CN104465835A - 一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，属于高分子材料技术领域。包括如下步骤：取碳化硅粉体、碳酸钠，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，保温，放冷后，将固体物用稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体、甘油、硬酯酸混合均匀，再进行球磨，得到混合物；将混合物、聚酯多元醇、异氰酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、有机溶剂混合均匀，即可。本发明通过在背膜聚合物材料中加入碳化硅材料，提高了耐腐蚀性能；另外，通过对碳化硅的表面进行刻蚀，并与小颗粒的二氧化钛材料进行包覆，解决了水蒸气的透过量过大的问题，而且可以提高附着力。
Description
技术领域
本发明公开了一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
太阳能电池产业在当前的可再生能源日益制约着国际社会经济发展瓶颈的严峻形势下正以较快的速度在发展。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。目前我国太阳能电池产业除太阳能电池背膜以外其他组件全部实现国产化，太阳能电池背膜（太阳能电池背板膜）起着保护光伏组件中的电池片的作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。
太阳电池背膜主要分为含氟背膜与不含氟背膜两大类。其中含氟背膜又分双面含氟(如TPT)与单面含氟(如TPE)两种;而不含氟的背膜则多通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成。目前，商用晶硅太阳电池组件的使用要求为25年，而背膜作为直接与外环境大面积接触的光伏封装材料，其应具备卓越的耐长期老化(湿热、干热、紫外)、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能。因此，背膜要在耐老化、耐绝缘、耐水气等方面满足太阳电池组件25年的环境考验。
CN103579396A涉及一种太阳能电池的技术领域，尤其是一种太阳能电池背膜。其包括密封剂层、太阳能电池单元、防水层、树脂层和有机绝缘层，密封剂层上设有太阳能电池单元，密封剂层一侧设有防水层，另一侧设有树脂层，树脂层上覆有一层有机绝缘层。CN102738280A公开一种太阳能电池背膜，它包括基材层和位于基材层表面的耐侯层，在基材层的另一表面设置有增粘树脂层，所述增粘树脂层采用下述方法得到：（1）熔融挤出：在90~320℃下，将熔融的粘结性树脂熔融挤出到基材层表面，形成厚度为5~60μm的增粘树脂熔体膜层；（2）冷却成型：将熔体膜层冷却到40~180℃，冷却成型；（3）层压：通过2~6千克/平方厘米的压力辊将增粘树脂熔体膜层与基材层压合为一体。但是，这些背膜都存在有长期酸腐蚀之后，会出现透水率升高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：太阳能电池板的背膜材料在长期酸腐蚀之后，会出现透水率升高的问题，对其制备方法进行了改进，提出一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法。
技术方案：
一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，取碳化硅粉体10～20份、碳酸钠15～30份，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，保温，放冷后，将固体物用稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体5～10份、甘油5～10份、硬酯酸3～6份混合均匀，再进行球磨，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇100～150份、异氰酸酯10～15份、聚丁二酸丁二醇酯3～6份、有机溶剂100～150份混合均匀，即可。
所述的聚酯多元醇优选是聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇(PDA)中的一种或其中至少两种的混合物。
所述的异氰酸酯优选是l,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的一种或其中至少两种的混合物。
所述的第1步中，碳化硅粉体的平均粒径是200～400微米。
所述的第1步中，升温的温度是700～800℃。
所述的第1步中，稀盐酸的浓度是1wt%。
所述的第2步中，二氧化钛粉体的平均粒径是50～100微米。
所述的第2步中，球磨时间是2小时。
有益效果
本发明通过在背膜聚合物材料中加入碳化硅材料，提高了耐腐蚀性能；另外，通过对碳化硅的表面进行刻蚀，并与小颗粒的二氧化钛材料进行包覆，解决了水蒸汽的透过量过大的问题，而且可以提高附着力。
具体实施方式
实施例1
太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、取碳化硅粉体（平均粒径是200微米）10Kg、碳酸钠15Kg，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，升温的温度是700℃，保温，放冷后，将固体物用1wt%稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体（平均粒径是50微米）5Kg、甘油5Kg、硬酯酸3Kg混合均匀，再进行球磨2小时，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇（聚己二酸乙二醇酯二醇）100Kg、异氰酸酯（l,6-己二异氰酸酯）10Kg、聚丁二酸丁二醇酯3Kg、有机溶剂100Kg混合均匀，即可。
实施例2
太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、取碳化硅粉体（平均粒径是400微米）20Kg、碳酸钠30Kg，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，升温的温度是800℃，保温，放冷后，将固体物用1wt%稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体（平均粒径是100微米）10Kg、甘油10Kg、硬酯酸6Kg混合均匀，再进行球磨2小时，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇（聚己二酸乙二醇酯二醇）150Kg、异氰酸酯（l,6-己二异氰酸酯）15Kg、聚丁二酸丁二醇酯6Kg、有机溶剂150Kg混合均匀，即可。
实施例3
太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、取碳化硅粉体（平均粒径是400微米）15Kg、碳酸钠20Kg，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，升温的温度是750℃，保温，放冷后，将固体物用1wt%稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体（平均粒径是50微米）7Kg、甘油7Kg、硬酯酸5Kg混合均匀，再进行球磨2小时，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇（聚己二酸乙二醇酯二醇）120Kg、异氰酸酯（l,6-己二异氰酸酯）12Kg、聚丁二酸丁二醇酯5Kg、有机溶剂120Kg混合均匀，即可。
对照例1
与实施例3的区别在于：碳化硅粉体未经过刻蚀。
太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、将碳化硅粉体（平均粒径是400微米）15Kg、二氧化钛粉体（平均粒径是50微米）7Kg、甘油7Kg、硬酯酸5Kg混合均匀，再进行球磨2小时，得到混合物；
第2步、将混合物、聚酯多元醇（聚己二酸乙二醇酯二醇）120Kg、异氰酸酯（l,6-己二异氰酸酯）12Kg、聚丁二酸丁二醇酯5Kg、有机溶剂120Kg混合均匀，即可。
对照例2
与实施例3的区别在于：未加入二氧化钛粉体。
太阳能电池背膜的制备方法，包括如下步骤：
第1步、取碳化硅粉体（平均粒径是400微米）15Kg、碳酸钠20Kg，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，升温的温度是750℃，保温，放冷后，将固体物用1wt%稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、甘油7Kg、硬酯酸5Kg混合均匀，再进行球磨2小时，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇（聚己二酸乙二醇酯二醇）120Kg、异氰酸酯（l,6-己二异氰酸酯）12Kg、聚丁二酸丁二醇酯5Kg、有机溶剂120Kg混合均匀，即可。
性能测试
背膜的制备：将上述组合物涂布于200微米的PET基材上，具体涂布过程如下：基材经放卷机放卷，然后自动上料，组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为120℃，100℃，90℃，烘道长度为10～30m，线速度为5-40m/min，最后经收卷机收卷，烘烤后得到耐候层厚度为30微米的太阳能电池背膜，即得到本发明的太阳能电池背膜
水蒸气透过率测试：根据标准ASTM F 1249，采用TSY-W2水蒸气透过率测试仪对背膜水蒸气透过率进行测试。
耐候性测试：根据标准IS0 4892-2，采用Q-sun氙灯型耐候试验机对背膜的耐候性进行测试，直接基板上出现目视可见变黄、鼓泡，记录时间。
附着力测试：根据标准GB/T 9286-1998，采用漆膜划格仪（对背膜的附着力进行测试。
结果如下：
从实施例与对照例1的对比可以看出，通过将碳化硅粉体进行刻蚀之后，可以更好地与二氧化钛材料包覆，能够降低水蒸汽透过量过大的问题；通过实施例与对照例2的对比可以看出，可以提高与基材的附着力。
耐腐蚀测试
将基板置于5%的盐酸溶液中，温度为40℃，浸泡7天，取出后重复上述试验，结果如下：
从表中可以看出，通过酸腐蚀之后，实施例中的水蒸汽透过率的提高幅度明显小于对照例中的基板，且耐侯性能优异。
Claims (8)
1.一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，取碳化硅粉体10～20份、碳酸钠15～30份，混合均匀后，放置于石英舟中，加热升温，保温，放冷后，将固体物用稀盐酸洗涤至恒重，得到刻蚀SiC粉体；
第2步、将刻蚀SiC粉体、二氧化钛粉体5～10份、甘油5～10份、硬酯酸3～6份混合均匀，再进行球磨，得到混合物；
第3步、将混合物、聚酯多元醇100～150份、异氰酸酯10～15份、聚丁二酸丁二醇酯3～6份、有机溶剂100～150份混合均匀，即可。
2.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的聚酯多元醇是聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇一丙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇中的一种或其中至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的异氰酸酯是l,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或其中至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，碳化硅粉体的平均粒径是200～400微米。
5.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，升温的温度优选是700～800℃。
6.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，稀盐酸的浓度是1wt%。
7.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，二氧化钛粉体的平均粒径是50～100微米。
8.根据权利要求1所述的耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，球磨时间是2小时。
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