一种用于太阳能电池背板的PET基材的制作方法

一种用于太阳能电池背板的pet基材
技术领域
1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及太阳能电池背板的配件，特别涉及一种用于太阳能电池背板的pet基材。


背景技术：

2.太阳能电池背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。
3.cn 101582459 a公开了一种以改性聚偏氟乙烯合金层为耐候保护层的太阳能电池背板，所述薄膜包括依次粘接的第一耐候层、第一粘接层、结构增强层、第二粘接层和第二耐候层，其中所述第一耐候层和第二耐候层均为无机材料改性的聚偏氟乙烯合金层，结构增强层为pet，第一粘接层和第二粘接层可以是聚氨酯胶层、丙烯酸酯胶层或环氧胶层中的一种。该现有技术的太阳能电池背板大体上为三层结构，中间为pet基材，两侧通过粘接层粘接第一耐候层和第二耐候层。中间的pet基材具有良好的绝缘性能，并能提供良好的支撑。
4.cn 103627150 a公开了一种太阳能电池背板膜用聚酯，该膜用聚酯为三层结构的pet基材，包括表面层一、芯层和表面层二，芯层含聚酯切片和母料聚酯切片，并含有改性高耐湿热阻燃聚酯材料；所述聚酯薄膜选用的聚酯由精对苯二甲酸和乙二醇与反应性磷系阻燃剂共聚制得。
5.cn 103788594 a公开了一种用于双向拉伸太阳能背板聚酯薄膜的原料配方及其制作方法，所配方由专用母料和据对苯二甲酸乙二醇酯组成。
6.cn 101967272 a公开了一种太阳能电池背板膜用聚酯薄膜的制造方法，所述薄膜采用的聚酯切片由对苯二甲酸、乙二醇和磷系化合物混合后酯化、缩聚制得，经与母料聚酯切片按100：5～30质量比进行混合、拉膜制得太阳能电池背板膜用聚酯薄膜。
7.以上现有技术均公开了用于太阳能电池背板的pet基材，其主要关注于pet基材的阻燃性和隔绝性，但是忽视了太阳能电池背板的收缩性。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于太阳能电池背板的pet基材，以减少或避免前面所提到的问题。
9.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于太阳能电池背板的pet基材，用于夹置粘接在层状复合结构的太阳能电池背板的中间，所述太阳能电池背板包括外层和内层，所述pet基材分别通过第一粘接层和第二粘接层与所述外层和内层复合成一体，其中，所述pet基材由三层共挤而成的第一聚酯层、第二聚酯层以及低缩率的夹芯层构成，所述第一聚酯层的厚度为20～30μm，所述第二聚酯层的厚度为20～30μm，所述夹芯层的厚度为150～250μm。
10.优选地，所述第一聚酯层和第二聚酯层的外侧均涂覆了一层表面涂层。
11.优选地，所述表面涂层的厚度为2
‑
5μm。
12.本实用新型的pet基材可通过低缩率的夹芯层调整控制pet基材的尺寸稳定性，以满足太阳能电池背板的技术要求，并通过两侧的第一聚酯层和第二聚酯层保持粘结性能不变。
附图说明
13.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，
14.图1显示了一种可用于本实用新型的太阳能电池背板的结构示意图；
15.图2显示了根据本实用新型的一个具体实施例的用于太阳能电池背板的pet基材的结构示意图；
16.图3显示了根据本实用新型的另一个具体实施例的用于太阳能电池背板的pet基材的结构示意图。
具体实施方式
17.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
18.正如前述，现有太阳能电池背板的通常关注于阻燃性和隔绝性，而忽视了其收缩率要求。一般太阳能电池背板的收缩率要求普遍小于等于1.5％，而普通pet基材虽然具备一定的尺寸稳定性，但是其收缩率通常为2
‑
2.5％，因而普通pet基材一般是达不到太阳能电池背板的收缩率要求的。另一方面，通过添加各种助剂降低pet收缩率通常会降低pet基材的粘接性能，会影响多层复合结构的太阳能电池背板的总体性能。
19.基于现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种用于太阳能电池背板的pet基材，如图1所示，其显示了一种可用于本实用新型的太阳能电池背板的结构示意图，其显示的是一种层状复合结构的太阳能电池背板，本实用新型的pet基材30用于夹置粘接在该层状复合结构的太阳能电池背板的中间。图示太阳能电池背板为一种典型的三层复合结构，包括外层10和内层20，pet基材30分别通过第一粘接层11和第二粘接层21与外层10和内层20复合成一体。内层20面向太阳能电池一侧，外层10朝向最外侧，可以根据需要附着压敏胶，用于粘接到玻璃面板等支撑结构上。在一个具体实施例中，pet基材30的厚度为200～300μm、内层20的厚度为20～30μm、外层10的厚度为60～80μm，第一粘接层11和第二粘接层21的厚度均为8～12μm。
20.图1所示太阳能电池背板可以是现有任何一种类型的三层复合结构，包括并不限于tpt、tpe、ape等，其中，t代表含氟膜、e代表eva膜，p代表pet膜，a代表尼龙膜。例如，常见的tpt结构通常为聚氟乙烯/聚酯/聚氟乙烯复合结构，常见的tpe结构通常为聚氟乙烯/聚酯/乙烯
‑
醋酸乙烯复合结构，另外还有由聚偏氟乙烯/聚酯/聚偏氟乙烯(kpk)复合的结构。其中，太阳能电池背板的中间层主要为普通pet聚酯薄膜，外层主要为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯等氟材料薄膜。然而，由普通聚酯改性后的pet基材虽然可以获得较低的收缩率，但是由此带来的粘接性能下降会进一步恶化pet聚酯薄膜与聚氟乙烯薄膜或聚偏氟乙烯薄膜之间憎水、不易粘合的问题。
21.图2显示了根据本实用新型的一个具体实施例的用于太阳能电池背板的pet基材的结构示意图，所述pet基材30由三层共挤而成的第一聚酯层31、第二聚酯层32以及夹芯层33构成。其中，第一聚酯层31通过第二粘接层21与内层20粘接，第二聚酯层32通过第一粘接层11与外层10粘接。在一个具体实施例中，第一聚酯层31的厚度为20～30μm，第二聚酯层32的厚度为20～30μm，夹芯层33的厚度为150～250μm。
22.为保持粘接性能不变，在本实用新型的一个具体实施例中，第一聚酯层31和第二聚酯层32优选采用普通pet制备而成，夹芯层33由含有二氧化硅和碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的pet制备而成，从而通过低缩率的夹芯层33调整控制整个pet基材30的尺寸稳定性，以满足太阳能电池背板的技术要求，同时采用普通pet的第一聚酯层和第二聚酯层也可降低成本。
23.夹芯层33中的二氧化硅可以提高pet聚酯薄膜的隔热性能、加工性能以及强度。碱土金属硅酸盐可以降低由于pet聚酯薄膜中二氧化硅含量增高导致的热收缩性升高，所述碱土金属硅酸盐优选为硅酸镁或者硅酸钙，最优选为硅酸镁。聚二甲基硅氧烷可以提高pet聚酯中二氧化硅的分散性，避免团聚，有利于减少无机粒子的添加量，提高pet聚酯薄膜的尺寸稳定性。
24.二氧化硅以及碱土金属硅酸盐的硅原子由于结合了聚二甲基硅氧烷的硅原子，聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与pet聚酯的烷烃结合，有利于将二氧化硅和碱土金属硅酸盐均匀分散保持在pet聚酯内部。碱土金属硅酸盐中的碱土元素易于与pet聚酯中常用磷类化合物催化剂、稳定剂、阻燃剂等形成具有适当强度的相互作用的络合物，除了可以提高二氧化硅的分散性之外，还可以提高二氧化硅以及碱土金属硅酸盐在pet聚酯中的结合力，有利于提高pet聚酯薄膜的光线透过率。另外如前所述，硅酸镁或硅酸钙之类的碱土金属硅酸盐的加入，可以降低pet聚酯薄膜的收缩率。
25.需要提及的是，由于二氧化硅的添加，制得的聚酯薄膜的收缩率会发生较为明显的变化，对于热收缩薄膜是相当有利的。然而太阳能电池领域用到的pet聚酯薄膜，要求薄膜的收缩率尽量保持较低的水平较为理想。本实用新型中，通过硅酸盐成分与二氧化硅的结合，一方面提高分散性，另一方面利用碱土金属降低添加了二氧化硅的薄膜的收缩率。
26.在一个优选实施例中，夹芯层33中的二氧化硅优选采用二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶是一种具有多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度二氧化硅气凝胶，比表面积比普通二氧化硅大很多，用现有技术的磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂(例如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧乙氧基)硅烷等)比普通二氧化硅更加难以分散。由于密度非常低，很容易漂浮，无法分散到聚酯内部。气凝胶的多孔结构可以通过聚二甲基硅氧烷产生强大的结合力，增大了气凝胶的密度，可以使气凝胶沉入聚酯内部。碱土金属硅酸盐的比表面积也很大，疏松多孔特性与气凝胶类似，但是分散性却较好，利用碱土金属硅酸盐的硅元素成分与气凝胶产生的吸附，可以提高气凝胶的分散性，避免团聚。
27.添加有二氧化硅或二氧化硅气凝胶、碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的夹芯层33，其粘度相对本体聚酯变化很小，有利于保持聚酯薄膜参数的稳定性；还可降低抗粘连粒子的用量；提高了聚酯薄膜的加工性能、拉伸强度、透光率和阻燃性能。另外也可以改善聚酯薄膜的尺寸稳定性、耐磨、耐高温、隔热性能。
28.在一个具体实施例中，夹芯层33中，二氧化硅的含量为0.3wt％～1.5wt％，碱土金
属硅酸盐的含量为0.05wt％～0.5wt％，聚二甲基硅氧烷的含量为0.2wt％～1.2wt％。本实用新型的夹芯层33在150℃下烘烤半小时后测试其在长度和宽度方向的收缩率均能保持低于1.0％，与普通pet聚酯复合而成的pet基材30在同样条件下的长度和宽度方向的收缩率均能保持低于1.5％，均能满足太阳能电池背板的要求。
29.图3显示了根据本实用新型的另一个具体实施例的用于太阳能电池背板的pet基材的结构示意图，本实施例的pet基材30相对图2所示实施例，在第一聚酯层31和第二聚酯层32的外侧均涂覆了一层表面涂层35，用以提高pet基材30的粘接性能。pet基材30两侧表面涂覆的表面涂层35采用同样的成分和工艺制备获得，所述表面涂层35的厚度为2
‑
5μm。当然，本领域技术人员应当理解，本实施例的表面涂层35也可以涂覆在任何一种pet基材的两侧表面。
30.表面涂层35包含如下组分：丙烯酸树脂、十二烷基硫酸钠、乙醇胺表面侵蚀剂、聚季铵盐表面活性杀菌剂、非水溶性碳酸盐、三聚氰胺固化剂以及丙二醇溶剂。其中，乙醇胺表面侵蚀剂可以对聚酯层的外表面形成一定的降解侵蚀，降低聚酯层的外表面的平整度，有利于与粘接剂层形成牢固的结合；而且乙醇胺在涂层固化过程中易于分解出气体，可使得表面涂层35形成蓬松多孔的结构。丙烯酸树脂具有亲水性，通过十二烷基硫酸钠进一步乳化，与聚酯层可以获得很强的结合力。聚季铵盐表面活性杀菌剂可以降低固化后的涂层表面的表面张力，提高涂层与粘接剂层的亲和力，且聚季铵盐具备杀菌功能，可以使涂层长时间保持使用状态。三聚氰胺相对其它固化剂对水分不敏感，且与粘接剂层的亲和性更好。非水溶性碳酸盐可以选择碳酸钙或者碳酸镁，需要避免与乙醇胺反应，也要避免溶解在水及其它水溶性成分中。
31.在一个具体实施例中，本实用新型的表面涂层35包含80
‑
100重量份的丙烯酸树脂、1
‑
2重量份的十二烷基硫酸钠、10
‑
15重量份的乙醇胺、0.5
‑
0.8重量份的聚季铵盐、5
‑
10重量份的非水溶性碳酸盐、1
‑
2重量份的三聚氰胺以及80
‑
100重量份的丙二醇。
32.本实用新型的上述表面涂层35，可以通过如下步骤制备获得。
33.首先，将80
‑
100重量份的丙烯酸树脂、1
‑
2重量份的十二烷基硫酸钠、10
‑
15重量份的乙醇胺、0.5
‑
0.8重量份的聚季铵盐、5
‑
10重量份的非水溶性碳酸盐、1
‑
2重量份的三聚氰胺以及80
‑
100重量份的丙二醇均匀混合之后，通过旋涂或者喷涂方式涂覆在聚酯层的外表面，在70
‑
120℃下固化1
‑
2小时，从而在聚酯层的外表面获得预涂层。
34.之后，对预涂层进行等离子表面活化处理。经表面活化处理，预涂层表面会形成均匀的凸凹粗糙表面，可以将其中的非水溶性碳酸盐部分裸露出来。等离子表面活化处理为本领域常用处理方式，例如可以通过氧气进行活化处理，氧气流量为100sccm，真空度0.1
‑
0.2mbar时间为30s
‑
60s。
35.然后，对活化处理之后的预涂层进行酸洗。优选采用6
‑
8mol/l的盐酸50
‑
60摄氏度浸泡预涂层10
‑
20分钟。通过酸洗，预涂层上裸露的碳酸盐成分可以部分溶解，可以进一步获得多孔的结构，进一步提高了涂层的表面活性，有利于降低涂层的表面张力，提高对胶粘剂的亲和力和扩散力。
36.最后用水冲洗、烘干，获得本实用新型的表面涂层35。用水冲洗时间10
‑
20分钟，50
‑
60度烘干30分钟。
37.综上所述，本实用新型的pet基材可通过低缩率的夹芯层调整控制pet基材的尺寸
稳定性，以满足太阳能电池背板的技术要求，并通过两侧的第一聚酯层和第二聚酯层保持粘结性能不变，降低了成本。
38.本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。
39.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。