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用于光伏电池背板的抗老化PET薄膜研制

第23卷第5期 2010 09

do:i10.3969/.jissn.1008 8261.2010.05.005

聚酯工业

PolyesterIndustry

Vo.l23No.5 Sep.2010

用于光伏电池背板的抗老化PET薄膜研制

魏文良,于兰平,薛 峰

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(天津渤海职业技术学院,天津 300402;2.申达集团有限公司,江苏 江阴 214443)

摘要:采用添加热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和抗水解剂综合作用提高PET薄膜的抗老化性能,探索出了合理的PET抗老化组分及其添加方式。结果表明,研制的PET薄膜具有优良的抗老化性能。关键词:聚酯薄膜;抗老化;光伏背板

中图分类号:TQ323.41 文献标识码:A 文章编号:1008 8261(2010)05 0017 04

0 引言

太阳能电池早期发明主要是应用于宇宙飞船上,选用杜邦的TPT三层复合薄膜做为其背膜,Ted lar(聚偏二氟乙烯薄膜) PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜) Tedlar,由于F C键键能高,其耐老化性能极好且具有优异的阻隔性。近年来光伏电池转为民用时,背板仍然使用了TPT。由于TPT关键材料Tedlar薄膜的市场供应量不足,且价格昂贵。新型Tedlar采用溶剂涂覆PET薄膜,溶剂蒸发干燥使色泽发黄,且物理机械性能差,前期推出的Tedlar产品尚处试阶段

[1]

还有一些台湾省和进口的助剂。1.1.2 试验设备

2.0L高压反应釜:不锈钢材质,WAF 2型双速框式搅拌,夹套导热油加热,威海市自控反应釜厂;真空泵:2X 8A型双级旋片式,上海南光真空泵厂;切粒机:TD1A 40型;产业化聚合装置:年产5000t半连续化工艺生产设备;产业化双向拉伸薄膜设备,英国john brown公司制造,产能5000t/a。1.2 试验原理

光伏电池背板长期暴露在温度不大于60 、湿度不大于100%的户外环境中,对防潮性、抗紫外性、绝缘性、密封性、机械强度等性能要求极高。由于背板是在电池板的下面,因此太阳光的紫外线照射相对较弱。PET本身虽然具有良好的结构稳定性,常规PET一般在户外的使用寿命可达5~10a,但远不能满足光伏电池的需要。由于太阳能光伏电池户外使用寿命保证在25a以上,作为其背板的PET材料,必须要有非常高的耐老化性能。因此,研究在户外环境PET降解机理,添加有效抗老化剂,最大限度地提高PET薄膜的户外使用寿命是作为光伏电池背板材料的关键因素。针对PET易发生热降解、热氧化降解和水解等降解老化原理

[6]

。习惯使用Tedlar的企业,经常

因原料供货短缺而不得不停产。由于聚氟乙烯价格昂贵,人们就开始探索用价廉物美的改性耐老化PET来替代,日本东丽

[2 3]

和东洋

[4]

2家公司首先得

到商业化使用,并一度出现供不应求。我国保定乐凯集团开始研制光伏电池背板,采用制造成本较高的氟材料溶剂涂覆路线,目前尚未见商业化产品

[5]

。常规170W光伏组件,大概耗1.35m的背

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板。1MW光伏组件,约需要150 m的薄膜1.7,t需要合成的特种树脂约2t左右。本项目从原料合成开始研制耐老化PET,旨在降低光伏电池的制造成本,进一步推动我国光伏产业的发展。

,添

加复合热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和抗水解剂等,协同综合作用,提高PET的耐老化性能。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料及设备1.1.1 试验材料

试验所用主要材料及产地如下:对苯二甲酸,天津石化公司;乙二醇,天津石化公司;乙二醇锑,大连有机化工公司;聚酯含硅母粒,珠海裕华公司;

收稿日期:2010 04 29。

2 结果及讨论

2.1 抗老化剂的选择2.1.1 抗水解剂

PET水解的主要机理是PET大分子两端的活泼端羧基,极易诱发并加速水解反应,选择了台湾产

作者简介:魏文良(1967 ),男,安徽霍邱人,高级工程师,工学博士,长期从事聚酯工业领域工程技术与新产品开发工作。

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