太陽(yáng)能背板材料PVDF聚偏氟乙烯薄膜的等離子體改性處理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-09-21

在當(dāng)今能源問(wèn)題日趨突出的環(huán)境下，太陽(yáng)能作為一種可再生的能源，一直是各國(guó)重點(diǎn)研究的課題。而太陽(yáng)能電池板利用光生伏特效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，是利用太陽(yáng)能的一種重要裝置，已逐漸被人們廣泛應(yīng)用到眾多行業(yè)，其需求日益擴(kuò)大，市場(chǎng)前景非常可觀。然而一般來(lái)說(shuō)太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)使用年限在25年以上，要保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能，太陽(yáng)能電池背板起到至為重要的作用。太陽(yáng)能電池背板作為光伏組件中電池片的保護(hù)膜，需要擁有優(yōu)異的耐候性，可靠的絕緣性，以及低的水汽滲透率與良好的粘接性能等。通常太陽(yáng)能電池背板為TPT結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，其中外層T指含氟膜，具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，一般選用含氟量較大、性能較好的PVDF聚偏氟乙烯薄膜；中間層P為PET聚酯薄膜，具有良好的絕緣性能，如圖1-1所示。這種結(jié)構(gòu)的耐候性、機(jī)械強(qiáng)度、抗紫外抗老化等方面均比較理想，但其缺陷在于層間剝離力弱，存在背板分層失效的風(fēng)險(xiǎn)。究其原因，在于PVDF薄膜含氟量大，表面能較低，極性較小，導(dǎo)致其疏水性強(qiáng)，難以與PET薄膜粘接。因此，在PVDF薄膜進(jìn)行粘接之前，應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行低溫等離子體表面改性處理，以提高薄膜的表面活性。

圖1-1 太陽(yáng)能電池背板結(jié)構(gòu)示意圖

PVDF薄膜等離子處理實(shí)驗(yàn)工具與測(cè)試方法

在實(shí)驗(yàn)室中，通常采用潤(rùn)濕接觸角來(lái)表示材料表面能的大小。接觸角是指液滴在材料表面停留穩(wěn)定時(shí)，在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液交界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，如圖1-2所示。接觸角越小，說(shuō)明材料越親液，其表面能也越大；接觸角越大，材料則是憎液的，表面能較小。PVDF薄膜只有經(jīng)過(guò)低溫等離子體處理使表面能增大，與膠形成充分接觸，才能使粘接效果加強(qiáng)，粘接力變大，以提高背板的整體性能。所以本文首先采取測(cè)量接觸角的方式來(lái)判斷等離子體處理效果的優(yōu)劣程度。

圖1-2 接觸角示意圖

低溫等離子體處理太陽(yáng)能電池背板材料的直接目的就是為了改善背板間的粘接性能，提高剝離強(qiáng)度。未處理的PVDF薄膜接觸角為75°，處理之后的水滴角為42°左右可見(jiàn)經(jīng)過(guò)低溫等離子體改性處理之后，薄膜的接觸角迅速減小，其表面能有效提高，說(shuō)明等離子體對(duì)改善PVDF薄膜的表面親水性能是行之有效的。

圖1-3 處理速度與處理效果的關(guān)系

等離子處理速度對(duì)處理效果與處理均勻性的關(guān)系，如圖 1-3 所示，等離子表面處理速度的變化對(duì)改性的效果有一定的影響，處理速度越快，接觸角呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，說(shuō)明改性的效果越差；處理速度越慢，薄膜接觸角越小，意味著處理時(shí)間的增長(zhǎng)可以促進(jìn)薄膜充分改性。