一种太阳能板用聚四氟乙烯膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种太阳能板用聚四氣乙締膜，并设及该太阳能板用聚四氣乙締膜的 制备方法，属于高分子材料技术领域。 技术背景
[0002] 在全球气候变暖、生态环境恶化的大背景下，寻找化石能源的替代品，改善能源结 构成为各国关注的焦点。在诸多清洁能源备选方案中，太阳能W清洁、安全、资源充足等特 点被认为是未来最具发展潜力的能源之一，受到世界各国的极大重视与支持。对于太阳能 的开发和利用，最具代表性的是太阳能电池，在太阳能电池家族中，柔性薄膜太阳能电池具 有轻、柔、薄等优势，并拥有更好的溫度适应性、低光照条件和弱光性能，其发展前景受到了 各界的广泛关注。目前，主流的薄膜太阳能电池有CIGS、GaAs、CdTe等，在上述运些薄膜电 池中CIGS是性能与成本结合最佳的柔性薄膜太阳能电池，其典型的组件转换效率在15% W上。对于CIGS薄膜电池而言，封装前膜是其性能得W充分发挥的重要辅助构件，材料的 选择自然成为决定封装前膜优劣的关键因素。在现如今的太阳能电池组件中使用最多的封 装材料是乙締-醋酸乙締醋共聚物巧VA)，通过向其中添加交联剂来提高耐热性和耐蠕变 性，添加抗氧剂和稳定剂来提高耐老化性，添加增粘剂来提高粘着力，基本可W满足太阳能 电池组件的使用要求。然而，由于EVA树脂对水分的阻隔性能不高，在长期的户外使用过程 中，渗入组件中的水分往往会使增粘剂失效，导致封装材料对前后基板的粘着力不能持久。 为了克服使用EVA作为薄膜电池封装前膜所存在的上述缺陷，现有技术的一种光伏组件， 包括：基板，所述基板由玻璃纤维增强树脂制成；光伏层，所述光伏层设在所述基板的上表 面上，其中所述光伏层包括至少一个光伏电池和透明的保护层，所述保护层覆盖在所述光 伏层上，所述保护层由氣塑料，如聚四氣乙締（PTF巧制成。上述技术由于使用了具有优良 的强度、耐久性、耐候性及防水性能的聚四氣乙締作为保护层，因此可W实现对光伏层的有 效保护，延长光伏组件的使用寿命。但是，将聚四氣乙締膜作为封装前膜仍存在的问题在 于，因聚四氣乙締自身的透光率较低，通常只有40%左右，从而导致上述技术中的光伏电池 的光吸收效率较小，难W满足供电需求。因此，如何提高聚四氣乙締封装前膜的透光率，W 增强光伏电池对光的吸收效率，是本领域技术人员亟待解决的一个技术难题。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的是现有技术使用聚四氣乙締作为太阳能电池封装前膜所存在的电 池吸光率低的问题，进而提供一种具有高透光率和耐候性的太阳能板用聚四氣乙締膜及其 制备方法。
[0004] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案为： 一种太阳能板用聚四氣乙締膜，由下列重量份的原料制成： 煤油40-50 ; 引发剂0. 5-1 ; 分散剂1-2 ; 表面活性剂1-3 ; 助溶剂1-3 ; 聚四氣乙締粉末800-1000 ; 环氧树脂10-20 ; 进一步的，所述一种太阳能板用聚四氣乙締膜，由下列重量份的原料制成： 煤油45 ; 引发剂0.7 ; 分散剂1. 5 ; 表面活性剂2 ; 助溶剂2 ; 聚四氣乙締粉末900 ; 环氧树脂15 ; 进一步的，所述引发剂为过硫酸钟；所述分散剂为全氣簇酸锭盐；所述助溶剂为甲苯、 己二醇或乙酸乙醋中的一种或多种；所述表面活性剂为多締基下二酷亚胺、全氣辛酸钢或 全氣辛基横酸钢中的一种或多种，所述环氧树脂为双酪A型环氧树脂。 W05] 进一步的，所述聚四氣乙締粉末的纯度为9 9. 9 %、结晶度《8 0 %、粒径为 0. 1-0. 2μm、分子量为 800 万-1200 万。
[0006] 一种太阳能板用聚四氣乙締膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将煤油、分散剂、环氧树脂、表面活性剂和助溶剂揽拌混合均匀，形成复合溶剂； (2) 将步骤（1)的复合溶剂和引发剂加入至聚四氣乙締粉末中，在10-18°C的恒溫条件 下、W20-8化/min的速度揽拌均匀之后，再于惰性气氛中、24-40°C下恒溫熟化8-12h，得熟 化料； (3) 对步骤（2)的熟化料进行模压成型； (4) 将步骤（3)的成品静置24h后，进行热处理，并保持24-3化；所述热处理的升 溫程序为：从25 °C至320 °C的升溫速率为20°C/min, 320-330 °C的升溫速率为5°C/min， 330-370°C的升溫速率为10°C/min; (5) 使用降溫液W40-60°C/min的降溫速率快速冷却经步骤（4)处理后的样品，并于 1-化之后烘干； (6) 对步骤巧）中烘干后的样品进行切片； (7) 采用氨等离子体对步骤化）的切片进行改性处理； (8) 采用臭氧等离子体对步骤（7)的切片进行改性处理，即得到所述太阳能板用聚四 氣乙締膜； 进一步的，步骤（3)中，预压成型的压力为40-65MPa，预压时间为1-lOmin，并保压 5-20min〇
[0007] 进一步的，步骤巧）中的降溫液为-10~o°c的水与酒精的混合液，所述混合液中 水与酒精的质量比为1 :(0.5-1)。
[000引本发明所述的太阳能板用聚四氣乙締膜的制备方法，步骤似将煤油、环氧树脂、 表面活性剂和助溶剂混合所形成的复合溶剂加入至聚四氣乙締粉末中，在10-18°C恒溫条 件下缓慢揽拌均匀，运样有利于优化聚四氣乙締分子的排列顺序，从而可提高聚四氣乙締 膜的透光率及成膜效果。本发明步骤（4)对步骤（3)的成品进行热处理，W利用330-370°C 的高溫使成品定型，通过采用特定的程序升溫方式更有助于提高分子结构的定型性能，改 善分子的结构。本发明的制备方法在步骤（7)、（8)中，采用等离子体对切片进行改性处理， 其作用在于提高切片的表面活性，环氧树脂的加入有利于增强混合料的固化性能，便于聚 四氣乙締粉末的固化成型，W增强其粘结强度，实现聚四氣乙締膜与光伏电池之间的有力 粘结。与现有技术中使用聚四氣乙締膜作为太阳能电池封装前膜相比，根据本发明所述的 制备方法制得的太阳能板用聚四氣乙締膜的透光率得到了大幅提高，在300-1200nm下的 透光率可达90.5%W上。并且，本发明所述的太阳能板用聚四氣乙締膜还具有优良的耐高 溫、耐磨损、耐候性，且其机械性能好，因而使得本发明的聚四氣乙締膜能够适用于太阳能 板所可能面对的各种极端条件，完全满足太阳能板的工作环境需求。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合具体实施例对本发明提供的太阳能板用聚四氣乙締膜的制备方法进行 详细说明。在下述实施例中，Wt%表示质量百分含量。
[0010] 实施例1 (1) 将质量比依次为40:1:1:1的煤油、全氣簇酸锭盐、全氣辛酸钢、己二醇混合均匀， 形成复合溶剂；在所述煤油中，异构烧控的含量为80wt%，正构烧控的含量为16wt% ; (2) 将步骤（1)的复合溶剂和过硫酸钟加入至聚四氣乙締粉末中，在14°C的恒溫下、 W20r/min的速度揽拌0.化之后，再于氮气气氛中、24°C恒溫下熟化lOh，得熟化料； 其中，所述聚四氣乙締粉末的纯度为99. 9 %、结晶度《80 %、粒径为0. 1-0. 2μm、分子 量为800万，聚四氣乙締粉末与复合溶剂中的煤油的质量比为20 : 1，聚四氣乙締粉末与过 硫酸钟的质量比为1600 : 1 ; (3)对步骤（2)的熟化料进行模压成型处理，预压成型的压力为40MPa，预压时间为 5. 5min,并保压 5min; (4)采用程序升溫的方式对步骤（3)的成品进行热处理，并保持30h;所述升溫程序 为：从25°C至320°C的升溫速率为20°C/min, 320-330°C的升溫速率为5°C/min, 330-370°C 的升溫速率为l〇°C/min; (5)采用-10°C的水与酒精1:1的混合液快速冷却经步骤（4)处理后的样品，并于Ih之后烘干； (6) 对步骤（5)中烘干后的样品进行切化得到的切片厚度为50μπι; (7) 采用氨等离子体对步骤化）的切片进行改性处理； (8)采用臭氧等离子体对步骤（7)的切片进行改性处理，即得到所述太阳能板用聚四 氣乙締膜。
[0011] 实施例2 (1)将质量比依次为50:2:3:3的煤油、全氣簇酸锭盐、多締基下二酷亚胺、乙酸乙 醋混合均匀，形成复合溶剂；在所述煤油中，异构烧控的含量为85wt%，正构烧控的含量为 12wt% ； (2)将步骤（1)的复合溶剂和过硫酸钟加入至聚四氣乙締粉末中，在10°C的恒溫下、W 5化/min的速度揽拌0.化之后，再于氮气气氛中、32°C恒溫下熟化12h，得熟化料； 其中，所述聚四氣乙締粉末的纯度为99. 9%、结晶度《80%、粒径为0. 1-0. 2μπκ分子 量为1200万，聚四氣乙締粉末与复合溶剂中的煤油的质量比为20 : 1，聚四氣乙締粉末与 过硫酸钟的质量比为1000 : 1; (3) 对步骤（2)的熟化料进行模压成型处理，预压成型的压力为65MPa，预压时间为 l