

CN102832347A - 一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜及其加工工艺

Info

Publication number: CN102832347A
Application number: CN2012103199041A
Authority: CN
Inventors: 林建伟; 夏文进; 张育政; 王志
Original assignee: JOLYWOOD (SUZHOU) SUNWATT CO Ltd
Current assignee: JOLYWOOD (SUZHOU) SUNWATT CO Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: CN102832347B

Abstract

一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述基膜由降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料或降冰片烯共聚物和PET的共熔物以及填料所构成的单层结构，所述单层结构的基膜通过熔融挤出工艺加工而成。本发明提供的降冰片烯共聚物太阳电池基膜具有耐湿热老化，耐撕裂，耐水解，高的水蒸气阻隔性、高绝缘性能，高强度、尺寸稳定，易加工成型的特点，有利于保护太阳电池组件，延长太阳电池的使用寿命。

Description

一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜及其加工工艺

技术领域

本发明涉及太阳电池基膜领域，特别涉及一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜。同时还涉及一种该太阳电池基膜的加工工艺。

背景技术

太阳电池板通常是一个叠层结构，一般是由几种高分子材料复合制成，但这种技术制成的太阳能电池背膜涂层面上有波形，导致涂层间不紧致，器件耐久性不高。且背膜完成后还需再与EVA胶膜封装，增加了太阳电池组件的价格工序，密封性能不高。如中国专利申请号为CN201010270646.3号、公开日为2011年4月6日、公开号为CN102005491A的发明专利申请，公开了高氟合晶涂层太阳能光伏电池背膜及其制造方法，该背膜包括自上而下依次设置的第一基层、第一高氟合晶涂层、第二基层、PET层、第三基层、第二高氟合晶涂层和第四基层的七层结构，第一基层下表面和第二基层上表面之间涂覆设置第一高氟合晶涂层，第三基层下表面和第四基层上表面之间涂覆设置第二高氟合晶涂层，第二基层的下表面和第三基层的上表面之间涂覆设置PET层，所述的第一高氟合晶涂层和第二高氟合晶涂层内分别加入以任意比例混合的纳米碳化硅和纳米氮化铝的混合物。上述方案通过制造高精密无波纹涂覆技术制成7层结构的太阳光伏高氟合晶涂层背膜，采用等离子体硅化钛纳米处理技术处理，使各层表面亲水化，提高各层间的附着力与粘结性。但由于氟材料本身特性，其存在表面能高，表面憎水，粘结性能差。这种背板与EVA的粘接性能降低了，使得背板与EVA的粘接加工工艺变得复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有耐湿热老化，耐撕裂，耐水解，高的水蒸气阻隔性、高绝缘性能，高强度、尺寸稳定，易加工成型的安全牢靠的具有单层结构的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，有利于保护太阳电池组件，延长太阳电池的使用寿命。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜的加工工艺，该加工工艺方法简单便捷。

根据本发明提供的一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜的主要技术方案为：所述基膜由降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料或降冰片烯共聚物和PET的共熔物以及填料所构成的单层结构，所述单层结构的基膜通过熔融挤出工艺加工而成。

本发明提供的一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜还采用如下附属技术方案：

所述降冰片烯共聚物指的是降冰片烯和烯烃化合物、或降冰片烯和丙烯酸酯共聚合而形成的共聚物。

所述烯烃化合物选自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、异戊二烯或辛烯中的一种或几种。

所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种。

所述降冰片烯共聚物是经过有机硅偶联剂处理的。

所述有机硅偶联剂选自Y(CH₂)_nSiX₃，n为0～3,Y为乙烯基、烯丙基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基有机官能团,X是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基。

所述POE选自交联POE或非交联POE。

所述单层结构的基膜的厚度为0.01mm-10mm。

所述降冰片烯共聚物的重量比为5～40%、PC的重量比为50～80%、EVA重量比为5～20%、以及填料重量比为0～40%；

或所述降冰片烯共聚物的重量比为5～50%、POE的重量比为50～70%、EVA重量比为0～30%、以及填料的重量比0～50%；

或所述降冰片烯共聚物的重量比为5～40%、PP的重量比为50～80%、EVA的重量比为5～20%以及填料的重量比为0～40%；

或所述降冰片烯共聚物的重量比为5～50%、PET的重量比为10～50%以及填料的重量比为0～50%。

本发明还提供了一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜的加工工艺，主要包括以下步骤：

在180℃-240℃条件下，将降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料或降冰片烯共聚物和PET的共熔物以及填料进行熔融共挤，形成所述基膜。

根据本发明提供的一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜及其加工工艺，具有以下突出的优点：

（1）采用降冰片烯共聚物作为基膜的原料，使得基膜具有耐湿热老化，耐撕裂，高的水蒸气阻隔性，尺寸稳定性能；

（2）本发明的太阳电池基膜具有单层结构，不需要粘结剂而是形成了一体化的基膜，确保了基膜的可靠性，增强了组件的密封性、耐候性。

（3）本发明的熔融挤出的加工工艺简单易行，且这种工艺可实现连续化生产，提高了生产效率，降低了成本。

具体实施方式：

本发明中，PC是聚碳酸酯，POE是聚烯烃弹性体（可以是交联POE，也可以是非交联POE），PP是聚丙烯，PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物，降冰片烯共聚物是经过有机硅偶联剂处理的，有机硅偶联剂选自Y(CH₂)_nSiX₃，n为0～3,Y为乙烯基、烯丙基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基、脲基等有机官能团,X通常是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基等。本发明中的所有比例均为重量比。

按照本发明提供的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，所述基膜由降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料或降冰片烯共聚物和PET的共熔物以及填料所构成的单层结构，所述单层结构的基膜通过熔融挤出工艺加工而成。本发明中的填料为TiO2等。

所述降冰片烯共聚物是降冰片烯和烯烃化合物（选自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、异戊二烯或辛烯中的一种或几种）、或降冰片烯和丙烯酸酯（选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种）共聚合而形成的共聚物，通过调节降冰片烯和烯烃化合物或、降冰片烯和丙烯酸酯之间的比例得到的共聚物，可以克服各材料自身的劣势，赋予共聚物优良的性能，从而使基膜具有耐湿热老化，耐撕裂，高的水蒸气阻隔性，高强度，尺寸稳定，易加工成型的突出特点；PC具有优良的耐冲击性能、加工性能，POE具有耐老化、耐腐蚀、耐高温、耐撕裂性能，PP具有优良的耐湿热性、电绝缘性以及抗冲击性，PET具有优良的耐候性、尺寸稳定性以及电绝缘性，将降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料、或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料、或降冰片烯共聚物和PET共熔形成共熔物以及填料，又发挥了PC或或POE或PP或PET的特点，提高了太阳电池基膜的牢靠性、安全性以及整体性能；同时，由于本发明的基膜具有单层结构，不需要粘结剂而是形成了一体化的基膜，确保了基膜的可靠性，增强了组件的密封性、耐候性。

本发明中所述基膜的厚度为0.01mm-10mm，其中，优选为0.1mm-1mm。具体数值可以选为0.1mm、0.15mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm、0.45mm、0.5mm。将所述基膜的厚度限定在上述范围内，可以更好的使基膜发挥作用，进一步提高基膜的整体性能。该优选方案及具体数值的选择能够更好的满足对于基膜的性能的要求，并有利于基膜的加工。

本发明的所述降冰片烯共聚物、PC以及EVA、填料（TiO₂等）的重量比分别为5～40%：50～80%：5～20%：0～40%，其中，优选为10～20%：30～50%：0～20%：0～30%，具体数值可以选为10%：50%：10%：30%。

所述降冰片烯共聚物、POE以及EVA、填料（TiO₂等）的重量比分别为5～50%：50～70%：0～30%：0～50%，其中，优选为10～30%：50～60%：10～30%：0～50%，具体数值可以选为15%：50%：15%：20%。

所述降冰片烯共聚物、PP以及EVA、填料（TiO₂等）的重量比为5～40%：50～80%：5～20%：0～40%，其中，优选为5～20%：50～60%：5～10%：20～40%，具体数值可以选为10%：50%：10%：30%。

所述降冰片烯共聚物和PET、填料（TiO₂等）的重量比为5～50%：10～50%：0～50%，其中，优选为5～15%：10～50%：0～50%，具体数值可以选为10%：50%：40%。

实施例一：

太阳电池基膜的厚度为0.15mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、PC以及EVA的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物、PC以及EVA、填料的重量比分别为10%：50%：10%：30%。

实施例二：

太阳电池基膜的厚度为0.35mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、PC以及EVA的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物、PC以及EVA、填料的重量比为10%：50%：10%：30%。

实施例三：

太阳电池基膜的厚度为0.15mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、POE以及EVA、填料的共熔物构成，降冰片烯共聚物、POE以及EVA、填料的重量比为15%：50%：15%：20%。

实施例四：

太阳电池基膜的厚度为0.35mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、POE以及EVA的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物、POE以及EVA、填料的重量比为15%：50%：15%：20%。

实施例五：

太阳电池基膜的厚度为0.15mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、PP以及EVA的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物、PP以及EVA、填料的重量比为10%：50%：10%：30%。

实施例六：

太阳电池基膜的厚度为0.35mm，所述基膜由降冰片烯共聚物、PP以及EVA的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物、PP以及EVA、填料的重量比为10%：50%：10%：30%。

实施例七：

太阳电池基膜的厚度为0.15mm，所述基膜由降冰片烯共聚物和PET的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物和PET、填料的重量比为10%：50%：40%。

实施例八：

太阳电池基膜的厚度为0.35mm，所述基膜由降冰片烯共聚物和PET的共熔物、填料构成，降冰片烯共聚物和PET、填料的重量比为10%：50%：40%。

在上述实施例1-8中，所述降冰片烯共聚物指的是降冰片烯和乙烯的共聚物，通过调节降冰片烯和乙烯之间的比例得到的共聚物，可以克服材料自身的劣势，赋予共聚物优良的性能。其中，乙烯可以替换为乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、异戊二烯或辛烯中的一种或几种，还可以替换为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种，因而可以形成新的其他实施例。

根据本发明的各个实施例中的太阳电池基膜的特性数据如下表所示：

通过表中数据可知本发明的太阳电池基膜具有优异的性能。

按照本发明提供的一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜的加工工艺，主要包括以下步骤：

本发明的上述工艺比较简单，可以实现连续化生产，提高了生产效率，降低了这种基膜的生产成本，利于市场推广。本发明的太阳电池基膜具有耐湿热老化，耐撕裂，高的水蒸气阻隔性，高强度，尺寸稳定，易加工的特点，保证了组件25年以上的使用寿命。本发明的基膜即可以作为背膜直接使用，也可以作为面板使用。当然，其也可以与其他材料复合，构成复合结构使用。

Claims

1.一种降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述基膜由降冰片烯共聚物、PC、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、POE、EVA以及填料或降冰片烯共聚物、PP、EVA以及填料或降冰片烯共聚物和PET的共熔物以及填料所构成的单层结构，所述单层结构的基膜通过熔融挤出工艺加工而成。

2.根据权利要求1所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述降冰片烯共聚物指的是降冰片烯和烯烃化合物、或降冰片烯和丙烯酸酯共聚合而形成的共聚物。

3.根据权利要求2所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述烯烃化合物选自乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、异戊二烯或辛烯中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述降冰片烯共聚物是经过有机硅偶联剂处理的。

6.根据权利要求5所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述有机硅偶联剂选自Y(CH₂)_nSiX₃，n为0～3,Y为乙烯基、烯丙基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基有机官能团,X是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基。

7.根据权利要求1所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述POE选自交联POE或非交联POE。

8.根据权利要求1所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述单层结构的基膜的厚度为0.01mm-10mm。

9.根据权利要求1所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜，其特征在于：所述降冰片烯共聚物的重量比为5～40%、PC的重量比为50～80%、EVA重量比为5～20%、以及填料重量比为0～40%；

10.根据权利要求1-9中任一所述的降冰片烯共聚物太阳电池基膜的加工工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：