一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法

摘要

本发明涉及薄膜领域，尤其涉及一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法。为了解决太阳能背板膜水汽阻隔性较差的问题，本发明提供一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法。所述阻隔膜为ABA三层结构，所述阻隔膜中的A层的材料为PEN；所述的B层的原料由聚酯树脂、纳米无机填料、扩链剂、成核剂和分散剂组成；在B层中，所述聚酯树脂的添加量为83‑94％，所述纳米无机填料的添加量为1‑10％，所述扩链剂的添加量为0.5‑3％，所述成核剂的添加量为0.5‑2％，所述分散剂的添加量为0.5‑2％。该阻隔膜具有较高的水汽阻隔性及耐水解性。本发明提供的太阳能背板用阻隔膜的制备方法工艺简单，适用于大规模生产。

权利要求

1.一种太阳能背板用阻隔膜，其特征在于，所述阻隔膜为ABA三层结构，所述阻隔膜中的A层的材料选自聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；所述的B层的原料由聚酯树脂、纳米无机填料、扩链剂、成核剂和分散剂组成；在B层中，所述聚酯树脂的添加量为91-94％，所述纳米无机填料的添加量为3-5％，所述扩链剂的添加量为1.5-2％，所述成核剂的添加量为0.5-

1.5％，所述分散剂的添加量为0.5-1％，所述百分含量为重量百分含量；所述的聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述纳米无机填料选自纳米蒙脱土，所述扩链剂选自碳化二亚胺，所述成核剂选自NA-10，所述的分散剂选自聚乙烯蜡；

所述太阳能背板用阻隔膜厚度为250-300μm；

所述太阳能背板用阻隔膜中，A层厚度占总厚度10-12％，B层厚度占总厚度88-90％。

2.一种太阳能电池板，其特征在于，所述太阳能电池板包括权利要求1所述的太阳能背板用阻隔膜。

3.根据权利要求1所述的太阳能背板用阻隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)造粒：将聚酯树脂、纳米无机填料、扩链剂、成核剂和分散剂混合均匀并进行双螺杆混炼造粒得到聚酯功能母粒；

(2)铸片：采用三层共挤工艺；A层材料为PEN，针对B层，将聚酯树脂和步骤(1)得到的聚酯功能母粒按配比混合，之后进行ABA三层共挤熔融塑化、流延铸片；

(3)拉伸成膜：将步骤(2)得到的铸片进行纵向拉伸、横向拉伸、热定型、收卷和包装，得到所述的太阳能背板用阻隔膜。

说明书

一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及薄膜领域，尤其涉及一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 太阳能背板用阻隔膜(简称太阳能背板膜)位于太阳能电池板的背面，起到支撑和保护电池片的作用，这就要求背板膜具有可靠的绝缘性、水汽阻隔性和耐水解老化性。目前市场上常见的背板通常为TPT或TPE复合结构，其中P层即指起到支撑作用的PET膜层，而PET是一种中等阻隔性材料，对水汽和氧气的阻隔性不佳，因此，开发一种高阻隔性的太阳能背板膜对提高太阳能电池的寿命有着重要的现实意义。

发明内容

[0003] 为了解决现有太阳能背板膜水汽阻隔性较差的问题，本发明提供一种太阳能背板用阻隔膜及其制备方法。本发明提供的太阳能背板用阻隔膜具有较高的水汽阻隔性及耐水解性。本发明提供的太阳能背板用阻隔膜的制备方法工艺简单，适用于大规模生产。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

[0005] 本发明提供一种太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜为ABA三层结构，所述阻隔膜中的A层的材料为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；所述的B层的原料由聚酯树脂、纳米无机填料、扩链剂、成核剂和分散剂组成；其中，所述聚酯树脂的添加量为83-94％，所述纳米无机填料(也称为纳米无机粒子)的添加量为1-10％，所述扩链剂的添加量为0.5-3％，所述成核剂的添加量为0.5-2％，所述分散剂的添加量为0.5-2％，所述百分含量为重量百分含量。

[0006] 进一步的，所述太阳能背板用阻隔膜的厚度为100-300μm。进一步的，A层厚度占总厚度的8-15％，B层厚度占总厚度的85-92％。所述总厚度指太阳能背板用阻隔膜的厚度。

[0007] 进一步的，所述太阳能背板用阻隔膜厚度为250-300μm。

[0008] 进一步的，所述太阳能背板用阻隔膜中，A层厚度占总厚度8-12％，B层厚度占总厚度88-92％。

[0009] 进一步的，所述太阳能背板用阻隔膜中，A层厚度占总厚度10-12％，B层厚度占总厚度88-90％。

[0010] 进一步的，所述的聚酯树脂选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一种。进一步的，所述聚酯树脂优选为PET。

[0011] 进一步的，所述的纳米无机填料选自纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、云母片、或纳米氮化钛中的一种或至少两种的混合。进一步的，所述纳米无机填料(简称纳米填料、纳米粒子或无机粒子)的粒径为0.2-0.6μm。

[0012] 所述纳米无机填料经过表面处理。表面处理的目的是降低无机填料的光化学活性和提高无机粒子在聚酯树脂中的分散性。表面处理是在纳米无机填料的表面包覆至少一层(一层或多层)无机氧化物或有机化合物。所述无机氧化物是SiO2-Al2O3等无机氧化物。

[0013] 进一步的，所述的扩链剂选自环氧类的聚合物扩链剂、异氰酸酯类的聚合物扩链剂或是酰胺类聚合物扩链剂中的一种。其中，扩链剂优选为聚酰胺类聚合物扩链剂。进一步的，所述扩链剂选自碳化二亚胺、或聚碳化二亚胺中的一种或至少两种的组合。

[0014] 进一步的，所述的成核剂选自山梨糖醇类或有机磷酸盐中的一种。进一步的，所述的成核剂选自日本旭电化公司生产的NA-10。

[0015] 进一步的，所述的分散剂选自聚乙二醇(PEG)、聚乙烯蜡或聚丙烯蜡中的一种。进一步的，所述的分散剂优选为聚乙烯蜡。

[0016] 进一步的，在所述的太阳能背板用阻隔膜中，在B层中，所述聚酯树脂的添加量为83-94％，所述纳米无机填料的添加量为3-10％，所述扩链剂的添加量为0.5-3％，所述成核剂的添加量为0.5-2％，所述分散剂的添加量为0.5-2％，所述百分含量为重量百分含量。前述技术方案对应实施例1-4。

[0017] 进一步的，在所述的太阳能背板用阻隔膜中，在B层中，所述聚酯树脂的添加量为91-94％，所述纳米无机填料的添加量为3-5％，所述扩链剂的添加量为1.5-2％，所述成核剂的添加量为0.5-1.5％，所述分散剂的添加量为0.5-1％，所述百分含量为重量百分含量。
进一步的，所述纳米无机填料选自纳米蒙脱土。前述技术方案对应实施例2-3。

[0018] 本发明还提供一种太阳能电池板，所述太阳能电池板包括所述的太阳能背板用阻隔膜。

[0019] 与现有太阳能背板膜相比，本发明提供的太阳能背板用阻隔膜具有较高的水汽阻隔性及耐水解性。该阻隔膜用于代替现有的太阳能背板膜。本发明提供的太阳能背板用阻隔膜的制备方法工艺简单，适用于大规模生产。

具体实施方式

[0020] 为了更易理解本发明的技术方案及技术效果，下面结合实施例，对本发明进行详细说明。

[0021] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜的制备方法,包括以下步骤：

[0022] (1)造粒：将聚酯树脂、纳米无机粒子、扩链剂、成核剂和分散剂混合均匀并进行双螺杆混炼造粒得到聚酯功能母粒；

[0023] (2)铸片：采用三层共挤工艺；A层材料为PEN，针对B层，将聚酯树脂和步骤(1)得到的聚酯功能母粒按配比混合，之后进行ABA三层共挤熔融塑化、流延铸片；

[0024] (3)拉伸成膜：将步骤(2)得到的铸片进行纵向拉伸、横向拉伸、热定型、收卷和包装，得到太阳能背板用阻隔膜。

[0025] 纳米无机填料的粒径0.2-0.6μm。实施例1-8中使用的聚酯树脂为中石化的PET聚酯切片。本发明实施例提供的太阳能背板用阻隔膜的A层的材料为PEN。

[0026] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜测试下述主要性能。

[0027] 水汽透过率：采用美国MOCON公司产Permatran-W 3/33型水蒸气透过率测试仪测试。

[0028] 耐水解性能：采用东莞泓进公司生产的PCT-35高压加速老化试验机进行试验，温度121℃，压力为两个大气压，测试时间60小时。PCT实验后，采用拉力试验机测试阻隔膜的拉伸强度及断裂伸长率。

[0029] 实施例1

[0030] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂91％、纳米蒙脱土5％、碳化二亚胺0.5％、NA-10成核剂2％、聚乙烯蜡1.5％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的8％，B层的厚度占总厚度的92％。相关性能见表1。

[0031] 实施例2

[0032] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂91％、纳米蒙脱土5％、碳化二亚胺1.5％、NA-10成核剂1.5％、聚乙烯蜡1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的10％，B层的厚度占总厚度的90％。相关性能见表1。

[0033] 实施例3

[0034] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂94％、纳米蒙脱土3％、碳化二亚胺2.0％、NA-10成核剂0.5％、聚乙烯蜡0.5％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为300μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0035] 实施例4

[0036] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂83％、纳米蒙脱土10％、碳化二亚胺3.0％、NA-10成核剂2.0％、聚乙烯蜡2.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0037] 实施例5

[0038] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂94％、纳米蒙脱土1％、碳化二亚胺3.0％、NA-10成核剂1.0％、聚乙烯蜡1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为100μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0039] 实施例6

[0040] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂90％、纳米云母片5％、聚碳化二亚胺3.0％、NA-10成核剂1.0％、聚乙烯蜡1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的15％，B层的厚度占总厚度的85％。相关性能见表1。

[0041] 实施例7

[0042] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂91％、纳米TiN 5％、聚碳化二亚胺2.0％、NA-10成核剂1.0％、聚丙烯蜡1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0043] 实施例8

[0044] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PET树脂91％、纳米SiO2 5％、碳化二亚胺2.0％、NA-10成核剂1.0％、聚丙烯蜡1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0045] 实施例9

[0046] 本发明提供的太阳能背板用阻隔膜，所述阻隔膜的B层的原料包括下述成份：PBT树脂91％、纳米蒙脱土5％、碳化二亚胺2.0％、NA-10成核剂1.0％、聚乙二醇1.0％。所述阻隔膜为ABA三层共挤结构，所述阻隔膜厚度为250μm，其中，A层的厚度占总厚度的12％，B层的厚度占总厚度的88％。相关性能见表1。

[0047] 对比例

[0048] 100％纯PET，厚度为250μm。

[0049] 通过双向拉伸工艺得到聚酯薄膜，测试薄膜的水汽透过率、PCT60H后的拉伸强度和断裂伸长率。薄膜的水汽透过率数值越低，表示太阳能背板用阻隔膜的水汽阻隔能力越强。薄膜的拉伸强度和断裂伸长率越高，表示薄膜的耐水解性能越好。

[0050] 表1本发明实施例提供的太阳能背板用阻隔膜的成份组成及性能测试结果[0051]

[0052] 由上述表1所示的数据可以得出，本发明提供的太阳能背板用阻隔膜的水汽透过率低，阻隔性较好，耐水解性较好。其中，实施例1-4提供的太阳能背板用阻隔膜的阻隔性更好，综合性能更好。特别的，实施例2-3提供的太阳能背板用阻隔膜的阻隔性最好，综合性能最好。

[0053] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。