CN107681013B - 一种高导热太阳能电池背板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池背板技术领域,具体的涉及一种高导热太阳能电池背板,将碳纳米管与纳米石墨烯加入无水乙醇中球磨混合,通入甲胺气体加热加压得到无缺陷混合物的悬浊醇液,加入分散剂形成均一的悬浊醇液;将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,缓慢滴加氨基硅树脂密封交联反应形成背板基底液,采用静电纺丝方法制成背板膜,加压干燥后得到背板底膜;将均一的悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉反应,抛光后得到高热太阳能电池背板。本发明制备的太阳能背板不含氟,毒性小,不易造成环境污染,同时生产成本低,有利于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池背板技术领域,具体的涉及一种高导热太阳能电池背板。
背景技术
人类对能源的需求持续不断的增长,目前以煤和石油等传统能源为主的情形将无法得到持久。一是这些以化石形式存在的能源是有限的,估计以目前的能源消耗速度在未来100年左右的时间,煤和石油将被消耗殆尽。二是,使用这些传统能源,向大气层排出来的二氧化碳,带来地球温室效应,造成地球气候的异常。
作为传统电能生产方法的替代方案,太阳能电池组件被用来利用太阳光产生电能。太阳能电池组件是由各种半导体元件系统组装而成,因而必须加以保护以减轻环境对它的破坏。太阳能电池组件在使用时直接暴露于大气中,要经受温度变化、紫外线照射和水汽的侵蚀,其光电转换性能易于衰减,失去实用价值,而太阳能电池背板位于太阳能电池的背面,对电池片起保护和支撑作用,保护光伏组件不被水汽等其侵蚀,其需要具有可靠的绝缘性。阻水性、耐老化性,但是常用的太阳能背板力学性能差,散热性能不太好,太阳能电池将光能转化为电能时产生的热能不能及时散发出去,导致温度升高,太阳能电池的光电转换率下降。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种高导热太阳能电池背板的制备方法,制备的太阳能背板不含氟,毒性小,不易造成环境污染,同时生产成本低,有利于推广应用。
为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨2-4h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应30-50min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应2-4h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应2-5h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应2-5h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.3-0.5,所述碳纳米管的浓度为0.2-0.7g/L,所述球磨温度为130-150℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的3-8倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为110-140℃,压力为0.5-1.3MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮或者聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的3-8%,所述密封超声反应为10-20kHz,所述密封超声采用恒温水浴超声,所述超声温度为60-70℃。
作为改进,所述密封超声采用间隔超声反应,所述超声时间为2-5min,间隔时间为10-15min。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为4-8:2-4:1-3:2-3:4-7:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为12-17:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的50-70%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1500-2000r/min,所述缓慢滴加的速度为8-10mL/min,所述密封交联反应的温度为50-70℃,压力为0.3-0.5MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为3000-5000r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.7-1.2mm,电压5-30KV,推进速度1-4mL/h,接收距离10-30cm;所述加压干燥的压力为0.4-0.8MPa,干燥温度为70-90℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为3-8mL/cm2,所述常温烘干的温度为60-65℃,时间为10-20min,所述马弗炉反应的压力为0.3-0.5MPa,温度为120-150℃。
本发明将碳纳米管与纳米石墨烯加入无水乙醇中球磨混合,通入甲胺气体加热加压得到无缺陷混合物的悬浊醇液,加入分散剂形成均一的悬浊醇液;将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,缓慢滴加氨基硅树脂密封交联反应形成背板基底液,采用静电纺丝方法制成背板膜,加压干燥后得到背板底膜;将均一的悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉反应,抛光后得到高热太阳能电池背板。
步骤1将碳纳米管与纳米石墨烯放入无水乙醇中,采用液相球磨的方式将其完全分散混合,形成悬浊醇液;
步骤2,将悬浊醇液放入反应釜中,在甲胺氛围下加热加压反应,能够将石墨烯与碳纳米管表面的结构缺陷去除,降低缺陷率,提高石墨烯与碳纳米管的导热性能。
步骤3,将分散剂放入悬浊醇液中能够将石墨烯与碳纳米管良好的分散,形成稳定的分散体系,密封超声反应能够将碳纳米管和石墨烯表面进行微羟基化,保证分散剂直接作用在碳纳米管和石墨烯表面。
步骤4将助剂完全混合在聚氨酯中,能够形成良好的分散均匀性,缓慢滴加氨基硅树脂,并形成密封交联反应,能够保证聚氨酯将氨基硅树脂完全包裹,并保证氨基硅树脂与聚氨酯在引发剂作用下形成复杂的交联反应,形成三维结构,得到背板基底液。
步骤5将背板基底液通过静电纺丝的方式进行薄膜处理,能够形成背板湿膜,在加压干燥条件下进行压实得到底膜;
步骤6将石墨烯与碳纳米管的分散悬浊醇液均匀涂覆在底膜表面,形成均质的导热膜,并且利用马弗炉反应过程中将发泡剂作用下形成内孔结构,在微压条件下保证碳纳米管与石墨烯部分进入底膜内,形成三层结构,包括高导热层、混合导热层和低导热防护层。
从以上描述可以看出,本发明具备以下优点:
1.本发明制备的太阳能背板具有良好的综合性能,不仅具有良好的机械性能,也具有良好的耐候性和高导热性。
2.本发明制备的太阳能背板不含氟,毒性小,不易造成环境污染,同时生产成本低,有利于推广应用。
3.本发明采用无缺陷碳纳米管和纳米石墨烯,不仅具有更为高效的导热性能与机械强度,也大大提高了使用寿命。
4.本发明采用静电纺丝作为背板底膜的制备方法,能够大大提高背板底膜的结构稳定性,以及薄膜的均匀性。
5.本发明采用三层结构,能够起到良好的导热率过渡效果,防止形成热差造成脱落气泡。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明,但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨2h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应30min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应2h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应2h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应2h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.3,所述碳纳米管的浓度为0.2g/L,所述球磨温度为130℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的3倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为110℃,压力为0.5MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的3%,所述密封超声反应为10kHz,所述密封超声采用恒温水浴超声,所述超声温度为60℃。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为4:2:1:2:4:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为12:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的50%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1500r/min,所述缓慢滴加的速度为8mL/min,所述密封交联反应的温度为50℃,压力为0.3MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为3000r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.7mm,电压5KV,推进速度1mL/h,接收距离10cm;所述加压干燥的压力为0.4MPa,干燥温度为70℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为3mL/cm2,所述常温烘干的温度为60℃,时间为10min,所述马弗炉反应的压力为0.3MPa,温度为120℃。
实施例2
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨4h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应50min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应4h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应5h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应5h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1: 0.5,所述碳纳米管的浓度为0.7g/L,所述球磨温度为150℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的8倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为140℃,压力为1.3MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的8%,所述密封超声反应为20kHz,所述密封超声采用恒温水浴超声,所述超声温度为70℃。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为8:4: 3: 3:7:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为17:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的70%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为2000r/min,所述缓慢滴加的速度为10mL/min,所述密封交联反应的温度为70℃,压力为0.5MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为5000r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为1.2mm,电压30KV,推进速度4mL/h,接收距离30cm;所述加压干燥的压力为0.8MPa,干燥温度为90℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为8mL/cm2,所述常温烘干的温度为65℃,时间为20min,所述马弗炉反应的压力为0.5MPa,温度为150℃。
实施例3
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨3h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应40min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应3h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应3h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应3h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.4,所述碳纳米管的浓度为0.4g/L,所述球磨温度为140℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的5倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为130℃,压力为0.9MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的5%,所述密封超声反应为15kHz,所述密封超声采用恒温水浴超声,所述超声温度为65℃。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为6:3:2: 3:5:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为15:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的60%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1800r/min,所述缓慢滴加的速度为9mL/min,所述密封交联反应的温度为60℃,压力为0.4MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为4000r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.9mm,电压15KV,推进速度3mL/h,接收距离20cm;所述加压干燥的压力为0.6MPa,干燥温度为80℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为5mL/cm2,所述常温烘干的温度为63℃,时间为15min,所述马弗炉反应的压力为0.4MPa,温度为130℃。
实施例4
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨3h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应40min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应3h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应4h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应3h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.4,所述碳纳米管的浓度为0.5g/L,所述球磨温度为135℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的6倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为120℃,压力为0.7MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的7%,所述密封超声反应为13kHz,所述密封超声采用恒温水浴间隔超声反应,所述超声温度为65℃;所述超声时间为2min,间隔时间为10min。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为5:3:2:2:5:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为13:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的55%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述乙二醛和戊二醛的体积比为9:1,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1600r/min,所述缓慢滴加的速度为8mL/min,所述密封交联反应的温度为55℃,压力为0.3MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为3500r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.8mm,电压25KV,推进速度3mL/h,接收距离20cm;所述加压干燥的压力为0.5MPa,干燥温度为75℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为4mL/cm2,所述常温烘干的温度为62℃,时间为13min,所述马弗炉反应的压力为0.3MPa,温度为140℃。
实施例5
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨4h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应35min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应4h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应5h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应2h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.4,所述碳纳米管的浓度为0.6g/L,所述球磨温度为145℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的7倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为115℃,压力为1.1 MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的6%,所述密封超声反应为17kHz,所述密封超声采用恒温水浴间隔超声反应,所述超声温度为68℃,所述超声时间为5min,间隔时间为15min。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为8:4:1:2:6:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为13:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的65%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述乙二醛和戊二醛的体积比为7:3,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1500r/min,所述缓慢滴加的速度为10mL/min,所述密封交联反应的温度为65℃,压力为0.3MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为4500r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.7mm,电压10KV,推进速度3mL/h,接收距离15cm;所述加压干燥的压力为0.5MPa,干燥温度为85℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为7mL/cm2,所述常温烘干的温度为60℃,时间为20min,所述马弗炉反应的压力为0.5MPa,温度为125℃。
实施例6
一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨4h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应35min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应4h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应5h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应2h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.4,所述碳纳米管的浓度为0.6g/L,所述球磨温度为145℃。
所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的7倍。
所述步骤2中的加热加压反应的温度为115℃,压力为1.1 MPa。
所述步骤3中的分散剂采用聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的6%,所述密封超声反应为17kHz,所述密封超声采用恒温水浴间隔超声反应,所述超声温度为68℃,所述超声时间为4min,间隔时间为13min。
所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为8:4:1:2:6:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为13:10,所述氨基硅树脂的加入量是聚氨酯质量的65%;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述乙二醛和戊二醛的体积比为3:7,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
所述步骤4中的搅拌速度为1500r/min,所述缓慢滴加的速度为10mL/min,所述密封交联反应的温度为65℃,压力为0.3MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为4500r/min。
所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.7mm,电压10KV,推进速度3mL/h,接收距离15cm;所述加压干燥的压力为0.5MPa,干燥温度为85℃。
所述步骤6中的缓慢喷射为7mL/cm2,所述常温烘干的温度为60℃,时间为20min,所述马弗炉反应的压力为0.5MPa,温度为125℃。
性能检测
冲击强度MPa | 断裂伸长率% | 热收缩率% | 表面导热率W/mK | |
实施例1 | 44 | 93.1 | 0.41 | 350 |
实施例2 | 47 | 94.3 | 0.43 | 398 |
实施例3 | 46 | 99.2 | 0.36 | 421 |
实施例4 | 52 | 98.6 | 0.31 | 389 |
实施例5 | 50 | 97.2 | 0.38 | 371 |
实施例6 | 49 | 99.7 | 0.34 | 417 |
综上所述,本发明具有以下优点:
1.本发明制备的太阳能背板具有良好的综合性能,不仅具有良好的机械性能,也具有良好的耐候性和高导热性。
2.本发明制备的太阳能背板不含氟,毒性小,不易造成环境污染,同时生产成本低,有利于推广应用。
3.本发明采用无缺陷碳纳米管和纳米石墨烯,不仅具有更为高效的导热性能与机械强度,也大大提高了使用寿命。
4.本发明采用静电纺丝作为背板底膜的制备方法,能够大大提高背板底膜的结构稳定性,以及薄膜的均匀性。
5.本发明采用三层结构,能够起到良好的导热率过渡效果,防止形成热差造成脱落气泡。
可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述背板的制备步骤如下:
步骤1,将碳纳米管与纳米石墨烯加入至球磨装置中,加入无水乙醇,密封球磨2-4h,得到混合物的悬浊醇液;
步骤2,将混合物的悬浊醇液放入反应釜中,通入甲胺气体加热加压反应30-50min,得到无缺陷混合物的悬浊醇液;
步骤3,将分散剂加入至步骤2中的悬浊醇液中,密封超声反应2-4h,得到均一的悬浊醇液;
步骤4,将发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂以及防老化剂放入聚氨酯中,搅拌均匀,然后缓慢滴加氨基硅树脂中,同时密封交联反应2-5h,得到背板基底液;
步骤5,将背板基底液采用静电纺丝方法制成背板薄膜,加压干燥,得到背板底膜;
步骤6,将步骤3中的均一悬浊醇液缓慢喷射在背板底膜表面,常温烘干后放入马弗炉中反应2-5h,抛光后得到高导热太阳能电池背板。
2.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤1中的碳纳米管与纳米石墨烯的质量比为1:0.3-0.5,所述碳纳米管的浓度为0.2-0.7g/L,所述球磨温度为130-150℃。
3.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤2中甲胺气体通入摩尔量是纳米石墨烯的3-8倍。
4.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤2中的加热加压反应的温度为110-140℃,压力为0.5-1.3MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤3中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮或者聚乙二醇,所述分散剂的加入量是碳纳米管质量的3-8%,所述密封超声反应为10-20kHz,所述密封超声采用恒温水浴超声,所述超声温度为60-70℃。
6.根据权利要求5所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述密封超声采用间隔超声反应,所述超声时间为2-5min,间隔时间为10-15min。
7.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的发泡剂、交联剂、引发剂、稳定剂、防老化剂与碳纳米管的质量比为4-8:2-4:1-3:2-3:4-7:100,所述聚氨酯与碳纳米管的质量为12-17:10,所述氨基硅树脂与聚氨酯的质量比例为5-7:10;所述发泡剂采用硅树脂聚醚乳液,所述交联剂采用乙二醛和戊二醛的混合物,所述引发剂采用过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,所述稳定剂采用光稳剂GW-540,所述防老化剂采用2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
8.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的搅拌速度为1500-2000r/min,所述缓慢滴加的速度为8-10mL/min,所述密封交联反应的温度为50-70℃,压力为0.3-0.5MPa,所述密封交联反应的搅拌速度为3000-5000r/min。
9.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤5中的静电纺丝方法采用注射纺丝法,所述静电纺丝方法中的纺丝注射器的针管外径为0.7-1.2mm,电压5-30KV,推进速度1-4mL/h,接收距离10-30cm;所述加压干燥的压力为0.4-0.8MPa,干燥温度为70-90℃。
10.根据权利要求1所述的一种高导热太阳能电池背板的制备方法,其特征在于:所述步骤6中的缓慢喷射为3-8mL/cm2,所述常温烘干的温度为60-65℃,时间为10-20min,所述马弗炉反应的压力为0.3-0.5MPa,温度为120-150℃。
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