一种高反射率的PVDF薄膜的制作方法

本实用新型一种高反射率的PVDF薄膜属于太阳能光伏背板应用领域，具体涉及一种高反射率的PVDF薄膜及应用的光伏背板。

背景技术：

光伏背板位于组件背面的最外层，用于抵挡户外恶劣环境保护光伏电池组件不受水汽、氧气的侵蚀，同时要求光伏背板具有耐高低温、良好的绝缘性、耐老化和耐腐蚀性能。光伏背板外层保护层材料一般为含氟材料，PVF和PVDF为最常见的两种含氟材料，由于PVDF在分子结构上多一个氟原子，所以其比PVF更致密、更耐候、阻隔性更好。

由于光伏组件的光利用率低，因此提供一种高反射率光伏背板用PVDF薄膜是非常有必要的。

中国专利申请号201610353453.1公开了单面磨砂高反射太阳能背板用PVDF薄膜及其制备方法。该PVDF薄膜包括四层熔融共挤形成的依次复合的外层、中间层、内层和反光层，且其外层和内层的材料均为PVDF，而反光层的材料为丙烯酸接枝聚偏氟乙烯，接枝率低，且其实际反射率不高，工艺复杂，成本高。目前用的比较广泛的另一种提高PVDF薄膜的反射率的方法就是在薄膜制备配方中多添加钛白粉，但该方法对薄膜的耐候性存在影响，且钛白粉原料的成本较高，不利于光伏平价上网。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种高反射率的PVDF薄膜，是一种高反射率的光伏背板用PVDF薄膜，该PVDF薄膜能够提高太阳光的反射率，进而提高电池片对太阳光的利用率而提高发电效率。

一种高反射率的PVDF薄膜是采取以下技术方案实现：

一种高反射率的PVDF薄膜，具有二层结构，基底层为PVDF薄膜层，与基底层直接相连的是镀铝层，所述的PVDF薄膜内层通过真空蒸镀的方式镀上一层镀铝层，所述的PVDF层的厚度为10-60微米，所述的镀铝层的厚度为30-60纳米。

一种高反射率的PVDF薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备PVDF层，其中PVDF层包括50-80重量份PVDF、5-20重量份钛白粉、1-10重量份PMMA、0.05-2重量份抗氧剂和0.05-2重量份抗紫外剂；将以上原料进行高速混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，再用吹膜法或流延法制备薄膜半成品，最后通过分切机分切后制得光伏背板用PVDF薄膜；

（2）制备镀铝层，在步骤（1）得到的PVDF薄膜表面进行电晕处理，使得薄膜表面张力达到38×10^-5N-40×10^-5N，再将其收卷后置于真空室内，关闭真空室抽真空，直至真空度的范围控制在10^-6-10^-2pa，将蒸发源升温至1400℃-1500℃，再把纯度为99.9%的铝金属丝连续送至蒸发源高温区，控制铝气相分子数蒸发速率为1.0×10¹⁷g/cm*s-2.0×10¹⁷g/cm*s，PVDF薄膜的移动速度为铝气相分子数蒸发速率的1/2倍，开通冷却源，使铝丝在高温区内连续的熔化、蒸发，从而在移动的PVDF薄膜表面形成一层光亮的镀铝层，经冷却后即成成品，成品按规格分切后即可得一种高反射率的PVDF薄膜。

所述的抗氧剂为癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、亚磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、聚[(1-(β-乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁二酸]、聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基]、[2-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-次氨基]-六亚甲基-[4-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-次氨基]}中的一种或多种的组合。

所述的抗紫外剂为2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物、N,N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪的聚合物中的一种或多种的组合。

所述的一种高反射率的PVDF薄膜在制备光伏背板中应用。

一种高反射率的PVDF薄膜在制备光伏背板中应用方法，其特征在于：将所述的一种高反射率的PVDF薄膜中的镀铝层面与涂好聚氨酯胶水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行第一面复合，PVDF薄膜非镀铝面放在外层，PET的另一面涂好聚氨酯胶水后，直接与聚烯烃薄膜进行第二面的复合，将复合好的样品静置熟化后即可得光伏背板，上述光伏背板层压时，将第一面复合面PVDF薄膜非镀铝面与聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行层压，第二面复合面作为光伏背板的外层。

进一步的，所述的聚烯烃薄膜为聚偏氟乙烯（PVDF）或改性后的聚乙烯（PE）薄膜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：1）常规的PVDF薄膜的反射率一般在50%-60%左右，通过在其表面镀铝后，可以提高PVDF薄膜的反射率至90%以上；2）常规PVDF薄膜的水蒸汽透过率为40-50g/m2*day，PVDF薄膜镀铝面的水蒸汽透过率为1.5-3g/m2*day，有效阻隔水蒸汽和氧气，保护背板中间层PET的使用寿命，使光伏组件的使用寿命达到25年。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是一种高反射率的PVDF薄膜结构示意图;

图2是高反射率PVDF薄膜复合成背板的结构示意图。

附图标记：1、PVDF（薄膜）层；2、镀铝（膜）层；3、PET；4、聚烯烃薄膜。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

一种高反射率的PVDF薄膜具有二层结构，基底层为PVDF层1，与基底层直接相连的是镀铝层2，所述的PVDF薄膜内层通过真空蒸镀的方式镀上一层镀铝层2，所述的PVDF薄膜层1的厚度为10-60微米，所述的镀铝层2的厚度为30-60纳米。

一种高反射率的PVDF薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备PVDF层1，其中PVDF层1包括50-80重量份PVDF、5-20重量份钛白粉、1-10重量份PMMA、0.05-2重量份抗氧剂和0.05-2重量份抗紫外剂；将以上原料进行高速混合后，采用双螺杆挤出机进行造粒，再用吹膜法或流延法制备薄膜半成品，最后通过分切机分切后制得光伏背板用PVDF薄膜；

（2）制备镀铝层2，在步骤（1）得到的PVDF薄膜表面进行电晕处理，使得薄膜表面张力达到38×10^-5N-40×10^-5N，再将其收卷后置于真空室内，关闭真空室抽真空，直至真空度的范围控制在10^-6-10^-2pa，将蒸发源升温至1400℃-1500℃，再把纯度为99.9%的铝金属丝连续送至蒸发源高温区，控制铝气相分子数蒸发速率为1.0×10¹⁷g/cm*s-2.0×10¹⁷g/cm*s，PVDF薄膜的移动速度为铝气相分子数蒸发速率的1/2倍，开通冷却源，使铝丝在高温区内连续的熔化、蒸发，从而在移动的PVDF薄膜表面形成一层光亮的镀铝层2，经冷却后即成成品，成品按规格分切后即可得一种高反射率的PVDF薄膜。

所述的抗氧剂为癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、亚磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、聚[(1-(β-乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁二酸]、聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基]、[2-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-次氨基]-六亚甲基-[4-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-次氨基]}中的一种或多种的组合。

所述的抗紫外剂为2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物、N,N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪的聚合物中的一种或多种的组合。

所述的一种高反射率的PVDF薄膜在制备光伏背板中应用。

一种高反射率的PVDF薄膜在制备光伏背板中应用方法，其特征在于：将所述的一种高反射率的PVDF薄膜中的镀铝层2面与涂好聚氨酯胶水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）3进行第一面复合，PVDF薄膜非镀铝面放在外层，PET3的另一面涂好聚氨酯胶水后，直接与聚烯烃薄膜4进行第二面的复合，将复合好的样品静置熟化后即可得光伏背板，上述光伏背板层压时，将第一面复合面PVDF薄膜非镀铝面与聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行层压，第二面复合面作为光伏背板的外层。

进一步的，所述的聚烯烃薄膜4为聚偏氟乙烯（PVDF）或改性后的聚乙烯（PE）薄膜。

实施例1

一种高反射率的光伏背板用PVDF薄膜的制备方法包括：（1）称取50重量份的PVDF原料、10重量份的钛白粉、5重量份的PMMA、0.05重量份的抗氧剂和0.05重量份抗紫外剂；将以上物料混合后通过双螺杆挤出机造粒，造出来的粒子通过干燥机干燥2h，再经由吹膜机组吹胀成膜，经分切机分切后得到厚度为20um的PVDF（薄膜）层1；（2）步骤（1）分切得到的PVDF（薄膜）层1表面进行电晕处理，使得薄膜表面张力达到38×10^-5N，再将其收卷后置于真空室内，关闭真空室抽真空，直至真空度的范围控制在10^-6pa，将蒸发源升温至1400℃，把纯度为99.9%的铝金属丝连续送至蒸发源高温区，控制铝气相分子数蒸发速率为1.0×10¹⁷g/cm*s，PVDF薄膜的移动速度为铝气相分子数蒸发速率的1/3倍，开通冷却源，使铝丝在高温区内连续的熔化、蒸发，从而在移动的PVDF薄膜表面形成一层光亮的镀铝层2，此时得到的镀铝层2厚度为30纳米；（3）将步骤（2）中得到的高反射率PVDF薄膜中的镀铝面与涂好聚氨酯胶水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）3进行第一面复合，PVDF（薄膜）层1放在外层，PET的另一面涂好聚氨酯胶水后，直接与聚乙烯（PE）薄膜进行第二面的复合，将复合好的样品静置熟化后即可得光伏背板，上述光伏背板层压时，将第一面复合面PVDF薄膜非镀铝面与聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行层压，第二面复合面作为光伏背板的外层。

采用测量波长范围200-1100nm的紫外-可见分光光度计进行背板的反射率测试，其中光线从PE薄膜面开始照射，得到的反射率数值为91.4%，采用GB/T 21529-2008电解法测试PVDF薄膜的水蒸汽透过率，得到的数值为2.3g/m²*day。

实施例2

一种高反射率的光伏背板用PVDF薄膜的制备方法包括：（1）称取80重量份的PVDF原料、20重量份的钛白粉、10重量份的PMMA、2重量份的抗氧剂和2重量份抗紫外剂；将以上物料混合后通过双螺杆挤出机造粒，造出来的粒子通过干燥机干燥2h，再经由吹膜机组吹胀成膜，经分切机分切后得到厚度为20um的PVDF薄膜1；

（2）步骤（1）分切得到的PVDF薄膜1表面进行电晕处理，使得薄膜表面张力达到40×10^-5NN，再将其收卷后置于真空室内，关闭真空室抽真空，直至真空度的范围控制在10^-2pa，将蒸发源升温至1450℃，把纯度为99.9%的铝金属丝连续送至蒸发源高温区，控制铝气相分子数蒸发速率为2.0×10¹⁷g/cm*s，PVDF薄膜的移动速度为铝气相分子数蒸发速率的1/2倍，开通冷却源，使铝丝在高温区内连续的熔化、蒸发，从而在移动的PVDF薄膜1表面形成一层光亮的镀铝层2，此时得到的镀铝层厚度为40纳米；（3）将步骤（2）中得到的高反射率PVDF薄膜中的镀铝层面与涂好聚氨酯胶水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）3进行第一面复合，PVDF薄膜非镀铝面放在外层，PET的另一面涂好聚氨酯胶水后，直接与聚乙烯（PE）薄膜进行第二面的复合，将复合好的样品静置熟化后即可得光伏背板，上述光伏背板层压时，将第一面复合面PVDF薄膜非镀铝面与聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行层压，第二面复合面作为光伏背板的外层。

采用测量波长范围200-1100nm的紫外-可见分光光度计进行背板的反射率测试，其中光线从复合的第二面开始照射，得到的反射率数值为93.7%，采用GB/T 21529-2008电解法测试PVDF薄膜的水蒸汽透过率，得到的数值为1.8g/m²*day。

实施例3

一种高反射率的光伏背板用PVDF薄膜的制备方法包括：（1）称取65重量份的PVDF原料、5重量份的钛白粉、1重量份的PMMA、1重量份的抗氧剂和1重量份抗紫外剂；将以上物料混合后通过双螺杆挤出机造粒，造出来的粒子通过干燥机干燥2h，再经由吹膜机组吹胀成膜，经分切机分切后得到厚度为20um的PVDF薄膜1；（2）步骤（1）分切得到的PVDF薄膜表面进行电晕处理，使得薄膜表面张力达到40×10^-5NN，再将其收卷后置于真空室内，关闭真空室抽真空，直至真空度的范围控制在10^-2pa，将蒸发源升温至1500℃，把纯度为99.9%的铝金属丝连续送至蒸发源高温区，控制铝气相分子数蒸发速率为2.0×10¹⁷g/cm*s，PVDF薄膜的移动速度为铝气相分子数蒸发速率的3/4倍，开通冷却源，使铝丝在高温区内连续的熔化、蒸发，从而在移动的PVDF薄膜1表面形成一层光亮的镀铝层2，此时得到的铝层厚度为60纳米；（3）将步骤（2）中得到的高反射率PVDF薄膜中的镀铝面与涂好聚氨酯胶水的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）进行第一面复合，PVDF薄膜非镀铝面放在外层，PET的另一面涂好聚氨酯胶水后，直接与聚乙烯（PE）薄膜进行第二面的复合，将复合好的样品静置熟化后即可得光伏背板，上述光伏背板层压时，将第一面复合面PVDF薄膜非镀铝面与聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行层压，第二面复合面作为光伏背板的外层。

采用测量波长范围200-1100nm的紫外-可见分光光度计进行薄膜的反射率测试，得到的数值为93.9%，采用GB/T 21529-2008电解法测试PVDF薄膜的水蒸汽透过率，得到的数值为1.5g/m²*day。

与常规产品进行对比例：

直接由实施例1中步骤1得到常规的PVDF薄膜，并对其性能进行测试，采用测量波长范围200-1100nm的紫外-可见分光光度计进行薄膜的反射率测试，得到的数值为60.3%，采用GB/T 21529-2008电解法测试PVDF薄膜的水蒸汽透过率，得到的数值为50g/m²*day。