CN104393119A - 一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法及其制备的太阳能光伏背板，包括如下步骤：将太阳能光伏背板的一面或两面涂覆一层聚硅氮烷溶液；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中烘烤2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。在外层氟膜上设置二氧化硅涂层，可以更有效地阻止水汽透过外层氟膜，从而保护里层PET膜和太阳能光伏电池减少水汽的攻击，有效延长PET膜老化的时间，从而更好地保护太阳能光伏电池，有利于太阳能光伏电池效率和长久使用可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏背板技术领域，具体地，涉及一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法。
背景技术
常用的太阳能背板按结构可分为TPT(KPK也是这个结构)、TPE、全PET和PET/聚烯烃结构，其中T指美国杜邦公司的聚氟乙烯(PVF)薄膜，其商品名为Tedlar，K是指法国ARKEMA公司生产的偏二氟乙烯(PVDF)，它的品牌名称Kynar。P指双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，即PET薄膜，又名聚酯薄膜或涤纶薄膜。E指乙烯－醋酸乙烯树脂EVA。聚烯烃指各种以碳碳结构为主链的塑料。在各结构层之间使用合适的胶粘剂复合而成太阳能背板，如图1。
双面氟的结构(TPT或KPK)由于成本方面的原因，逐步被单面氟的背板取代。单面氟结构的氟层，也可是氟膜和PET复合后再和EVA或特种改性PE复合，也可在PET材料的一面涂覆氟碳涂层，再复合EVA或特种改性PE。也有的厂家用流延机将EVA或特种改性PE流延到涂底涂后的PET面上，这样成本更低。
但是上述光伏背板均存在水气透过率偏高等问题，如氟膜的水汽透过率太高,会导致里层的PET膜受到湿热的攻击,久而久之,则会导致PET膜更容易老化,从而不能起到保护太阳能电池的作用,最终使太阳能电池失效，不能继续发电。
一般来说背板材料应该满足以下要求：
①背板材料应当是两层以上的复合材料，内层主要提供机械强度和电气绝缘强度，外层应能够提供耐候防护和水、气隔离功能。
②背板各复合层中，其主要组成部分的单膜材料和胶粘剂的UL阻燃等级应好于HB。
③背板各复合层中，主要组成部分的单膜材料和胶粘剂的RTI(相对耐热指数)的值应当高于105℃。
④背板材料应符合我国和销往国家有关有害元素控制的法规要求。
⑤所有认证必须提供有效的认证证书。
表1示国家标准《太阳能电池绝缘背板》推荐稿中规定的背板性能要求。
表1 性能要求
现有光伏背板在潮湿条件下，较长一段时间后容易出现分层、起泡等缺陷，主要原因是高分子薄膜的水气透过率相对较大，特别是经过长期老化后变得更差，最终导致无法保护光伏电池的正常使用，影响光伏组件的光电转换效率和使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，在太阳能光伏背板的外层氟膜上设置二氧化硅涂层，可以更有效地阻止水汽透过外层氟膜，从而保护里层PET膜和太阳能光伏电池减少水汽的攻击，有效延长PET膜老化的时间，从而更好地保护太阳能光伏电池，有利于太阳能光伏电池效率和长久使用可靠性。；此外，生成的二氧化硅涂层的硬度很高，耐磨性很好，在太阳能电池板的搬运和安装使用过程中，更好地保护背板不被划伤，从而起到应有的对太阳能电池板的保护功能。
本发明的技术方案如下：一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，包括如下步骤，
将光伏背板的一面或两面涂覆一层聚硅氮烷溶液；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中湿热处理2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
所述聚硅氮烷溶液涂层的干燥厚度为0.2-5微米。
所述太阳能光伏背板的制备方法如下：
1)配置黏结剂胶水；
2)PET膜涂胶：在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，然后与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；然后在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，然后与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；PET膜厚度为150-300微米；涂覆的黏结剂胶水干燥厚度为5-20微米；
3)将步骤2)所得涂胶PET膜在60-100℃固化6-10小时，即可得到太阳能光伏背板。
一种具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板，包括PET膜层，黏附于PET膜层两侧的胶涂层，以及粘附于胶涂层的氟膜；至少一侧所述氟膜层上还粘附有二氧化硅涂层。
两侧所述氟膜层上均粘附有二氧化硅涂层。
所述二氧化硅涂层的制备方法如下：在一侧或两侧的氟膜上涂覆一层聚硅氮烷溶液；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中湿热处理2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
本发明的有益效果为：本发明所述具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板及其制备方法，在太阳能光伏背板的外层氟膜上再涂覆一层聚硅氮烷，然后在湿气、热或光的作用下，使聚硅氮烷水解生产一层致密结构的二氧化硅涂层，此涂层与背板外层膜结合紧密，可以更有效地阻止水汽透过外层氟膜，从而保护里层PET膜减少水汽的攻击，有效延长PET膜老化的时间，从而更好地保护太阳能电池，有利于光伏电池效率和长久使用可靠性。此外，生成的二氧化硅涂层的硬度很高，耐磨性很好，在太阳能电池板的搬运和安装使用过程中，更好地保护背板不被划伤，从而起到应有的对太阳能电池板的保护功能。
附图说明
图1为本发明所述具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板的结构示意图。
图2为本发明所述具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板的另一结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对进一步说明本发明，以帮助更好的理解本发明的内容，但这些具体实施方式不以任何方式限制本发明的保护范围。
参照图1或图2，一种具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板10或10’，包括PET膜层11，黏附于PET膜层11两侧的胶涂层12，以及粘附于胶涂层12的氟膜13；一侧或两侧所述氟膜层13上还粘附有二氧化硅涂层14。
比较例1
一种太阳能光伏背板的制备方法，包括如下步骤，
1)配置黏结剂胶水；
2)PET涂胶复合：:取250微米PET膜，在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将粘胶剂层与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；而后在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将粘胶剂层与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa,得到玻璃膜基背板；
3)将步骤2)所得玻璃膜基背板在60-100℃固化6-10小时，得到传统的TPT太阳能光伏背板。
比较例2
一种太阳能光伏背板的制备方法，包括如下步骤，
1)配置黏结剂胶水；
2)PET涂胶复合：:取250微米PET膜，在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度25微米；然后将粘胶剂层与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；而后在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度25微米；然后将粘胶剂层与E膜复合,得到玻璃膜基背板；
3)将步骤2)所得玻璃膜基背板在60-100℃固化6-10小时，得到传统的TPE太阳能光伏背板。
实施例1
一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，包括如下步骤，
将比较例1所得太阳能光伏背板的两面涂覆一层聚硅氮烷溶液，涂层干燥厚度为200纳米；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中湿热处理2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
实施例2
一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，包括如下步骤，
1)配置黏结剂胶水；
2)PET膜涂胶:取250微米PET膜，在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将PET膜涂胶面与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；而后，在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将PET膜涂胶面与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa，得到玻璃膜基背板；
3)将步骤2)所得玻璃膜基背板在60-100℃固化6-10小时，得到太阳能光伏背板；
4)将太阳能光伏背板的一面涂覆一层聚硅氮烷溶液，涂层干燥厚度为1微米；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中湿热处理2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。该背板在使用过程中，具有二氧化硅涂层的一面向外，可以起到减少水汽透过的效果。
实施例3
一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，包括如下步骤，
1)配置黏结剂胶水；
2)PET膜涂胶:取250微米PET膜，在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将PET膜涂胶面与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；而后，在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，涂覆层干燥厚度10微米；然后将PET膜涂胶面与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa，得到玻璃膜基背板；
3)将步骤2)所得玻璃膜基背板在60-100℃固化6-10小时，得到太阳能光伏背板；
4)将太阳能光伏背板的一面涂覆一层聚硅氮烷溶液，涂层干燥厚度为5纳米；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中湿热处理2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
为进一步说明本发明所述具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板的性能，本发明将比较例1-2和实施例1-3所得太阳能光伏背板的耐老化性能和水蒸气透过率进行了比较测试，其结果记录入表2.
表2 实施例1-3与比较例1-2的太阳能光伏背板性能测试结果
由表1可知，实施例1-3所得具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板的耐老化性能和水蒸汽透过率均高于比较例1-2。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将太阳能光伏背板的一面或两面涂覆一层聚硅氮烷溶液；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中烘烤2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，从而将聚硅氮烷溶液转化为二氧化硅涂层，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
2.如权利要求1所述的在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，其特征在于，所述聚硅氮烷溶液涂层的干燥厚度为0.2-5微米。
3.如权利要求1或2所述的在太阳能光伏背板表面设置二氧化硅涂层的方法，其特征在于，所述太阳能光伏背板的制备方法如下：
1)配置黏结剂胶水；
2)PET膜涂胶：在PET膜的一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，然后与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；然后在PET膜的另一面涂覆上述黏结剂胶水，驱除溶剂，烘干，然后与氟膜复合辊压，辊压温度80-120℃，压力0.1-2MPa；PET膜厚度为150-300微米；涂覆的黏结剂胶水干燥厚度为5-20微米；
3)将步骤2)所得涂胶PET膜在60-100℃固化6-10小时，即可得到传统太阳能光伏背板。
4.一种具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板，包括PET膜层，黏附于PET膜层两侧的胶涂层，以及粘附于胶涂层的氟膜；其特征在于，至少一侧所述氟膜层上还粘附有二氧化硅涂层。
5.如权利要求4所述的具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板，其特征在于，两侧所述氟膜层上均粘附有二氧化硅涂层。
6.如权利要求4或5所述的具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板，其特征在于，所述二氧化硅涂层的制备方法如下：在一侧或两侧的氟膜上涂覆一层聚硅氮烷溶液；然后在相对湿度85％、温度85℃的烘箱中烘烤2-3小时；再在温度120-150℃烘烤1-2小时，得到具有二氧化硅涂层的太阳能光伏背板。
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