CN110294907A - 太阳能电池用背板膜及其制备方法 - Google Patents

太阳能电池用背板膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110294907A
CN110294907A CN201810244217.5A CN201810244217A CN110294907A CN 110294907 A CN110294907 A CN 110294907A CN 201810244217 A CN201810244217 A CN 201810244217A CN 110294907 A CN110294907 A CN 110294907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layers
parts
composite membrane
membrane
backboard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810244217.5A
Other languages
English (en)
Inventor
黄晓明
杨天智
林志耿
李武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Yixin Material Technology Co., Ltd
Original Assignee
SHENZHEN E-SUN ELECTRONICS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN E-SUN ELECTRONICS Co Ltd filed Critical SHENZHEN E-SUN ELECTRONICS Co Ltd
Priority to CN201810244217.5A priority Critical patent/CN110294907A/zh
Publication of CN110294907A publication Critical patent/CN110294907A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
    • B29C48/18—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers
    • B29C48/21—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components being layers the layers being joined at their surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/24—All layers being polymeric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/552—Fatigue strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/71—Resistive to light or to UV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7246—Water vapor barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/728—Hydrophilic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/12—Photovoltaic modules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池用背板膜及其制备方法,该太阳能电池用背板膜包括A层、B层和C层复合膜；A层复合膜由PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份的重量组分组成；B层复合膜由PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成；C层复合膜由PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成。本发明背板膜具有粘结性能好、强度高、稳定性强和优异光阻隔性能等优点。

Description

太阳能电池用背板膜及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及太阳能电池背板膜,特别是涉及由合成树脂组成的层状产品而形成的太阳能电池背板膜,尤其涉及一种改性聚偏二氟乙烯与聚酯制成的复合薄膜的太阳能背板膜。
【背景技术】
随着石油、天然气和煤炭等传统能源的日益面临枯竭，石油化工能源在带给我们文明进步的同时，在其使用过程中产生的大量废水、废气和废渣，已经严重影响了人类赖以生存的自然环境。而太阳能凭借其自动化程度高、维护简单、无污染等独特优势，成为最重要的可持续发展的环保能源，在未来发展空间十分广阔。虽然受到欧洲补贴下降的不良影响，但在产业链各技术环节的不断更新换代、材料、加工成本不断下降和核电危机的推进下,全球太阳能产业依然保持着高速发展的态势。
商用太阳能电池要求使用寿命至少为25年，而太阳能电池背板膜作为直接与外部环境大面积接触的光伏封装材料，必须具备卓越的耐候性（耐低温、耐湿热、耐干热和耐紫外照射等）、保证太阳能电池不受到水汽侵蚀、阻隔氧气防止氧化、良好的电气绝缘性、尺寸稳定性和耐腐蚀性能。如果太阳能电池背板膜不能满足复杂多变的恶劣环境考验，则会出现龟裂、起泡或分层、黄变等外观异常,以及电池模块脱落、电池片移位、电池有效输出功率降低等不良状况，会严重影响到太阳能电池的安全性、稳定性和/或耐久性，甚至引发重大事故。
现有技术太阳能电池背板膜包括TPT（Tedlar/PET/Tedlar）光伏背板膜，该TPT光伏背板膜是在PET基膜的两面复合Tedlar氟膜（聚氟乙烯PVF）；TPT光伏背板膜中的聚氟乙烯PVF膜赋予背板膜耐热氧老化、耐紫外线等性能，且对太阳光有反射作用，可提高光伏组件的使用寿命；目前国际上大多数的背板膜均使用杜邦公司的Tedlar氟膜进行复合，但由于初期杜邦公司在PVF膜上的技术垄断，对于不断增长的光伏市场，Tedlar氟膜的产能显得不足，使得越来越多的厂商采用其它技术路线生产背板膜；TPT光伏背板膜具有透气性低、强度好、耐候性佳、使用寿命长、层压温度下不起任何变化等特点，极其适合封装太阳能光伏组件，但缺点是被美国杜邦、日报旭硝子和韩国SFC等几家公司技术垄断，TPT光伏背板膜成本太高；近年来，商品化的TPT光伏背板膜被投诉出现了剥离现象，主要原因是TPT光伏背板膜表面的粘结性能差。PET是英文Polyethylene terephthalate的缩写,，中文意思是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
现有技术太阳能电池背板膜还包括一种FPF（FFC/PET/FFC）光伏背板膜，该FPF光伏背板膜是在PET两面复合FFC氟膜（聚偏二氟乙烯PVDF），假如将FFC换成其它氟膜，则还可以衍生出更多型号的光伏背板膜；为了打破杜邦公司对氟膜市场的技术垄断，其它公司（阿科玛、苏威、3M等）纷纷推出了PVF膜的替代品，目前市场普遍应用PVDF(聚偏二氟乙烯)薄膜；FPF光伏背板膜的结构与TPT光伏背板膜的结构类似，具有良好的电气性能，其成本较TPT光伏背板膜有所降低，但是FPF光伏背板膜的综合性能要差于TPT光伏背板膜；此外，市场上还有ECTFE（三氟氯乙烯-乙烯共聚物）和THV（四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物）等PVF替代品。
PVDF是一种半结晶型聚合物，作为与PVF结构相接近的树脂产品，其含氟量为59％，远大于PVF的41％，应用于背板有着更好的特性要求。基于PVDF树脂所特有的分子构型，具有较好的机械强度与坚韧度、高耐磨性、防霉菌性、优异的耐化学腐蚀性、抗紫外和γ射线、抵御日光降解、耐高低温性、很好的耐沾污性、对大多数气体和液体的低渗透，高介电强度和体积电阻，很好的热稳定性等特性。PVDF的熔点和分解温度相差较大，因此可以使用热塑性塑料加工方法来加工，但是由于PVDF为非极性，PVDF膜表面表现为疏水性，膜表面与水无氢键作用，故有极强疏水性，难以与其它极性基材粘结，大大限制了其应用范围。目前，熔融挤出吹膜时，纯PVDF的黏度和熔体弹性无法达到平衡，一般采用相容性较好的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为增塑剂以提高在熔融状态下的成膜性，同时提高PVDF膜的表面自由能，增加其与其它基材（比如EVA膜）的粘结强度。但PVDF中加入PMMA后会影响薄膜的抗老化性能，比如湿热老化后薄膜破损严重；其次膜表面显现出PMMA富集现象；虽然PVDF本身表现出很好的耐候性能，但PVDF膜的透明性较好，但对于要求使用25年的太阳能电池来说，透明性较好的PVDF膜需要进一步做遮光改性处理，来满足在恶劣环境下对电池的长久稳定保护。
《太阳能电池背膜的制备》中提到将二氧化钛表面进行硅烷处理，与PVDF及PMMA进行共混改性提高PVDF的亲水性和遮光性，但制备得到的二氧化钛在基材中出现部分团聚的现象，同时PVDF基材的机械性能下降。公开号为CN 1667038A的中国发明专利申请将PVDF、MMA和紫外光吸收剂进行共混改性，制备得到了太阳能电池背膜，提高了太阳能电池背膜的亲水性能，但是制备得到的太阳能电池背膜与背板基材之间的粘接性能还是比较差，经热老化测试后，会出现剥离的现象。目前市场主流的太阳能电池背板产品在生产过程中，还需要在PVDF膜与背板基材之间涂覆一层溶剂型胶黏剂，固化后实现与背板基材之间的粘接，例如授权公告号为CN201387887Y和CN201387885Y的中国实用新型专利，但有机溶剂对环境有一定的污染，同时增加了人工成本，生产工艺比较繁琐。现有技术中对PVDF改性较为单一，而为使PVDF背板膜具有更多的功能，常常需要加入多种助剂进行共混改性，这样会造成助剂在PVDF膜中的分散性和相容性较差，且助剂之间可能相互发生反应，造成PVDF不易挤出、成膜困难和力学性能较差等。现有技术对无机粉体改性，如硅烷偶联剂、钛酸酯对纳米二氧化钛、二氧化硅改性时，虽然在一定程度上可以改善这些无机粉体的团聚现象，但在和有机材料熔融挤出时还是会出现团聚和/或分散不均匀的现象，不仅外观显示杂质较多，且长久使用过程中会慢慢出现裂纹，影响使用寿命。
因此开发一种粘结性能好、强度高、稳定性强和具有优异光阻隔性能的太阳能电池背板材料，具有深远的意义。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种太阳能电池用背板膜及其制备方法,采用该制备方法制造的太阳能电池用背板膜具有粘结性能好、强度高、稳定性强和优异光阻隔性能等优点，在室外能安全使用25年以上。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
提供一种太阳能电池用背板膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤A，先采用一步法合成改性纳米银，该改性纳米银又称为二氧化钛包覆纳米银, 所述一步法包括：步骤A１，取50～100毫克的纳米银分散于含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中；步骤A２，再调节步骤A１的混合溶液呈碱性；步骤A３，之后在步骤A２中再加入钛源形成混合反应体系并进行反应，就能获得二氧化钛包覆纳米银，即改性纳米银；
步骤B,再分别制备出三层复合膜，即制备出A层复合膜、B层复合膜和C层复合膜，具体实施方法为：
A层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，制备出A层复合膜的原料；
B层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，制备出B层复合膜的原料；
C层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，制备出C层复合膜的原料；
步骤C, 最后采用三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，将步骤B中的A层复合膜、B层复合膜和C层复合膜通过三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，其中B层复合膜作为芯层在中间, A层复合膜作为表层在B层复合膜的上面，C层复合膜作为底层在B层复合膜的下面。
在操作步骤B中制备C层复合膜的原料时, 对C层复合膜的原料采用电晕处理，以增加其表面张力和提高其粘结性能。
所述纳米银包括纳米银棒或纳米银球形颗粒；其中纳米银棒的长度为30～500nm，直径为10～200nm；纳米银球形颗粒的直径为20～500nm的；优选纳米银棒，该纳米银棒的长度为50～300nm，直径20～100nm。
在步骤A1中，所述含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液之浓度在0.1mol/L～0.8mol/L之间，体积为1.0～5.0L。
将步骤A１的混合溶液调节呈碱性，是在步骤A１的混合溶液中加入浓度为0.01mol/L～0.5mol/L的氢氧化钠溶液，使所述混合溶液的PH值范围为8～10。
在步骤A３中，所述钛源是双（乙酰丙酮基）二异丙基钛酸酯的乙醇溶液，其浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，体积为5μL～30μL。
步骤A３在加入钛源的过程中，所述混合反应体系保持震荡或磁力搅拌状态，并在室温持续反应2～8小时。
步骤B中搅拌混合时一定的转速是指60～300r/min。
本发明还提供了一种太阳能电池用背板膜，包括具有强介电性能的B层复合膜和具有强粘结性能的C层复合膜，以及具有高耐候性、耐热氧老化、耐紫外线、耐UV老化性能和水蒸气阻隔性能的A层复合膜；所述A层复合膜由PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份的重量组分组成，总量是100份；所述B层复合膜由PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述C层复合膜由PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述A层复合膜和C层复合膜分别设置在B层复合膜的上面和底面，其中A层复合膜为表层，B层复合膜为芯层，C层复合膜为底层。
所述太阳能电池用背板膜的厚度为20.0微米～60.0微米。
同现有技术相比较，本发明太阳能电池用背板膜及其制备方法之有益效果在于：
1、本发明将纳米银进行核壳包覆获得改性纳米银，再制得A层复合膜、B层复合膜和层复合膜，使纳米粒子分散在各组份中，相比直接加入纳米粒子混合，此法能够有效避免单一纳米粒子的团聚现象，且这种方法能充分发挥纳米粒子的功效，提高其紫外屏蔽效果；
2、采用三层共挤流延法制备PVDF背板膜能够有效提高生产效率，现阶段比较常用且较成熟的PVDF薄膜制备法为吹膜成型法，但此法生产效率较低，占用空间大，且不适合三层共挤；采用三层共挤流延法生产出来的PVDF薄膜制品表面光泽度好，平整度高，厚度公差小，力学延伸性能好，柔韧性好，透明度比吹塑法高，且采取三层共挤法，能够减少在单一薄膜中使用过多的助剂，致使助剂分散不均的问题，相比单层PVDF薄膜，采用三层共挤法可根据需要赋予每层薄膜不同的功能，且三层薄膜寿命更长，功能更多，缺陷更少，厚度均为20μm～60μm之间；
3、将磷酸甜菜碱、硫代甜菜碱、羧基甜菜碱中的一种或两种接枝到PVDF底层膜上后，在不影响PVDF膜原有的化学稳定性及机械稳定性的同时，又使其具备亲水性，能够有效改善PVDF表面亲水性，进而解决PVDF与PET粘结后易脱落的现象。
综上所述，本发明太阳能电池用背板膜的制备方法和采用该制备方法制造的太阳能电池用背板膜，具有粘结性能好、强度高、稳定性强和优异光阻隔性能等优点，在室外能安全使用25年以上。
【附图说明】
图1是本发明太阳能电池用背板膜的正投影主剖视示意图。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1,一种太阳能电池用背板膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤A，先采用一步法合成改性纳米银，该改性纳米银又称为二氧化钛包覆纳米银, 所述一步法包括：步骤A１，取50～100毫克的纳米银分散于含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中；步骤A２，再调节步骤A１的混合溶液呈碱性；步骤A３，之后在步骤A２中再加入钛源形成混合反应体系并进行反应，就能获得二氧化钛包覆纳米银，即改性纳米银；
步骤B,再分别制备出三层复合膜，即制备出A层复合膜11、B层复合膜12和C层复合膜13，其中A层复合膜11为表层，具有高耐候性、耐热氧老化、耐紫外线、耐UV老化性能和水蒸气阻隔性能；B层复合膜12为芯层，具有强介电性能；C层复合膜13为底层，具有强粘结性能，具体实施方法为：
A层复合膜11由下述重量组分组成：PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，可以采用单螺杆挤出造粒，制备出A层复合膜的原料；
B层复合膜12由下述重量组分组成：PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，可以采用单螺杆挤出造粒，制备出B层复合膜的原料；
C层复合膜13由下述重量组分组成：PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，可以采用单螺杆挤出造粒，制备出C层复合膜的原料；
步骤C, 最后采用三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，将步骤B中的A层复合膜11、B层复合膜12和C层复合膜13通过三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，其中B层复合膜12作为芯层在中间, A层复合膜11作为表层在B层复合膜12的上面，C层复合膜13作为底层在B层复合膜12的下面。
在操作步骤B中制备C层复合膜的原料时, 对C层复合膜的原料采用电晕处理，以增加其表面张力和提高其粘结性能。
所述纳米银包括纳米银棒或纳米银球形颗粒；其中纳米银棒的长度为30～500nm，直径为10～200nm；纳米银球形颗粒的直径为20～500nm的；优选纳米银棒，该纳米银棒的长度为50～300nm，直径20～100nm。
在步骤A1中，所述含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液之浓度在0.1mol/L～0.8mol/L之间，体积为1.0～5.0L。
将步骤A１的混合溶液调节呈碱性，是在步骤A１的混合溶液中加入浓度为0.01mol/L～0.5mol/L的氢氧化钠溶液，使所述混合溶液的PH值范围为8～10。
在步骤A３中，所述钛源是双（乙酰丙酮基）二异丙基钛酸酯的乙醇溶液，其浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，体积为5μL～30μL。
步骤A３在加入钛源的过程中，所述混合反应体系保持震荡或磁力搅拌状态，并在室温持续反应2～8小时。
步骤B中搅拌混合时一定的转速是指60～300r/min。
参见图1,本发明还提供了一种太阳能电池用背板膜, 包括具有强介电性能的B层复合膜12和具有强粘结性能的C层复合膜13，以及具有高耐候性、耐热氧老化、耐紫外线、耐UV老化性能和水蒸气阻隔性能的A层复合膜11；所述A层复合膜11由PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份的重量组分组成，总量是100份；所述B层复合膜12由PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述C层复合膜13由PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述A层复合膜11和C层复合膜13分别设置在B层复合膜12的上面和底面，其中A层复合膜11为表层，B层复合膜12为芯层，C层复合膜13为底层。
所述太阳能电池用背板膜的厚度为20.0微米～60.0微米。
实施例一：参见图１，制作厚度为１0微米的A层复合膜11，将PVDF粉体85.27份、改性纳米银5份、PVDC粉体5份、抗菌剂3份、抗氧剂0.15份、光稳定剂0.08份和分散剂1.5份，总量是100份，将上述重量组分按转速为100r/min搅拌混合，然后经单螺杆挤出造粒，制备出A层复合膜的原料；然后再经过单螺杆流延机挤出成10μm的A层复合膜11。螺杆转速为30～45r／min，一段到四段加热区和口模温度分别为150℃～170℃、160～180℃、180～210℃、200～220℃和180～220℃。
实施例二：参见图1，制作厚度为8微米的B层复合膜12，将PVDF粉体91.8份、遮光剂3份，介电改性剂2份、分散剂3份和抗氧剂0.2份，总量是100份，将上述重量组分按转速为100r/min搅拌混合，然后经单螺杆挤出造粒，制备出B层复合膜的原料；然后再经过单螺杆流延机挤出成8μm的B层复合膜12。螺杆转速为30～45r／min，一段到四段加热区和口模温度分别为150℃～170℃、160～180℃、190～210℃、200～220℃和180～220℃。
实施例三：参见图1，制作厚度为7微米的C层复合膜13，将PVDF粉体88.8份、PVDF生物碱接枝物7份、分散剂4份和抗氧剂0.2份，总量是100份，将上述重量组分按转速为100r/min搅拌混合，然后经单螺杆挤出造粒，制备出C层复合膜的原料；然后再经过单螺杆流延机挤出成7μm的C层复合膜13。螺杆转速为30～45r／min，一段到四段加热区和口模温度分别为150℃～170℃、160～180℃、190～210℃、200～220℃和180～220℃。
实施例四：参见图1，将上述实施例一、实施例二和实施例三分别制备的A层复合膜、B层复合膜和C层复合膜之原料通过三层共挤吹塑或三层共挤流延法挤出25μm的太阳能电池用背板膜，其中B层复合膜12作为芯层在中间, A层复合膜11作为表层在B层复合膜12的上面，C层复合膜13作为底层在B层复合膜12的下面。
所述PVDF粉体是指熔融指数（230℃，10kg）为6～9g/10min，分解温度大于400℃，介电常数大于6.7，介电强度大于3.5KV/mil，吸湿性能小于0.1%的PVDF；优选法国阿科玛的PVDF 720。
所述PVDC粉体包括熔融指数（230℃，10kg）为2～10g/10min，颗粒直径小于50μm，氧指数小于70，阻燃性级别V-0级的PVDC；优选美国陶氏PVDC 510。
所述遮光剂包括阿伏苯宗（BMDM）、钛白粉等其中一种或几种，优选阿伏苯宗（BMDM）；阿伏苯宗包括市售型有效成分在99%以上，吸光度≤3%，总杂质≤2%，比消光在1150-1180之间，重金属≤10ppm。
所述抗氧剂包括酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫酯类抗氧剂，优选胺类抗氧剂。
所述光稳定剂包括受阻胺类光稳定剂、二苯甲酮类光稳定剂或苯并三唑类光稳定剂中的至少一种。
所述分散剂包括乙烯基双硬脂酰胺或其各种衍生物或共混物，优选乙烯基双硬脂酰胺。
所述介电改性剂包括纳米钛酸钡粉、硅酸镁等其中一种或几种，优选10～100nm粒径的钛酸钡粉。
所述PVDF生物碱接枝物包括PVDF的磷酸甜菜碱接枝物、硫代甜菜碱接枝物和／或羧基甜菜碱接枝物的一种或几种，接枝率为30%-50%，优选接枝率为40%的磷酸甜菜碱接枝物。
所述生物碱包括磷酸甜菜碱、硫代甜菜碱、羧基甜菜碱中的一种或几种。
通过测试本发明实施例四的太阳能电池用背板膜和现有技术纯PVDF的各项性能，本发明太阳能电池用背板膜的纵向拉伸强度为93MPa，而现有技术纯PVDF的纵向拉伸强度只有64MPa，说明本发明太阳能电池用背板膜的纵向拉伸强度要强；本发明太阳能电池用背板膜的横向拉伸强度为76MPa，而现有技术纯PVDF的横向拉伸强度只有52Mpa，说明本发明太阳能电池用背板膜的横向拉伸强度要强；本发明太阳能电池用背板膜的热收缩率小于5%，而现有技术纯PVDF的热收缩率小于10%，说明本发明太阳能电池用背板膜的热收缩率要小；本发明太阳能电池用背板膜的击穿电压大于260 KV/m，而现有技术纯PVDF的击穿电压大于220 KV/m，说明本发明太阳能电池用背板膜的击穿电压要高。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种太阳能电池用背板膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤：
步骤A，先采用一步法合成改性纳米银，该改性纳米银又称为二氧化钛包覆纳米银, 所述一步法包括：步骤A1，取50～100毫克的纳米银分散于含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中；步骤A２，再调节步骤A1的混合溶液呈碱性；步骤A３，之后在步骤A２中再加入钛源形成混合反应体系并进行反应，就能获得二氧化钛包覆纳米银，即改性纳米银；
步骤B,再分别制备出三层复合膜，即制备出A层复合膜、B层复合膜和C层复合膜，具体实施方法为：
A层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒,制备出A层复合膜的原料；
B层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，制备出B层复合膜的原料；
C层复合膜由下述重量组分组成：PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份，总量是100份；将上述重量组分按一定的转速搅拌混合，然后挤出造粒，制备出C层复合膜的原料；
步骤C, 最后采用三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，将步骤B中的A层复合膜、B层复合膜和C层复合膜通过三层共挤吹塑或三层共挤流延法制备出背板膜，其中B层复合膜作为芯层在中间, A层复合膜作为表层在B层复合膜的上面，C层复合膜作为底层在B层复合膜的下面。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
在操作步骤B中制备C层复合膜的原料时, 对C层复合膜的原料采用电晕处理，以增加其表面张力和提高其粘结性能。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
所述纳米银包括纳米银棒或纳米银球形颗粒；其中纳米银棒的长度为30～500nm，直径为10～200nm；纳米银球形颗粒的直径为20～500nm的；优选纳米银棒，该纳米银棒的长度为50～300nm，直径20～100nm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
在步骤A1中，所述含十六烷基三甲基溴化铵的水溶液之浓度在0.1mol/L～0.8mol/L之间，体积为1.0～5.0L。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
将步骤A1的混合溶液调节呈碱性，是在步骤A1的混合溶液中加入浓度为0.01mol/L～0.5mol/L的氢氧化钠溶液，使所述混合溶液的PH值范围为8～10。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
钛源是双（乙酰丙酮基）二异丙基钛酸酯的乙醇溶液，其浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，体积为5μL～30μL。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
步骤A３在加入钛源的过程中，所述混合反应体系保持震荡或磁力搅拌状态，并在室温持续反应2～8小时。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板膜的制备方法，其特征在于：
步骤B中搅拌混合时一定的转速是指60～300r/min。
9.一种太阳能电池用背板膜,其特征在于：
包括具有强介电性能的B层复合膜和具有强粘结性能的C层复合膜，以及具有高耐候性、耐热氧老化、耐紫外线、耐UV老化性能和水蒸气阻隔性能的A层复合膜；所述A层复合膜由PVDF粉体83～89份、改性纳米银3～6份、PVDC粉体4～10份、抗菌剂2～5份、抗氧剂0.1～0.3份、光稳定剂0.03～0.1份和分散剂1～2份的重量组分组成，总量是100份；所述B层复合膜由PVDF粉体87～95份、遮光剂1～5份，介电改性剂1～3份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述C层复合膜由PVDF粉体85～92份、PVDF生物碱接枝物5～10份、分散剂2～5份和抗氧剂0.1～0.3份的重量组分组成，总量是100份；所述A层复合膜和C层复合膜分别设置在B层复合膜的上面和底面，其中A层复合膜为表层，B层复合膜为芯层，C层复合膜为底层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池用背板膜，其特征在于：
所述太阳能电池用背板膜的厚度为20.0微米～60.0微米。
CN201810244217.5A 2018-03-23 2018-03-23 太阳能电池用背板膜及其制备方法 Pending CN110294907A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810244217.5A CN110294907A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 太阳能电池用背板膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810244217.5A CN110294907A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 太阳能电池用背板膜及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110294907A true CN110294907A (zh) 2019-10-01

Family

ID=68025846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810244217.5A Pending CN110294907A (zh) 2018-03-23 2018-03-23 太阳能电池用背板膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110294907A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114539659A (zh) * 2022-01-28 2022-05-27 苏州弘道新材料有限公司 一种白色耐低温光伏组件封装用氟塑料薄膜及合成方法
CN114864719A (zh) * 2022-04-13 2022-08-05 浙江合特光电有限公司 一种高耐候、高水汽阻隔型太阳能电池背板及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103921519A (zh) * 2014-03-19 2014-07-16 浙江歌瑞新材料有限公司 一种太阳能电池背板膜及其制备方法
CN106141170A (zh) * 2015-02-02 2016-11-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 金纳米棒/二氧化钛核壳纳米结构及其一步法合成方法
CN106541656A (zh) * 2016-09-19 2017-03-29 浙江凯阳新材料股份有限公司 一种三层共挤出聚偏氟乙烯薄膜及其制备方法
CN206510542U (zh) * 2016-09-19 2017-09-22 浙江凯阳新材料股份有限公司 一种三层共挤出聚偏氟乙烯薄膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103921519A (zh) * 2014-03-19 2014-07-16 浙江歌瑞新材料有限公司 一种太阳能电池背板膜及其制备方法
CN106141170A (zh) * 2015-02-02 2016-11-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 金纳米棒/二氧化钛核壳纳米结构及其一步法合成方法
CN106541656A (zh) * 2016-09-19 2017-03-29 浙江凯阳新材料股份有限公司 一种三层共挤出聚偏氟乙烯薄膜及其制备方法
CN206510542U (zh) * 2016-09-19 2017-09-22 浙江凯阳新材料股份有限公司 一种三层共挤出聚偏氟乙烯薄膜

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯霞等: "两性离子聚合物表面改性的聚偏氟乙烯抗污染膜的制备及性能", 《高分子材料科学与工程》 *
尤世姝: "Ag@TiO2/PVDF复合材料的制备及介电性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114539659A (zh) * 2022-01-28 2022-05-27 苏州弘道新材料有限公司 一种白色耐低温光伏组件封装用氟塑料薄膜及合成方法
CN114539659B (zh) * 2022-01-28 2023-11-28 苏州弘道新材料有限公司 一种白色耐低温光伏组件封装用氟塑料薄膜及合成方法
CN114864719A (zh) * 2022-04-13 2022-08-05 浙江合特光电有限公司 一种高耐候、高水汽阻隔型太阳能电池背板及其制备方法
CN114864719B (zh) * 2022-04-13 2024-03-12 浙江合特光电有限公司 一种高耐候、高水汽阻隔型太阳能电池背板及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111518487B (zh) 一种光伏双玻组件封装专用抗pid的poe胶膜及其制备方法
CN102157591B (zh) 一种太阳能电池背板及其制备方法
CN104327433B (zh) 一种聚偏氟乙烯基薄膜的制备方法
WO2018121656A1 (zh) 一种白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法
CN102765235B (zh) 一种太阳能电池背板
CN104530994B (zh) 一种用于光伏电池的抗pid封装胶膜
CN103921519B (zh) 一种太阳能电池背板膜及其制备方法
CN107841029B (zh) 一种太阳能电池背板用高耐候性pe膜
CN107216830A (zh) 一种预固化型白色eva胶膜及制备方法和应用
CN102969470B (zh) 一种聚酯类锂离子电池隔膜的制备方法
CN113698896B (zh) 树脂组合物、母粒及应用
CN104479271A (zh) 一种太阳能电池背板用薄膜及其制备方法
CN110294907A (zh) 太阳能电池用背板膜及其制备方法
CN105538846A (zh) 一种pe复合薄膜及其制备方法、及包含该膜的太阳能背板
CN103144390B (zh) 一种太阳能电池背板
US11810777B2 (en) Composite encapsulating material and photovoltaic module including the same
CN104449435A (zh) 一种太阳能组件封装用高紫外线阻隔性的eva胶膜及其制备方法
EP2732970B1 (en) Module structure
CN113206345A (zh) 一种对位芳纶纳米纤维/无机纳米粒子复合涂层增强聚烯烃电池隔膜及制备方法
CN114774008B (zh) 一种高低密度poe共挤封装胶膜及其制备方法
CN114750496B (zh) 一种太阳能防火复合背板及其制备方法
WO2016043235A1 (ja) 太陽電池用封止材及び太陽電池モジュール
CN114774023A (zh) 一种epe光伏胶膜及其制备方法和光伏组件
CN113121993A (zh) 一种具有高阻隔性的真空袋薄膜及其制备方法和应用
KR101276047B1 (ko) 색상을 갖는 태양전지모듈용 이면 보호시트의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200918

Address after: 7 Fushan 8th Road, Qianwu Town, Doumen District, Zhuhai City, Guangdong Province (workshop 4)

Applicant after: Zhuhai Yixin Material Technology Co., Ltd

Address before: 518054 Zhongxing Industrial City, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: Shenzhen Yixin Electronics Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191001

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication