一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底制造技术

本案涉及一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底，包括第一衬层和第二衬层；第一衬层含有聚甲基丙烯酸甲酯、石英纤维、全氟烷基乙醇、季戊四醇硬脂酸酯；第二衬层含有聚碳酸酯、聚酰亚胺、钽粉、水杨酸异辛酯、三氯硅烷；第一衬层和第二衬层分别制备，然后挤压融合得到柔性衬底；本发明专利技术所提供的薄膜太阳能电池柔性衬底耐腐蚀性强、性能稳定、使用寿命长，能够用于负载硅基类、化合物类以及染料敏化等多种光电转化薄膜材料，并具有较好的光电转化效率，同时制备工艺简单可行，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底
本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底。
技术介绍
从太阳能电池生产技术的成熟度来区分，太阳能电池可以分为：晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。晶体硅太阳能电池是建立在高质量的单晶硅材料和相关的一系列成熟的加工处理工艺基础上，由于其技术相对稳定成熟，光电转换效率高，目前占据着80％以上的太阳能电池市场，但是晶体硅太阳能电池的使用成本很高，光伏发电使用成本约为1.18元/度，远大于煤电的0.5元/度。与晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池多采用非晶硅、多晶硅薄膜或者铟硒化镉等薄膜材料实现光电转换，材料用量少、价格便宜、生产自动化程度高，在原料和制造工艺中大大降低了成本。更重要的一点是，薄膜太阳能电池可以使用柔性衬底，大大扩展了太阳能电池的应用范围，为太阳能电池的发展提供了更广阔的空间。目前，薄膜太阳电池所选用的柔性衬底包括柔性金属箔(如不锈钢片等)和聚合物膜(如聚酰亚胺材料等)。柔性薄膜太阳能电池组件在户外使用中会受到自然环境影响，尤其是承载多层光电转换膜的衬底在自然环境中总是最先受到侵蚀，而衬底的抗腐蚀性能高低对整个薄膜太阳能电池使用寿命、产品质量至关重要，现有技术中薄膜太阳能电池的柔性衬底的耐腐蚀性能都不甚理想。
技术实现思路
针对现有技术中的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底。本专利技术提供了一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底，包括第一衬层和第二衬层；所述第一衬层含有聚甲基丙烯酸甲酯、石英纤维、全氟烷基乙醇、季戊四醇硬脂酸酯；所述第二衬层含有聚碳酸酯、聚酰亚胺、钽粉、水杨酸异辛酯、三氯硅烷；所述第一衬层和第二衬层分别制备，然后挤压融合得到柔性衬底。优选的是，所述第一衬层中各组分的重量份如下：其中，所述全氟烷基乙醇含有全氟己基乙醇、全氟辛基乙醇和全氟癸基乙醇中的一种或多种。优选的是，所述第二衬层中各组分的重量份如下：其中，所述钽粉的纯度大于99.99％。优选的是，所述第一衬层的厚度在80-100μm。优选的是，所述第二衬层的厚度在150-180μm。优选的是，所述挤压融合的操作温度为170-175℃，时间在5-8秒。优选的是，所述柔性衬底的厚度在200-300μm。对本专利技术及其有益效果的阐述：本专利技术所提供的薄膜太阳能电池柔性衬底耐腐蚀性强、透光性好、性能稳定、使用寿命长，能够用于负载硅基类、化合物类以及染料敏化等多种光电转化薄膜材料，并具有较好的光电转化效率，同时制备工艺简单可行，具有广泛的应用前景；本专利技术中的柔性薄膜采用瞬间高温融合技术将两层衬层融合为柔性衬底，在保证柔性底层热稳、平滑、抗湿的特性前提下极大的增大了衬底的韧性、耐腐蚀性和透光性，同时使衬底的各项指标都有所显著增强；其中第一衬层中选用了聚甲基丙烯酸甲酯、石英纤维、全氟烷基乙醇和季戊四醇硬脂酸酯四种组分，将原料混合均匀后通过旋涂、印刷或者喷涂的方式形成微米级别的薄膜，高纯度的石英纤维能够增加薄膜的韧性和强度，使其不易折裂，石英的物理和化学性质稳定具有良好的耐紫外和酸碱腐蚀性，在第一衬层体系中与全氟烷基乙醇和季戊四醇硬脂酸酯的共同作用，在保证透光性的同时，延长了整个衬层的使用寿命；第二衬层中主要采用了聚碳酸酯和聚酰亚胺两种树脂材料相混合，填入超高纯的钽粉，在水杨酸异辛酯和三氯硅烷共同作用下，钽粉能够完全融合于第二衬层之中，使之具有良好的耐腐蚀性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1本专利技术中所涉及的薄膜太阳能电池柔性衬底的制备过程如下(所有操作在真空下完成)：(1)在玻璃基板上旋涂由65重量份聚甲基丙烯酸甲酯、10重量份石英纤维、16重量份全氟烷基乙醇和8重量份季戊四醇硬脂酸酯组成的第一衬层，厚度在95μm左右，在60℃下干燥；(2)在另一玻璃基板上旋涂由45重量份聚碳酸酯、30重量份聚酰亚胺、8重量份钽粉、6重量份水杨酸异辛酯和16重量份三氯硅烷组成的第二衬层，厚度在170μm，在60℃下干燥；(3)在170℃的高温下，将第一衬层和第一衬层融合得到厚度为250μm的柔性衬层。按照常规技术在柔性衬层上进一步制备得到铜铟硒柔性薄膜太阳能电池。实施例2本专利技术中所涉及的薄膜太阳能电池柔性衬底的制备过程如下(所有操作在真空下完成)：(1)在玻璃基板上旋涂由60重量份聚甲基丙烯酸甲酯、8重量份石英纤维、15重量份全氟烷基乙醇和5重量份季戊四醇硬脂酸酯组成的第一衬层，厚度在90μm左右，在60℃下干燥；(2)在另一玻璃基板上旋涂由40重量份聚碳酸酯、25重量份聚酰亚胺、6重量份钽粉、4重量份水杨酸异辛酯和15重量份三氯硅烷组成的第二衬层，厚度在160μm，在60℃下干燥；(3)在170℃的高温下，将第一衬层和第一衬层融合得到厚度为240μm的柔性衬层。在本专利技术限制的范围内将实施例1进行了调整，按照常规技术在柔性衬层上进一步制备得到铜铟硒柔性薄膜太阳能电池。对比例1在玻璃基板上旋涂由75重量份聚甲基丙烯酸甲酯、10重量份石英纤维、16重量份全氟烷基乙醇、8重量份季戊四醇硬脂酸酯、40重量份聚碳酸酯、25重量份聚酰亚胺、6重量份钽粉、4重量份水杨酸异辛酯和15重量份三氯硅烷组成的柔性衬底，厚度在250μm左右，60℃下干燥，按照常规技术在柔性衬底上进一步制备得到铜铟硒柔性薄膜太阳能电池。对比例2将实施例1的步骤(1)中石英纤维用无色硅胶粉末代替，其余组成和制备与实施例1相同。对比例3将实施例1的步骤(1)中季戊四醇硬脂酸酯用相同重量的聚甲基丙烯酸甲酯代替，其余组成和制备与实施例1相同。对比例4将实施例1的步骤(2)中聚碳酸酯用相同重量的聚酰亚胺代替，其余组成和制备与实施例1相同。对比例5将实施例1的步骤(2)中钽粉用相同重量的钛粉代替，其余组成和制备与实施例1相同。对比例6将实施例1的步骤(2)中水杨酸异辛酯用相同重量的聚酰亚胺代替，其余组成和制备与实施例1相同。对比例7市售铜铟硒柔性薄膜太阳能电池及其柔性衬底。分别测试实施例1-2和对比例1-7中各柔性衬底的透光率以及由其制备的铜铟硒柔性薄膜太阳能电池的光电转化效率，然后将柔性衬底在老化箱中进行腐蚀操作，在进行了腐蚀操作的柔性衬底上重新制备铜铟硒柔性薄膜太阳能电池，其中腐蚀程度与在自然环境中使用3年相当，分别测试各柔性衬底的透光率以及太阳能电池的光电转化效率；每个柔性衬底和对应的柔性薄膜太阳能电池均制作了三批，每批包括20-25个相同工艺制作的样品，每个样品均进行透光率和效率测试，去除其中异常数据后求平均值，分别记录于表1中。通过表1中的数据能够清晰的看出，按照本专利技术(即实施例1和实施例2)所制备的柔性衬底的透光性达到94％以上，而且铜铟硒柔性薄膜太阳能电池效率达到18％以上，就国内而言具有非常突出的优势，在进行模拟自然界腐蚀3年的操作后，无论透光率还是效率均没有明显的降低，尤其是光电转换效率仍能维持在18％附近，说明本专利技术耐腐蚀性良好，产品性能稳定，使用时间长；对比例1中将需两步融合的柔性衬底仅混合了各自的原料而一步制备，其透光率和电池的转换效率较实施例1均有明显降低，而且在腐蚀操作之后产品性能下降明显，说明本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底，其特征在于，包括第一衬层和第二衬层；所述第一衬层含有聚甲基丙烯酸甲酯、石英纤维、全氟烷基乙醇、季戊四醇硬脂酸酯；所述第二衬层含有聚碳酸酯、聚酰亚胺、钽粉、水杨酸异辛酯、三氯硅烷；所述第一衬层和第二衬层分别制备，然后挤压融合得到柔性衬底。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀性强的薄膜太阳能电池柔性衬底，其特征在于，包括第一衬层和第二衬层；所述第一衬层含有聚甲基丙烯酸甲酯、石英纤维、全氟烷基乙醇、季戊四醇硬脂酸酯；所述第二衬层含有聚碳酸酯、聚酰亚胺、钽粉、水杨酸异辛酯、三氯硅烷；所述第一衬层和第二衬层分别制备，然后挤压融合得到柔性衬底。2.根据权利要求1所述的柔性衬底，其特征在于，所述第一衬层中各组分的重量份如下：其中，所述全氟烷基乙醇含有全氟己基乙醇、全氟辛基乙醇和全氟癸基乙醇中的一种或多种。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱桂林，朱振霄，
申请(专利权)人：苏州佳亿达电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32