CN107316913A - 改性太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改性太阳能电池背板及其制备方法，该背板的耐候层由以下组分制成：聚氟乙烯‑乙烯共聚物，聚丙烯氨酯，泡沫镍，二氧化钛，N,N‑二甲基甲酰胺，石墨烯，溴乙基乙酸酯，聚硅氧烷，马来酸氟乙烯，季戊四醇，柠檬酸钠。制备方法：将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合抽真空惰性环境下浸泡，破碎后烘干得混合物A；将聚氟乙烯‑乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N‑二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯混合加热至交联度为60‑80%时，干燥得组合物B；再将两者混合后再用等离子照射后吹成耐候层；用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。本发明背板的使用寿命场，前景好。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板领域，具体涉及改性太阳能电池背板及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是利用光电转换原理使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的一种器件，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，因此太阳能电池又称为“光伏电池”。太阳能电池背板位于组件的背面的最外面的最外层，在户外环境下保护太阳能电池组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化、耐高低温、良好的绝缘性和耐老化性能、耐腐蚀性能，可以反射阳光，提高组件的转化效率，具有较高的红外发射率，可以降低组件的温度。
申请号为2012102119213的中国专利公开了一种太阳能电池背板及其制备方法，该背板依次包括耐候层、结构增强层和粘结层；所述耐候层为聚醚醚酮 薄膜层，厚度为30-50微米，所述结构增强层材料为聚酯，厚度为150-250微米，所述粘结层材料为粘结剂，厚度为10-30微米。该太阳能电池背板的制备方法包括如下步骤：（1）制取双向拉伸聚酯薄膜，收卷后，在其下表面涂布粘结剂；（2）在步骤（1）所得聚酯薄膜的上表面进行聚醚醚酮等离子喷涂。该太阳能电池背板的结构简单、成本较低，但耐候层表现的耐腐蚀性能和耐老化性能差，使得背板的使用寿命不足以满足大众的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了耐候性更强，结构简单的改性太阳能电池背板。
本发明另一个目的在于提供一种改性太阳能电池背板的制备方法，制备过程简单，易行，易于产业化。
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯氨酯40-50份，泡沫镍12-33份，二氧化钛20-30份，N,N-二甲基甲酰胺40-50份，石墨烯44-55份，溴乙基乙酸酯33-44份，聚硅氧烷38-42份，马来酸氟乙烯1-18份，季戊四醇46-66份，柠檬酸钠33-77份。
作为改进的是，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
作为改进的是，所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为20-46%。
作为改进的是，所述泡沫镍的孔隙率为50-65%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡3-5小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为60-80%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.2-1.3MPa下，等离子800-1000W照射3-5秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.3-0.5mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
作为改进的是，步骤2中超声破碎的功率为1500-2200W。
作为改进的是，步骤3中加热温度为800-920℃。
作为改进的是，步骤4中薄膜在10-15℃下固定成型。
有益效果
泡沫镍和石墨烯的多孔结构使得各原料结合更加紧密，提高了耐候层的紧密性，制备过程中采用超声破碎，分布融合以及等离子技术的处理，进一步提高了耐候层致密性，耐腐蚀能力和抗老化均得以提高。
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
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物20份，聚丙烯氨酯40份，泡沫镍12份，二氧化钛20份，N,N-二甲基甲酰胺40份，石墨烯44份，溴乙基乙酸酯33份，聚硅氧烷38份，马来酸氟乙烯1份，季戊四醇46份，柠檬酸钠33份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为20%。
所述泡沫镍的孔隙率为50%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡3小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为60%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.2-1.3MPa下，等离子800W照射3秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.3mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
作步骤2中超声破碎的功率为1500W。
步骤3中加热温度为800℃。
步骤4中薄膜在10℃下固定成型。
实施例2
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为35%。
所述泡沫镍的孔隙率为62%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡4小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为74%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.25MPa下，等离子900W照射4秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.4mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为1800W。
步骤3中加热温度为880℃。
步骤4中薄膜在12℃下固定成型。
实施例3
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯氨酯40-50份，泡沫镍12-33份，二氧化钛20-30份，N,N-二甲基甲酰胺40-50份，石墨烯44-55份，溴乙基乙酸酯33-44份，聚硅氧烷38-42份，马来酸氟乙烯1-18份，季戊四醇46-66份，柠檬酸钠33-77份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为46%。
所述泡沫镍的孔隙率为65%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡5小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为80%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.3MPa下，等离子1000W照射5秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.5mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为2200W。
步骤3中加热温度为920℃。
步骤4中薄膜在15℃下固定成型。
实施例4
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为35%。
所述泡沫镍的孔隙率为62%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡4小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为74%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.25MPa下，等离子900W照射4秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.4mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为1800W。
步骤3中加热温度为880℃。
步骤4中薄膜在12℃下固定成型。
实施例5
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为35%。
所述泡沫镍的孔隙率为62%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡4小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为74%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.25MPa下，等离子900W照射4秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.4mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为1800W。
步骤3中加热温度为880℃。
步骤4中薄膜在12℃下固定成型。
实施例6
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为35%。
所述泡沫镍的孔隙率为62%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠、聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，1.25MPa下，等离子900W照射4秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤2，将母料吹成0.4mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为1800W。
步骤3中加热温度为880℃。
步骤4中薄膜在12℃下固定成型。
实施例7
改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为35%。
所述泡沫镍的孔隙率为62%。
上述改性太阳能电池背板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡4小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为74%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.4mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
步骤2中超声破碎的功率为1800W。
步骤3中加热温度为880℃。
步骤4中薄膜在12℃下固定成型。
性能测试
对实施例1-7的产品进行性能测试，结果见表1。
在温度为80℃,相对湿度80%下，观察1000天太阳能电池背板的腐蚀和抗老化情况。
从表中可以看出，本发明耐候层制备的背板耐腐蚀和抗氧化能力强。比较实施例2和实施例4-5可知，泡沫镍和石墨烯的同时存在提高了耐腐蚀和抗氧化能力，比较实施例2和实施例6-7可知，分布处理原料，并在惰性环境下保证直接结构的组分，有效地提高了组分的紧密程度，等离子处理后更是增强了性能，适合产业化。
Claims (8)
1.改性太阳能电池背板，依次包括耐候层、结构增强层和粘接层，所述粘接层粘连结构增强层和耐候层，其特征在于，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物20-30份，聚丙烯氨酯40-50份，泡沫镍12-33份，二氧化钛20-30份，N,N-二甲基甲酰胺40-50份，石墨烯44-55份，溴乙基乙酸酯33-44份，聚硅氧烷38-42份，马来酸氟乙烯1-18份，季戊四醇46-66份，柠檬酸钠33-77份。
2.根据权利要求1所述的改性太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候层由以下按重量份计的组分制成：聚氟乙烯-乙烯共聚物28份，聚丙烯氨酯45份，泡沫镍32份，二氧化钛24份，N,N-二甲基甲酰胺48份，石墨烯50份，溴乙基乙酸酯41份，聚硅氧烷41份，马来酸氟乙烯15份，季戊四醇55份，柠檬酸钠64份。
3.根据权利要求1所述的改性太阳能电池背板，其特征在于，所述聚氟乙烯-乙烯共聚物中乙烯的质量分数为20-46%。
4.根据权利要求1所述的改性太阳能电池背板，其特征在于，所述泡沫镍的孔隙率为50-65%。
5.基于权利要求1所述的改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将泡沫镍、二氧化钛、石墨烯、季戊四醇、柠檬酸钠混合，抽真空，惰性环境下浸泡3-5小时，超声破碎后烘干得混合物A；步骤2，将聚氟乙烯-乙烯共聚物、聚丙烯氨酯、N,N-二甲基甲酰胺、溴乙基乙酸酯、聚硅氧烷、马来酸氟乙烯投入反应釜中，加热至交联度为60-80%时，喷雾干燥得组合物B；步骤3，将化合物A和组合物B混合，1.2-1.3MPa下，等离子800-1000W照射3-5秒后，投入双螺杆挤出机中挤出母料；步骤4，将母料吹成0.3-0.5mm耐候层；步骤5，用粘接层连接耐候层和结构增强层即可。
6.根据权利要求5所述的真空等离子体改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤2中超声破碎的功率为1500-2200W。
7.根据权利要求5所述的真空等离子体改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤3中加热温度为800-920℃。
8.根据权利要求5所述的真空等离子体改性太阳能电池背板的制备方法，其特征在于，步骤4中薄膜在10-15℃下固定成型。
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