CN108598208A - 一种太阳能反光膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种太阳能反光膜及其制作方法，本发明属于太阳能反光膜镀保护膜工艺领域。包括起到粘接作用的EVA热熔胶层、基底PET层、有序排布的微结构层、具有反光作用的铝层和具有保护作用的保护层。基底PET层下部设置有起到粘接作用的EVA热熔胶层，基底PET层上部设置有有序排布的微结构层，有序排布的微结构层上部设置有反光作用的铝层，反光作用的铝层上部设置有具有保护作用的保护层。所述的微结构层为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm。所述的基底PET层薄膜厚度为50~80μm。
Description
所属技术领域
本发明涉及的是一种太阳能反光膜及其制作方法，本发明属于太阳能反光膜镀保护膜工艺领域。
背景技术
太阳能光伏是太阳能利用的重要形式之一，太阳能光伏发电可以减少对不可再生的化石燃料的依赖和消耗，可以减少环境污染等优点。目前基于光生伏特原理的太阳能发电的电池组件已经相对成熟。常规太阳能组件，主要有封装胶层、电池片阵列、背板和玻璃等组成。单个电池片不足以作为电源进行使用，必须通过焊带串联实现电流导通达到组件功率输出的目的。由于焊带的存在，导致照射到太阳能电池片上的太阳光不能被充分利用，导致了太阳光的“浪费”。为了进一步利用这部分被“浪费”太阳光，3M公司在专利公布号CN106461193A中明确指出已经研发出一种反光膜。反光膜结构从上向下依次为铝层、棱镜型微结构、PET薄膜层和EVA胶膜层。这种反光膜可以将“浪费”的太阳光重新利用用于太阳能发电。但是随着反光膜不断的推广，反光膜遇到了严峻的挑战——反光膜在加速湿热老化后，铝层容易脱落导致反光膜反射率大大衰减，失去原有的作用。
有机硅聚合物是一类主链以Si-O为重复单元，侧链上为有机基团的聚合物。这种特殊的结构使其成为同时包含有机聚合物与无机聚合物双重性质的杂化材料。有机硅材料具有优异的热稳定性、耐候性、 耐高低温性、高透光性、低吸湿性和绝缘性等性能。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种太阳能反光膜及其制作方法，本发明公开了新型太阳能反光膜结构，保护膜的成膜物质为有机硅材料，该种反光膜成功解决了光膜铝层在高温高湿条件下容易脱落等问题。
一种太阳能反光膜及其制作方法是采取以下技术方案实现：
一种太阳能反光膜包括起到粘接作用的EVA热熔胶层、基底PET层、有序排布的微结构层、具有反光作用的铝层和具有保护作用的保护层。基底PET层下部设置有起到粘接作用的EVA热熔胶层，基底PET层上部设置有有序排布的微结构层，有序排布的微结构层上部设置有反光作用的铝层，反光作用的铝层上部设置有具有保护作用的保护层。
所述的微结构层为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm。
所述的基底PET层薄膜厚度为50~80μm。
一种太阳能反光膜制作方法，制作流程具体如下：
步骤一：精密涂布：通过带有微结构的辊、紫外固化胶和紫外固化设备的协同作用下，在基底PET薄膜上制造微结构，形成有序排布的微结构层；
所述的紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型。
步骤二：镀铝：通过真空蒸镀的方式将铝镀到微结构表面；
步骤三：铝层表面镀保护膜：采用干式涂布或湿式涂布；1）干式涂布，先将单体材料在密闭的罐体内，温度为26~30℃，压强为0.8~0.9个大气压，挥发成气体，然后按一定的流量充进真空室，真空室内压强为20~50Pa，铝膜表面形成一层薄膜，对已镀的铝膜表面进行保护，保护膜厚度约为20~100nm；2）湿式涂布，将有机硅聚合材料作为成膜物质，采用湿式涂布方式均匀的涂覆在铝层表面，保护膜厚度约为10~30μm；
步骤四：淋膜EVA胶；在上述铝层表面镀保护膜完成后，在基底PET薄膜下部淋膜EVA胶，形成起到粘接作用的EVA热熔胶层，制成太阳能反光膜；
步骤五：分条，将制成太阳能反光膜分切成条状，制成太阳能反光膜成品。
优选地，步骤一微结构为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm；PET薄膜厚度为50~80μm；紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型。
优选地，步骤二镀铝通过真空蒸镀方式，反光层为铝，铝纯度大于99.9%，反光层厚度为10-200nm，蒸镀真空度达到1×10-2~1×10-3Pa，镀铝速度为250-400m/min。
优选地，步骤三所述的干式涂布为真空蒸镀方式，单体材料为六甲基二硅氧烷；湿式涂布为刮刀式精密涂布方式，有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
优选地，步骤三所述的湿式涂布为刮刀式精密涂布方式；有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
优选地，步骤四EVA胶层厚度为20~30μm。
优选地，步骤五分条宽度在1~2mm。
发明一种太阳能反光膜及其制作方法设计合理，结构紧凑，为了解决反光膜的加速耐湿热老化性能，本发明一种新型太阳能反光膜及其制作方法公开了新型太阳能反光膜结构，由于保护膜的成膜物质为有机硅材料，解决了反光膜铝层在高温高湿条件下容易脱落、反光膜的耐湿热老化性能等问题。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明干式涂布的太阳能反光膜反光膜结构示意图;
图2为本发明湿式涂布的太阳能反光膜反光膜结构示意图。
具体实施方式
一种太阳能反光膜包括起到粘接作用的EVA热熔胶层5、基底PET层4、有序排布的微结构层3、具有反光作用的铝层2和具有保护作用的保护层1。基底PET层4下部设置有起到粘接作用的EVA热熔胶层5，基底PET层4上部设置有有序排布的微结构层3，有序排布的微结构层3上部设置有反光作用的铝层2，反光作用的铝层2上部设置有具有保护作用的保护层1。
所述的微结构层3为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm。
所述的基底PET层4薄膜厚度为50~80μm。
太阳能反光膜制作方法，制作流程具体如下：
步骤一：精密涂布：通过带有微结构的辊、紫外固化胶和紫外固化设备的协同作用下，在基底PET薄膜上制造微结构，形成有序排布的微结构层；
所述的紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型。
步骤二：镀铝：通过真空蒸镀的方式将铝镀到微结构表面；
步骤三：铝层表面镀保护膜：采用干式涂布或湿式涂布；1）干式涂布，先将单体材料在密闭的罐体内，温度为26~30℃，压强为0.8~0.9个大气压，挥发成气体，然后按一定的流量充进真空室，真空室内压强为20~50Pa，铝膜表面形成一层薄膜，对已镀的铝膜表面进行保护，保护膜厚度约为20~100nm；2）湿式涂布，将有机硅聚合材料作为成膜物质，采用湿式涂布方式均匀的涂覆在铝层表面，保护膜厚度约为10~30μm；
步骤四：淋膜EVA胶；在上述铝层表面镀保护膜完成后，在基底PET薄膜下部淋膜EVA胶，形成起到粘接作用的EVA热熔胶层，制成太阳能反光膜；
步骤五：分条，将制成太阳能反光膜分切成条状，制成太阳能反光膜成品。
优选地，步骤一微结构为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm；PET薄膜厚度为50~80μm；紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型。
优选地，步骤二镀铝通过真空蒸镀方式，反光层为铝，铝纯度大于99.9%，反光层厚度为10-200nm，蒸镀真空度达到1×10-2~1×10-3Pa，镀铝速度为250-400m/min。
优选地，步骤三所述的干式涂布为真空蒸镀方式，单体材料为六甲基二硅氧烷；湿式涂布为刮刀式精密涂布方式，有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
优选地，步骤三所述的湿式涂布为刮刀式精密涂布方式；有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
优选地，步骤四EVA胶层厚度为20~30μm。
优选地，步骤五分条宽度在1~2mm。
实施例1 干式涂布（真空蒸镀方式）太阳能反光膜反光膜
步骤一：PET薄膜上制作微结构：紫外固化胶为聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯类或者是两者混合物；紫外光固化胶涂布速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型形成棱镜结构。。
步骤二：微结构镀铝：镀铝通过真空蒸镀方式，反光层为铝，铝纯度大于99.9%，反光层厚度为70-100nm，蒸镀真空度达到1×10-2-1×10-3Pa，镀铝速度为250-400m/min。
步骤三：铝层表面镀保护膜：干式涂布，先将单体材料（六甲基二硅氧烷）在密闭的罐体内，温度为26~30℃，压强为0.8~0.9个大气压，挥发成气体，然后按一定的流量充进真空室，真空室内压强为20~50Pa，铝膜表面形成一层薄膜，对已镀的铝膜表面进行保护，保护膜高度约为20~100nm；
步骤四：淋膜EVA胶，形成起到粘接作用的EVA热熔胶层，制成太阳能反光膜；
步骤五：分条，将制成太阳能反光膜分切成条状，制成太阳能反光膜成品。
经过上述反光膜制备过程得到一种反光膜，应用在光伏组件中，其结构如图1所示，棱镜结构的高度为13μm，棱镜结构基台高度为6μm，棱镜结构周期为50μm；PET薄膜厚度为70μm；保护层厚度为80nm；铝层厚度为70nm；EVA层厚度为30μm；分条宽度为1.2mm。针对加速湿热老化实验，本专利做了对比实验。分别取含保护膜和不含保护膜的反光膜做加速湿热老化试验，然后测试反射率。高压加速老化试验测试条件为121℃、48h和100%水蒸气。测试结果如表一所示。
表一 高压加速老化试验前后反射率情况
测试结果说明发明一种太阳能反光膜耐湿热，铝层反射率老化前后性能均优良。
实施例2 湿式涂布（刮刀式精密涂布方式）太阳能反光膜反光膜
步骤一：PET薄膜上制作微结构：通过带有一定微结构的辊、光固胶和紫外固化设备的协同作用下，在PET薄膜上制造微结构。
步骤二：微结构镀铝：通过真空蒸镀的方式将铝镀到微结构表面。
步骤三：铝层表面镀保护膜：湿式涂布，将有机硅聚合材料作为成膜物质，采用湿式涂布方式均匀的涂覆在铝层表面，保护膜高度约为10~20μm。
步骤四：淋膜EVA胶，形成起到粘接作用的EVA热熔胶层，制成太阳能反光膜；
步骤五：分条，将制成太阳能反光膜分切成条状，制成太阳能反光膜成品。
有机硅聚合材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为85份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为15份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
经过上述反光膜制备过程得到一种反光膜，应用在光伏组件中，其结构如图2所示，棱镜结构的高度为13μm，棱镜结构基台高度为6μm，棱镜结构周期为50μm；PET薄膜厚度为70μm；铝层厚度为70nm；EVA层厚度为30μm；分条宽度为1.2mm；保护层厚度为15μm。针对加速湿热老化实验，本专利做了对比实验。分别取含保护膜和不含保护膜的反光膜做加速湿热老化试验，然后测试反射率。高压加速老化试验测试条件为121℃、48h和100%水蒸气。测试结果如表二所示。
表二 高压加速老化试验前后铝层反射率情况
测试结果说明发明一种太阳能反光膜耐湿热，铝层反射率老化前后性能均优良。
Claims (10)
1.一种太阳能反光膜，其特征在于：包括起到粘接作用的EVA热熔胶层、基底PET层、有序排布的微结构层、具有反光作用的铝层和具有保护作用的保护层,基底PET层下部设置有起到粘接作用的EVA热熔胶层，基底PET层上部设置有有序排布的微结构层，有序排布的微结构层上部设置有反光作用的铝层，反光作用的铝层上部设置有具有保护作用的保护层。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能反光膜，其特征在于：所述的微结构层为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能反光膜，其特征在于：所述的基底PET层薄膜厚度为50~80μm。
4.权利要求1所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，制作流程具体如下：
步骤一：精密涂布：通过带有微结构的辊、紫外固化胶和紫外固化设备的协同作用下，在基底PET薄膜上制造微结构，形成有序排布的微结构层；
所述的紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型；
步骤二：镀铝：通过真空蒸镀的方式将铝镀到微结构表面；
步骤三：铝层表面镀保护膜：采用干式涂布或湿式涂布；1）干式涂布，先将单体材料在密闭的罐体内，温度为26~30℃，压强为0.8~0.9个大气压，挥发成气体，然后按一定的流量充进真空室，真空室内压强为20~50Pa，铝膜表面形成一层薄膜，对已镀的铝膜表面进行保护，保护膜厚度约为20~100nm；2）湿式涂布，将有机硅聚合材料作为成膜物质，采用湿式涂布方式均匀的涂覆在铝层表面，保护膜厚度约为10~30μm；
步骤四：淋膜EVA胶；在上述铝层表面镀保护膜完成后，在基底PET薄膜下部淋膜EVA胶，形成起到粘接作用的EVA热熔胶层，制成太阳能反光膜；
步骤五：分条，将制成太阳能反光膜分切成条状，制成太阳能反光膜成品。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤一微结构为棱镜结构，其中棱镜结构的高度为10~20μm，棱镜结构基台高度在5~8μm，棱镜结构周期为50~80μm；PET薄膜厚度为50~80μm；紫外固化胶为聚丙烯酸酯类、聚氨酯丙烯酸酯类或者聚环氧丙烯酸酯类；精密涂布辊速度为10-30m/min，胶水的温度为30-65℃，膜压压力为1-6kg/cm2，固化紫外灯为无极灯H型。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤二镀铝通过真空蒸镀方式，反光层为铝，铝纯度大于99.9%，反光层厚度为10-200nm，蒸镀真空度达到1×10-2~1×10-3Pa，镀铝速度为250-400m/min。
7.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤三所述的干式涂布为真空蒸镀方式，单体材料为六甲基二硅氧烷；湿式涂布为刮刀式精密涂布方式，有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
8.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤三所述的湿式涂布为刮刀式精密涂布方式；有机硅材料配方为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）水解产物含量为80~90份，正硅酸乙酯水解产物硅溶胶含量为10~20份，制备成有机-无机复合透明耐磨涂层。
9.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤四EVA胶层厚度为20~30μm。
10.根据权利要求4所述的一种太阳能反光膜制作方法，其特征在于，步骤五分条宽度在1~2mm。
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