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光伏电池是太阳能转换为功率基本上由玻璃,结晶硅太阳能电池,EVA膜,背膜,铝框,接线盒以及其它元件的重要组成部分。其中,所述背衬膜光伏电池是用于太阳能电池和所述支撑件的保护效果的重要部件封装材料,需要具有优良的耐气候性(耐热,紫外线),电气绝缘性,防潮性和尺寸稳定性的性能。
主流光伏背衬膜TPT结构的,T首先由杜邦PVF(聚氟乙烯)Tedllar开发,P是PET,PVF因为优异的抗紫外线性能,而PET具有优良的电绝缘性和水蒸气阻隔性,所以这3膜复合结构,以确保其有效25年寿命。然而,由于由杜邦PVF膜,成本高,和有限的供应垄断。
为了打破这种垄断,阿科玛苏伟3M等引入取代PVF膜PVDF(聚偏二氟乙烯),以进一步降低成本,一些制造商将背面薄膜层2成薄膜层和氟出苗氟涂敷处理更简单背衬膜。近年来,为了消除对电影氟的依赖,日本已经开始研制耐候PET,通过准备耐候普通PET薄膜良好的改性PET和多层复合光伏背衬膜该技术已成为日本的主流技术。
是否TPT结构,TPE结构(E是乙烯 - 乙酸乙烯酯共聚物)和无氟涂覆结构或服用,光伏背衬膜在PET的两个不可缺少的成分,因为该衬板在电池的下面,和紫外线辐射因此比较弱,而含氟膜的背面,氟碳膜可以有效地阻挡紫外线辐射,这主要是由水的PET膜和电绝缘的阻气效果。
但是PET容易在高温高湿环境下的降解,导致脱层,裂纹,气泡和变黄的现象,并终降低了光伏电池的输出功率,降低寿命。因此,PET湿热性能的研究有助于找到方法,以提高其耐热性,也有不少学者和光伏相关企业在这方面进行了研究。
1,耐热性的PET研究
1.1,PET热老化机制
很大程度上对应聚集状态改变PET湿热老化过程和水解过程中发生在热和潮湿条件下的PET分子链。在主链中的基因PET聚酯的热老化的埃斯特·邦德发生时,当水分的存在,PET羧基的分子链的反应性端部2将诱导和促进酯键的水解的过程中,和在温度进一步增加将加速这个过程。
热老化的PET表面吸附,缓慢渗透的初始水分含量,因为随着时间的推移,PET的溶剂化和蚀刻的水,PET逐渐增加结晶度,增加其表面的凹坑和裂纹,而PET的分子链埃斯特·邦兹被水分子破发生攻击,形成分子链短PET,生长的结晶的作用下进一步增加在水中,PET脆性增加,水分渗透进入加速PET,上述过程被重复的内部,的PET失去其机械性能和水蒸气阻隔性能。的温度上升,一方面加速PET,从而提高裂化的程度的结晶; 还增加了惰性末端羧基,水解反应加速。
1.2,耐热性改进PET的方法
热老化机制从聚酯显而易见的,在分子链和末端羧基PET埃斯特·邦德是在水解的关键因素,因此提高的PET实施例的耐热性有两种主要途径是,一个是降低的含量酯键; 第二是降低末端羧基量。
条路线是添加第三组分,主要是在聚酯聚合过程中,减少埃斯特·邦德的在分子链中的量,引入更高的抗化学键或物质的水解。专利公开CN102898632A引入PET,聚乙二醇的聚合过程的量,从而在分子链中的聚酯嵌段分布,由于结构聚乙二醇醚键水解比酯键结构强,所以可以提高所得到的耐水解性共聚酯,额外的解决方案,以提高的进一步水性能,而且还引入具有苯环上的3个取代基,其能够在所述共聚酯形成的三链结构的苯甲酸化合物。东丽在具有优异的耐水解性阻燃聚酯公开的专利CN101186688A,由于磷的阻燃成分后通常添加,聚酯水解大大减少水,其专利萘二甲酸组分的聚合过程中加入,引入更多耐水解性的萘基,有效地提高水的聚酯溶液的性质。
这种方法是在一定程度的第三成分的影响不充分加入到聚酯将具有物理和机械性能和可加工性,因此通过将水或反应性基团的聚酯的方法提高聚酯水解的当前主流形成反应的末端羧基可以被稳定,从而提高了聚酯的耐水解性。物质可以添加通常的环氧化合物或碳化二亚胺化合物。专利号。CN1312237A公开了一种使用具有环氧基和氨基聚合物型封端剂基团的是聚酯水解制备。在参考封端剂质量分数(0.05?10%),由于封端剂的分子量相对较高,在熔融混炼过程中容易分解,从而产生更有效的封端的聚酯具有高的性能水溶液。
东丽专利公开CN101955579A硅烷偶联剂的化合物的反应性官能团,碳二亚胺化合物,封端剂的恶唑啉化合物的制备的聚酯水解的任何一个,其特征在于,通过加入反应性的含质量分数的封端剂(0.01?10)%。外国专利报道有很多环氧化合物或碳化二亚胺化合物作为水解聚酯制备封端剂。U。S。专利号。5763568,专利号。6974846等。。
在老化PET薄膜底片从台湾F-11和P-1002种封端剂中选择的物品中的光伏电池的发展方面魏文良纸,测试结果显示切达尽管P-100可以在水解老化良好聚酯来制备,但加工容易分解和释放气体刺激性气味,和F-11可被制得的聚酯不仅具有优良的水解老化性能,而且也良好的可加工性。
现在,它是从专利和相关研究论文皑皑的环氧化合物或碳化二亚胺化合物等属于低分子量型剂,耐热性差,容易在混合过程中分解挥发看到,所以到达相应的应用程序的目的,你需要添加过量的封端剂,以及较高的价格封端剂,所以在一定程度上限制了这样的封闭剂的应用。
1.3,热光伏PET薄膜背衬表征
目前光伏背衬膜制造商通常耐湿热性试验在湿热老化的PET膜的某一时间老化后观察外观变化来检查罐,如是否剥离,气泡和改变颜色值b值。85℃,85%HR的炎热和潮湿的条件下,1000小时的老化时间。为了进一步把握变化的程度耐热老化和衰老相关的性能之后,学术研究将在不同老化时间(500H,1000H,1500H,2000H老化时间序列等。)后,其他测试完成。
热老化,测试的结晶度,和表面章力红外测试试验后的机械性能。在Tong·金,王丽,其中在考察光伏背衬膜在85℃,85%HR热老化500小时,1000小时,1500H,2000H后,PET膜的机械测试,一个DSC测试和红外性能测试结果表明,机械性能,分子量和结晶度的PET膜的老化这影响每个另一方面,当38%或更低的结晶度,电影仍然具有良好的背部支撑和保护性能。
由于PET膜的多层复合膜通过EVA薄膜与另一薄膜连接在一起时,表面上的膜的章历确定的膜的大小之间的结合能力的大小,李倩倩在他的研究也老化之后测试在表面张力的PET膜的变化,后湿热老化的研究表明500H,表面章力从降低48dyn / cm至42dyn / cm时,1500H下降到36dyn / cm或更低,用经电晕处理的PET水解在表面张力的变化和是密切相关的主电晕效应导致的故障,以增加水解度末,PET短分子链的初始,分子结构发生变化,表面张力下降。
2结论
目前市场上光伏背衬膜该结构分为TPT,TPE,和氟涂料PET复合多层结构。由于从国外垄断,除了氟膜制备技术被应用到复杂氟膜,成本和应用的角度来看,氟涂布的和PET的复合多层结构是能够满足的需求。随着光伏功率在不断完善会计的整个能源系统,以及扩展和应用的不断细化,不含CFC光伏背衬膜该需求将进一步增加。
相较于含氟背衬膜,PET膜结构中的其他两个的耐热性将更加苛刻。中国已成为全球大的光伏组件需求和生产基地,在氟膜技术的情况下无法克服的短期,无氟多层PET薄膜的发展将是一个趋势回来。