太阳能电池背板用改性pvf基材及其制备方法

太阳能电池背板用改性pvf基材及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池背板用改性PVF基材及其制备方法，该改性PVF基材包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯10～40份、PVF30～100份、羟甲基纤维素钠40～100份、磷酸三丁氧基乙酯50～90份、乙二酸聚酯60～90份、二丙二醇二甲醚40～100份、聚对苯二甲酸乙二酯30～70份、甜菜碱10～90份、偶联剂50～90份、无机颜料30～80份。制备方法：将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300～350℃，缓慢加入剩余组分，搅匀；加入酯化釜，保温保压反应；挤出、制成薄膜。本发明提高了PVF基材的耐湿热老化能力，湿热条件下不易脱层变黄。
【专利说明】太阳能电池背板用改性PVF基材及其制备方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池背板领域，尤其涉及一种太阳能电池背板用改性PVF基材 及其制备方法。

【背景技术】
[0002] 目前用于太阳能电池组件封装的背板常用TPT聚氟乙烯复合膜，TPT -般常用三 层结构（PVF/PET/PVF)，外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄 膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。PVDF树脂作 为与PVF结构相接近的树脂产品，由于PVDF的含氟量59%远大于PVF的41%，其用于背板有 着更好的特性要求。
[0003] 申请号为2011800052053，名称为"太阳能电池背板和太阳能电池组件"的中国专 利申请公开了一种包括聚合物基材和反射层的用于太阳能电池的背板，该背板重量轻并具 有大的光反射率，所述聚合物基材以相对于所述聚合物基材的总质量为10质量％至30质 量％的量包含第一白色无机粒子，所述反射层通过被涂布在聚合物基材的至少一个侧面上 而形成，并且所述反射层包含粘合剂和第二白色无机粒子，所述第二白色无机粒子的量相 对于所述粘合剂和所述第二白色无机粒子的总质量为30质量％至90质量％ ;以及一种具 有适当发电效率的太阳能电池组件。该发明含有较多的反射粒子，反射光的能力虽有所提 高，但是对于湿气的阻隔作用不大，湿热条件下易老化。
[0004] 申请号为2012102744572,名称为"非氟材料型太阳能电池背膜"的中国专利申请 公开了一种非氟材料型太阳能电池背膜包括强化PET薄膜层、胶粘剂层一、PET层、胶粘剂 层二和易粘结膜，所述背膜由上至下一次包括强化PET薄膜层、胶粘剂层一、PET层、胶粘剂 层二和易粘结膜。这种非氟材料型太阳能电池背膜采用50 μ m的强化PET薄膜，具有绝佳 的抗水解性能，优异的抗UV性能，高反射率、绝缘性，可以各种颜色满足不同需求。但是该 发明通过提高薄膜的厚度实现这些功能，增加了生产成本。


【发明内容】

[0005] 本发明针对现有技术的不足，提供一种太阳能电池背板用改性PVF基材及其制备 方法，太阳能电池背板用改性PVF基材防紫外线能力强，反射率高。
[0006] 本发明采用以下技术方案： 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯10? 40份、PVF 30?100份、羟甲基纤维素钠40?100份、磷酸三丁氧基乙酯50?90份、乙二 酸聚酯60?90份、二丙二醇二甲醚40?100份、聚对苯二甲酸乙二酯30?70份、甜菜碱 10?90份、偶联剂50?90份、无机颜料30?80份。
[0007] 作为对本发明的进一步改进，太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份 计的组分：乙二醇单硬脂酸酯20?30份、PVF 40?90份、羟甲基纤维素钠50?60份、磷 酸三丁氧基乙酯60?80份、乙二酸聚酯70?80份、二丙二醇二甲醚50?80份、聚对苯 二甲酸乙二酯40?50份、甜菜碱20?80份、偶联剂60?80份、无机颜料40?70份。
[0008] 作为对本发明的进一步改进，太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份 计的组分：乙二醇单硬脂酸酯25份、PVF 50份、羟甲基纤维素钠55份、磷酸三丁氧基乙酯 70份、乙二酸聚酯75份、二丙二醇二甲醚60份、聚对苯二甲酸乙二酯45份、甜菜碱50份、 偶联剂70份、无机颜料50份。
[0009] 作为对本发明的进一步改进，甜菜喊是烧基-甲基横乙基甜菜喊、烧基-甲基横 丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或几种的混合物。
[0010] 作为对本发明的进一步改进，偶联剂是钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
[0011] 作为对本发明的进一步改进，无机颜料是二氧化硅、碳酸钙或硅酸镁中的一种。
[0012] 本发明还提供了一种太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法。
[0013] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7OOKPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
[0014] 作为对本发明的进一步改进，步骤（1)加热至温度为320°C。
[0015] 作为对本发明的进一步改进，步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min 内加完。
[0016] 作为对本发明的进一步改进，步骤（2)的反应时间为35min，温度为500°C，压力为 600KPa。
[0017] 作为对本发明的进一步改进，步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0018] PVF，聚氟乙烯（Polyvinyl Pluoride)的简称，它具有含碳氟材料的许多普遍特 性，并有独特的耐候性。
[0019] 原理：乙二醇单硬脂酸酯增强PVF的反射率，反射大部分阳光的照射，防止PVF基 材的老化。
[0020] 有益效果 本发明可以反射更多的紫外线，明显提高了 PVF基材的耐湿热老化能力，湿热条件下 不易脱层变黄，使黄变指数降低，本发明的乙二醇单硬脂酸酯增强可以增强基材的反射率。

【具体实施方式】
[0021] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
[0022] 实施例1 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯25份、 PVF 50份、羟甲基纤维素钠55份、磷酸三丁氧基乙酯70份、乙二酸聚酯75份、二丙二醇二 甲醚60份、聚对苯二甲酸乙二酯45份、甜菜碱50份、偶联剂70份、无机颜料50份。
[0023] 甜菜喊是质量比为1 :2 :3的烧基_甲基横乙基甜菜喊、烧基_甲基横丙基甜菜 碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱的混合物。
[0024] 偶联剂是钛酸酯偶联剂。
[0025] 无机颜料是二氧化硅。
[0026] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二丙 二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至320°C，缓慢加入甜菜碱、偶联剂、无机 颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应，反应时间为35min，温度为 500°C，压力为 600KPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
[0027] 步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
[0028] 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0029] 实施例2 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯10份、 PVF 100份、羟甲基纤维素钠100份、磷酸三丁氧基乙酯90份、乙二酸聚酯90份、二丙二醇 二甲醚100份、聚对苯二甲酸乙二酯70份、甜菜碱90份、偶联剂90份、无机颜料30份。
[0030] 甜菜碱是烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱。
[0031] 偶联剂是娃烧偶联剂。
[0032] 无机颜料是硅酸镁。
[0033] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7OOKPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
[0034] 步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
[0035] 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0036] 实施例3 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯40份、 PVF 30份、羟甲基纤维素钠40份、磷酸三丁氧基乙酯50份、乙二酸聚酯60份、二丙二醇二 甲醚40份、聚对苯二甲酸乙二酯30份、甜菜碱10份、偶联剂50份、无机颜料80份。
[0037] 甜菜碱是烷基二甲基磺丙基甜菜碱。
[0038] 偶联剂是钛酸酯偶联剂。
[0039] 无机颜料碳酸钙。
[0040] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7OOKPa ; (3)挤出、制成薄月旲。
[0041] 步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
[0042] 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0043] 实施例4 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯20份、 PVF 40份、羟甲基纤维素钠50份、磷酸三丁氧基乙酯60份、乙二酸聚酯70份、二丙二醇二 甲醚50份、聚对苯二甲酸乙二酯40份、甜菜碱20份、偶联剂60份、无机颜料40份。
[0044] 甜菜喊是质量比为1 :3的烧基_甲基横乙基甜菜喊、烧基_甲基横丙基甜菜喊的 混合物。
[0045] 偶联剂是娃烧偶联剂。
[0046] 无机颜料是硅酸镁。
[0047] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7OOKPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
[0048] 步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
[0049] 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0050] 实施例5 太阳能电池背板用改性PVF基材，包括以下重量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯30份、 PVF 90份、羟甲基纤维素钠60份、磷酸三丁氧基乙酯80份、乙二酸聚酯80份、二丙二醇二 甲醚80份、聚对苯二甲酸乙二酯50份、甜菜碱80份、偶联剂80份、无机颜料70份。
[0051] 甜菜碱是烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱。
[0052] 偶联剂是钛酸酯偶联剂。
[0053] 无机颜料是二氧化硅。
[0054] 上述太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，包括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7OOKPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
[0055] 步骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
[0056] 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
[0057] 对比例1 与实施例1相同，不同在于：不加乙二醇单硬脂酸酯。
[0058] 性能测试 对实施例和对比例的产品进行性能测试，结果见表1。
[0059] 黄变指数Ab :单位：无。检测标准：ASTM E313-05 (UV照射1000h)。
[0060] 耐湿热老化：试验条件为温度85°C、RH85%，时间2000h。观察脱层、变黄情况。
[0061] 表 1

【权利要求】
1. 太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，包括以下重量份计的组分：乙二醇 单硬脂酸酯10?40份、PVF 30?100份、羟甲基纤维素钠40?100份、磷酸三丁氧基乙 酯50?90份、乙二酸聚酯60?90份、二丙二醇二甲醚40?100份、聚对苯二甲酸乙二酯 30?70份、甜菜碱10?90份、偶联剂50?90份、无机颜料30?80份。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，包括以下重量 份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯20?30份、PVF 40?90份、羟甲基纤维素钠50?60份、 磷酸三丁氧基乙酯60?80份、乙二酸聚酯70?80份、二丙二醇二甲醚50?80份、聚对 苯二甲酸乙二酯40?50份、甜菜碱20?80份、偶联剂60?80份、无机颜料40?70份。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，包括以下重 量份计的组分：乙二醇单硬脂酸酯25份、PVF 50份、羟甲基纤维素钠55份、磷酸三丁氧基 乙酯70份、乙二酸聚酯75份、二丙二醇二甲醚60份、聚对苯二甲酸乙二酯45份、甜菜碱50 份、偶联剂70份、无机颜料50份。
4. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，甜菜碱是烷基 二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一 种或几种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，偶联剂是钛酸 酯偶联剂或硅烷偶联剂。
6. 根据权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材，其特征在于，无机颜料是二 氧化硅、碳酸钙或硅酸镁中的一种。
7. 基于权利要求1所述的太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤： (1) 将乙二醇单硬脂酸酯、PVF、羟甲基纤维素钠、磷酸三丁氧基乙酯、乙二酸聚酯、二 丙二醇二甲醚、聚对苯二甲酸乙二酯混合均匀，加热至300?350°C，缓慢加入甜菜碱、偶联 齐U、无机颜料，搅拌均匀； (2) 将上述混合物在2h内加入酯化釜，保温保压反应30?40min，温度为400?600°C， 压力为400?7〇OKPa ; (3) 挤出、制成薄月旲。
8. 根据权利要求7所述的太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，其特征在于，步 骤（1)的甜菜碱、偶联剂、无机颜料在10?20min内加完。
9. 根据权利要求7所述的太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，其特征在于，步 骤（2)的反应时间为35min，温度为500°C，压力为600KPa。
10. 根据权利要求7所述的太阳能电池背板用改性PVF基材的制备方法，其特征在于， 步骤（3)的挤出温度为300?500°C。
【文档编号】B32B27/08GK104385739SQ201410634652
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司