一种PET复合膜的制备方法与流程

本发明属于太阳能电池生产制造领域，具体是一种pet复合膜的制备方法。

背景技术：

太阳能电池是将光能转化为电能的装置，太阳能电池片经串并联然后封装得到组件，其结构主要由前板、封装胶膜、电池片、背板组成，组件前板和后板材料主要有钢化玻璃、pet等材料，前板和后板位于组件的最外层，起着保护和支撑电池片的作用，因此前板和后板的性能很大程度上影响组件的寿命，需要具有良好的绝缘、耐老化、阻水气等性能，pet薄膜即可作为柔性太阳能电池的前板也可作为后板，但单一pet膜的耐候性和阻水性能达不到柔性太阳能电池的封装要求，现有技术的柔性太阳能电池组件前板和后板主要是pet复合膜，该复合膜主要由耐候层、阻水层和pet基材层组成，美国3m公司生产的“ultrabarrierfilms”和日本三菱公司生产的fdk4a产品其阻水层都是采用真空溅射alxoy、sixoy等来达到阻水的目的，申请号201420844811.5中国专利申请公开了一种高阻水性太阳能电池背板，其方法是在pet基材层一面蒸镀一层50nm厚的纳米sixoy阻水层，然后在阻水层的上面涂覆一层5～30μm厚的耐候层，最后在pet基材层另一面涂覆一层5～30μm厚的耐候层。

石墨烯(graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300w/(m·k)，高于碳纳米管和金刚石，同时，石墨烯还具有很高的机械强度、耐弯折及水气透不过等特性，由于石墨烯具有高透明、耐弯折和阻水特性，适合用来制造透明触控屏幕、柔性光板，甚至是太阳能电池封装膜，但是目前石墨烯制备工艺复杂、价格昂贵，不符合太阳能电池对低成本的要求，还原氧化石墨烯(rgo)与石墨烯有相似的性能，且制备工艺简单、价格低廉，非常适合应用在太阳能电池领域。

美国3m公司和日本三菱公司生产的pet复合膜制备工艺复杂、成本高，且得到的复合膜厚度较厚、不够柔软，达不到现在消费类电子产品对轻、薄、柔的要求，申请号201420844811.5中国专利采用蒸镀法制备纳米阻水层，其工艺复杂、成本高，上述方法制备的阻水层在柔性太阳能电池使用过程中特别是消费类电子产品如：太阳能背包、太阳能伞、便携式充电板容易开裂，一旦开裂便会失去阻水功能。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种pet复合膜的制备方法。

技术方案：

一种pet复合膜的制备方法，它包括以下步骤：

s1、获得氧化石墨烯，将0.5～2质量份数的氧化石墨烯加入到500质量份数的无水乙醇中超声分散3～5h获得混合溶液；

s2、在混合溶液搅拌的条件下加入50～100质量份数的pet空白切片和50～100质量份数的pet母切片；pet空白切片是指纯聚对苯二甲酸乙二醇酯，pet母切片是指含有添加剂(增透剂、抗uv固化剂、抗氧化剂等)的聚对苯二甲酸乙二醇酯；

s3、持续搅拌，将混合液加热到260～270℃，待切片完全融入停止加热获得胶体；

s4、将胶体倒在玻璃板上，用60μm厚的聚酰亚胺胶带kapyontape采用刮刀法得到pet薄膜；

s5、将玻璃板放入90℃的烘箱中烘干得到厚度在20～50μm厚的pet薄膜；

s6、采用涂覆法在烘干后的pet薄膜上涂覆一层5～20μm厚的耐候层。

优选的，s1中，获得氧化石墨烯后，增加热还原步骤，得到还原氧化石墨烯rgo，将0.5～2质量份数的rgo加入到500质量份数的无水乙醇中超声分散3～5h获得混合溶液。

具体的，通过改进的hummers法获得氧化石墨烯，步骤如下：

s1-1称取215质量份数的浓h2so4，倒入烧杯中，然后放入到热水浴锅中；

s1-2将2质量份数的k2s2o8、2质量份数的p2o5和3质量份数的石墨在搅拌的条件下加入到烧杯中，在90℃的热水浴中加热4h，冷却至室温，用1000质量份数的去离子水稀释，放置24h；

s1-3将上面得到的液体离心分离获得沉淀物，将沉淀物用去离子水洗涤至中性，然后放入60℃干燥箱中干燥得到粉末；

s1-4将1质量份数的粉末和2质量份数的nano3、5质量份数的kmno4依次加入到460质量份数的浓h2so4中混合均匀，持续搅拌4h；

s1-5稀释完后将体系温度升至80℃，在80℃下继续搅拌10min；

s1-6向烧杯内加入5质量份数的h2o2持续搅拌15min，冷却后将分散液离心分离；

s1-7将得到的沉淀物干燥得到氧化石墨烯固体粉末。

优选的，所述耐候层的材料为氟橡胶、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-乙烯基酯中的一种或多种混合物。

具体的，s1中，超声分散时间为4h。

具体的，s3中，加热温度到265℃。

本发明的有益效果

本发明提供了一种还原氧化石墨烯/pet复合膜及其制备方法，采用rgo与pet切片共成膜工艺，即达到了工艺简单、成本低廉的目的，也满足了柔性太阳能电池对pet阻水、抗弯折、轻、薄、柔的要求。

附图说明

图1为本发明的pet复合膜结构示意图

图2为本发明的pet复合膜俯视图

图3为本发明的水气透过示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1：

s1、获得氧化石墨烯，将1质量份数的氧化石墨烯加入到500质量份数的无水乙醇中超声分散4h获得混合溶液；

s2、在混合溶液搅拌的条件下加入80质量份数的pet空白切片和80质量份数的pet母切片；

s3、持续搅拌，将混合液加热到265℃，待切片完全融入停止加热获得胶体；

s4、将胶体倒在玻璃板上，用60μm厚的聚酰亚胺胶带采用刮刀法得到pet薄膜1；

s5、将玻璃板放入90℃的烘箱中烘干得到厚度在30μm厚的pet薄膜1；

s6、采用涂覆法在烘干后的pet薄膜1上涂覆一层10μm厚的耐候层2。

实施例2：

s1、获得氧化石墨烯，进行热还原得到还原氧化石墨烯rgo，将1质量份数的rgo加入到500质量份数的无水乙醇中超声分散4h获得混合溶液；

s2、在混合溶液搅拌的条件下加入80质量份数的pet空白切片和80质量份数的pet母切片；

s3、持续搅拌，将混合液加热到265℃，待切片完全融入停止加热获得胶体；

s4、将胶体倒在玻璃板上，用60μm厚的聚酰亚胺胶带采用刮刀法得到pet薄膜1；

s5、将玻璃板放入90℃的烘箱中烘干得到厚度在30μm厚的pet薄膜1；

s6、采用涂覆法在烘干后的pet薄膜1上涂覆一层10μm厚的耐候层2。

实施例1和实施例2的s1中，通过改进的hummers法获得氧化石墨烯，步骤如下：

s1-1称取215质量份数的浓h2so4，倒入烧杯中，然后放入到热水浴锅中；

s1-2将2质量份数的k2s2o8、2质量份数的p2o5和3质量份数的石墨在搅拌的条件下加入到烧杯中，在90℃的热水浴中加热4h，冷却至室温，用1000质量份数的去离子水稀释，放置24h；

s1-3将上面得到的液体离心分离获得沉淀物，将沉淀物用去离子水洗涤至中性，然后放入60℃干燥箱中干燥得到粉末；

s1-4将1质量份数的粉末和2质量份数的nano3、5质量份数的kmno4依次加入到460质量份数的浓h2so4中混合均匀，持续搅拌4h；

s1-5稀释完后将体系温度升至80℃，在80℃下继续搅拌10min；

s1-6向烧杯内加入5质量份数的h2o2持续搅拌15min，冷却后将分散液离心分离；

s1-7将得到的沉淀物干燥得到氧化石墨烯固体粉末。

实施例1和实施例2的s6中，耐候层2的材料为氟橡胶、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、四氟乙烯-乙烯基酯中的一种或多种混合物。

经过上述步骤制得的pet复合膜，以制备的氧化石墨烯替代石墨烯，由于氧化石墨烯价格低于石墨烯价格故具备了成本低廉的优势；pet白切片、母切片与氧化石墨烯一次成膜，缩短了工艺步骤达到了工艺简单的目的，同时本发明产品也满足了柔性太阳能电池对pet阻水、抗弯折、轻、薄、柔的要求。

在pet复合膜的制备流程中：

s1中，氧化石墨烯/还原氧化石墨烯的质量份数选为0.5～2份，超声分散时间为3～5h；

s2中，pet空白切片的质量份数选为50～100份，pet母切片的质量份数选为50～100份；

s3中，混合液加热温度为260～270℃；

s5中，pet薄膜1的厚度为20～50μm；

s6中，耐候层2的厚度为5～20μm；

均可以达到相似效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。