一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410646788.3 (22)申请日 2014.11.14 H01L 31/049(2014.01) H01L 31/18(2006.01) (71)申请人 无锡中洁能源技术有限公司 地址 214142 江苏省无锡市无锡新区太科园 大学科技园清源路530大厦A区312室 (72)发明人 黄新东 刘天人 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 李纪昌 (54) 发明名称 一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法 (57) 摘要 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

2、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。 (51)Int.Cl. (19

3、)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104465835 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104465835 A 1/1 页 2 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

4、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、

5、 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，

6、 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。 权 利 要 求 书 CN 104465835 A 2 1/4 页 3 一种耐酸腐蚀的太阳能电池背膜的制备方法 0001 技术领域 0002 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。 0003 背景技术 0004 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

7、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。 0005 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

8、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。 0006 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 90320下， 将熔

9、融的粘结性树脂熔融挤出到基材层表面， 形成厚度为 560m 的增粘树 脂熔体膜层 ；（2） 冷却成型 ： 将熔体膜层冷却到 40180， 冷却成型 ；（3） 层压 ： 通过 26 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。 0007 发明内容 0008 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。 0009 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

10、： 说 明 书 CN 104465835 A 3 2/4 页 4 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。 001

11、0 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。 0011 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。 0012 所述的第 1 步中， 碳化硅粉体的平均粒径是 200 400 微米。 0013 所述的第 1 步中， 升温的温度是 700 800。 0014 所述的第 1 步中， 稀盐酸的浓度是 1wt%。 0015 所述的第 2 步中， 二氧化钛粉体的平均粒

12、径是 50 100 微米。 0016 所述的第 2 步中， 球磨时间是 2 小时。 0017 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。 0018 具体实施方式 0019 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

13、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。 0020 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

14、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 说 明 书 CN 104465835 A 4 3/4 页 5 氰酸酯） 15Kg、 聚丁二酸丁二醇酯 6Kg、 有机溶剂 150Kg 混合均匀， 即可。 0021 实施例 3 太阳能电池

15、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、

16、 有机溶剂 120Kg 混合均匀， 即可。 0022 对照例 1 与实施例 3 的区别在于 ： 碳化硅粉体未经过刻蚀。 0023 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。 0024 对照例

17、 2 与实施例 3 的区别在于 ： 未加入二氧化钛粉体。 0025 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、

18、聚丁二酸丁二醇酯 5Kg、 有机溶剂 120Kg 混合均匀， 即可。 0026 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1030m， 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。 0

19、027 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。 0028 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。 0029 结果如下 ： 说 明 书 CN 104465835 A 5 4/4 页 6 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。 0030 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。 说 明 书 CN 104465835 A 6