一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜層、石墨烯阻隔層和柔性襯底層；所述耐候膜層、石墨烯阻隔層和柔性襯底層從上往下依次設置；所述耐候膜層為含氟膜；所述石墨烯阻隔層為至少一層石墨烯。本實用新型充分利用石墨烯優異的柔韌性和阻隔性，替代無機氧化物應用在薄膜太陽能電池封裝中，避免了無機物在后序下游生產過程中，鍍層易被破壞的問題；在使用過程中使薄膜太陽能電池耐機械沖擊更強，大大延長了太陽能電池壽命。
【專利說明】
一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜。
【背景技術】
[0002]與晶硅太陽能電池相比，薄膜太陽能電池像有機光伏(0PV)和銅銦鎵砸(CIGS)等太陽能電池對水都很敏感，水汽進入電池組件后，會與有機材料發生反應，嚴重縮短了太陽能電池的壽命，所以需要對太陽能電池組件的正面、背面和側面進行封裝，有效保護太陽能電池，從而顯著提高太陽能電池壽命。另外，太陽能電池封裝還需要耐受戶外高溫、高濕、強紫外等的惡劣環境影響。
[0003]目前，玻璃由于在透光性、阻隔性、耐受紫外等方面優異的性質，是太陽能電池封裝的最佳選擇。但是由于玻璃既笨重，又很脆，所以不能用來做柔性的電池組件封裝，需要與玻璃性能相當的塑料薄膜來取代玻璃。
[0004]現有的柔性太陽能電池大都采用很薄的不銹鋼作為襯底，很難做到真正意義上的柔性。三菱和3M的專利中，用PET、PEN等柔性基底代替不銹鋼，阻隔層是采用PECVD、ALD、濺射或者蒸鍍無機物(如氧化鋁、氧化鈦、氧化硅)等方法制備，或者是采用無機物和有機物的疊加，通過延長氣體的透過路徑來實現氣體的高阻隔性。
[0005]當無機物作為阻隔層時，由于要實現一定程度上的柔性，所以無機層的厚度一般保持在10-15nm左右。但是在后續電池組件的封裝過程中，有時會因阻隔膜與太陽能電池單元的電極部等突起物發生接觸，極易在很薄又很脆的無機物保護片上產生針孔，因此，用無機物保護片封裝的太陽能電池組件由于在戶外長時間暴露在太陽光線、雨中、或者是受到來自外部的機械撞擊，將會存在嚴重隱患如水分緩慢浸入到電池內部，導致太陽能電池單元發生劣化，對電池性能及壽命帶來不良影響。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是解決現有技術存在的問題，提供一種性能優異的薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜。
[0007]實現本實用新型目的的技術方案是一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜層、石墨烯阻隔層和柔性襯底層;所述耐候膜層、石墨烯阻隔層和柔性襯底層從上往下依次設置;所述耐候膜層為含氟膜;所述石墨烯阻隔層為至少一層石墨烯。
[0008]所述耐候膜層為加入紫外線吸收劑的含氟膜。
[0009]—種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜還包括一層紫外線吸收層;所述紫外線吸收層設置在耐候膜層和石墨烯阻隔層之間，或者與石墨烯阻隔層相對設置在柔性襯底層的另一面。
[0010]所述紫外線吸收層為含有紫外線吸收劑的膠帶或者含有紫外線吸收劑的粘結層。
[0011]所述柔性襯底層為PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龍薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇縮乙醛樹脂薄膜或者聚酯類粘結劑。
[0012]所述含有紫外線吸收劑的粘接劑為聚丙烯酸類粘結劑或者環氧類粘結劑或者聚氨酯類粘結劑或者聚酯類粘結劑。
[0013]所述耐候膜層為ETFE含氟樹脂片或者ECTFE含氟樹脂片或者PVF含氟樹脂片或者涂布含氟樹脂層。
[OOM]所述耐候膜層(I)的厚度為10?60μηι;所述柔性襯底層(3)的厚度為23?200μηι;所述紫外線吸收層(4)的厚度為5?50μηι;所述石墨稀阻隔膜總厚度為50?300μηι。
[0015]采用了上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果:(1)本實用新型充分利用石墨烯優異的柔韌性和阻隔性，替代無機氧化物應用在薄膜太陽能電池中的封裝，避免了無機物在后序下游生產過程中，鍍層易被破壞的問題;在使用過程中使薄膜太陽能電池耐機械沖擊更強，大大延長了太陽能電池壽命。
[0016](2)本實用新型的石墨烯阻隔膜的紫外截止效果為:200-400nm波段的紫外光透過率S5%，400-1 10nm范圍內的透光率大于80%，有助于發電波長的光線通過;其水、氧透過率小于10—2g/m2.24h，其作為太陽能電池用阻隔膜具有充分的防潮性。
【附圖說明】
[0017]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的另一種結構不意圖。
[0020]圖3為本實用新型的另一種結構不意圖。
[0021 ] 附圖中標號為:
[0022]耐候膜層1、石墨烯阻隔層2、柔性襯底層3、紫外線吸收層4。
【具體實施方式】
[0023](實施例1)
[0024]見圖1，本實施例的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，包括耐候膜層1、石墨烯阻隔層2和柔性襯底層3;耐候膜層1、石墨烯阻隔層2和柔性襯底層3從上往下依次設置;耐候膜層I為含氟膜;石墨烯阻隔層2為至少一層石墨烯薄膜。耐候膜層I為加入紫外線吸收劑的含氟膜。柔性襯底層3為PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龍薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇縮乙醛樹脂薄膜。耐候膜層I為ETFE含氟樹脂片或者ECTFE含氟樹脂片或者PVF含氟樹脂片或者含氟樹脂。
[0025](實施例2)
[0026]見圖2，本實施例的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜與實施例1相比，還包括一層紫外線吸收層4;紫外線吸收層4設置在耐候膜層I和石墨烯阻隔層2之間。紫外線吸收層4為含有紫外線吸收劑的膠帶或者涂布含有紫外線吸收劑的粘接層，含有紫外線吸收劑的粘接劑為聚丙烯酸類粘結劑或者環氧類粘結劑或者聚氨酯類粘結劑或者聚酯類粘結劑。本實施例的石墨烯阻隔膜的紫外截止效果為:200-400nm波段的紫外光透過率S 5%，400-1lOOnm范圍內的透光率大于80%，有助于發電波長的光線通過;其水、氧透過率小于10_2g/m2.24h，其作為太陽能電池用阻隔膜具有充分的防潮性;在制備石墨烯薄膜時，采用CVD方法生長石墨烯，熱敏膠轉移石墨烯至柔性襯底層上，耐候層、紫外截止層與阻隔層之間的剝離力均大于1200gf/25mm，可以有效避免阻隔膜使用過程中分層的現象出現。耐候膜層I的厚度為10?60μηι;柔性襯底層3的厚度為23?200μηι;紫外線吸收層4的厚度為5?50μηι;石墨烯阻隔膜總厚度為50?300μπι。
[0027](實施例3)
[0028]見圖3，本實施例的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜與實施例2相比，紫外線吸收層4設置在與石墨烯阻隔層2相對，設置在柔性襯底層3的另一面。
[0029]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:包括耐候膜層(I)、石墨烯阻隔層(2)和柔性襯底層(3);所述耐候膜層(1)、石墨烯阻隔層(2)和柔性襯底層(3)從上往下依次設置;所述耐候膜層(I)為含氟膜;所述石墨烯阻隔層(2)為至少一層石墨烯。2.根據權利要求1所述的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:還包括一層紫外線吸收層(4);所述紫外線吸收層(4)設置在耐候膜層(I)和石墨烯阻隔層(2)之間，或者與石墨烯阻隔層(2)相對設置在柔性襯底層(3)的另一面。3.根據權利要求2所述的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:所述柔性襯底層(3)為PET薄膜或者PEN薄膜或者尼龍薄膜或者聚碳酸脂薄膜或者乙烯醇縮乙醛樹脂薄膜。4.根據權利要求3所述的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:所述含有紫外線吸收劑的粘接劑為聚丙烯酸類粘結劑或者環氧類粘結劑或者聚氨酯類粘結劑或者聚酯類粘結劑。5.根據權利要求4所述的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:所述耐候膜層(I)為ETFE含氟樹脂片或者ECTFE含氟樹脂片或者PVF含氟樹脂片或者涂布含氟樹脂層。6.根據權利要求5所述的一種薄膜太陽能電池用石墨烯阻隔膜，其特征在于:所述耐候膜層(I)的厚度為10?60μηι;所述柔性襯底層(3)的厚度為23?200μηι;所述紫外線吸收層(4)的厚度為5?50μηι;所述石墨稀阻隔膜總厚度為50?300μηι。
【文檔編號】H01L31/048GK205452305SQ201521064462
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月18日
【發明人】金虎, 馬麗君, 彭鵬, 周振義
【申請人】常州二維碳素科技股份有限公司