CN104356560A - 用于太阳能电池背板的氟碳涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能电池背板的氟碳涂层及其制备方法，该用于太阳能电池背板的氟碳涂层包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕30～80份、氟碳树脂100～200份、单氟磷酸钠150～200份、氧化钙40～80份、苄基三甲基三溴化铵80～150份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯60～100份、聚异丁烯40～80份、硅酸盐20～50份、稳定剂30～70份、表面活性剂45～55份。制备方法：将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至400～600℃，挤出造粒；加入苄基三甲基三溴化铵，混匀；拉伸成膜。本发明可以明显降低涂布压力，从而减小生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种用于太阳能电池背板的氟碳涂层及其制备方法。
背景技术
太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。一般具有三层结构，外层保护层具有良好的抗环境侵蚀能力。
申请号为201110385024X，名称为“一种太阳能电池背板及其生产工艺”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板及其生产工艺，该工艺包括以下步骤：（1）电晕处理PET膜；（2）用科菲化学股份有限公司的KS06胶水配制粘合剂；（3）在PET膜的其中一面涂布粘合剂；（4）烘干粘合剂；（5）在热压状态下压合PET膜的粘合剂涂布面和PVDF膜；（6）重复步骤（3）～（5），在PET膜的另一面涂布粘合剂、干燥、与PVDF膜压合；（7）固化压合好的太阳能电池背板。该发明生产得到的太阳能电池背板透明美观，电气绝缘性能、耐水解老化性能、尺寸稳定性能、阻隔水蒸气性能、拉伸性能和抗紫外线性能突出，背板内部各层之间以及背板与太阳能电池片包封材料EVA之间结合紧密牢固，延长了背板的使用寿命。该方法虽然可以得到各方面性能较好的太阳能电池背板，但是制备过程中为了提高其粘结能力，采用的涂布压力较大，对涂布设备的要求也相应提高。
申请号为2012100521480，名称为“太阳能电池背板用的聚偏氟乙烯薄膜及其制造方法”的中国专利申请公开了一种太阳能电池背板用的聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜及其制造方法，该聚偏氟乙烯薄膜包括三层膜层；其中，外层是由如下组合物形成的：90％-100％的聚偏氟乙烯树脂、以及0％-10％的钛白粉 和/或炭黑；芯层是由如下组合物形成的：50％-99％的聚偏氟乙烯树脂、1％-30％的钛白粉和/或炭黑、以及0％-50％的分散剂；内层是由如下组 合物形成的：90％-100％的聚偏氟乙烯树脂、以及0％-10％的钛白粉和/或炭黑。该发明的聚偏氟乙烯薄膜既对水汽有较好的阻隔性能，又对紫外线有较高的遮蔽作用，而且该发明的制造工艺相对简单，所得薄膜的质量稳定性高。该方法提供了一种表面能较高、性能稳定的薄膜，但是在制备过程中，仍然需要较大的涂布压力，才能保证其粘结性能达到太阳能背板的标准。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于太阳能电池背板的氟碳涂层及其制备方法，用于太阳能电池背板的氟碳涂层的涂布压力小。
本发明采用以下技术方案：
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕30～80份、氟碳树脂100～200份、单氟磷酸钠150～200份、氧化钙40～80份、苄基三甲基三溴化铵80～150份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯60～100份、聚异丁烯40～80份、硅酸盐20～50份、稳定剂30～70份、表面活性剂45～55份。
作为对本发明的进一步改进，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕60份、氟碳树脂150份、单氟磷酸钠180份、氧化钙60份、苄基三甲基三溴化铵100份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯80份、聚异丁烯60份、硅酸盐30份、稳定剂40份、表面活性剂50份。
作为对本发明的进一步改进，氧化钙的粒径为20～50μm。
作为对本发明的进一步改进，聚异丁烯的分子量为2000～3000。
作为对本发明的进一步改进，硅酸盐是偏硅酸钠或二硅酸钠。
作为对本发明的进一步改进，稳定剂为二苯基硫脲、2—苯基吲哚、三羟甲基丙烷、硫代月桂酸酐中的一种或几种的混合物。
作为对本发明的进一步改进，表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或几种的混合物。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至400～600℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
作为对本发明的进一步改进，步骤（1）加热至500℃。
作为对本发明的进一步改进，步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
原理：三氟乙酰丙酮铕的加入可以提高氟碳分子间的表面能，降低涂布压力的同时保持剥离强度不变，降低生产成本。
有益效果
本发明的剥离强度为54～56N/cm，说明本发明的涂层可以提高与背板的结合牢度，而且与现有技术90～100MPa的涂布压力相比，实施例明显可以降低涂布压力，从而减小生产成本。
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
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕60份、氟碳树脂150份、单氟磷酸钠180份、氧化钙60份、苄基三甲基三溴化铵100份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯80份、聚异丁烯60份、硅酸盐30份、稳定剂40份、表面活性剂50份。
氧化钙的粒径为35μm。
聚异丁烯的分子量为2500。
硅酸盐是偏硅酸钠。
稳定剂是质量比为1：2：1的二苯基硫脲、2—苯基吲哚、三羟甲基丙烷。
表面活性剂是质量比为2：3：1的烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至500℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
实施例2
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕30份、氟碳树脂100份、单氟磷酸钠150份、氧化钙40份、苄基三甲基三溴化铵80～份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯60份、聚异丁烯40份、硅酸盐20份、稳定剂30份、表面活性剂45份。
氧化钙的粒径为20μm。
聚异丁烯的分子量为2000。
硅酸盐是偏硅酸钠。
稳定剂为二苯基硫脲。
表面活性剂是质量比为1：2：1的烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至400℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
实施例3
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕80份、氟碳树脂200份、单氟磷酸钠200份、氧化钙80份、苄基三甲基三溴化铵150份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯100份、聚异丁烯80份、硅酸盐50份、稳定剂70份、表面活性剂55份。
氧化钙的粒径为50μm。
聚异丁烯的分子量为3000。
硅酸盐是二硅酸钠。
稳定剂是质量比1：3的2—苯基吲哚和三羟甲基丙烷。
表面活性剂为烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至600℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
实施例4
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕40份、氟碳树脂120份、单氟磷酸钠160份、氧化钙50份、苄基三甲基三溴化铵90份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯70份、聚异丁烯50份、硅酸盐30份、稳定剂40份、表面活性剂48份。
氧化钙的粒径为30μm。
聚异丁烯的分子量为2300。
硅酸盐是偏硅酸钠。
稳定剂为三羟甲基丙烷。
表面活性剂为烷基二甲基磺乙基甜菜碱。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至450℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
实施例5
用于太阳能电池背板的氟碳涂层，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕70份、氟碳树脂120份、单氟磷酸钠160份、氧化钙50份、苄基三甲基三溴化铵90份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯90份、聚异丁烯70份、硅酸盐40份、稳定剂60份、表面活性剂50份。
氧化钙的粒径为45μm。
聚异丁烯的分子量为2800。
硅酸盐是二硅酸钠。
稳定剂为2—苯基吲哚。
表面活性剂为烷基二甲基磺丙基甜菜碱。
上述用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至550℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：组成中不含三氟乙酰丙酮铕。
性能测试
对实施例和对比例的涂层涂布在太阳能电池背板的基材上，涂布压力为10～20MPa，进行性能测试，结果见表1。
剥离强度：单位：N/cm。检测标准：ASTM D-1876 180°Peel。
表1
| 剥离强度 | |
| 对比例1 | 42 |
| 实施例1 | 56 |
| 实施例2 | 55 |
| 实施例3 | 53 |
| 实施例4 | 56 |
| 实施例5 | 54 |
结论：对比例1涂层和基材的剥离强度为42N/cm，实施例的剥离强度为54～56N/cm。说明本发明的涂层可以提高与背板的结合牢度，而且与现有技术90～100MPa的涂布压力相比，实施例明显可以降低涂布压力，从而减小生产成本。
Claims (10)
1.用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕30～80份、氟碳树脂100～200份、单氟磷酸钠150～200份、氧化钙40～80份、苄基三甲基三溴化铵80～150份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯60～100份、聚异丁烯40～80份、硅酸盐20～50份、稳定剂30～70份、表面活性剂45～55份。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，包括以下重量份计的组分：三氟乙酰丙酮铕60份、氟碳树脂150份、单氟磷酸钠180份、氧化钙60份、苄基三甲基三溴化铵100份、甲基丙烯酸四氢呋喃酯80份、聚异丁烯60份、硅酸盐30份、稳定剂40份、表面活性剂50份。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，氧化钙的粒径为20～50μm。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，聚异丁烯的分子量为2000～3000。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，硅酸盐是偏硅酸钠或二硅酸钠。
6.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，稳定剂为二苯基硫脲、2—苯基吲哚、三羟甲基丙烷、硫代月桂酸酐中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层，其特征在于，表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或几种的混合物。
8.基于权利要求1所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将三氟乙酰丙酮铕、氟碳树脂、单氟磷酸钠、氧化钙、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、聚异丁烯、硅酸盐、稳定剂、表面活性剂混合均匀，加热至400～600℃，挤出造粒；
（2）加入苄基三甲基三溴化铵，混合均匀；
（3）拉伸成膜。
9.根据权利要求8所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，其特征在于，步骤（1）加热至500℃。
10.根据权利要求8所述的用于太阳能电池背板的氟碳涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）拉伸时先纵向拉伸，再横向拉伸。
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