本发明专利技术公开了一种太阳能电池保护膜，包括，50-100μm厚的聚四氟乙烯改性膜及在所述聚四氟乙烯改性膜上依次蒸镀形成的厚度为90-95nm的MgF2薄膜、厚度为500-800nm的TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜和厚度为70-80nm的Al2O3薄膜。经过改性后的聚四氟乙烯改性膜作为阳能电池保护膜中的基底使用，使其在400nm到750nm下透光性能达到90％以上，完全可以满足光伏汽车对封装前膜的性能需求，使用寿命长，耐摩擦磨损划伤，并有出色的机械性能。
【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池保护膜及其应用
本专利技术涉及一种太阳能电池保护膜的制备方法，并涉及该太阳能电池保护膜的应用。
技术介绍
在全球气候变暖，生态环境恶化的大背景下，寻找化石能源的替代品，改善能源结构成为了各国关注的焦点。在诸多清洁能源备选方案中，太阳能以清洁、安全、资源充足等特点被认为是未来最具发展潜力的能源之一，受到世界各国极大的重视与支持。目前对于太阳能的开发和利用，最具有代表性的是太阳能电池，它是一种具有自产性及环保性的干净能源，其通过半导体材料对入射光的敏感性来对应地产生带负电的电子及带正电的电洞，接着因电位差或电荷浓度差，使电子移动至负电极且电洞移动至正电极，进而产生电能。一般来讲，太阳能电池是安置在外部的，具体的说设置于物体的外墙或屋顶直接暴露在日光下，以使其效能最大化。由于太阳能电池长期暴露于外部环境下，因此对作为用于保护太阳能电池组件的保护膜提出的严格的要求，诸如低线性膨胀系数、优良的气密性、高透光率、极好的表面平整性及优良的耐热性与耐化学性等。传统的太阳能电池保护膜例如玻璃基板，因其低抗震性而容易破裂，且密度高重量大不适于作为光伏汽车中太阳能电池的保护膜使用，而主要使用的乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)，由于该高分子聚合物带有乙烯基，化学活性相对较高，耐候、耐刮等性能相对较差。中国专利文献CN102468353A公开了一种太阳能光伏电池组件背板复合膜及其制备方法，其由七层材料复合而成，其中以聚四氟乙烯膜经过低温等离子表面处理后，在薄膜上下表面生成了亲水膜，由此PTFE薄膜表面的可粘性大幅增强，这使它与PET膜层有良好的粘接性能，同时也使本背板复合膜能更稳定的与太阳能光伏电池胶膜固连，提高太阳能光伏电池整体的稳定性。上述研究为太阳能电池保护膜提供了更为廉价易得到的材料-聚四氟乙烯，但该专利文献对于PTFE薄膜的处理仅仅适用于背板复合膜，由于背板并不需要阳光，因此透明度不高的PTFE薄膜可满足背板薄膜的需要，但对于太阳能电池的封装前膜并不适用，其原因在于，太阳能电池是利用太阳光的照射产生电能，其入射光的强度和多少直接影响着太阳能电池的性能，上述专利文献中的PTFE薄膜透光性差，其阳光入射少，太阳能的转化利用率太低。
技术实现思路
为解决现有技术中PTFE薄膜由于透光性较差无法作为封装前膜使用的技术问题，本申请提供了一种太阳能电池保护膜中封装前膜的制备方法。为此，本申请采取的技术方案为，一种太阳能电池保护膜，包括，聚四氟乙烯改性膜及在所述聚四氟乙烯改性膜上依次蒸镀形成的MgF2薄膜、TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜和Al2O3薄膜，其中，所述聚四氟乙烯改性膜的厚度为50-100μm，MgF2薄膜的厚度为90-95nm，TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜的厚度为500-800nm，Al2O3薄膜的厚度为70-80nm；其中，所述聚四氟乙烯改性膜的制备方法，包括，(1)向煤油中加入表面活性剂，搅拌均匀后加入环氧树脂，继续搅拌混匀后再加入聚四氟乙烯树脂粉末，搅拌均匀得到混合料；(2)在10-18℃恒温条件下，将步骤(1)制备得到混合料匀速搅拌，搅拌速度为每分钟20-80转，得到第二混合料；(3)在5-30℃的恒温条件下，将步骤(2)处理得到的第二混合料置于惰性气氛中恒温熟化得到熟化料；(4)将步骤(3)得到的熟化料，预压成型得到模成品；(5)将步骤(4)得到的模成品静置1-48h后，进行热处理，温度从常温升到320℃时保持升温速度为10-20℃/min，320℃到330℃升温速率5-6℃/min，之后保温1h；再从330℃升温到370℃，升温速率10℃/min，之后保温30h；(6)将经过步骤(5)处理得到的模成品，使用-5℃～5℃水，急速冷却30min，自然烘干；(7)对经过步骤(6)低温处理后的样品进行切片，切片厚度为50-100μm；(8)使用氢等离子体对所述步骤(7)处理后的切片进行等离子改性，并用臭氧等离子体进行羟基改性；(9)将经过步骤(8)改性后的切片，在真空度为3.5×10-3Pa的条件下升温至148℃，形成聚四氟乙烯改性膜。上述太阳能电池保护膜，在所述步骤(1)中，聚四氟乙烯树脂粉末的纯度不小于99.9％，结晶度不大于60％，平均分子量为700-1000万，粒径0.1-0.2μm。上述太阳能电池保护膜，在所述步骤(1)中，表面活性剂是甲苯、已二醇、乙酸乙酯、多烯基丁二酰亚胺、含氟表面活性剂中的一种或几种；环氧树脂为双酚A型环氧树脂。上述太阳能电池保护膜，在所述步骤(4)中，成膜压力为20-90MPa，成膜时间为1～10min，保压时间5～20min。上述太阳能电池保护膜，在所述步骤(1)中，聚四氟乙烯树脂粉末、煤油、表面活性剂、环氧树脂的质量比为100：(4-7)：(0.15-0.2)：(2.5-3)。上述太阳能电池保护膜中，在所述聚四氟乙烯改性膜上依次蒸镀形成的MgF2薄膜、TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜和Al2O3薄膜的方法包括，(S1)在真空度为3.5×10-3Pa的条件下，以所述步骤(9)形成的聚四氟乙烯改性膜作为机物前膜基底上，并在其上蒸镀MgF2薄膜；(S2)充氧气至真空度2.5×10-2Pa，在已经形成的MgF2薄膜上蒸镀TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜；(S3)在真空度为2.5×10-2Pa的条件下，在已经形成的TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜上，蒸镀Al2O3薄膜形成最终的太阳能电池保护膜。上述太阳能电池保护膜，在所述步骤(S1)、(S2)或(S3)中，蒸镀速度为0.01-10nm/s。上述任一种太阳能电池保护膜的应用。上述任一种太阳能电池保护膜在光伏汽车用耐候型太阳能电池中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点。(1)本申请以聚四氟乙烯作为制备太阳能电池保护膜的原料，聚四氟乙烯(PTFE)是一种白色蜡状的直链晶形热塑性塑料。由于分子结构中每个碳原子链接的氟原子在构象上完全对称，分子中没有亲水性基团和光敏基团，其防潮、耐候性能好。C-F键的键能高且稳定，氟原子比氢原子的范德华半径大，故氟原子完全的取代使聚四氟乙烯形成螺旋形结构，惰性的螺旋形全氟“圆柱外壳”加之聚合物的非极性和结晶结构，PTFE拥有优异的耐化学腐蚀性能，绝大多数非氟强酸、强碱、强氧化剂及盐类对之皆无影响。(2)本申请以煤油作为第二混合料的溶剂，利于聚四氟乙烯分子的优化排列，提高成膜效果，本申请以采用环氧树脂为双酚A环氧树脂，有利于成膜后膜的固化。并且在原料混合均匀后，再次进行缓慢的搅拌，在此过程中存在冷热态的转变，促进分子链结构优化。并辅以熟化、等压成型、高温热处理，低温热处理等的改性方法得到的以聚四氟乙烯为主要材料制成的透明前膜，透光性好，在400nm到750nm下透光性能达到90％以上，完全可以满足光伏汽车对封装前膜的性能需求，使用寿命长，耐摩擦磨损划伤，并有出色的机械性能。通过采用特定的程序升温方式更有助于提高分子结构的定型性能，改善分子的结构。采用等离子体对切片进行改性处理，其作用在于提高切片的表面活性，以增强其粘结强度，实现聚四氟乙烯膜与光伏电池之间的有力粘结。进一步的，还包括在高透改性PTFE膜的表面依次蒸镀上MgF2膜、TiO2-ZrO2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池保护膜，包括，聚四氟乙烯改性膜及在所述聚四氟乙烯改性膜上依次蒸镀形成的MgF2薄膜、TiO2‑ZrO2‑La2O3混合物薄膜和Al2O3薄膜，其中，所述聚四氟乙烯改性膜的厚度为50‑100μm，MgF2薄膜的厚度为90‑95nm，TiO2‑ZrO2‑La2O3混合物薄膜的厚度为500‑800nm，Al2O3薄膜的厚度为70‑80nm；其中，所述聚四氟乙烯改性膜的制备方法，包括，(1)向煤油中加入表面活性剂，搅拌均匀后加入环氧树脂，继续搅拌混匀后再加入聚四氟乙烯树脂粉末，搅拌均匀得到混合料；(2)在10‑18℃恒温条件下，将步骤(1)制备得到混合料匀速搅拌，搅拌速度为每分钟20‑80转，得到第二混合料；(3)在5‑30℃的恒温条件下，将步骤(2)处理得到的第二混合料置于惰性气氛中恒温熟化得到熟化料；(4)将步骤(3)得到的熟化料，预压成型得到模成品；(5)将步骤(4)得到的模成品静置1‑48h后，进行热处理，温度从常温升到320℃时保持升温速度为10‑20℃/min，320℃到330℃升温速率5‑6℃/min，之后保温1h；再从330℃升温到370℃，升温速率10℃/min，之后保温30h；(6)将经过步骤(5)处理得到的模成品，使用‑5℃～5℃水，急速冷却30min，自然烘干；(7)对经过步骤(6)低温处理后的样品进行切片，切片厚度为50‑100μm；(8)使用氢等离子体对所述步骤(7)处理后的切片进行等离子改性，并用臭氧等离子体进行羟基改性；(9)将经过步骤(8)改性后的切片，在真空度为3.5×10‑3Pa的条件下升温至148℃，形成聚四氟乙烯改性膜。...
【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池保护膜，包括，聚四氟乙烯改性膜及在所述聚四氟乙烯改性膜上依次蒸镀形成的MgF2薄膜、TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜和Al2O3薄膜，其中，所述聚四氟乙烯改性膜的厚度为50-100μm，MgF2薄膜的厚度为90-95nm，TiO2-ZrO2-La2O3混合物薄膜的厚度为500-800nm，Al2O3薄膜的厚度为70-80nm；其中，所述聚四氟乙烯改性膜的制备方法，包括，(1)向煤油中加入表面活性剂，搅拌均匀后加入环氧树脂，继续搅拌混匀后再加入聚四氟乙烯树脂粉末，搅拌均匀得到混合料；(2)在10-18℃恒温条件下，将步骤(1)制备得到的混合料匀速搅拌，搅拌速度为每分钟20-80转，得到第二混合料；(3)在5-30℃的恒温条件下，将步骤(2)处理得到的第二混合料置于惰性气氛中恒温熟化得到熟化料；(4)将步骤(3)得到的熟化料，预压成型得到模成品；(5)将步骤(4)得到的模成品静置1-48h后，进行热处理，温度从常温升到320℃时保持升温速度为10-20℃/min，320℃到330℃升温速率5-6℃/min，之后保温1h；再从330℃升温到370℃，升温速率10℃/min，之后保温30h；(6)将经过步骤(5)处理得到的模成品，使用-5℃～5℃水，急速冷却30min，自然烘干；(7)对经过步骤(6)低温处理后的样品进行切片，切片厚度为50-100μm；(8)使用氢等离子体对所述步骤(7)处理后的切片进行等离子改性，并用臭氧等离子体进行羟基改性；(9)将经过步骤(8)改性后的切片，在真空度为3.5×10-3Pa的条件下升温至148℃，形成聚四氟乙烯改性膜。2.根据权利要求1所述的太阳能电池保护膜，其特征在于，在所述步骤(1)中，聚四氟乙烯树脂粉末的纯度不小于9...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亦弛，郑海军，夏平，苏博杰，程晓龙，
申请(专利权)人：北京汉能光伏投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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