高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法
2023-12-01 15:18:36 1
高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯40~60份，聚甲基丙烯酸甲酯10~20份，丙烯酸10~20份，聚乙烯醇縮丁醛2~6份，偶聯劑2~8份，水楊酸3~6份，殼聚糖2~4份，二氧化鈦5~8份，聚氧乙二醇油酸酯1~3份。還包括溴己烷聚乙烯基吡啶0.1~0.53份。該太陽能電池背膜材料具有良好的力學性能，能夠與基材完好的粘結在一起，不易剝離，遮光性強，同時具備耐化學腐蝕性，且製備工藝簡單。
【專利說明】高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於太陽能電池背膜材料【技術領域】，具體涉及一種高遮光性太陽能電池背 膜材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 在社會高速發展的今天，不可再生資源不斷減少，為此尋找和開發新能源成擺在 了人類發展的進程中。眾所周知，不可再生能源的使用經常會伴隨著生態環境的汙染，這 也是人類不得不要去解決的難題。太陽能作為一種綠色能源對環境沒有任何無汙染性，而 且它的來源簡單，可以說是在人類的生存年限內其是取之不盡用之不竭的。太陽能不僅是 一次性能源，還是清潔能源，它資源豐富、普遍存在、無需運輸、還可免費使用、最重要的是 對環境沒有任何汙染。太陽能電池也因太陽能的特殊性具有許多其他發電方式所不具備的 優點：不受地域限制、不消耗燃料、規模可大可小、靈活性大、無汙染、無噪音、安全可靠、建 設周期短、維護簡單、最具有大規模應用的可能性。所以很多專家把太陽能能源作為可替代 的能源去開發，希望太陽能夠造福於人類。現如今所使用的太陽能有很大一部分是由太陽 電池轉換得來的。因為太陽能電池對光有感應，能夠把照射在其表面的光能轉換為電能。 目前，在有關專家的努力下，太陽能電池己經走向了商業化和產業化。
[0003] 現在太陽能電池背膜的塗裝工藝是使由粘合劑級別的EVA在熱壓條件下把 TPT (PVF和PET的三層膜結構）粘接到太陽能電池板上，進而起到保護電池內部的作用。 已產品化了的太陽能電池背膜TPT出現了剝離現象，究其原因是TPT膜表面粘結能力差所 致。所以要開發出一種既具有良好的耐化學腐蝕性、耐紫外光線、具有良好的力學性能，還 要能夠與基材完好的粘結在一起的新的太陽能電池背膜。研究發現PVDF樹脂優秀的耐化 學性能，壓電性能也很好，耐候性也是非常好的，它的加工也是相對容易的。但是PVDF 本身的很強的C-F鍵致使它的表面親水性較差，要想使用PVDF來代替TPT作為太陽能電 池的背膜就要改善它的表面親水性。同時PVDF膜的透明性比較好，不能滿足太陽能電池 背膜的遮光要求，需要對其進一步研究。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法，該太陽能 電池背膜材料具有良好的力學性能，能夠與基材完好的粘結在一起，遮光性強，同時具備耐 化學腐蝕性，且製備工藝簡單。
[0005] 為了實現上述目的，本發明採用的技術手段為： 一種高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯4(Γ60 份，聚甲基丙烯酸甲酯1(Γ20份，丙烯酸1(Γ20份，聚乙烯醇縮丁醛2飛份，偶聯劑2?8 份，水楊酸：Γ6份，殼聚糖2~4份，二氧化鈦5~8份，聚氧乙二醇油酸酯1~3份。
[0006] 還包括溴己烷聚乙烯基吡啶0· f〇. 53份。
[0007] 所述偶聯劑為矽烷偶聯劑KH550。
[0008] 高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數優選如下：聚偏氟乙烯 45~55份，聚甲基丙烯酸甲酯13~18份，丙烯酸12~15份，聚乙烯醇縮丁醛：Γ5份，偶聯劑 4飛份，水楊酸4. 5份，殼聚糖3. 8份，二氧化鈦6~7份，聚氧乙二醇油酸酯2份，溴己烷聚 乙烯基吡啶〇. f〇. 53份。
[0009] 高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數優選如下：聚偏氟乙烯50 份，聚甲基丙烯酸甲酯16份，丙烯酸13份，聚乙烯醇縮丁醛4份，偶聯劑5份，水楊酸 4. 5份，殼聚糖3. 8份，二氧化鈦6. 8份，聚氧乙二醇油酸酯2份，溴己烷聚乙烯基吡啶 0· 29 份。
[0010] 高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為13(T150°C，烘乾時間為l~3h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為60(T900W，暴露時間為5~8h，得到改性聚偏 氟乙烯。
[0011] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0012] 步驟1)中烘箱溫度為140°C，烘乾時間為2h。
[0013] 步驟2)中紫外光功率為800W，暴露時間為6h。
[0014] 步驟3)中擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C， 口膜溫度為18(T200°C。
[0015] 步驟3)中吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C， 口膜溫度為19(T210°C。
[0016] 有益效果：本發明提供的一種高遮光性太陽能電池背膜材料及其製備方法，該太 陽能電池背膜材料具有良好的力學性能，能夠與基材完好的粘結在一起，不易剝離，遮光性 強，同時具備耐化學腐蝕性，且製備工藝簡單。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1 一種高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯40份， 聚甲基丙烯酸甲酯10份，丙烯酸10份，聚乙烯醇縮丁醛2份，矽烷偶聯劑KH550 2份，水 楊酸3份，殼聚糖2份，二氧化鈦5份，聚氧乙二醇油酸酯1份。
[0018] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為140°c，烘乾時間為2h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為800W，暴露時間為6h，得到改性聚偏氟乙 烯。
[0019] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0020] 擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 200。。。
[0021] 吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0022] 實施例2 一種高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯60份， 聚甲基丙烯酸甲酯20份，丙烯酸20份，聚乙烯醇縮丁醛6份，矽烷偶聯劑KH550 8份，水 楊酸6份，殼聚糖4份，二氧化鈦8份，聚氧乙二醇油酸酯3份。
[0023] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為140°C，烘乾時間為2h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為800W，暴露時間為6h，得到改性聚偏氟乙 烯。
[0024] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0025] 擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 200。。。
[0026] 吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0027] 實施例3 高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯45份，聚甲 基丙烯酸甲酯13份，丙烯酸12份，聚乙烯醇縮丁醛3份，偶聯劑矽烷偶聯劑KH550 46 份，水楊酸4. 5份，殼聚糖3. 8份，二氧化鈦6份，聚氧乙二醇油酸酯2份，溴己烷聚乙烯 基吡啶〇. 1份。
[0028] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為140°c，烘乾時間為2h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為800W，暴露時間為6h，得到改性聚偏氟乙 烯。
[0029] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0030] 擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 200。。。
[0031] 吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0032] 實施例4 高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯55份，聚甲 基丙烯酸甲酯18份，丙烯酸15份，聚乙烯醇縮丁醛5份，偶聯劑6份，水楊酸4. 5份，殼 聚糖3. 8份，二氧化鈦7份，聚氧乙二醇油酸酯2份，溴己烷聚乙烯基吡啶0.53份。
[0033] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為140°C，烘乾時間為2h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為800W，暴露時間為6h，得到改性聚偏氟乙 烯。
[0034] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0035] 擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 200。。。
[0036] 吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度 為 2KTC。
[0037] 實施例5 高遮光性太陽能電池背膜材料，組分及各組分質量分數如下：聚偏氟乙烯50份，聚甲 基丙烯酸甲酯16份，丙烯酸13份，聚乙烯醇縮丁醛4份，偶聯劑5份，水楊酸4.5份，殼 聚糖3. 8份，二氧化鈦6. 8份，聚氧乙二醇油酸酯2份，溴己烷聚乙烯基吡啶0.29份。
[0038] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為140°c，烘乾時間為2h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為800W，暴露時間為6h，得到改性聚偏氟乙 烯。
[0039] 3)將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏 氟乙烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆 吹膜成型。
[0040] 擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 200。。。
[0041] 吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0042] 對實施例1飛得到的高遮光性太陽能電池背膜材料進行性能測試，測試方法為： 力學性能分析：型號：wDW3020微控電子萬能試驗機；最大試驗力：20KN;準確度等 級：0. 5%，長春科新試驗儀器有限公司。複合材料膜用刀片切成一定長、寬、厚的矩形，採 用WDW3020型電子萬能試驗機進行力學拉伸，設定初試驗力值0· 5N，橫梁速度2mm/min。
[0043] 剝離強度：測試方法參見ASTMD-1876 ; 局部放電：測試方法參見IEC60664-1 ; 變黃指數：測試方法參見ASTME-313-05 ;測試結果見表1。
[0044] 表 1 :
【權利要求】
1. 一種高遮光性太陽能電池背膜材料，其特徵在於組分及各組分質量分數如下： 聚偏氟乙烯4(T60份，聚甲基丙烯酸甲酯1(T20份，丙烯酸1(T20份，聚乙烯醇縮丁 醛2飛份，偶聯劑2?8份，水楊酸：T6份，殼聚糖2?4份，二氧化鈦5?8份，聚氧乙二醇油 酸酯1~3份。
2. 根據權利要求1所述高遮光性太陽能電池背膜材料，其特徵在於：還包括溴己烷聚 乙烯基吡啶〇. f〇. 53份。
3. 根據權利要求1所述高遮光性太陽能電池背膜材料，其特徵在於：所述偶聯劑為矽 烷偶聯劑KH550。
4. 根據權利要求2所述高遮光性太陽能電池背膜材料，其特徵在於組分及各組分質量 分數如下：聚偏氟乙烯45~55份，聚甲基丙烯酸甲酯13~18份，丙烯酸12~15份，聚乙烯醇 縮丁醛3飛份，偶聯劑4飛份，水楊酸4. 5份，殼聚糖3. 8份，二氧化鈦6?7份，聚氧乙二 醇油酸酯2份，溴己烷聚乙烯基吡啶0.1~0. 53份。
5. 根據權利要求4所述高遮光性太陽能電池背膜材料，其特徵在於組分及各組分質量 分數如下：聚偏氟乙烯50份，聚甲基丙烯酸甲酯16份，丙烯酸13份，聚乙烯醇縮丁醛4 份，偶聯劑5份，水楊酸4. 5份，殼聚糖3. 8份，二氧化鈦6. 8份，聚氧乙二醇油酸酯2份， 溴己烷聚乙烯基吡啶0. 29份。
6. 權利要求1所述高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，其特徵在於包括如下步 驟： 1) 將聚甲基丙烯酸甲酯放入烘箱中，烘箱溫度為13(T150°C，烘乾時間為l~3h，備用； 2) 將丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛、水楊酸、殼聚糖和聚氧乙二醇油酸酯混合均勻，然後加 入聚偏氟乙烯，暴露於紫外光下，紫外光功率為60(T900W，暴露時間為5~8h，得到改性聚偏 氟乙烯； 3) 將步驟1)烘乾的聚甲基丙烯酸甲酯和二氧化鈦加入到步驟2)得到的改性聚偏氟乙 烯中，攪拌，加入偶聯劑，混合均勻後經單螺杆擠出造粒，然後將造好的粒料由單螺杆吹膜 成型。
7. 根據權利要求6所述高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，其特徵在於：步驟 1) 中烘箱溫度為140°C，烘乾時間為2h。
8. 根據權利要求6所述高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，其特徵在於：步驟 2) 中紫外光功率為800W，暴露時間為6h。
9. 根據權利要求6所述高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，其特徵在於：步 驟3)中擠出造粒條件為：一段150°C，二段165°C，三段190°C，四段220°C，口膜溫度為 180?200。。。
10. 根據權利要求6所述高遮光性太陽能電池背膜材料的製備方法，其特徵在於：步 驟3)中吹膜成型條件為：一段150°C，二段165°C，三段200°C，四段210°C，口膜溫度為 190?210。。。
【文檔編號】C08L29/14GK104403240SQ201410639625
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術有限公司