專利名稱：一種太陽(yáng)能電池的背板膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池的背面的保護(hù)、支撐膜，特別是一種太陽(yáng)能電池的背板膜； 本發(fā)明還涉及制備上述太陽(yáng)能電池背板膜中的接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池背板膜位于太陽(yáng)能電池板的背面，對(duì)電池片起保護(hù)和支撐作用，需具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性；通常由內(nèi)、外層的耐候?qū)雍椭虚g的阻濕層組成。目前，常用的太陽(yáng)能電池背板膜主要有TPT、TPE、全PET和PET/聚烯烴結(jié)構(gòu)幾種。 其中τ指美國(guó)杜邦公司的聚氟乙烯(PVF)薄膜；P指雙向拉伸的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜，即PET薄膜，又名聚酯薄膜或滌綸薄膜；E指乙烯-醋酸乙烯樹脂(EVA)；聚烯烴指各種以碳碳結(jié)構(gòu)為主鏈的塑料。TPT為常用的三層結(jié)構(gòu)(PVF/PET/PVF)，其外層保護(hù)層PVF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，中間層為PET聚脂薄膜具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVF需經(jīng)表面處理和EVA具有良好的粘接性能。TPE為PVF/PET/EVA通過粘接劑粘接而成的三層結(jié)構(gòu)。全 PET為幾層經(jīng)過特殊處理的PET薄膜粘接而成。PET/聚烯烴結(jié)構(gòu)與全PET相似，只是內(nèi)層采用聚烯烴。因加工工藝問題，PVF的供應(yīng)商很少，基本為杜邦壟斷。許多公司爭(zhēng)相使用其它氟材料薄膜來替代PVF薄膜。目前，已經(jīng)商品化的背板使用的氟塑料薄膜主要有聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚三氟氯乙烯(ECTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)。然而，這些氟塑料的表面自由能很低，與其他材料的粘接性能很差，用其制備的背板膜，不但氟塑料薄膜層與其它膜層之間的粘合強(qiáng)度不夠，而且背板模與太陽(yáng)能電池的硅板表面的EVA膠膜的粘接強(qiáng)度也偏差，在層與層之間、背板膜與EVA膠膜之間易造成氣泡存留；對(duì)太陽(yáng)能電池的使用壽命產(chǎn)生不良影響。為了提高氟塑料膜與EVA膠膜之間的粘接性能，改善太陽(yáng)能電池的使用壽命，有不少?gòu)S家選擇了對(duì)背板膜的氟塑料的表面進(jìn)行改性的做法。然而，縱觀現(xiàn)有改性手段，要么工藝復(fù)雜、成本高；要么工藝較簡(jiǎn)單，但效果不理想，改性后的氟塑料與EVA膠膜的粘接性能不穩(wěn)定，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，背板膜與EVA膠膜的粘接性能逐漸衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于給出一種與EVA膠膜間的粘接性能優(yōu)良且穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池背板膜。本發(fā)明的另一目的在于給出一種制備接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法。發(fā)明所述的太陽(yáng)能電池的背板膜，包括內(nèi)、外層的作為耐候性膜的氟塑料膜和中間層的阻濕膜，阻濕膜與內(nèi)、外層的耐候性膜間通過粘合劑粘接；其特征在于所述作為耐候性膜的氟塑料膜為接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜。所述作為內(nèi)、外層耐候性膜的氟塑料膜均可為聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物中的一種。
所述阻濕膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。所述粘接劑為環(huán)氧類粘合劑、丙烯酸酯類粘合劑、EVA膠水、聚氨酯類粘合劑。所述氟塑料膜接枝的丙烯酸類物質(zhì)可為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯中的一種或多種。所述太陽(yáng)能電池的背板膜中，內(nèi)、外層作為耐候性膜的接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜厚度可為10 IOOum ；阻濕膜的厚度可為15 200um，阻濕膜與氟塑料膜之間的粘合劑層厚度可為10 30um。一種制備所述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，包括如下步驟
a、用丙酮將氟塑料膜擦洗干凈，干燥至恒重；
b、配制丙烯酸類單體濃度為3 30%的溶液，并加入濃度為0 0.lmol/L的硫酸銅和濃度為0 1. 0 mol/L的無機(jī)酸；將氟塑料膜沒入上述溶液中，勻速通過電子加速器，輻照至既定的劑量10 250kGy，進(jìn)行共輻照接枝；
c、將輻照接枝后的氟塑料膜，在40 80°C的溶劑中浸泡除去均聚物和未反應(yīng)的單體，而后再干燥至恒重。所述步驟b中的無機(jī)酸可為鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或多種。所述步驟b中的丙烯酸類單體溶液所用的溶劑可為水、乙醇、丙酮、異丙醇中一種或多種。
所述步驟c中，除去均聚物和未反應(yīng)的單體的溶劑可為水、乙醇、丙酮、異丙醇中一種或多種。所述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的制備方法，也可包括如下步驟
a、用丙酮將氟塑料膜擦洗干凈，干燥至恒重；
b、將氟塑料膜勻速通過電子加速器，輻照至既定的劑量10 250kGy；
c、配制丙烯酸類單體濃度為3 30%的溶液，并加入濃度為0 0.lmol/L的硫酸銅和濃度為0 1. 0 mol/L的無機(jī)酸；再將經(jīng)輻照后的氟塑料膜沒入上述溶液中，在40 90°C 下，進(jìn)行預(yù)輻照接枝，反應(yīng)時(shí)間為0. 5 他；
d、將輻照接枝后的氟塑料膜，在40 80°C的溶劑中浸泡除去均聚物和未反應(yīng)的單體， 而后再干燥至恒重。本發(fā)明在內(nèi)、外層作為耐候性膜的氟塑料上輻照接枝了丙烯酸類物質(zhì)，接枝鏈與氟塑料之間是化學(xué)鍵連接，比較穩(wěn)定，不會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，從而保證了所制備的太陽(yáng)能電池背板膜與EVA膠膜的粘接性及其穩(wěn)定性，制備的太陽(yáng)能電池背板使用壽命長(zhǎng)。同時(shí)，其采用輻照接枝技術(shù)，可以完成化學(xué)法難以進(jìn)行的接枝反應(yīng)；操作簡(jiǎn)單易行，室溫、甚至低溫下均可以完成；而且，接枝反應(yīng)可控，可以控制接枝速度、接枝率；同時(shí)，接枝不需要引發(fā)劑，可得到較純凈的接枝共聚物。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將聚偏氟乙烯(PVDF)膜用丙酮擦洗干凈，在60°C烘箱中干燥至恒重；配制濃度為30%的丙烯酸水溶液，硫酸銅的濃度為0. 005mol/L,鹽酸的質(zhì)量濃度為 0.08mol/L ；
稱取一定量的PVDF膜，將膜浸泡在配好的單體溶液中，以單體溶液將膜完全浸沒為宜。使PVDF膜和單體溶液勻速通過電子加速器，輻照劑量為50kGy。輻照后除去液相，用水反復(fù)沖洗聚偏氟乙烯膜，并在70°C的水浴中浸泡Mh以除去均聚物和未反應(yīng)的單體，再將膜干燥至恒重。用稱重法測(cè)得接枝率為3. 7%。用干法復(fù)合工藝將接枝后的氟塑料膜作為內(nèi)、外層耐候性膜與中間層的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻濕膜通過粘合劑復(fù)合在一起。其中，內(nèi)、外層耐候性膜的厚度為 50um，阻濕膜的厚度為lOOum，粘合劑層的厚度為20um。將所制備的背板膜與EVA膠膜在 137°C下熱壓。并按GB/T2790-1995測(cè)試，測(cè)得背板膜與EVA的剝離強(qiáng)度為91. ON/cm。實(shí)施例2
實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1，其不同之處在于配制的丙烯酸溶液為濃度為10%的丙烯酰胺溶液，溶劑為水和乙醇(體積比為ι 1)；硫酸銅的濃度為0. 0005mol/L,不加無機(jī)酸，輻照劑量為46 kGy，。其余步驟同實(shí)施例1。用稱重法測(cè)得作為內(nèi)、外層的耐候性膜的氟塑料膜的接枝率為0. 4%。所得太陽(yáng)能電池背板膜，按GB/T2790-1995測(cè)試，測(cè)得與EVA膠膜的剝離強(qiáng)度為51. 1 N/cm。實(shí)施例3
其與實(shí)施1不同之處在于，氟塑料為聚氟乙烯，干燥后的聚氟乙烯膜先進(jìn)行輻照80 kGy,再與濃度為20%的丙烯酸水溶液(含有0. 05mol/L的硫酸)在70°C水浴中反應(yīng)4h。其余實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)施例1。所得的聚氟乙烯膜用稱重法測(cè)得接枝率為6. 9%。用干法復(fù)合工藝將接枝后的氟塑料膜作為內(nèi)、外層耐候性膜與中間層的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻濕膜通過粘合劑復(fù)合在一起。其中，內(nèi)、外層耐候性膜的厚度為 lOOum，阻濕膜的厚度為200um，粘合劑層的厚度為30um。將所制備的背板膜與EVA膠膜在 137°C下熱壓。所得太陽(yáng)能電池背板膜，按GB/T2790-1995測(cè)試，測(cè)得與EVA膠膜的剝離強(qiáng)度為 66.1 N/cm。實(shí)施例4
將PVDF膜預(yù)處理后，在濃度為30%的丙烯酸水溶液中輻照100 kGy。輻照后除去液相， 用水反復(fù)沖洗聚偏氟乙烯膜，并在70°C的水浴中浸泡Mh以除去均聚物和未反應(yīng)的單體， 再將膜干燥至恒重。用稱重法測(cè)得作為內(nèi)、外層的耐候性膜的氟塑料的接枝率為3.9%。其余步驟同實(shí)施例1，測(cè)得太陽(yáng)能電池背板膜，并按GB/T2790 1995測(cè)試，與EVA膠膜的剝離強(qiáng)度為95. 9 N/cm
上述所有實(shí)施例中采用中科院上海應(yīng)用物理研究所研制的3MeV/40mA “地那米”型電子加速器進(jìn)行電子束輻照。該電子加速器具有能量高、束流大等諸多特點(diǎn)。3MeV能量能保證射線有足夠的穿透力，輻射產(chǎn)品覆蓋面廣；40mA束流能有效地減少輻照時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池的背板膜，包括內(nèi)、外層的作為耐候性膜的氟塑料膜和中間層的阻濕膜，阻濕膜與內(nèi)、外層的耐候性膜間通過粘合劑粘接；其特征在于所述作為耐候性膜的氟塑料膜為接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的背板膜，其特征在于所述作為內(nèi)、外層耐候性膜的氟塑料膜均為聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的背板膜，其特征在于所述阻濕膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的背板膜，其特征在于所述氟塑料膜接枝的丙烯酸類物質(zhì)為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池的背板膜，其特征在于所述太陽(yáng)能電池的背板模中，內(nèi)、外層作為耐候性膜的接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的厚度為10 IOOum ；阻濕膜的厚度為15 200um，阻濕膜與氟塑料膜之間的粘合劑層厚度為10 30um。
6.一種制備上述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，包括如下步驟a、用丙酮將氟塑料膜擦洗干凈，干燥至恒重；b、配制丙烯酸類單體濃度為3 30%的溶液，并加入濃度為0 0.lmol/L的硫酸銅和濃度為0 1. 0 mol/L的無機(jī)酸；將氟塑料膜沒入上述溶液中，勻速通過電子加速器，輻照至既定的劑量10 250kGy，進(jìn)行共輻照接枝；c、將輻照接枝后的氟塑料膜，在40 80°C的溶劑中浸泡除去均聚物和未反應(yīng)的單體， 而后再干燥至恒重。
7.一種制備上述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，包括如下步驟a、用丙酮將氟塑料膜擦洗干凈，干燥至恒重；b、將氟塑料膜勻速通過電子加速器，輻照至既定的劑量10 250kGy；c、配制丙烯酸類單體濃度為3 30%的溶液，并加入濃度為0 0.lmol/L的硫酸銅和濃度為0 1. 0 mol/L的無機(jī)酸；再將經(jīng)輻照后的氟塑料膜沒入上述溶液中，在40 90°C 進(jìn)行預(yù)輻照接枝，反應(yīng)時(shí)間為0. 5 他。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備上述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，所述步驟b中的無機(jī)酸可為鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備上述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，所述步驟b中的丙烯酸類單體溶液所用的溶劑可為水、乙醇、丙酮、異丙醇中一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備上述接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜的方法，其特征是，所述步驟d中，除去均聚物和未反應(yīng)的單體的溶劑可為水、乙醇、丙酮、異丙醇中一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能電池的背板膜，所述背板膜包括通過粘合劑粘接的內(nèi)、外層氟塑料膜和中間層的阻濕膜，所述氟塑料膜為接枝了丙烯酸類物質(zhì)的氟塑料膜。所述氟塑料膜通過輻照接枝了丙烯酸類物質(zhì)，接枝鏈與氟塑料之間是化學(xué)鍵連接，比較穩(wěn)定，不會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，從而保證了所制備的太陽(yáng)能電池背板膜與EVA膠膜的粘接性及其穩(wěn)定性，制備的太陽(yáng)能電池背板使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B32B7/12GK102416740SQ20111025499
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者李永鴻, 謝映雪, 譚健 申請(qǐng)人:佛山佛塑科技集團(tuán)股份有限公司