[發明專利]一種太陽能光伏電池背板用含氟耐候膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201110235636.0
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102432963A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 劉波;田敬華;鄭榕鳳
• 申請（專利權）人: 常州榮晟新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08L27/12;C08L23/08;C08K3/22;C08K3/26;C08K3/30;C08K5/20;B29C55/28;B29B9/06;B29B7/00;B29C71/04;H01L31/048
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種太陽能光伏電池背板用耐候膜及其制備方法，屬于太陽能光伏發電技術領域。

背景技術

隨著化石能源的枯竭，各種可再生新能源產業蓬勃興起，預計在本世紀中葉前后，化石能源和可再生能源的比例將有可能實現逆轉，而太陽能可能是其中最為矚目的新能源品種。在太陽能光伏系統中，光伏組件和電池是發電的基礎。光伏電池組件是由各種半導體元件系統組裝而成，為了滿足太陽能電池系統戶外使用超過25年的長期使用要求，太陽能封裝材料作為關鍵配套材料日益受到關注。其中，背板位于組件的背面的最外層，在戶外環境下保護電池組件不受水汽的侵蝕，阻隔氧氣防止氧化。

太陽能光伏電池組件中使用的背板通常由多層薄膜復合而成，例如普遍采用的美國杜邦公司TPT結構，P層是聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)，T層是薄膜，即聚氟乙烯(PVP)薄膜。PET薄膜具有優良的電絕緣性能以及對水蒸氣、氧氣的滲透率低，常作為背板的支持體。同時，在PET薄膜至少一側復合一層含氟樹脂薄膜作為耐候膜層，由于氟樹脂具有超高耐候性、抗紫外線輻射以及極為優異的化學穩定性，賦予了背板優異的耐候、耐老化性能，使其能夠滿足太陽能光伏電池組件戶外長期使用的封裝要求。

目前，世界上能夠生產背板用含氟耐候膜的企業集中于歐美及日本。例如，美國的杜邦公司采用聚氟乙烯(PVF)作為原料，采用糊式加工并雙向拉伸的辦法來制備薄膜，在現有市場占據主流地位，市場占有率估計超過50％。但PVF原料為杜邦公司獨家生產，而且該產品的弱點是糊式生產過程較為復雜，牽涉到大量溶劑回收等問題，面臨巨大的環境壓力且產品售價很高。法國的Arkema公司采用聚偏氟乙烯(PVDF)作為原料，采用三層共吹膜的方法，制備PVDF薄膜。三層共吹加工PVDF工藝復雜，原料高溫下停留時間長，原料降解造成薄膜內易產生大量黑斑，并且薄膜具有較大的水蒸氣透過率。也有國外企業采用擠出流涎法制備含氟耐候薄膜，例如韓國的SKC公司，但流涎法制備的薄膜縱向撕裂強度很低，同時由于含氟材料的后收縮特性，流涎膜卷在后續的復合過程中常常存在兩端薄膜松緊不一致等問題，造成復合困難。在國內，尚無企業能夠生產這種太陽能光伏電池背板用的含氟耐候膜，因此完全依賴于進口。

發明內容

本發明的目的是提供一種太陽能光伏電池背板用含氟耐候膜及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：所述的含氟耐候膜，其特征在于用于制備這種薄膜的原料及組分含量是：

本發明用于制作該薄膜的原料還包括0～20重量份的流動改性劑。

進一步地，本發明所述含氟樹脂是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)中的任意一種或任意幾種的組合。

進一步地，本發明所述無機物填料是二氧化鈦微粉、碳酸鈣微粉、硫化鋅微粉中的任意一種或任意幾種的組合。所述微粉的平均粒徑小于1微米。

進一步地，本發明所述加工助劑是甲基丙烯酸酯(MMA)的共聚物，即MMA/丙烯酸酯共聚物，MMA/苯乙烯共聚物，或丙烯腈/苯乙烯共聚物中的任意一種或任意幾種組合。

進一步地，本發明所述潤滑劑是脂肪醇及其二元羧酸、短鏈醇的脂肪酸酯、脂肪酰胺、脂肪酸復合酯、天然石蠟、合成石蠟、蒙旦蠟、褐煤蠟、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟中的任意一種或任意幾種組合。

進一步地，本發明所述抗粘連劑是硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N′-亞乙基雙硬脂酰胺(EBS)中的任意一種或任意幾種組合。

進一步地，本發明所述流動改性劑是鄰苯二甲酸酯類溶劑中的任意一種或任意幾種組合。鄰苯二甲酸酯類的潛溶劑可以是：鄰苯二甲酸酯二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸酯二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸酯二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸酯二環己酯(DCHP)、鄰苯二甲酸酯二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸酯二異辛酯(DIOP)、鄰苯二甲酸酯二異癸酯(DIDP)、鄰苯二甲酸酯二(2-甲基己酯)等。

本發明中太陽能光伏電池背板用含氟耐候膜的制備方法包括以下步驟：

(1)使用混合機將各原料組分均勻混合，得到混合料。所述原料組分為：61～78.8重量份的含氟樹脂、5～20重量份的無機物填料、5～8重量份的加工助劑、0.1～0.5重量份的潤滑劑和0.1～0.5重量份的抗粘連劑。混合機攪拌速率為400～1300rpm.