一种太阳能电池背膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池背膜及其制备方法，电池背膜以重量组分计包括：EVA50-60份，PP10-20份，抗氧剂0.5-1份，辅助抗氧剂0.5-1份，光稳定剂0.5-1份，有机锡马来酸双辛酯2-8份，硬脂酸3-7份，氯化石蜡1-6份，环氧十八酸锌酯3-6份，硬脂酸钙0.5-3份，N-环己基乙醇胺0.8-2份，聚碳酸酯2-8份，乙二胺0.8-2份，二氧化硅1-5份。制备方法为将各组分加入反应釜中，一定温度与真空条件下搅拌反应后降至一定温度继续搅拌反应，再降至室温，然后于双螺杆挤出机中挤出造粒，最后于塑料吹膜机挤出吹膜。本发明提供的太阳能电池背膜具有良好的机械电学及耐老化性能，可广泛应用。
【专利说明】一种太阳能电池背膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天阳能电池用材料领域，具体涉及一种太阳能电池背膜及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 太阳电池背板是保护太阳电池模件的外部构件，由薄膜的种类（PET系，氟系，其 他）和它的搭配元素构成，保护层无条件的与模件的样式，设计，使用场合，用途相适应，有 各种各样结构样式。多数情况下，模件厂商配合自家的产品指定背板的所要求性能和规格。 背板厂商与其相配合来设计模件厂商所要求的产品，但，也有模件厂商指定设计图的情况。 因为太阳电池在屋外经过长时间的使用，所以要求其具有优良的耐久性·耐候性，即使背板 在温度、湿度变化和残酷的自然环境下也不老化。作为满足这个条件的薄膜，太阳电池实用 化刚开始使用氟系的PVF膜。
[0003] 但是，背板用的PVF膜供应商限于美国的杜邦公司，随着需求的扩大，由于供应非 常紧，出现了能否稳定供应的问题，由于需求平衡的紧迫，也有价格很难下降的问题。并且， 通过废弃和处理方法对环境的超载有很大的担忧，作为表明没有杂质能源的太阳电池模 件，并不是最适合的。在模件厂商中，也有不使用PVF，摸索采用带有耐久性和耐候性的背 板。特别是日本国内，在模件厂商与背板厂商双方国内可能供应下使用材料，进行背板的开 发，从1990年初使用长期耐久性PET薄膜代替PVF，推进向PET系背板的替换。现在，在日 本国内生产背板大部分都可以看到PET系。在日本推进PET系背板的应用背景是模件厂商 各公司除了避开难供应价格高的PVF的使用外，把太阳电池安置在住宅，公寓，大楼等建筑 物的屋顶，为建筑物供给部分的电力使用，这种方法是一般做法，使用环境（气象条件等） 并不是很严酷，在模件上与欧洲和美国相比，使用年数短。再者，日本国内的PET薄膜厂商 的技术能力也有很强的影响。
[0004] 目前随着进一步发展，太阳能电池背板膜材料产生了 EVA为主，结合其他材料制 备而成的复合改性材料，该类材料的综合性能优异，更能够适应于太阳能背板膜材料的应 用，但是目前该类材料还存在着机械性能不够，耐老化能力一般的问题，同时为了满足太阳 能电池背板的使用，其电学性能也需要进行进一步的开发与改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种太阳能电池背膜及 其制备方法，提高电池背膜的耐老化性与机械性能和电学性能。
[0006] 本发明是通过以下技术手段实现的：
[0007] 一种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA50-60份，PP10-20份，抗氧剂0. 5-1 份，辅助抗氧剂〇. 5-1份，光稳定剂0. 5-1份，有机锡马来酸双辛酯2-8份，硬脂酸3-7份， 氯化石蜡1-6份，环氧十八酸锌酯3-6份，硬脂酸钙0. 5-3份，N-环己基乙醇胺0. 8-2份， 聚碳酸酯2-8份，乙二胺0. 8-2份，二氧化硅1-5份。
[0008] 作为上述发明的进一步改进，所述的太阳能电池背膜，以重量组分计包括： EVA53-57份，PP15-18份，抗氧剂0. 7-0. 9份，辅助抗氧剂0. 6-0. 8份，光稳定剂0. 7-1份， 有机锡马来酸双辛酯5-7份，硬脂酸4-6份，氯化石錯2-5份，环氧十八酸锌酯4-6份，硬脂 酸钙1. 5-2. 5份，N-环己基乙醇胺1. 2-1. 7份，聚碳酸酯5-7份，乙二胺1-1. 5份，二氧化 娃3-5份。
[0009] 作为上述发明的进一步改进，抗氧剂为抗氧剂2246。
[0010] 作为上述发明的进一步改进，辅助抗氧剂为辅助抗氧剂TNP。
[0011] 作为上述发明的进一步改进，光稳定剂为光稳定剂ZX-70。
[0012] 一种以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0013] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀；
[0014] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0015] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料；
[0016] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，得到太阳能电池背膜。
[0017] 作为上述发明的进一步改进，步骤一中搅拌混合均匀的条件为搅拌速度260-280 转/分钟，搅拌温度40-50°C，搅拌时间30-40分钟。
[0018] 作为上述发明的进一步改进，步骤三中挤出造粒温度分四段控制，第一段温度为 200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为210-230°C，第四段温度为220-240°C。
[0019] 作为上述发明的进一步改进，步骤四中挤出吹膜条件为吹膜机料筒后段温度分两 段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控制，分别控制在220-230°C，吹胀比 为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟。
[0020] 本发明提供的太阳能电池背膜具有良好的性能，其中在膜厚度120 μ m的条件下， 拉伸强度达到了 22MPa以上，断裂伸长率达到了 416%以上，热变形温度达到了 171°C以上， 击穿电压强度达到了 23KV以上，2000h光老化拉伸强度保持率达到了 98. 6%以上，人工辐 射暴露试验达到了 2200小时以上无异常，能够很好的应对太阳能电池背膜所需要的耐高 温、耐老化以及高的击穿电压强度和强的机械性能，可以广泛应用于太阳能电池背板中。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] -种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA50-60份，PP10-20份，抗氧剂 22460. 5-1份，辅助抗氧剂ΤΝΡ0. 5-1份，光稳定剂ZX-700. 5-1份，有机锡马来酸双辛酯2-8 份，硬脂酸3-7份，氯化石蜡1-6份，环氧十八酸锌酯3-6份，硬脂酸钙0. 5-3份，N-环己基 乙醇胺0. 8-2份，聚碳酸酯2-8份，乙二胺0. 8-2份，二氧化硅1-5份。
[0023] 以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0024] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀，条件为搅拌速度260-280转/分 钟，搅拌温度40_50°C，搅拌时间30-40分钟；
[0025] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0026] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料，其中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C ;
[0027] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，条件为吹膜机料筒 后段温度分两段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控制，分别控制在 220-230°C，吹胀比为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟，得到太 阳能电池背膜。
[0028] 实施例2
[0029] -种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA53_57份，PP15-18份，抗氧剂 22460. 7-0. 9份，辅助抗氧剂ΤΝΡ0. 6-0. 8份，光稳定剂ZX-700. 7-1份，有机锡马来酸双辛 酯5-7份，硬脂酸4-6份，氯化石蜡2-5份，环氧十八酸锌酯4-6份，硬脂酸钙1. 5-2. 5份， N-环己基乙醇胺1. 2-1. 7份，聚碳酸酯5-7份，乙二胺1-1. 5份，二氧化硅3-5份。
[0030] 以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0031] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀，条件为搅拌速度260-280转/分 钟，搅拌温度40-50°C，搅拌时间30-40分钟；
[0032] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0033] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料，其中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C ;
[0034] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，条件为吹膜机料筒 后段温度分两段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控制，分别控制在 220-230°C，吹胀比为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟，得到太 阳能电池背膜。
[0035] 实施例3
[0036] 一种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA53-57份，PP15-18份，抗氧剂 22460. 7-0. 9份，辅助抗氧剂ΤΝΡ0. 6-0. 8份，光稳定剂ZX-700. 7-1份，有机锡马来酸双辛 酯5-7份，硬脂酸4-6份，氯化石蜡2-5份，环氧十八酸锌酯4-6份，硬脂酸钙1. 5-2. 5份， N-环己基乙醇胺1. 2-1. 7份，聚碳酸酯5-7份，乙二胺1-1. 5份，二氧化硅3-5份。
[0037] 以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0038] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀，条件为搅拌速度260-280转/分 钟，搅拌温度40_50°C，搅拌时间30-40分钟；
[0039] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0040] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料，其中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C ;
[0041] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，条件为吹膜机料筒 后段温度分两段控制，分别控制在210-220°c，料筒前段温度分两段控制，分别控制在 220-230°C，吹胀比为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟，得到太 阳能电池背膜。
[0042] 实施例4
[0043] 一种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA53-57份，PP15-18份，抗氧剂 22460. 7-0. 9份，辅助抗氧剂ΤΝΡ0. 6-0. 8份，光稳定剂ZX-700. 7-1份，有机锡马来酸双辛 酯5-7份，硬脂酸4-6份，氯化石蜡2-5份，环氧十八酸锌酯4-6份，硬脂酸钙1. 5-2. 5份， N-环己基乙醇胺1. 2-1. 7份，聚碳酸酯5-7份，乙二胺1-1. 5份，二氧化硅3-5份。
[0044] 以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0045] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀，条件为搅拌速度260-280转/分 钟，搅拌温度40-50°C，搅拌时间30-40分钟；
[0046] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0047] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料，其中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C ;
[0048] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，条件为吹膜机料筒 后段温度分两段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控制，分别控制在 220-230°C，吹胀比为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟，得到太 阳能电池背膜。
[0049] 实施例5
[0050] -种太阳能电池背膜，以重量组分计包括：EVA50-60份，PP10-20份，抗氧剂 22460. 5-1份，辅助抗氧剂ΤΝΡ0. 5-1份，光稳定剂ZX-700. 5-1份，有机锡马来酸双辛酯2-8 份，硬脂酸3-7份，氯化石蜡1-6份，环氧十八酸锌酯3-6份，硬脂酸钙0. 5-3份，N-环己基 乙醇胺0. 8-2份，聚碳酸酯2-8份，乙二胺0. 8-2份，二氧化硅1-5份。
[0051] 以上所述的太阳能电池背膜的制备方法，步骤如下：
[0052] 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀，条件为搅拌速度260-280转/分 钟，搅拌温度40_50°C，搅拌时间30-40分钟；
[0053] 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140_160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物；
[0054] 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料，其中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C ;
[0055] 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，条件为吹膜机料筒 后段温度分两段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控制，分别控制在 220-230°C，吹胀比为I. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25米/分钟，得到太 阳能电池背膜。
[0056] 对以上实施例制备得到的太阳能电池背膜进行性能测试，具体如下：
[0057]
【权利要求】
1. 一种太阳能电池背膜，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 50-60份，PP 10-20份， 抗氧剂0. 5-1份，辅助抗氧剂0. 5-1份，光稳定剂0. 5-1份，有机锡马来酸双辛酯2-8份，硬 脂酸3-7份，氯化石蜡1-6份，环氧十八酸锌酯3-6份，硬脂酸钙0. 5-3份，N-环己基乙醇 胺0. 8-2份，聚碳酸酯2-8份，乙二胺0. 8-2份，二氧化娃1-5份。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池背膜，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 53-57份，PP 15-18份，抗氧剂0. 7-0. 9份，辅助抗氧剂0. 6-0. 8份，光稳定剂0. 7-1份，有 机锡马来酸双辛酯5-7份，硬脂酸4-6份，氯化石錯2-5份，环氧十八酸锌酯4-6份，硬脂酸 钙1. 5-2. 5份，N-环己基乙醇胺1. 2-1. 7份，聚碳酸酯5-7份，乙二胺1-1. 5份，二氧化硅 3-5 份。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电池背膜，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂2246。
4. 根据权利要求1所述的太阳能电池背膜，其特征在于，辅助抗氧剂为辅助抗氧剂 TNP。
5. 根据权利要求1所述的太阳能电池背膜，其特征在于，光稳定剂为光稳定剂ZX-70。
6. 权利要求1所述的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，步骤如下： 步骤一，将各组分于混合搅拌机中搅拌混合均匀； 步骤二，将步骤一混合后的物料加入到反应釜中，在温度为140-160°C，真空度为 0. 01-0. 06MPa的条件下，搅拌反应50-80分钟，然后降温至78-80°C，继续搅拌120-150分 钟，降至室温，得到反应物； 步骤三，将步骤二得到的反应物于双螺杆挤出机中挤出造粒，得到母料； 步骤四，将步骤三得到的母料通过塑料吹膜机挤出吹膜，得到太阳能电池背膜。
7. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，步骤一中搅拌混 合均匀的条件为搅拌速度260-280转/分钟，搅拌温度40-50°C，搅拌时间30-40分钟。
8. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，步骤三中挤出 造粒温度分四段控制，第一段温度为200-2KTC，第二段温度为200-220°C，第三段温度为 210-230°C，第四段温度为 220-240°C。
9. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于，步骤四中挤出吹 膜条件为吹膜机料筒后段温度分两段控制，分别控制在210-220°C，料筒前段温度分两段控 制，分别控制在220-230°C，吹胀比为1. 2-1. 5,螺杆转速20-30转/分钟，牵引速度18-25 米/分钟。
【文档编号】C08K5/17GK104371183SQ201410643447
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13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