一种高阻隔性太阳能背板膜及其生产工艺的制作方法

本申请涉及太阳能电池的领域，更具体的说，它涉及一种高阻隔性太阳能背板膜及其生产工艺。

背景技术：

1、太阳能背板膜是太阳能电池的重要组成部分，起到绝缘、保护和支撑的作用。由于背板膜直接接触外界环境，因此其使用寿命直接决定了太阳能电池的使用寿命，故太阳能电池对于背板膜的厚度、抗张强度、断裂伸长率、耐候性、水蒸气阻隔性等性能指标有着严苛的技术要求。

2、其中，水蒸气阻隔性是指阻止水蒸气透过薄膜的能力。对于太阳能电池来说，一旦水蒸气进入电池，会导致电池效率下降，甚至可能对电池的结构造成损害。

3、相关技术中，太阳能背板膜多为复合型，由多层聚合物材料组成，水蒸气透过率可达到2.0g/m2·24h，但仍有待提升。

技术实现思路

1、为了提高水蒸气阻隔性，本申请提供一种高阻隔性太阳能背板膜及其生产工艺。

2、第一方面，本申请提供一种高阻隔性太阳能背板膜，采用如下技术方案：

3、一种高阻隔性太阳能背板膜，包括由3至5层聚酯薄膜复合成型的基膜，所述基膜一侧设置有阻隔涂层；

4、所述阻隔涂层由包含以下重量份的原料制成：

5、水性树脂60-80份；

6、开口剂0.3-0.6份；

7、流平剂0.5-2份；

8、抗水解剂1-1.5份；

9、水10-15份；

10、水性固化剂6-10份；

11、所述水性树脂为水性pvdc、水性聚氨酯、水性聚酯、水性丙烯酸酯中的一种或多种。

12、通过采用上述技术方案，基膜由多层聚酯薄膜复合而成，充分发挥材料的水蒸气阻隔能力，进而提升其综合的水蒸气阻隔性。此外，通过在基膜表面涂刷形成阻隔涂层，进一步降低其水蒸气透过率，提高水蒸气阻隔性。

13、阻隔涂层由水性涂料制成，以水作为分散介质，具有环保、安全的优点，但存在耐水性差、蒸发潜热大的问题。水性pvdc、水性聚氨酯、水性聚酯、水性丙烯酸酯都是水性涂料的主要成分，具有优异的耐候性和阻隔性，适合应用于太阳能背板膜。

14、可选地，所述水性树脂由质量比为(2-3)：1的水性pvdc和水性丙烯酸酯复配而成。

15、通过采用上述技术方案，水性pvdc是指聚偏氯乙烯，又称莎纶树脂，具有优异的耐化学腐蚀性、耐高温色变性、耐候性、耐磨性和高柔韧性，且相对而言，水性pvdc的水蒸气阻隔性更为突出。

16、水性丙烯酸酯具有较好的光泽度、耐候性、耐化学腐蚀性，虽然水蒸气阻隔性存在不足，但是其对于聚酯薄膜表面的附着性较好。

17、水性pvdc和水性丙烯酸酯复配使用，具有协同作用，兼具两者的优点，使得阻隔涂层在基膜表面附着牢靠，且阻隔涂层具有优异的力学性能、耐候性及水蒸气阻隔性。

18、可选地，所述水性固化剂包括质量比为(4-6)：1的水性异氰酸酯和水性聚碳化二亚胺。

19、通过采用上述技术方案，水性异氰酸酯具有高反应活性，能够提高固化效率，且固化后的涂层的力学性能较高。水性聚碳化二亚胺的固化效率相对较慢，但固化后的涂层的耐候性和耐化学品性较好，且涂层的抗裂性和耐冲击性好。

20、该水性固化剂组合适用于水性pvdc和水性丙烯酸酯复配的涂料体系，能够与树脂的活性官能团发生反应，形成交联结构，提升阻隔涂层的性能。

21、可选地，所述基膜外层为pen层。

22、通过采用上述技术方案，pen是指聚萘二甲酸乙二醇酯，作为新兴的优良聚合物，与其余聚酯材料相比，其分子链中含有刚性更大的萘环，使得pen具有更优异的力学性能，且水蒸气阻隔性尤为突出。pen层作为外层，能够显著提高基膜的阻隔性，且相比于全部采用pen材质而言，成本要更低。

23、可选地，按重量份计，所述阻隔涂层还包含有1-1.5份附着剂；

24、所述附着剂的制备过程如下：取红苋菜的叶片，洗净后切碎，再浸入40-50wt％乙醇内，料液比1：(15-20)，升温至70-75℃，提取2-3h后过滤，得到滤液，接着蒸发去除乙醇和水，最后干燥、研磨粉碎，得到附着剂。

25、通过采用上述技术方案，附着剂为红苋菜叶片的醇提物，其含有多酚化合物等物质，在水性涂料中，适用于水性pvdc和水性丙烯酸酯的涂料体系，可提高涂料在聚酯薄膜表面的附着力，并改善涂层的耐水性。

26、可选地，按重量份计，所述阻隔涂层还包含有0.5-0.8份油酸酰胺。

27、通过采用上述技术方案，油酸酰胺作为添加剂，与附着剂存在协同作用，可提高涂层附着力，并改善表面涂层的平整性，提高涂层的质量和美观度。

28、可选地，所述基膜包括依次设置的pen层、pet层、pct层、pet层和pen层。

29、可选地，所述基膜包括依次设置的pen层、pet层和pen层。

30、通过采用上述技术方案，pet和pct均为聚酯，相较于pen比较便宜，但力学性能同样优异，设置在内层主要起到支撑作用。

31、基膜采用不同的聚酯材料进行复配，使得综合成本降低，且保证基膜具有优异的耐候性、水蒸气阻隔性和力学性能。

32、可选地，所述开口剂为二氧化硅。

33、通过采用上述技术方案，二氧化硅的添加能够提高水性涂料的抗粘连性，提高涂层表面的平整光滑性。

34、第二方面，本申请提供一种高阻隔性太阳能背板膜的生产工艺，采用如下技术方案：一种高阻隔性太阳能背板膜的生产工艺，包括如下步骤：

35、铸片：按照基膜结构，将聚酯熔体流延出来并复合成型，得到铸片；

36、纵拉：对铸片进行纵向拉伸，得到纵拉片；

37、涂覆：按配方所需重量份，先将水性树脂、开口剂、流平剂、抗水解剂和水混合均匀，再加入水性固化剂并搅拌，得到水性涂料，将水性涂料在线涂覆在纵拉片表面；

38、横拉：对涂覆有水性涂料的纵拉片进行横向拉伸，形成基膜，并使得水性涂料烘干、反应、固化，得到阻隔涂层；

39、后处理：对带有阻隔涂层的基膜进行热定型、冷却成型和电晕，得到高阻隔性太阳能背板膜。

40、通过采用上述技术方案，阻隔涂层在线涂覆成型，且固化过程直接在横向拉伸的烘箱内进行，工艺简单，效率高。

41、综上所述，本申请具有以下有益效果：

42、1、本申请的太阳能背板膜具有优异的水蒸气阻隔性，水蒸气透过率小于1.0g/m2·24h；

43、2、通过优化调整阻隔涂层的组成及配比，提高阻隔涂层在聚酯薄膜表面的附着力，并提高其水蒸气阻隔性。

技术特征：

1.一种高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于，包括由3至5层聚酯薄膜复合成型的基膜(1)，所述基膜(1)一侧设置有阻隔涂层(2)；

2.根据权利要求1所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述水性树脂由质量比为（2-3）：1的水性pvdc和水性丙烯酸酯复配而成。

3.根据权利要求2所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述水性固化剂包括质量比为（4-6）：1的水性异氰酸酯和水性聚碳化二亚胺。

4.根据权利要求2所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述基膜(1)外层为pen层(3)。

5.根据权利要求4所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：按重量份计，所述阻隔涂层(2)还包含有1-1.5份附着剂；

6.根据权利要求5所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：按重量份计，所述阻隔涂层(2)还包含有0.5-0.8份油酸酰胺。

7.根据权利要求4所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述基膜(1)包括依次设置的pen层(3)、pet层(4)、pct层(5)、pet层(4)和pen层(3)。

8.根据权利要求4所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述基膜(1)包括依次设置的pen层(3)、pet层(4)和pen层(3)。

9.根据权利要求1所述的高阻隔性太阳能背板膜，其特征在于：所述开口剂为二氧化硅。

10.一种权利要求1至9任一项所述的高阻隔性太阳能背板膜的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本申请涉及太阳能电池的领域，具体公开了一种高阻隔性太阳能背板膜及其生产工艺。高阻隔性太阳能背板膜，包括由3至5层聚酯薄膜复合成型的基膜，所述基膜一侧设置有阻隔涂层；所述阻隔涂层由包含以下重量份的原料制成：水性树脂60‑80份；开口剂0.3‑0.6份；流平剂0.5‑2份；抗水解剂1‑1.5份；水10‑15份；水性固化剂6‑10份；所述水性树脂为水性PVDC、水性聚氨酯、水性聚酯、水性丙烯酸酯中的一种或多种。本申请的太阳能背板膜具有优异的水蒸气阻隔性，水蒸气透过率小于1.0g/m<supgt;2</supgt;·24h。技术研发人员：邵奕兴,杨斌,陈黎文受保护的技术使用者：浙江建兴科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5