本發(fā)明涉及太陽能電池背板膜技術領域，具體涉及一種高阻水型太陽能電池背板用聚酯薄膜及其制備方法。
背景技術：
太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，太陽能電池由低鐵鋼化玻璃、硅片、EVA膠和背膜經(jīng)過層壓制備。太陽能電池背板膜(簡稱為太陽能背板膜)位于太陽能電池板的背面，對電池片起保護和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性。太陽能背板通常工藝分為兩種，一是復合法：直接將兩張氟膜貼合在PET薄膜基材上，二是涂布法：將氟樹脂和固化劑涂布在PET基材上，形成網(wǎng)狀結構的氟結構。復合法的優(yōu)點是設備投入低，速度快，性能好，缺點是成本較高。涂布法的優(yōu)點是背板成本較低，但是阻水性和耐老化性由于本身工藝技術的缺陷，難以與復合法相比，影響太陽能電池壽命。如采用復合法制得的聚酯薄膜的阻水性能能夠達到1.5g/m2×24h，而涂布法制得的聚酯薄膜的阻水性能僅僅達到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能背板的成本。
近年來，隨著太陽能電池在水上發(fā)電的快速技術發(fā)展，對于背板的阻水性要求也會越來越高。目前大部分專利對于阻水性能的提升主要是通過添加阻水層來達到要求，成本較高。另一方面，太陽能電池組件成本的壓力越來越大，因此開發(fā)一款高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜能夠降低太陽能背板的成本，使其結構簡單，易于制備。
技術實現(xiàn)要素：
為了提升現(xiàn)有太陽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能背板用聚酯薄膜拓寬了太陽能電池的應用范圍，且降低了高阻水太陽能電池背板用薄膜(簡稱太陽能電池背板膜)的成本，進而降低了太陽能電池的成本。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案：
本發(fā)明提供一種高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，所述聚酯薄膜包括ABA三層結構，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％，無機填料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％，無機填料β1-15％；所述百分比為重量百分比。
A層為阻水層，B層為絕緣層和耐候層。
進一步的，所述聚酯薄膜的總厚度為150-350μm。進一步的，所述聚酯薄膜的總厚度為200-300μm。其中，一個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三層結構的總厚度。
進一步的，一個A層的厚度占總厚度的6％，B層的厚度占總厚度88％。
進一步的，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％，無機填料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％，無機填料β3-7％；所述百分比為重量百分比。前述技術方案對應實施例1、實施例7-8。
進一步的，所述聚酯薄膜的A層中，聚酯切片選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。進一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.6-0.9dL/g。進一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.65-0.7dL/g。
進一步的，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。
進一步的，所述聚酯薄膜的A層中，無機填料α選自二氧化硅、或硫酸鋇中的一種。進一步的，無機填料α粒徑為1-6μm。進一步的，無機填料α粒徑為3-5μm。
進一步的，所述聚酯薄膜的B層中，聚酯切片選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。進一步的，聚酯切片的特性粘度為0.6-0.9dL/g。進一步的，所述聚酯切片的特性粘度為0.65-0.7dL/g。
進一步的，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(也稱為環(huán)氧樹脂)中的一種。
進一步的，所述聚酯薄膜的B層中，無機填料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。進一步的，無機填料β的粒徑為0.2-0.6μm。進一步的，無機填料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、耐阻水劑和無機填料α混合均勻并進行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒A；將聚酯切片、耐水解劑和無機填料β混合均勻并進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，將聚酯切片、聚酯功能母粒B按配比加入B層擠出機進行三層共擠熔融塑化、流延鑄片；
(3)拉伸成膜：將鑄片進行縱向拉伸、橫向拉伸、熱定型、收卷和包裝，得到高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜。
進一步的，在制備聚酯功能母粒步驟中，所述的雙螺桿擠出機各區(qū)溫度為240-300℃，主機轉速為200-800rpm，過濾器濾網(wǎng)孔徑為20-100μm。
進一步的，在所述鑄片步驟中，干燥溫度為130-170℃，干燥時間為4-6h，冷卻鑄片溫度為15-25℃。
進一步的，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℃，熱定型時間為0.2-2min。
與現(xiàn)有太陽能電池背板膜相比，本發(fā)明提供的高阻水型太陽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。
說明書附圖
圖1為本發(fā)明提供的高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明提供一種高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，該聚酯薄膜包括ABA三層結構。
本發(fā)明提供的高阻水型太陽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、耐阻水劑和無機填料α混合均勻并進行雙螺桿混煉造粒得到聚酯功能母粒A；將聚酯切片、耐水解劑和無機填料β混合均勻并進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，將聚酯切片、聚酯功能母粒B按配比加入B層擠出機進行三層共擠熔融塑化、流延鑄片；3)拉伸成膜：將鑄片進行縱向拉伸、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，采用下述測試方法檢測主要性能。
拉伸強度和斷裂伸長率：按照GB/T1040-2006標準，采用美國英斯特朗公司生產(chǎn)的INSTRON萬能材料試驗機，測試聚酯薄膜的拉伸強度和斷裂伸長率。拉伸強度和斷裂伸長率的數(shù)值越高，說明聚酯薄膜的力學性能越好。
水蒸氣透過率(又稱為水汽透過率)：按照GB/T 1037-1988標準測試，采用TSY-W2水蒸氣透過率測試儀對聚酯薄膜進行測試。水蒸氣透過率的數(shù)值越低，說明阻水性越好。
熱收縮率：將樣品放置在150℃烘箱內半小時，測定其熱收縮率。熱收縮率越低越好，較低的熱收縮能夠降低制備太陽能背板過程中的收縮，有利于背板的平整性。
擊穿電壓測試：按照GB/T 13542.2-2009標準測試，采用擊穿強度測試儀對背板用聚酯薄膜進行測試。測得的擊穿電壓值越高，說明絕緣性越好。
局部放電壓測試：按照IEC 60664-1-2007標準測試，采用GYJF-II局部放電測試儀進行測試。測得的局放電壓值越高，說明絕緣性越好。
耐候性測試：將樣品放置在PCT測試烘箱中，PCT測試條件為121℃,2atm。60h后取出測試薄膜的斷裂伸長率。斷裂伸長率越高，說明耐候性越好。
實施例1
按照上述方法制備高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表1。
實施例2
按照上述方法制備高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表1。
實施例3
按照上述方法制備高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表1。
實施例4
按照上述方法制備高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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(也稱環(huán)氧樹脂)，5％立德粉，粒徑為0.6μm。聚酯薄膜的厚度為250μm，其中一個A層的厚度占總厚度的4％，B層的厚度占總厚度的92％。所得聚酯薄膜相關性能見表1。
實施例5
如實施例1提供的高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表2。
實施例6
如實施例1提供的高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表2。
實施例7
如實施例1提供的高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表2。
實施例8
如實施例1提供的高阻水型太陽能背板用聚酯薄膜，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％。所得聚酯薄膜相關性能見表2。
對比例1
聚酯薄膜，厚度250μm，南洋科技公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為T0-1。
表1實施例1-4所得聚酯薄膜的主要性能測試結果
表2實施例5-8所得聚酯薄膜的主要性能測試結果
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，實施例1、實施例7-8提供的高阻水型太陽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)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內。