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太陽能背板材料PVDF聚偏氟乙烯薄膜的等離子體改性處理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-09-21
在當(dāng)今能源問題日趨突出的環(huán)境下，太陽能作為一種可再生的能源，一直是各國重點研究的課題。而太陽能電池板利用光生伏特效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是利用太陽能的一種重要裝置，已逐漸被人們廣泛應(yīng)用到眾多行業(yè)，其需求日益擴大，市場前景非?？捎^。然而一般來說太陽能電池的設(shè)計使用年限在25年以上，要保證其長期穩(wěn)定的性能，太陽能電池背板起到至為重要的作用。太陽能電池背板作為光伏組件中電池片的保護膜，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、機械強度、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。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，難以與PET薄膜粘接。因此，在PVDF薄膜進行粘接之前，應(yīng)先對其進行低溫等離子體表面改性處理，以提高薄膜的表面活性。
太陽能電池背板結(jié)構(gòu)示意圖
圖1-1 太陽能電池背板結(jié)構(gòu)示意圖
 
PVDF薄膜等離子處理實驗工具與測試方法

在實驗室中，通常采用潤濕接觸角來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，在氣、液、固三相交點處所作的氣-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，粘接力變大，以提高背板的整體性能。所以本文首先采取測量接觸角的方式來判斷等離子體處理效果的優(yōu)劣程度。
 接觸角示意圖
圖1-2 接觸角示意圖

低溫等離子體處理太陽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°左右可見經(jīng)過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，說明等離子體對改善PVDF薄膜的表面親水性能是行之有效的。
等離子處理速度與處理效果的關(guān)系
圖1-3 處理速度與處理效果的關(guān)系
 
等離子處理速度對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改性的效果有一定的影響，處理速度越快，接觸角呈增長態(tài)勢，說明改性的效果越差；處理速度越慢，薄膜接觸角越小，意味著處理時間的增長可以促進薄膜充分改性。
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