[发明专利]一种低温等离子体化处理的太阳能电池背膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池封装技术组件领域，尤其涉及一种高粘结性、高耐候性、高电气绝缘性的低温等离子体化处理的太阳能电池背膜及其制备方法。

背景技术

太阳能电池片经过电池片与互联条之间的单焊及电池片与电池片之间的串焊后，形成固定规格的电池串，将一定数量的电池串拼接在一块组件内，焊接好引出汇流条。按照钢化玻璃、EVA、电池组、EVA、背板材料的顺序将材料进行层叠。通过高温熔融EVA胶黏剂层压封装电池片后形成组件。再通过装框接线盒就形成了太阳能电池板。

太阳能电池背膜作为太阳能电池封装技术中的一个重要组件，其作用是提高太阳能电池板的整体机械强度，防止水汽和其他杂质渗透到密封层中，提高电池片的使用寿命。国际上的太阳能电池背膜结构一般为双面含氟TPT或KPK型、单面含氟TPE型、不含氟PET型，其中以双面含氟TPT为主。但传统制备工艺为复胶型，即以高性能进口胶黏剂熔融黏合PET基层与氟基膜层（以杜邦公司开发Tedlar品牌的PVF树脂为主），因此国内外太阳能电池厂商为了降低太阳能电池组件单位发电功率的制造成本，必须解决进口胶黏剂及Tedlar树脂价格高、专利限制等问题。例如，中国专利申请号CN200810210177.9号、公开日2010年3月3日、公开号CN101661962A的发明申请专利，公开了一种具有高粘结性的太阳能电池背膜及加工工艺，该背膜包括基层和氟基膜层，所述氟基膜层与所述基层之间具有氟硅氧烷化成膜层或硅钛化成膜层，所述氟基膜层的外表面具有氟硅氧烷化成膜层或硅钛化成膜层。上述方案制备的背膜产品表面张力大、对EVA的粘结度高、水蒸汽透过率低。虽然所述方案中氟硅氧烷化成膜层或硅钛化成膜层增强了氟基膜层与基层、氟基膜层外表面与EVA的粘结度，但该方案需要首先对氟基膜层与基层表面喷涂或滚涂或浸滞氟硅氧烷化合物、硅钛化合物，然后进行低温等离子体化处理，从而形成氟硅氧烷化成膜层或硅钛化成膜层。因此上述方案存在工艺复杂、氟硅氧烷化合物与硅钛化合物高温下不稳定、喷涂或滚涂或浸滞等工艺不易均匀、氟硅氧烷化成膜层与硅钛化成膜层和氟基膜层与基层之间粘结度不够大等缺点。

等离子体表面处理高分子材料是聚合物材料表面改性的一种新技术，在不影响聚合物基复合材料中功能材料条件下也适用于该复合体系。

等离子体作为物质的第4态，是指部分或完全电离的气体，且自由电子和离子所带正、负电荷总和完全抵消。而低温等离子体是指在直流电弧放电、辉光放电、介质阻挡放电、微波放电、电晕放电、射频放电等条件下所产生的部分电离气体。其中电子的质量远小于离子的质量，故电子温度可以在几万度到几十万度之间，远高于离子温度（离子温度甚至可与室温相当）。在低温等离子体中包含有多种粒子，除了电离所产生的电子和离子以外，还有大量的中性粒子如原子、分子和自由基等。粒子间的相互作用非常复杂，有电子-电子、电子-中性粒子、电子-离子、离子-离子、离子-中性分子、中性分子-中性分子等，在这个复杂的反应体系中，由于电子、离子、激发原子、自由基的存在且相互作用，因此可以完成在普通条件下难以完成的反应。

聚合物材料由于具有良好的性能而广泛地应用于包装、航空、印刷、生物医药、微电子、汽车、纺织等行业，但日益增长的工业发展水平对聚合物材料的表面性能如粘附性、浸润性、阻燃性、电学性能等提出了更高的要求，利用等离子体对其进行表面改性已经引起业内广泛兴趣。