一種硅太陽能電池板用的背膜的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種硅太陽能電池板用的背膜，背膜原料包括：石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素和溶劑。制備方法是將石墨烯改性，再與復合體系共混制備背膜。本發明通過在背膜復合體系中加入改性石墨烯，可以提高背膜材料的力學性能、耐候性、粘結性能。
【專利說明】
[0001] 一種硅太陽能電池板用的背膜
技術領域
[0002] 本發明屬于太陽能技術領域，具體涉及一種硅太陽能電池板用的背膜。
[0003]
【背景技術】
[0004] 太陽能電池背板是應用在光伏組件上的關鍵封裝材料之一，主要由耐候性極佳的 氟材料和電氣絕緣性優良的構成。光伏產品因節能、環保、使用壽命長等優勢而在諸多行業 中使用，可確保使用25年，光電轉換率不低于80%，其中背膜是保證組件系統光電轉換率衰 減的關鍵。太陽能電池背膜位于光伏組件的外層，與EVA黏結后用于阻隔大氣使核心區域電 池片做到真空密封，而密封的首要任務在于做到水阻隔、空氣阻隔和電氣阻隔，因此優質太 陽電池背膜應具備高電氣絕緣性、高耐候性、高粘結性、低水氣透過率。
[0005] 地面應用的太陽電池工作在大氣中，濕度大，易受腐蝕，很可能受到風沙、冰雹等 自然災害的損傷，太陽光譜成分和輻照強度變化大。因為特殊要求，背膜需要良好的力學強 度、電學特性、良好的耐候性和抗紫外性能。
[0006] 目前用于太陽能電池組件封裝的背板常用聚氟乙烯復合膜，一般常用三層結構 (PVF/PET/PVF)，外層保護層具有良好的抗環境侵蝕能力，中間層為聚脂薄膜具有良好的絕 緣性能，內層需經表面處理和具有良好的粘接性能。而與PVF相比，PVDF在分子結構上多一 個氟原子，其含氟量為59%遠大于PVF的41%，表現出比PVF更致密、更好阻隔性和更耐候的特 點。但PVDF加工困難，不易得到表面光滑、質地均勻的薄膜，與其他材料的粘結性能較差，且 價格昂貴，影響了PVDF在薄膜材料領域的廣泛應用。
[0007]
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種硅太陽能電池板用的背膜及其 制備方法，所得背膜材料具有良好的力學性能、耐候性和粘結性能。
[0009] -種硅太陽能電池板用的背膜，原料以重量份計包括:石墨烯5~10份，磷酸銨0.8 ~3.2份，四硼酸鈉0.2~1.5份，氧化鋅0.5~2.3份，碳化硅0.4~1.5份，大豆卵磷脂1~3 份，植物油2~5份，二氧化鈦4~9份，甘油3~7份，硬脂酸2~5份，聚丁二烯二醇1~6份，二 羥甲基丙酸3~6份，聚偏氟乙烯10~20份，聚甲基丙烯酸甲酯10~20份，叔丁基苯乙烯1~5 份，六氟丙稀0.4~2.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.1~0.8份，順丁稀二酸單甲酯0.4~1.5份， 纖維素2~4份，溶劑5~10份。
[0010] 進一步地，所述纖維素為羥丙基甲基纖維素或羥乙基纖維素。
[0011] 進一步地，所述溶劑為N，N-二甲基丙烯酰胺。
[0012] 所述摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1200~1250 °C熔煉45~60 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到 改性石墨烯； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4,將基材薄膜加熱至90~110°C，保持15~30 min，然后在該溫度下，將混懸液涂 于基材薄膜上，升溫至120~140°C，保持30~60 min，放冷，即可。
[0013] 進一步地，步驟1中改性石墨稀的粒度為400~800μηι。
[0014] 進一步地，步驟2中雙螺桿擠出的條件為180~200°C、170~190rpm。
[0015] 進一步地，步驟3中超聲分散條件為30~50KHz、20~30min。
[0016] 進一步地，步驟4中混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度是2~4μπι。
[0017] 本發明通過在背膜復合體系中加入改性石墨烯，可以提高背膜材料的力學性能、 耐候性、粘結性能。
[0018]
【具體實施方式】
[0019] 實施例1 一種硅太陽能電池板用的背膜，原料以重量份計包括:石墨烯5份，磷酸銨0.8份，四硼 酸鈉〇 . 2份，氧化鋅0.5份，碳化硅0.4份，大豆卵磷脂1份，植物油2份，二氧化鈦4份，甘油3 份，硬脂酸2份，聚丁二烯二醇1份，二羥甲基丙酸3份，聚偏氟乙烯10份，聚甲基丙烯酸甲酯 10份，叔丁基苯乙烯1份，六氟丙烯0.4份，季戊四醇硬脂酸酯0.1份，順丁烯二酸單甲酯0.4 份，纖維素2份，溶劑5份。
[0020] 其中，所述纖維素為羥丙基甲基纖維素，溶劑為Ν，Ν-二甲基丙烯酰胺。
[0021] 所述摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1200°C熔煉60 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到改性石墨 稀； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4,將基材薄膜加熱至90°C，保持30min，然后在該溫度下，將混懸液涂于基材薄膜 上，升溫至120°C，保持60 min，放冷，即可。
[0022]其中，步驟1中改性石墨烯的粒度為400μπι;步驟2中雙螺桿擠出的條件為180 °C、 190rpm;步驟3中超聲分散條件為30KHz、30min;步驟4中混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度 是 2μπι〇 [0023] 實施例2 一種硅太陽能電池板用的背膜，原料以重量份計包括:石墨烯8份，磷酸銨1.4份，四硼 酸鈉〇 . 7份，氧化鋅0.9份，碳化硅0.6份，大豆卵磷脂2份，植物油4份，二氧化鈦8份，甘油5 份，硬脂酸4份，聚丁二烯二醇5份，二羥甲基丙酸4份，聚偏氟乙烯13份，聚甲基丙烯酸甲酯 18份，叔丁基苯乙烯4份，六氟丙烯0.9份，季戊四醇硬脂酸酯0.5份，順丁烯二酸單甲酯0.8 份，纖維素3份，溶劑8份。
[0024]其中，所述纖維素為羥丙基甲基纖維素，溶劑為N，N_二甲基丙烯酰胺。
[0025]所述摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1250°C熔煉45 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到改性石墨 稀； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4，將基材薄膜加熱至10(TC，保持20min，然后在該溫度下，將混懸液涂于基材薄膜 上，升溫至130°C，保持40min，放冷，即可。
[0026]其中，步驟1中改性石墨烯的粒度為600μπι;步驟2中雙螺桿擠出的條件為190 °C、 180rpm;步驟3中超聲分散條件為40KHz、20min;步驟4中混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度 是 3μπι〇
[0027] 實施例3 一種硅太陽能電池板用的背膜，原料以重量份計包括:石墨烯9份，磷酸銨2份，四硼酸 鈉1份，氧化鋅1.5份，碳化硅1.2份，大豆卵磷脂2份，植物油3份，二氧化鈦5份，甘油4份，硬 脂酸4份，聚丁二烯二醇5份，二羥甲基丙酸4份，聚偏氟乙烯18份，聚甲基丙烯酸甲酯12份， 叔丁基苯乙烯4份，六氟丙烯1.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.7份，順丁烯二酸單甲酯0.9份，纖 維素3份，溶劑8份。
[0028]其中，所述纖維素為羥丙基甲基纖維素，溶劑為Ν，Ν_二甲基丙烯酰胺。
[0029] 所述摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1200°C熔煉60 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到改性石墨 稀； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4,將基材薄膜加熱至90°C，保持30min，然后在該溫度下，將混懸液涂于基材薄膜 上，升溫至120°C，保持60 min，放冷，即可。
[0030] 其中，步驟1中改性石墨烯的粒度為400μπι;步驟2中雙螺桿擠出的條件為180 °C、 190rpm;步驟3中超聲分散條件為30KHz、30min;步驟4中混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度 是 2μπι〇 [0031] 實施例4 一種硅太陽能電池板用的背膜，原料以重量份計包括:石墨烯10份，磷酸銨3.2份，四硼 酸鈉1.5份，氧化鋅2.3份，碳化硅1.5份，大豆卵磷脂3份，植物油5份，二氧化鈦9份，甘油7 份，硬脂酸5份，聚丁二烯二醇6份，二羥甲基丙酸6份，聚偏氟乙烯20份，聚甲基丙烯酸甲酯 20份，叔丁基苯乙烯5份，六氟丙烯2.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.8份，順丁烯二酸單甲酯1.5 份，纖維素4份，溶劑10份。
[0032]其中，所述纖維素為羥丙基甲基纖維素，溶劑為Ν，Ν_二甲基丙烯酰胺。
[0033]所述摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，包括以下步驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1250°C熔煉45 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到改性石墨 稀； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4，將基材薄膜加熱至110°C，保持15min，然后在該溫度下，將混懸液涂于基材薄膜 上，升溫至140°C，保持30 min，放冷，即可。
[0034]其中，步驟1中改性石墨烯的粒度為800μπι;步驟2中雙螺桿擠出的條件為200 °C、 170rpm;步驟3中超聲分散條件為50KHz、20min;步驟4中混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度 是 4μπι〇
[0035] 實施例5 本實施例與實施例2的區別在于:背膜原料不包括氧化鋅。
[0036] 實施例6 本實施例與實施例5的區別在于:背膜原來不包括纖維素。
[0037] 將實施例1至6所得背膜進行性能測試，結果如下：
由上表可知，本發明通過在背膜復合體系中加入改性石墨烯，可以提高背膜材料的力 學性能、耐候性、粘結性能。從實施例5可知，氧化鋅的加入可以提高背膜材料的力學性能， 這可能是因為氧化鋅可以提高石墨烯的分散性，避免了復合體系產生缺陷；在實施例6中， 纖維素的加入會影響背膜材料的粘結強度，這可能是因為纖維素的表面基團可使二氧化鈦 在復合體系中均勻散布，從而提高粘結性能。
【主權項】
1. 一種硅太陽能電池板用的背膜，其特征在于:原料以重量份計包括:石墨烯5~10份， 磷酸銨〇. 8~3.2份，四硼酸鈉0.2~1.5份，氧化鋅0.5~2.3份，碳化硅0.4~1.5份，大豆卵 磷脂1~3份，植物油2~5份，二氧化鈦4~9份，甘油3~7份，硬脂酸2~5份，聚丁二烯二醇1 ~6份，二羥甲基丙酸3~6份，聚偏氟乙烯10~20份，聚甲基丙烯酸甲酯10~20份，叔丁基苯 乙烯1~5份，六氟丙烯0.4~2.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.1~0.8份，順丁烯二酸單甲酯0.4 ~1.5份，纖維素2~4份，溶劑5~10份。2. 根據權利要求1所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜，其特征在于:所述纖維素為羥丙基 甲基纖維素或羥乙基纖維素。3. 根據權利要求1所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜，其特征在于:所述溶劑為N，N-二甲 基丙烯酰胺。4. 權利要求1所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，其特征在于：包括以下步 驟： 步驟1，取石墨烯、磷酸銨、四硼酸鈉、氧化鋅、碳化硅、大豆卵磷脂、植物油混合，混合物 在1200~1250 °C熔煉45~60 min，融熔物放入水中淬火，再將淬火產生的塊狀物粉碎，得到 改性石墨烯； 步驟2,將改性石墨烯、二氧化鈦、甘油、硬脂酸、聚丁二烯二醇、二羥甲基丙酸、聚偏氟 乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯混合，球磨，混合物送入雙螺桿擠出流延成膜，得到基材薄膜； 步驟3,將叔丁基苯乙烯、六氟丙烯、季戊四醇硬脂酸酯、順丁烯二酸單甲酯、纖維素、分 散劑、溶劑混合，超聲分散，得到混懸液； 步驟4,將基材薄膜加熱至90~110°C，保持15~30 min，然后在該溫度下，將混懸液涂 于基材薄膜上，升溫至120~140°C，保持30~60 min，放冷，即可。5. 根據權利要求4所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，其特征在于：步驟1中 改性石墨稀的粒度為400~800μηι。6. 根據權利要求4所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，其特征在于：步驟2中 雙螺桿擠出的條件為180~200°C、170~190rpm。7. 根據權利要求4所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，其特征在于：步驟3中 超聲分散條件為30~50KHz、20~30min。8. 根據權利要求4所述的摻雜石墨烯的太陽能背膜的制備方法，其特征在于：步驟4中 混懸液涂于基材薄膜上的涂層厚度是2~4μπι。
【文檔編號】C08K5/053GK106009024SQ201610420054
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】傅興琴
【申請人】傅興琴