真空等離子體改性太陽能電池背板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空等離子體改性太陽能電池背板及其制備方法，該真空等離子體改性太陽能電池背板包括基材層、耐候膜和粘結(jié)層，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：六溴環(huán)十二烷10～100份、聚甲基苯乙烯20～100份、二氧化硅40～60份、檸檬酸三丁酯70～120份、二甲苯磺酸鈉100～120份、羥基乙叉二膦酸130～150份、對二羥基甲苯120～150份、N,N-二甲基甲酰胺70～80份。制備方法：將各成分混合均勻，干燥，加熱至500～600℃，擠出造粒，制成耐候膜；真空等離子處理耐候膜1～2s；復(fù)合制成太陽能電池背板。本發(fā)明利用真空等離子處理防止了氧氣的進入，使耐候膜分子之間的結(jié)構(gòu)緊密，空隙小，表面光滑，提高了產(chǎn)品的表面能和拉伸性能。
【專利說明】真空等離子體改性太陽能電池背板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池背板領(lǐng)域，尤其涉及一種真空等離子體改性太陽能電池背 板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能背板位于太陽能電池板的背面，對電池片起保護和支撐作用，目前，主流的 太陽電池背膜多為雙面含氟的復(fù)膠型背膜和涂覆型背膜。復(fù)膠型太陽電池背膜（TPT、KPK 等)多是以歐美一些氟化工企業(yè)開發(fā)的PVF或PVDF等氟膜通過膠粘劑與PET基材粘結(jié)復(fù)合 而成。復(fù)膠型背膜由于其內(nèi)部PET基材兩面存在膠粘劑，而膠粘劑的質(zhì)量水準(zhǔn)不一，加之復(fù) 合工藝良莠不齊，在電池組件戶外長期使用過程中復(fù)合型背膜受濕度與溫度雙重因素的綜 合影響，易發(fā)生粘結(jié)膠層水解等損害，最終導(dǎo)致氟膜（PVF或PVDF等）與PET基材的層間剝 離，難以滿足電池組件長期的可靠性要求。
[0003] 申請?zhí)枮?012102119213,名稱為"一種太陽能電池背板及其制備方法"的中國專 利申請公開了一種太陽能電池背板及其制備方法。太陽能電池背板依次包括耐候?qū)印⒔Y(jié)構(gòu) 增強層和粘結(jié)層；所述耐候?qū)訛榫勖衙淹∧樱穸葹?0-50微米，所述結(jié)構(gòu)增強層材 料為聚酯，厚度為150-250微米，所述粘結(jié)層材料為粘結(jié)劑，厚度為10-30微米。該太陽能 電池背板的制備方法包括如下步驟：（1)制取雙向拉伸聚酯薄膜，收卷后，在其下表面涂布 粘結(jié)劑；（2)在步驟（1)所得聚酯薄膜的上表面進行聚醚醚酮等離子噴涂。該太陽能電池 背板的結(jié)構(gòu)簡單、耐候性能優(yōu)異。所述制備方法工藝簡單，成本較低。但是該發(fā)明層與層之 間通過普通粘結(jié)層連接，連接牢固度不夠。
[0004] 申請?zhí)枮?012101339339，名稱為"一種無氟太陽能電池背板及其制備方法"的中 國專利申請公開了一種太陽能電池用耐高溫層壓定位電子膠帶及其制備方法，該膠帶包括 膠粘層和基體層，基體層面上涂覆膠黏層，膠黏層為環(huán)氧樹脂膠、聚酰胺膠、有機硅膠或丙 烯酸樹脂膠中的一種，基體層為改性聚乙烯（PE)，包括50-100重量份PE、0-50重量份的聚 酰胺（PA)、1-20重量份的抗紫外線助劑二氧化鈦、0. 1-10重量份的增韌劑EVA。根據(jù)該發(fā) 明的太陽能電池用耐高溫層壓定位電子膠帶可具有良好的耐候性、紫外線阻擋性和電絕緣 性。但是該發(fā)明的表面能和拉伸性能一般，而且粘結(jié)性不強。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種真空等離子體改性太陽能電池背板及其制 備方法，真空等離子體改性太陽能電池背板連接牢固，表面光滑。
[0006] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二燒10?100份、聚甲基苯乙烯20?100份、二氧化娃40?60份、朽 1檬酸三 丁酯70?120份、二甲苯磺酸鈉 100?120份、羥基乙叉二膦酸130?150份、對二羥基甲 苯120?150份、N, N-二甲基甲酰胺70?80份。
[0007] 作為對本發(fā)明的進一步改進，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：六溴環(huán)十二 烷20?80份、聚甲基苯乙烯30?80份、二氧化硅50?60份、檸檬酸三丁酯80?100份、 二甲苯磺酸鈉110?115份、羥基乙叉二膦酸140?145份、對二羥基甲苯130?140份、 N，N-二甲基甲酰胺70?75份。
[0008] 作為對本發(fā)明的進一步改進，所述耐候膜包括以下重量份計的組分：六溴環(huán)十二 烷50份、聚甲基苯乙烯70份、二氧化硅50份、檸檬酸三丁酯90份、二甲苯磺酸鈉110份、 羥基乙叉二膦酸140份、對二羥基甲苯130份、N，N-二甲基甲酰胺75份。
[0009] 作為對本發(fā)明的進一步改進，二氧化硅的粒徑為50?100 μ m。
[0010] 作為對本發(fā)明的進一步改進，基材層厚度為50?80 μ m。
[0011] 作為對本發(fā)明的進一步改進，耐候膜厚度為70?120 μ m。
[0012] 作為對本發(fā)明的進一步改進，粘結(jié)層厚度為30?40 μ m。
[0013] 作為對本發(fā)明的進一步改進，基材層為PTFE。PTFE即聚四氟乙烯。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法。
[0015] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? IOOOHz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0016] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（2)壓力1?2Pa。
[0017] 作為對本發(fā)明的進一步改進，步驟（2)處理時間為I. 5s，放電頻率為800Hz。
[0018] 原理：利用真空等離子處理防止氧氣進入，使耐候膜分子之間的結(jié)構(gòu)緊密、剛硬， 表面光滑，提高親水性能，然后再進行復(fù)合，與粘結(jié)層的粘結(jié)更牢固。
[0019] 有益效果 本發(fā)明利用真空等離子處理防止了氧氣的進入，使耐候膜分子之間的結(jié)構(gòu)緊密，空隙 小，表面光滑，提高產(chǎn)品的表面能和拉伸性能，表面能為46?48達因，拉伸強度為60? 61MPa，而且可以提高耐候膜的親水性能，因此與粘結(jié)層的粘結(jié)更牢固，剝離強度為48? 50N/cm，不易剝離脫落。

【具體實施方式】
[0020] 下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0021] 實施例1 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二烷50份、聚甲基苯乙烯70份、二氧化硅50份、檸檬酸三丁酯90份、二甲苯 磺酸鈉110份、羥基乙叉二膦酸140份、對二羥基甲苯130份、N，N-二甲基甲酰胺75份。
[0022] 二氧化硅的粒徑為80 μ m。
[0023] 基材層厚度為60 μ m。
[0024] 耐候膜厚度為90 μ m。
[0025] 粘結(jié)層厚度為35 μ m。
[0026] 基材層為PTFE。
[0027] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力1?2Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜I. 5s，放電頻率800Hz ; (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0028] 實施例2 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二烷10份、聚甲基苯乙烯20份、二氧化硅40份、檸檬酸三丁酯70份、二甲苯 磺酸鈉100份、羥基乙叉二膦酸130份、對二羥基甲苯120份、N，N-二甲基甲酰胺70份。
[0029] 二氧化硅的粒徑為50 μ m。
[0030] 基材層厚度為50 μ m。
[0031] 耐候膜厚度為70 μ m。
[0032] 粘結(jié)層厚度為30 μ m。
[0033] 基材層為PTFE。
[0034] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? IOOOHz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0035] 實施例3 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二烷100份、聚甲基苯乙烯100份、二氧化硅60份、檸檬酸三丁酯120份、二甲 苯磺酸鈉120份、羥基乙叉二膦酸150份、對二羥基甲苯150份、N，N-二甲基甲酰胺80份。
[0036] 二氧化硅的粒徑為100 μ m。
[0037] 基材層厚度為80 μ m。
[0038] 耐候膜厚度為120 μ m。
[0039] 粘結(jié)層厚度為40 μ m。
[0040] 基材層為PTFE。
[0041] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1)將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? IOOOHz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0042] 實施例4 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二烷20份、聚甲基苯乙烯30份、二氧化硅50份、檸檬酸三丁酯80份、二甲苯 磺酸鈉110份、羥基乙叉二膦酸140份、對二羥基甲苯130份、N，N-二甲基甲酰胺70份。
[0043] 二氧化硅的粒徑為60 μ m。
[0044] 基材層厚度為60 μ m。
[0045] 耐候膜厚度為80 μ m。
[0046] 粘結(jié)層厚度為32 μ m。
[0047] 基材層為PTFE。
[0048] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? IOOOHz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0049] 實施例5 真空等離子體改性太陽能電池背板，包括中間的基材層，所述基材層的上、下兩面均設(shè) 有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下重量份計的組 分：六溴環(huán)十二烷80份、聚甲基苯乙烯80份、二氧化硅60份、檸檬酸三丁酯100份、二甲苯 磺酸鈉115份、羥基乙叉二膦酸145份、對二羥基甲苯140份、N，N-二甲基甲酰胺75份。
[0050] 二氧化硅的粒徑為90 μ m。
[0051] 基材層厚度為70 μ m。
[0052] 耐候膜厚度為90 μ m。
[0053] 粘結(jié)層厚度為38 μ m。
[0054] 基材層為PTFE。
[0055] 上述真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? IOOOHz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
[0056] 對比例I 與實施例1相同，不同在于：省略步驟（2)，不進行等離子處理。
[0057] 性能測試 對實施例和對比例的產(chǎn)品進行性能測試，結(jié)果見表1。
[0058] 表面能：單位：達因。兩次電暈后的表面能。
[0059] 剝離強度：單位：N/cm。檢測標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D-1876 180° Peel。
[0060] 拉伸強度：單位：MPa。檢測標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D-882。
[0061] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，包括中間的基材層，所述基材層的 上、下兩面均設(shè)有耐候膜，所述耐候膜和基材層之間通過粘結(jié)層連接，所述耐候膜包括以下 重量份計的組分：六溴環(huán)十二烷10?100份、聚甲基苯乙烯20?100份、二氧化硅40? 60份、檸檬酸三丁酯70?120份、二甲苯磺酸鈉100?120份、羥基乙叉二膦酸130?150 份、對二羥基甲苯120?150份、N，N-二甲基甲酰胺70?80份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候 膜包括以下重量份計的組分：六溴環(huán)十二烷20?80份、聚甲基苯乙烯30?80份、二氧化 硅50?60份、檸檬酸三丁酯80?100份、二甲苯磺酸鈉110?115份、羥基乙叉二膦酸 140?145份、對二羥基甲苯130?140份、N，N-二甲基甲酰胺70?75份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，所述耐候 膜包括以下重量份計的組分：六溴環(huán)十二烷50份、聚甲基苯乙烯70份、二氧化硅50份、 檸檬酸三丁酯90份、二甲苯磺酸鈉110份、羥基乙叉二膦酸140份、對二羥基甲苯130份、 N，N-二甲基甲酰胺75份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，二氧化硅 的粒徑為50?100 ii m。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，基材層厚 度為50?80 y m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，耐候膜厚 度為70?120 u m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板，其特征在于，粘結(jié)層厚 度為30?40 y m。
8. 基于權(quán)利要求1所述的真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： (1) 將六溴環(huán)十二烷、聚甲基苯乙烯、二氧化硅、檸檬酸三丁酯、二甲苯磺酸鈉、羥基乙 叉二膦酸、對二羥基甲苯、N，N-二甲基甲酰胺混合均勻，干燥，加熱至500?600°C，擠出造 粒，利用流延機制成耐候膜； (2) 在壓力低于3Pa的真空條件下，等離子處理機處理耐候膜1?2s，放電頻率500? 1000Hz ； (3) 基材層和耐候膜通過粘結(jié)層復(fù)合，制成太陽能電池背板。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，其特征在 于，步驟（2)壓力1?2Pa。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空等離子體改性太陽能電池背板的制備方法，其特征在 于，步驟（2)處理時間為1. 5s，放電頻率為800Hz。
【文檔編號】H01L31/18GK104393080SQ201410634713
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司