[发明专利]一种太阳能光伏电池背板用含氟耐候膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏电池背板用耐候膜及其制备方法，属于太阳能光伏发电技术领域。

背景技术

随着化石能源的枯竭，各种可再生新能源产业蓬勃兴起，预计在本世纪中叶前后，化石能源和可再生能源的比例将有可能实现逆转，而太阳能可能是其中最为瞩目的新能源品种。在太阳能光伏系统中，光伏组件和电池是发电的基础。光伏电池组件是由各种半导体元件系统组装而成，为了满足太阳能电池系统户外使用超过25年的长期使用要求，太阳能封装材料作为关键配套材料日益受到关注。其中，背板位于组件的背面的最外层，在户外环境下保护电池组件不受水汽的侵蚀，阻隔氧气防止氧化。

太阳能光伏电池组件中使用的背板通常由多层薄膜复合而成，例如普遍采用的美国杜邦公司TPT结构，P层是聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)，T层是薄膜，即聚氟乙烯(PVP)薄膜。PET薄膜具有优良的电绝缘性能以及对水蒸气、氧气的渗透率低，常作为背板的支持体。同时，在PET薄膜至少一侧复合一层含氟树脂薄膜作为耐候膜层，由于氟树脂具有超高耐候性、抗紫外线辐射以及极为优异的化学稳定性，赋予了背板优异的耐候、耐老化性能，使其能够满足太阳能光伏电池组件户外长期使用的封装要求。

目前，世界上能够生产背板用含氟耐候膜的企业集中于欧美及日本。例如，美国的杜邦公司采用聚氟乙烯(PVF)作为原料，采用糊式加工并双向拉伸的办法来制备薄膜，在现有市场占据主流地位，市场占有率估计超过50％。但PVF原料为杜邦公司独家生产，而且该产品的弱点是糊式生产过程较为复杂，牵涉到大量溶剂回收等问题，面临巨大的环境压力且产品售价很高。法国的Arkema公司采用聚偏氟乙烯(PVDF)作为原料，采用三层共吹膜的方法，制备PVDF薄膜。三层共吹加工PVDF工艺复杂，原料高温下停留时间长，原料降解造成薄膜内易产生大量黑斑，并且薄膜具有较大的水蒸气透过率。也有国外企业采用挤出流涎法制备含氟耐候薄膜，例如韩国的SKC公司，但流涎法制备的薄膜纵向撕裂强度很低，同时由于含氟材料的后收缩特性，流涎膜卷在后续的复合过程中常常存在两端薄膜松紧不一致等问题，造成复合困难。在国内，尚无企业能够生产这种太阳能光伏电池背板用的含氟耐候膜，因此完全依赖于进口。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能光伏电池背板用含氟耐候膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：所述的含氟耐候膜，其特征在于用于制备这种薄膜的原料及组分含量是：

本发明用于制作该薄膜的原料还包括0～20重量份的流动改性剂。

进一步地，本发明所述含氟树脂是聚偏氟乙烯(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)中的任意一种或任意几种的组合。

进一步地，本发明所述无机物填料是二氧化钛微粉、碳酸钙微粉、硫化锌微粉中的任意一种或任意几种的组合。所述微粉的平均粒径小于1微米。

进一步地，本发明所述加工助剂是甲基丙烯酸酯(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种或任意几种组合。

进一步地，本发明所述润滑剂是脂肪醇及其二元羧酸、短链醇的脂肪酸酯、脂肪酰胺、脂肪酸复合酯、天然石蜡、合成石蜡、蒙旦蜡、褐煤蜡、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的任意一种或任意几种组合。

进一步地，本发明所述抗粘连剂是硅酮母粒、芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N′-亚乙基双硬脂酰胺(EBS)中的任意一种或任意几种组合。

进一步地，本发明所述流动改性剂是邻苯二甲酸酯类溶剂中的任意一种或任意几种组合。邻苯二甲酸酯类的潜溶剂可以是：邻苯二甲酸酯二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸酯二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸酯二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸酯二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸酯二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸酯二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸酯二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸酯二(2-甲基己酯)等。

本发明中太阳能光伏电池背板用含氟耐候膜的制备方法包括以下步骤：

(1)使用混合机将各原料组分均匀混合，得到混合料。所述原料组分为：61～78.8重量份的含氟树脂、5～20重量份的无机物填料、5～8重量份的加工助剂、0.1～0.5重量份的润滑剂和0.1～0.5重量份的抗粘连剂。混合机搅拌速率为400～1300rpm.