本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池背板膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高阻水型太陽(yáng)能電池背板用聚酯薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，太陽(yáng)能電池由低鐵鋼化玻璃、硅片、EVA膠和背膜經(jīng)過(guò)層壓制備。太陽(yáng)能電池背板膜(簡(jiǎn)稱(chēng)為太陽(yáng)能背板膜)位于太陽(yáng)能電池板的背面，對(duì)電池片起保護(hù)和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性。太陽(yáng)能背板通常工藝分為兩種，一是復(fù)合法：直接將兩張氟膜貼合在PET薄膜基材上，二是涂布法：將氟樹(shù)脂和固化劑涂布在PET基材上，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氟結(jié)構(gòu)。復(fù)合法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投入低，速度快，性能好，缺點(diǎn)是成本較高。涂布法的優(yōu)點(diǎn)是背板成本較低，但是阻水性和耐老化性由于本身工藝技術(shù)的缺陷，難以與復(fù)合法相比，影響太陽(yáng)能電池壽命。如采用復(fù)合法制得的聚酯薄膜的阻水性能能夠達(dá)到1.5g/m2×24h，而涂布法制得的聚酯薄膜的阻水性能僅僅達(dá)到2.5g/m2×24h，因此涂布法制得的具有高阻水的聚酯薄膜有利于減低太陽(yáng)能背板的成本。
近年來(lái)，隨著太陽(yáng)能電池在水上發(fā)電的快速技術(shù)發(fā)展，對(duì)于背板的阻水性要求也會(huì)越來(lái)越高。目前大部分專(zhuān)利對(duì)于阻水性能的提升主要是通過(guò)添加阻水層來(lái)達(dá)到要求，成本較高。另一方面，太陽(yáng)能電池組件成本的壓力越來(lái)越大，因此開(kāi)發(fā)一款高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜能夠降低太陽(yáng)能背板的成本，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了提升現(xiàn)有太陽(yáng)能電池背板用薄膜的阻水性能，本發(fā)明提供一種高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜及其制備方法。本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜具有較好的耐候性、絕緣性和高阻水性。本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜拓寬了太陽(yáng)能電池的應(yīng)用范圍，且降低了高阻水太陽(yáng)能電池背板用薄膜(簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)能電池背板膜)的成本，進(jìn)而降低了太陽(yáng)能電池的成本。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，所述聚酯薄膜包括ABA三層結(jié)構(gòu)，所述A層的原料包括聚酯切片76-97.7％，耐水解劑0.2-2％，阻水劑2-20％，無(wú)機(jī)填料α0.1-2％；所述B層的原料包括聚酯切片83-98.8％，耐水解劑0.2-10％，無(wú)機(jī)填料β1-15％；所述百分比為重量百分比。
A層為阻水層，B層為絕緣層和耐候?qū)印?/p>
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的總厚度為150-350μm。進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的總厚度為200-300μm。其中，一個(gè)A層的厚度占總厚度的4-12％，B層的厚度占總厚度76-92％。前述總厚度是指聚酯薄膜ABA三層結(jié)構(gòu)的總厚度。
進(jìn)一步的，一個(gè)A層的厚度占總厚度的6％，B層的厚度占總厚度88％。
進(jìn)一步的，所述的聚酯薄膜中，A層的原料包括聚酯切片91-95％，耐水解劑0.8-1.2％，阻水劑3.9-7％，無(wú)機(jī)填料α0.3-0.8％；B層的原料包括聚酯切片91.8-96.2％，耐水解劑0.8-1.2％，無(wú)機(jī)填料β3-7％；所述百分比為重量百分比。前述技術(shù)方案對(duì)應(yīng)實(shí)施例1、實(shí)施例7-8。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的A層中，聚酯切片選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。進(jìn)一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.6-0.9dL/g。進(jìn)一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.65-0.7dL/g。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的A層中，耐水解劑選自碳化二亞胺、聚碳化二亞胺、或環(huán)氧聚合物中的一種。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的A層中，阻水劑選自納米蒙脫土、或環(huán)烯烴共聚物中的一種。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的A層中，無(wú)機(jī)填料α選自二氧化硅、或硫酸鋇中的一種。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)填料α粒徑為1-6μm。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)填料α粒徑為3-5μm。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的B層中，聚酯切片選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。進(jìn)一步的，聚酯切片的特性粘度為0.6-0.9dL/g。進(jìn)一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.65-0.7dL/g。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的B層中，耐水解劑選自碳化二亞胺、聚碳化二亞胺、或環(huán)氧聚合物(也稱(chēng)為環(huán)氧樹(shù)脂)中的一種。
進(jìn)一步的，所述聚酯薄膜的B層中，無(wú)機(jī)填料β選自金紅石型鈦白粉、銳鈦型鈦白粉、碳酸鈣、或立德粉中的一種。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)填料β的粒徑為0.2-0.6μm。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)填料β粒徑為0.2-0.3μm。
本發(fā)明還提供上述高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：
(1)造粒：將聚酯切片、耐水解劑、耐阻水劑和無(wú)機(jī)填料α混合均勻并進(jìn)行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒A；將聚酯切片、耐水解劑和無(wú)機(jī)填料β混合均勻并進(jìn)行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒B；
(2)鑄片：分別將聚酯切片、聚酯功能母粒A按配比加入A層擠出機(jī)，將聚酯切片、聚酯功能母粒B按配比加入B層擠出機(jī)進(jìn)行三層共擠熔融塑化、流延鑄片；
(3)拉伸成膜：將鑄片進(jìn)行縱向拉伸、橫向拉伸、熱定型、收卷和包裝，得到高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜。
進(jìn)一步的，在制備聚酯功能母粒步驟中，所述的雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度為240-300℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200-800rpm，過(guò)濾器濾網(wǎng)孔徑為20-100μm。
進(jìn)一步的，在所述鑄片步驟中，干燥溫度為130-170℃，干燥時(shí)間為4-6h，冷卻鑄片溫度為15-25℃。
進(jìn)一步的，在拉伸成膜步驟中，縱向拉伸溫度為70-95℃，縱向拉伸比為2.5-3.4，橫向拉伸溫度為100-125℃，橫向拉伸比為2.5-3.4，熱定型溫度為250-270℃，熱定型時(shí)間為0.2-2min。
與現(xiàn)有太陽(yáng)能電池背板膜相比，本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜具有較好的耐候性、絕緣性和高阻水性，綜合性能較好。
說(shuō)明書(shū)附圖
圖1為本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明提供一種高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，該聚酯薄膜包括ABA三層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜及其制備方法包括如下步驟：1)造粒：將聚酯切片、耐水解劑、耐阻水劑和無(wú)機(jī)填料α混合均勻并進(jìn)行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒A；將聚酯切片、耐水解劑和無(wú)機(jī)填料β混合均勻并進(jìn)行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒B；2)鑄片：分別將聚酯切片、聚酯功能母粒A按配比加入A層擠出機(jī)，將聚酯切片、聚酯功能母粒B按配比加入B層擠出機(jī)進(jìn)行三層共擠熔融塑化、流延鑄片；3)拉伸成膜：將鑄片進(jìn)行縱向拉伸、橫向拉伸、熱定型、收卷和包裝，得到高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜。
按照上述方法制備得到的聚酯薄膜，采用下述測(cè)試方法檢測(cè)主要性能。
拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率：按照GB/T1040-2006標(biāo)準(zhǔn)，采用美國(guó)英斯特朗公司生產(chǎn)的INSTRON萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，測(cè)試聚酯薄膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的數(shù)值越高，說(shuō)明聚酯薄膜的力學(xué)性能越好。
水蒸氣透過(guò)率(又稱(chēng)為水汽透過(guò)率)：按照GB/T 1037-1988標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，采用TSY-W2水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀對(duì)聚酯薄膜進(jìn)行測(cè)試。水蒸氣透過(guò)率的數(shù)值越低，說(shuō)明阻水性越好。
熱收縮率：將樣品放置在150℃烘箱內(nèi)半小時(shí)，測(cè)定其熱收縮率。熱收縮率越低越好，較低的熱收縮能夠降低制備太陽(yáng)能背板過(guò)程中的收縮，有利于背板的平整性。
擊穿電壓測(cè)試：按照GB/T 13542.2-2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，采用擊穿強(qiáng)度測(cè)試儀對(duì)背板用聚酯薄膜進(jìn)行測(cè)試。測(cè)得的擊穿電壓值越高，說(shuō)明絕緣性越好。
局部放電壓測(cè)試：按照IEC 60664-1-2007標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，采用GYJF-II局部放電測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)得的局放電壓值越高，說(shuō)明絕緣性越好。
耐候性測(cè)試：將樣品放置在PCT測(cè)試烘箱中，PCT測(cè)試條件為121℃,2atm。60h后取出測(cè)試薄膜的斷裂伸長(zhǎng)率。斷裂伸長(zhǎng)率越高，說(shuō)明耐候性越好。
實(shí)施例1
按照上述方法制備高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，配比為A層93.5％PET切片，特性粘度0.68dL/g，1％碳化二亞胺，5％納米蒙脫土，0.5％二氧化硅，粒徑為4μm。B層為94％PET切片，特性粘度0.68dL/g，1％碳化二亞胺，5％金紅石型鈦白粉，粒徑為0.2μm。聚酯薄膜的厚度為250μm，其中一個(gè)A層的厚度占總厚度6％，B層的厚度占總厚度88％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例2
按照上述方法制備高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，配比為A層90.5％PET切片，特性粘度0.7dL/g，1％聚碳化二亞胺，8％納米蒙脫土，0.5％二氧化硅，粒徑為2μm。B層為96％PET切片，特性粘度0.7dL/g，1％聚碳化二亞胺，3％銳鈦型鈦白粉，粒徑為0.2μm。聚酯薄膜的厚度為250μm，其中一個(gè)A層的厚度占總厚度6％，B層的厚度占總厚度88％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例3
按照上述方法制備高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，配比為A層88％PET切片，特性粘度0.75dL/g，1.5％環(huán)氧聚合物，10％納米蒙脫土，0.5％硫酸鋇，粒徑為4μm。B層為80％PET切片，特性粘度0.75dL/g，10％環(huán)氧聚合物(環(huán)氧樹(shù)脂)，10％碳酸鈣，粒徑為0.5μm。聚酯薄膜的厚度為250μm，其中A層的厚度占總厚度的8％，B層的厚度占總厚度的84％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例4
按照上述方法制備高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，配比為A層82％PET切片，特性粘度0.8dL/g，2％碳化二亞胺，15％納米蒙脫土，1％二氧化硅粒徑為1μm。B層為85％PET切片，特性粘度0.8dL/g，10％環(huán)氧聚合物(也稱(chēng)環(huán)氧樹(shù)脂)，5％立德粉，粒徑為0.6μm。聚酯薄膜的厚度為250μm，其中一個(gè)A層的厚度占總厚度的4％，B層的厚度占總厚度的92％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表1。
實(shí)施例5
如實(shí)施例1提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，其中，配比為A層76％PET切片，特性粘度0.6dL/g，2％碳化二亞胺，20％環(huán)烯烴共聚物，2％二氧化硅，粒徑為6μm。B層為83％PET切片，特性粘度0.6dL/g，2％碳化二亞胺，15％金紅石型鈦白粉，金紅石型鈦白粉的粒徑為0.2μm。聚酯薄膜的厚度為150μm，其中，A層的厚度占總厚度12％，B層的厚度占總厚度的76％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表2。
實(shí)施例6
如實(shí)施例1提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，其中，配比為A層97.7％PET切片，特性粘度0.9dL/g，0.2％碳化二亞胺，2％納米蒙脫土，0.1％二氧化硅，粒徑為1μm。B層為98.8％PET切片，特性粘度0.9dL/g，0.2％碳化二亞胺，1％金紅石型鈦白粉，金紅石型鈦白粉的粒徑為0.3μm。聚酯薄膜的厚度為350μm，其中A層的厚度占總厚度4％，B層占總厚度92％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表2。
實(shí)施例7
如實(shí)施例1提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，其中，配比為A層91％PET切片，特性粘度0.65dL/g，1.2％碳化二亞胺，7％納米蒙脫土，0.8％二氧化硅，粒徑為3μm。B層為91.8％PET切片，特性粘度0.65dL/g，1.2％碳化二亞胺，7％金紅石型鈦白粉，金紅石型鈦白粉的粒徑為0.2μm。聚酯薄膜的厚度為200μm，其中A層的厚度占總厚度12％，B層占總厚度76％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表2。
實(shí)施例8
如實(shí)施例1提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜，其中，配比為A層95％PET切片，特性粘度0.7dL/g，0.8％碳化二亞胺，3.9％納米蒙脫土，0.3％二氧化硅，粒徑為5μm。B層為96.2％PET切片，特性粘度0.7dL/g，0.8％碳化二亞胺，3％金紅石型鈦白粉，金紅石型鈦白粉的粒徑為0.3μm。聚酯薄膜的厚度為300μm，其中A層的厚度占總厚度12％，B層占總厚度76％。所得聚酯薄膜相關(guān)性能見(jiàn)表2。
對(duì)比例1
聚酯薄膜，厚度250μm，南洋科技公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號(hào)為T(mén)0-1。
表1實(shí)施例1-4所得聚酯薄膜的主要性能測(cè)試結(jié)果
表2實(shí)施例5-8所得聚酯薄膜的主要性能測(cè)試結(jié)果
由表1和表2的數(shù)據(jù)可以得出，本發(fā)明提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜具有較好的耐候性、絕緣性和高阻水性，綜合性能較好。其中，實(shí)施例1、實(shí)施例7-8提供的高阻水型太陽(yáng)能背板用聚酯薄膜不僅阻水性好，而且耐候性和絕緣性更好，綜合性能更好。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍內(nèi)。