CN104393077B - 用于太阳能电池背板的有机硅涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电池背板的有机硅涂层及其制备方法,该用于太阳能电池背板的有机硅涂层包括以下重量份计的组分:合金元素6~10份、有机硅40~80份、碳酸氢钠20~40份、3‑氯丙炔20~30份、聚氨酯丙烯酸酯40~80份、稳定剂50~90份、表面活性剂20~30份。制备方法:将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3‑氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至600~800℃,熔融挤出,造粒;加入碳酸氢钠,混合均匀;拉伸成膜。本发明中合金元素的存在明显降低了有机硅涂层的水汽透过性,提高了阻湿性能,从而防止水解反应,减少脱层变黄现象的发生。

Description

用于太阳能电池背板的有机硅涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板领域,尤其涉及一种用于太阳能电池背板的有机硅涂层及其制备方法。
背景技术
太阳能背板位于太阳能电池板的背面,对电池片起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。一般具有三层结构,外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能力。
申请号为2010800677089,名称为“太阳能电池背板用涂料组合物及太阳能电池背板”的中国专利申请公开了太阳能电池背板用涂料组合物,含有:(a)乙烯基酯树脂或不饱和聚酯树脂10~40质量%,(b)乙烯基单体及/或(甲基)丙烯酸酯单体30~60质量%,(c)改性剂5~40质量%(其中,上述成分(a)~(c)的合计为100质量%)及(d)紫外线固化剂、其相对于上述成分(a)~(c)合计100质量份为0.1~15质量份,(e)白色着色剂、其相对于(a)~(c)合计100质量份为5~20质量份。其中的不饱和聚酯树脂容易水解,因此会影响涂料组合物的阻湿性能。
申请号为2014100160180 ,名称为“一种聚合物涂覆皮膜及含有该聚合物涂覆皮膜的太阳能电池背板”的中国专利申请公开了一种聚合物涂覆皮膜,该聚合物涂覆皮膜是在绝缘膜上通过涂覆聚合物层形成的皮膜,所述聚合物层包括聚合物基体、固化剂和添加剂组成,所述聚合物基体为含氟聚合物、聚酯多元醇、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂中的一种或几种的组合,所述固化剂为异氰酸酯类固化剂或氨基树脂固化剂。该发明太阳能电池背板具有良好的耐候性,组件返修性能,高的反光性能,良好地导热效率,阻燃性能优异,同时具有较低的成本。但是该聚合物涂覆皮膜韧性较大,容易水解,阻湿性能一般。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种用于太阳能电池背板的有机硅涂层及其制备方法,用于太阳能电池背板的有机硅涂层阻湿性能强。
本发明采用以下技术方案:
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素6~10份、有机硅40~80份、碳酸氢钠20~40份、3-氯丙炔20~30份、聚氨酯丙烯酸酯40~80份、稳定剂50~90份、表面活性剂20~30份。
作为对本发明的进一步改进,包括以下重量份计的组分:合金元素8份、有机硅60份、碳酸氢钠30份、3-氯丙炔25份、聚氨酯丙烯酸酯60份、稳定剂70份、表面活性剂25份。
作为对本发明的进一步改进,合金元素是铜、锡、铅、铝、锰、铬、钼、镍中的两种以上的混合物。
作为对本发明的进一步改进,有机硅是硅树脂或硅油。
作为对本发明的进一步改进,硅油是甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油中的一种或几种的混合物。
作为对本发明的进一步改进,稳定剂是二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、二月桂酸二正丁基锡、二月桂酸二正辛基锡中的一种或几种的混合物。
作为对本发明的进一步改进,表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙氧基化脂肪酸甲酯中的一种或几种的混合物。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至600~800℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
作为对本发明的进一步改进,步骤(1)加热至700℃。
作为对本发明的进一步改进,步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
原理:合金元素可以降低有机硅涂层的韧性,防止水解反应,提高阻湿性能。
有益效果
本发明的水汽透过性为2.4~2.8g/m2·day,湿热条件下不易脱层变黄。合金元素的存在明显降低了有机硅涂层的水汽透过性,提高了阻湿性能,从而防止水解反应,减少脱层变黄现象的发生。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍,但不局限于此。
实施例1
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素8份、有机硅60份、碳酸氢钠30份、3-氯丙炔25份、聚氨酯丙烯酸酯60份、稳定剂70份、表面活性剂25份。
合金元素是铜、锡、铅、铝和锰。
有机硅是硅树脂。
稳定剂是质量比为1:2:2的二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、二月桂酸二正丁基锡。
表面活性剂是质量比为1:1:10的烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙氧基化脂肪酸甲酯。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至700℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
实施例2
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素6份、有机硅40份、碳酸氢钠20份、3-氯丙炔20份、聚氨酯丙烯酸酯40份、稳定剂50份、表面活性剂20份。
合金元素是铝、锰、铬和钼。
有机硅是质量比为1:6:7的甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油。
稳定剂是质量比为8:1:2的二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、二月桂酸二正丁基锡、二月桂酸二正辛基锡。
表面活性剂是质量比为1:2:2的烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙氧基化脂肪酸甲酯。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至600℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
实施例3
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素10份、有机硅80份、碳酸氢钠40份、3-氯丙炔30份、聚氨酯丙烯酸酯80份、稳定剂90份、表面活性剂30份。
合金元素是锰、铬、钼和镍。
有机硅是甲基三氟丙基硅油。
稳定剂是二月桂酸二正辛基锡。
表面活性剂是脂肪酸聚氧乙烯酯。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至800℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
实施例4
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素7份、有机硅50份、碳酸氢钠30份、3-氯丙炔23份、聚氨酯丙烯酸酯50份、稳定剂60份、表面活性剂23份。
合金元素是铜和锡。
有机硅是甲基氯苯基硅油。
稳定剂是二月桂酸二正丁基锡。
表面活性剂是乙氧基化脂肪酸甲酯。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至700℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
实施例5
用于太阳能电池背板的有机硅涂层,包括以下重量份计的组分:合金元素9份、有机硅70份、碳酸氢钠30份、3-氯丙炔25份、聚氨酯丙烯酸酯70份、稳定剂80份、表面活性剂28份。
合金元素是锡、铝、锰、铬和钼。
有机硅是硅树脂。
稳定剂是二月桂酸二正辛基锡。
表面活性剂是乙氧基化脂肪酸甲酯。
上述用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至780℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
对比例1
与实施例1相同,不同在于:组成中不含合金元素。
性能测试
对实施例和对比例的涂层涂布在太阳能电池背板的基材上,进行性能测试,结果见表1。
水汽透过性:单位:g/m2·day。检测标准:ASTM F-1249(38℃,100%RH)。
耐湿热老化:试验条件为温度85℃、RH85%,时间2000h。观察脱层、变黄情况。
表1
结论:对比例的水汽透过性为4.5g/m2·day,湿热条件下易脱层变黄。实施例的水汽透过性为2.4~2.8g/m2·day,湿热条件下不易脱层变黄。本发明中含有合金元素,合金元素的存在明显降低了有机硅涂层的水汽透过性,提高了阻湿性能,从而防止水解反应,减少脱层变黄现象的发生。

Claims (9)

1.用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,包括以下重量份计的组分:合金元素6~10份、有机硅40~80份、碳酸氢钠20~40份、3-氯丙炔20~30份、聚氨酯丙烯酸酯40~80份、稳定剂50~90份、表面活性剂20~30份;有机硅是硅树脂或硅油。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,包括以下重量份计的组分:合金元素8份、有机硅60份、碳酸氢钠30份、3-氯丙炔25份、聚氨酯丙烯酸酯60份、稳定剂70份、表面活性剂25份。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,合金元素是铜、锡、铅、铝、锰、铬、钼、镍中的两种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,硅油是甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,稳定剂是二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、二甲基二巯基乙酸异辛酯锡、二月桂酸二正丁基锡、二月桂酸二正辛基锡中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层,其特征在于,表面活性剂是烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、乙氧基化脂肪酸甲酯中的一种或几种的混合物。
7.基于权利要求1所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将合金元素、有机硅、碳酸氢钠、3-氯丙炔、聚氨酯丙烯酸酯、稳定剂、表面活性剂混合均匀,加热至600~800℃,熔融挤出,造粒;
(2)加入碳酸氢钠,混合均匀;
(3)拉伸成膜。
8.根据权利要求7所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,其特征在于,步骤(1)加热至700℃。
9.根据权利要求7所述的用于太阳能电池背板的有机硅涂层的制备方法,其特征在于,步骤(3)拉伸时先横向拉伸,再纵向拉伸。
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