一種太陽(yáng)能板用聚四氟乙烯膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜，并設(shè)及該太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜的 制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 在全球氣候變暖、生態(tài)環(huán)境惡化的大背景下，尋找化石能源的替代品，改善能源結(jié) 構(gòu)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。在諸多清潔能源備選方案中，太陽(yáng)能W清潔、安全、資源充足等特 點(diǎn)被認(rèn)為是未來(lái)最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉粗?，受到世界各?guó)的極大重視與支持。對(duì)于太陽(yáng)能 的開發(fā)和利用，最具代表性的是太陽(yáng)能電池，在太陽(yáng)能電池家族中，柔性薄膜太陽(yáng)能電池具 有輕、柔、薄等優(yōu)勢(shì)，并擁有更好的溫度適應(yīng)性、低光照條件和弱光性能，其發(fā)展前景受到了 各界的廣泛關(guān)注。目前，主流的薄膜太陽(yáng)能電池有CIGS、GaAs、CdTe等，在上述運(yùn)些薄膜電 池中CIGS是性能與成本結(jié)合最佳的柔性薄膜太陽(yáng)能電池，其典型的組件轉(zhuǎn)換效率在15% W上。對(duì)于CIGS薄膜電池而言，封裝前膜是其性能得W充分發(fā)揮的重要輔助構(gòu)件，材料的 選擇自然成為決定封裝前膜優(yōu)劣的關(guān)鍵因素。在現(xiàn)如今的太陽(yáng)能電池組件中使用最多的封 裝材料是乙締-醋酸乙締醋共聚物巧VA)，通過(guò)向其中添加交聯(lián)劑來(lái)提高耐熱性和耐蠕變 性，添加抗氧劑和穩(wěn)定劑來(lái)提高耐老化性，添加增粘劑來(lái)提高粘著力，基本可W滿足太陽(yáng)能 電池組件的使用要求。然而，由于EVA樹脂對(duì)水分的阻隔性能不高，在長(zhǎng)期的戶外使用過(guò)程 中，滲入組件中的水分往往會(huì)使增粘劑失效，導(dǎo)致封裝材料對(duì)前后基板的粘著力不能持久。 為了克服使用EVA作為薄膜電池封裝前膜所存在的上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)的一種光伏組件， 包括：基板，所述基板由玻璃纖維增強(qiáng)樹脂制成；光伏層，所述光伏層設(shè)在所述基板的上表 面上，其中所述光伏層包括至少一個(gè)光伏電池和透明的保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋在所述光 伏層上，所述保護(hù)層由氣塑料，如聚四氣乙締（PTF巧制成。上述技術(shù)由于使用了具有優(yōu)良 的強(qiáng)度、耐久性、耐候性及防水性能的聚四氣乙締作為保護(hù)層，因此可W實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏層的有 效保護(hù)，延長(zhǎng)光伏組件的使用壽命。但是，將聚四氣乙締膜作為封裝前膜仍存在的問(wèn)題在 于，因聚四氣乙締自身的透光率較低，通常只有40%左右，從而導(dǎo)致上述技術(shù)中的光伏電池 的光吸收效率較小，難W滿足供電需求。因此，如何提高聚四氣乙締封裝前膜的透光率，W 增強(qiáng)光伏電池對(duì)光的吸收效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術(shù)使用聚四氣乙締作為太陽(yáng)能電池封裝前膜所存在的電 池吸光率低的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種具有高透光率和耐候性的太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜及其 制備方法。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為： 一種太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜，由下列重量份的原料制成： 煤油40-50 ; 引發(fā)劑0. 5-1 ; 分散劑1-2 ; 表面活性劑1-3 ; 助溶劑1-3 ; 聚四氣乙締粉末800-1000 ; 環(huán)氧樹脂10-20 ; 進(jìn)一步的，所述一種太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜，由下列重量份的原料制成： 煤油45 ; 引發(fā)劑0.7 ; 分散劑1. 5 ; 表面活性劑2 ; 助溶劑2 ; 聚四氣乙締粉末900 ; 環(huán)氧樹脂15 ; 進(jìn)一步的，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鐘；所述分散劑為全氣簇酸錠鹽；所述助溶劑為甲苯、 己二醇或乙酸乙醋中的一種或多種；所述表面活性劑為多締基下二酷亞胺、全氣辛酸鋼或 全氣辛基橫酸鋼中的一種或多種，所述環(huán)氧樹脂為雙酪A型環(huán)氧樹脂。 W05] 進(jìn)一步的，所述聚四氣乙締粉末的純度為9 9. 9 %、結(jié)晶度《8 0 %、粒徑為 0. 1-0. 2μm、分子量為 800 萬(wàn)-1200 萬(wàn)。
[0006] 一種太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 將煤油、分散劑、環(huán)氧樹脂、表面活性劑和助溶劑攬拌混合均勻，形成復(fù)合溶劑； (2) 將步驟（1)的復(fù)合溶劑和引發(fā)劑加入至聚四氣乙締粉末中，在10-18°C的恒溫條件 下、W20-8化/min的速度攬拌均勻之后，再于惰性氣氛中、24-40°C下恒溫熟化8-12h，得熟 化料； (3) 對(duì)步驟（2)的熟化料進(jìn)行模壓成型； (4) 將步驟（3)的成品靜置24h后，進(jìn)行熱處理，并保持24-3化；所述熱處理的升 溫程序?yàn)椋簭?5 °C至320 °C的升溫速率為20°C/min, 320-330 °C的升溫速率為5°C/min， 330-370°C的升溫速率為10°C/min; (5) 使用降溫液W40-60°C/min的降溫速率快速冷卻經(jīng)步驟（4)處理后的樣品，并于 1-化之后烘干； (6) 對(duì)步驟巧）中烘干后的樣品進(jìn)行切片； (7) 采用氨等離子體對(duì)步驟化）的切片進(jìn)行改性處理； (8) 采用臭氧等離子體對(duì)步驟（7)的切片進(jìn)行改性處理，即得到所述太陽(yáng)能板用聚四 氣乙締膜； 進(jìn)一步的，步驟（3)中，預(yù)壓成型的壓力為40-65MPa，預(yù)壓時(shí)間為1-lOmin，并保壓 5-20min〇
[0007] 進(jìn)一步的，步驟巧）中的降溫液為-10~o°c的水與酒精的混合液，所述混合液中 水與酒精的質(zhì)量比為1 :(0.5-1)。
[000引本發(fā)明所述的太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜的制備方法，步驟似將煤油、環(huán)氧樹脂、 表面活性劑和助溶劑混合所形成的復(fù)合溶劑加入至聚四氣乙締粉末中，在10-18°C恒溫條 件下緩慢攬拌均勻，運(yùn)樣有利于優(yōu)化聚四氣乙締分子的排列順序，從而可提高聚四氣乙締 膜的透光率及成膜效果。本發(fā)明步驟（4)對(duì)步驟（3)的成品進(jìn)行熱處理，W利用330-370°C 的高溫使成品定型，通過(guò)采用特定的程序升溫方式更有助于提高分子結(jié)構(gòu)的定型性能，改 善分子的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的制備方法在步驟（7)、（8)中，采用等離子體對(duì)切片進(jìn)行改性處理， 其作用在于提高切片的表面活性，環(huán)氧樹脂的加入有利于增強(qiáng)混合料的固化性能，便于聚 四氣乙締粉末的固化成型，W增強(qiáng)其粘結(jié)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)聚四氣乙締膜與光伏電池之間的有力 粘結(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)中使用聚四氣乙締膜作為太陽(yáng)能電池封裝前膜相比，根據(jù)本發(fā)明所述的 制備方法制得的太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜的透光率得到了大幅提高，在300-1200nm下的 透光率可達(dá)90.5%W上。并且，本發(fā)明所述的太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜還具有優(yōu)良的耐高 溫、耐磨損、耐候性，且其機(jī)械性能好，因而使得本發(fā)明的聚四氣乙締膜能夠適用于太陽(yáng)能 板所可能面對(duì)的各種極端條件，完全滿足太陽(yáng)能板的工作環(huán)境需求。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的太陽(yáng)能板用聚四氣乙締膜的制備方法進(jìn)行 詳細(xì)說(shuō)明。在下述實(shí)施例中，Wt%表示質(zhì)量百分含量。
[0010] 實(shí)施例1 (1) 將質(zhì)量比依次為40:1:1:1的煤油、全氣簇酸錠鹽、全氣辛酸鋼、己二醇混合均勻， 形成復(fù)合溶劑；在所述煤油中，異構(gòu)燒控的含量為80wt%，正構(gòu)燒控的含量為16wt% ; (2) 將步驟（1)的復(fù)合溶劑和過(guò)硫酸鐘加入至聚四氣乙締粉末中，在14°C的恒溫下、 W20r/min的速度攬拌0.化之后，再于氮?dú)鈿夥罩小?4°C恒溫下熟化lOh，得熟化料； 其中，所述聚四氣乙締粉末的純度為99. 9 %、結(jié)晶度《80 %、粒徑為0. 1-0. 2μm、分子 量為800萬(wàn)，聚四氣乙締粉末與復(fù)合溶劑中的煤油的質(zhì)量比為20 : 1，聚四氣乙締粉末與過(guò) 硫酸鐘的質(zhì)量比為1600 : 1 ; (3)對(duì)步驟（2)的熟化料進(jìn)行模壓成型處理，預(yù)壓成型的壓力為40MPa，預(yù)壓時(shí)間為 5. 5min,并保壓 5min; (4)采用程序升溫的方式對(duì)步驟（3)的成品進(jìn)行熱處理，并保持30h;所述升溫程序 為：從25°C至320°C的升溫速率為20°C/min, 320-330°C的升溫速率為5°C/min, 330-370°C 的升溫速率為l〇°C/min; (5)采用-10°C的水與酒精1:1的混合液快速冷卻經(jīng)步驟（4)處理后的樣品，并于Ih之后烘干； (6) 對(duì)步驟（5)中烘干后的樣品進(jìn)行切化得到的切片厚度為50μπι; (7) 采用氨等離子體對(duì)步驟化）的切片進(jìn)行改性處理； (8)采用臭氧等離子體對(duì)步驟（7)的切片進(jìn)行改性處理，即得到所述太陽(yáng)能板用聚四 氣乙締膜。
[0011] 實(shí)施例2 (1)將質(zhì)量比依次為50:2:3:3的煤油、全氣簇酸錠鹽、多締基下二酷亞胺、乙酸乙 醋混合均勻，形成復(fù)合溶劑；在所述煤油中，異構(gòu)燒控的含量為85wt%，正構(gòu)燒控的含量為 12wt% ； (2)將步驟（1)的復(fù)合溶劑和過(guò)硫酸鐘加入至聚四氣乙締粉末中，在10°C的恒溫下、W 5化/min的速度攬拌0.化之后，再于氮?dú)鈿夥罩小?2°C恒溫下熟化12h，得熟化料； 其中，所述聚四氣乙締粉末的純度為99. 9%、結(jié)晶度《80%、粒徑為0. 1-0. 2μπκ分子 量為1200萬(wàn)，聚四氣乙締粉末與復(fù)合溶劑中的煤油的質(zhì)量比為20 : 1，聚四氣乙締粉末與 過(guò)硫酸鐘的質(zhì)量比為1000 : 1; (3) 對(duì)步驟（2)的熟化料進(jìn)行模壓成型處理，預(yù)壓成型的壓力為65MPa，預(yù)壓時(shí)間為 l