本發(fā)明屬于封裝材料領(lǐng)域,具體涉及一種柔性封裝復(fù)合膜。
背景技術(shù):
太陽(yáng)能是一種取之不盡、用之不竭的能源。太陽(yáng)能作為理想的可再生能源受到了許多國(guó)家的關(guān)注。柔性薄膜太陽(yáng)能電池作為太陽(yáng)能電池的一個(gè)新品種,技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良、用途廣泛、成本低廉,越來(lái)越受到人們的重視,其可以應(yīng)用于太陽(yáng)能背包、太陽(yáng)能敞篷、太陽(yáng)能手電筒、太陽(yáng)能汽車、太陽(yáng)能帆船甚至太陽(yáng)能飛機(jī)上。柔性太陽(yáng)能電池的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是光伏建筑一體化,它可以集成在窗戶或屋頂、外墻或內(nèi)墻上。由于柔性薄膜太陽(yáng)能電池組件要滿足戶外25年的使用壽命,因此對(duì)其中的封裝材料要求有一定的耐候性、絕緣性、阻燃性、可繞性,同時(shí)由于某些薄膜太陽(yáng)能電池對(duì)水分比較敏感,例如CuInxGa(1-x)Se2(CIGS)薄膜太陽(yáng)能電池,柔性封裝材料還要有高的阻水性能,水汽透過(guò)率(WVTR)小于5×10-4(g/m2·day)。
目前柔性薄膜太陽(yáng)能電池的封裝材料采用的是一種復(fù)合膜,其包含乙烯聚四氟乙烯(ETFE)薄膜、紫外線(UV)阻隔膜、阻水膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等;如日本三菱公司所生產(chǎn)的型號(hào)為FDK4A的產(chǎn)品及美國(guó)3M公司所生產(chǎn)的“Ultra barrier films”(“超阻隔薄膜”),其中阻水膜的制備一般采用真空工藝,如濺射無(wú)機(jī)氧化物氧化鋁、氧化硅等的膜層來(lái)實(shí)現(xiàn)阻水功能,阻止水汽進(jìn)入太陽(yáng)能組件內(nèi)部。上述復(fù)合膜均由多層膜層復(fù)合而成,其制備工藝復(fù)雜,成本較高。同時(shí)上述復(fù)合膜水汽透過(guò)率(WVTR)在3×10-3~5×10-4g/(m2·day),阻水性能一般,制備工藝復(fù)雜,產(chǎn)品較硬(可撓性較差)。
公開號(hào)CN104143609A的專利文獻(xiàn)中公開了一種用于太陽(yáng)能電池封裝的柔性復(fù)合膜,其采用的技術(shù)方案是于柔性基體上的第一無(wú)機(jī)氧化物薄膜,而后在第一無(wú)機(jī)氧化物薄膜上制備第二無(wú)機(jī)氧化物薄膜,最后于第二無(wú)機(jī)氧化物薄膜上制備保護(hù)膜。該工藝中第一無(wú)機(jī)氧化物膜使用濺射或蒸發(fā)工藝制備,第二無(wú)機(jī)氧化物膜采用CVD工藝制備。因此該專利文獻(xiàn)中記載的復(fù)合膜工藝成本高,工藝復(fù)雜。
公開號(hào)為CN103764730A的專利文獻(xiàn)中公開了一種用于太陽(yáng)能電池封裝的柔性復(fù)合膜,其采用的技術(shù)方案為令水蒸氣阻隔膜中含有非溶脹性粘土礦物和溶脹性粘土礦物作為層狀硅酸鹽礦物,該層狀硅酸鹽礦物的含量相對(duì)于水蒸氣阻隔膜的總重量為30重量%以上且90重量%以下,并且該水蒸氣阻隔膜在40℃、90%RH的環(huán)境下的水蒸氣透過(guò)率為0.5g/(m2·day)以下??梢钥闯鲈搶@墨I(xiàn)所記載的復(fù)合膜水汽透過(guò)率過(guò)高,并不符合柔性薄膜太陽(yáng)能電池的封裝需求。
本領(lǐng)域需要一種阻水性能良好、耐候性強(qiáng),且制備簡(jiǎn)單、成本低廉的封裝材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種阻水性能良好、耐候性強(qiáng)、環(huán)保性好,且制備簡(jiǎn)單、成本低廉的封裝材料。且該復(fù)合膜不但可以應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池的封裝,也可用于其他電子芯片的封裝。
本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的柔性封裝復(fù)合膜。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種柔性封裝復(fù)合膜,包括依次層疊的柔性耐候?qū)印つz層和柔性基底層,所述黏膠層為石墨烯改性的環(huán)氧樹脂。
所述石墨烯改性的環(huán)氧樹脂為石墨烯與雙酚A型環(huán)氧樹脂以質(zhì)量比(1~2):100混合構(gòu)成。
所述黏膠層的厚度為5~200微米,所述耐候?qū)拥暮穸葹?2~100 微米,所述基底材料的厚度為12~300 微米。
所述柔性耐候?qū)訛橐蚁?四氟乙烯共聚物、乙烯三氟氯乙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、由四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯組成的三元聚和物、由四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯組成的聚合物之一。
所述柔性基底層為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 、聚酰亞胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯之一。
本發(fā)明還提供一種柔性封裝復(fù)合膜的制造方法:其包括如下步驟:
A.制備石墨烯改性環(huán)氧樹脂:采用天然石墨超聲剝離制備或通過(guò)還原氧化石墨烯得到直徑為0.5~3微米,將石墨烯的加入環(huán)氧樹脂中,石墨烯改性環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(1~2):100;
B. 將固化劑添加至上述石墨烯改性樹脂中,固化劑與石墨烯改性環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1:(1~2),并在真空條件下攪拌混合得到固化的石墨烯改性環(huán)氧樹脂;
C.在柔性基底層上涂覆上述固化的石墨烯改性環(huán)氧樹脂,石墨烯改性環(huán)氧樹脂層的厚度控制在5~200微米;
D.在石墨烯改性環(huán)氧樹脂層上層疊柔性耐候?qū)樱诤銣睾銤竦臈l件下,加熱至90℃保持10小時(shí)以使石墨烯改性環(huán)氧樹脂的完全固化。
在上述制造方法中所述環(huán)氧樹脂選擇雙酚A型環(huán)氧樹脂,所述固化劑選自鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐中的至少一種。
本發(fā)明中使用石墨烯與環(huán)氧樹脂混合,將石墨烯均勻的分散在環(huán)氧樹脂中,能夠?qū)⑹┯行У奶畛湓诃h(huán)氧樹脂的空隙中,從而大幅提高環(huán)氧樹脂的密封性與阻隔性。采用美國(guó)Mocon公司AQUATRAN? Model 2對(duì)以本發(fā)明制造方法所制造的柔性封裝復(fù)合膜進(jìn)行測(cè)量(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):ASTM F-1249),測(cè)定其水汽透過(guò)率(WVTR)小于5×10-4g(g/m2·day)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中 : 1.柔性耐候?qū)樱? 2.黏膠層; 3.柔性基底層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式做進(jìn)一步闡述。
步驟1,采用天然石墨超聲剝離制備得到或通過(guò)還原氧化石墨烯得到直徑為0.3~10μm,厚度為0.4~20nm的石墨烯;所述石墨烯的加入雙酚A型環(huán)氧樹脂形成石墨烯改性環(huán)氧樹脂,石墨烯與雙酚A型環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1.5:100;所述石墨烯改性環(huán)氧樹脂加入真空脫泡機(jī)中機(jī)械攪拌分散,所述機(jī)械攪拌的持續(xù)時(shí)間30分鐘以上。
步驟2,將鄰苯二甲酸酐加入上述攪拌分散后的石墨烯改性環(huán)氧樹脂中,鄰苯二甲酸酐與石墨烯改性環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1:1.5,混合后加入真空脫泡機(jī)中繼續(xù)攪拌分散3小時(shí)以上。
步驟3,選取聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯作為柔性基底層3,在其上涂覆上述攪拌分散后的固化石墨烯改性環(huán)氧樹脂,所涂覆的石墨烯改性環(huán)氧樹脂層的厚度為120μm,從而形成黏膠層2。
步驟4,將乙烯-四氟乙烯共聚物作為柔性耐候?qū)?壓至上述涂覆有固化石墨烯改性樹脂的柔性基底層3上,與恒溫恒濕條件下,保持溫度90℃,濕度60%,固化10小時(shí)。
采用美國(guó)Mocon公司AQUATRAN? Model 2對(duì)以本發(fā)明制造方法所制造的柔性封裝復(fù)合膜進(jìn)行測(cè)量(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):ASTM F-1249),測(cè)定其水汽透過(guò)率(WVTR)小于5×10-4g(g/m2·day)。
以上實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明,其并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍起到任何限定作用,本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求確定。根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案,可以推導(dǎo)或聯(lián)想出許多變型方案,所有這些變型方案,也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。