一种具有陷光结构的塑料薄膜、其制备方法及用途与流程

本发明涉及一种太阳能电池薄膜，具体地，涉及一种具有陷光结构的塑料薄膜。

背景技术：

在太阳能电池、光伏领域，为了提高太阳能的利用率，各种各样的减反射膜、增透膜被研制出，但其制备方法较为复杂，成本较高。

透明基材如乙烯-四氟乙烯共聚物（Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer，ETFE）、氟化乙丙烯（Fluorinated Ethylene Propylene ，FEP）、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物（Polyfluoroalkoxy，PFA）、乙烯-氟化乙丙烯共聚物（Ethylene-fluorinated ethylene propylene copolymer，EFEP）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、乙烯三氟氯乙烯共聚物（Ethylene- chlorotrifluoroethylene copolymer，ECTFE）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate，PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）薄膜等被广泛应用于电子显示领域。传统设计的透明基材，在光穿过时，因存在光的折射和反射使得最终透过透明基材的光会发生一定的损耗， 尤其是在基材表面镀上导电层时，导电材料会使光的透过率进一步下降。而随着触摸屏电子器件的发展，用户对电子设备的要求越来越高，因此，低反射、 高透过率的透明基材需求日益明显。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种透明薄膜，其具有低反射、高透过率的光学特性，且制备方法简便，成本低廉，适用于工业化规模生产。

为达到上述目的，本发明提供了一种具有陷光结构的塑料薄膜，该塑料薄膜具有外表面和内表面，其外表面或/和内表面具有微观形态的陷光结构，该陷光结构包含若干具有间隔的阵列设置的凸起。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜，其中，该塑料薄膜材料为ETFE、FEP、PFA、EFEP、PCTFE、ECTFE、PC、PET、PMMA中的任意一种。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜，其中，所述的凸起呈圆锥形、圆柱形、三角形、矩形、半圆形或波浪形。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜，其中，所述的凸起的间隔间距为100nm~5μm，该间距是指相邻两个凸起中心线之间的距离。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜，其中，所述的凸起的高度为100nm~2μm。

本发明还提供了一种上述的具有陷光结构的塑料薄膜的制备方法，其包含以下步骤：

步骤1，采用常规方法制备塑料薄膜；

步骤2，制备模板，该模板具有间隔的凸起；

步骤3，上述步骤1制备的塑料薄膜经模板压制成型，获得具有陷光结构的塑料薄膜。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜的制备方法，其中，所述的步骤1 包含：

步骤1.1将塑料薄膜原料颗粒加入到螺杆挤出机，加热至220-395℃，熔融挤出，挤出线速度为2-40m/min，通过平坦模具成型薄膜；

步骤1.2，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜的制备方法，其中，所述的模板的制备方法包含：

步骤2.1，制备具有间隔的凸起的模具；

步骤2.2，将上述的具有间隔的凸起转印至金属薄膜上，使得金属薄膜具有间隔的凸起；

步骤2.3，将上述具有间隔的凸起的金属薄膜包覆在用于冷却薄膜的冷却滚筒上，形成模板。

上述的具有陷光结构的塑料薄膜的制备方法，其中，所述的步骤2.1是指将纳米级凸起间隔激光刻蚀在薄板上，获得具有间隔的凸起的模具。

本发明还提供了一种上述的具有陷光结构的塑料薄膜的用途，该塑料薄膜可用作太阳能电池薄膜、电子显示屏屏幕以及及其它有低反射、高透过率膜要求的领域如车膜。

本发明提供的具有陷光结构的塑料薄膜采用一体成型方式，操作简便，成本低廉，适于大规模生产，制备的薄膜能实现光线减反射至0.5%以下，用于太阳能电池，能将发电量提高8-10%，广泛适用于太阳能电池等薄膜电子器件领域、触摸屏等电子显示领域及其它有低反射、高透过率膜要求的领域。

附图说明

图1为本发明的一种具有陷光结构的塑料薄膜的陷光结构的微观形态图，呈半圆锥形。

图2为本发明的一种具有陷光结构的塑料薄膜的陷光结构的微观形态图，半圆形。

图3为本发明的一种具有陷光结构的塑料薄膜的陷光结构的微观形态图，呈三角形。

图4为本发明的一种具有陷光结构的塑料薄膜的陷光结构的微观形态图，呈矩形。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明。

如图1-4所示，本发明提供的具有陷光结构的塑料薄膜具有外表面和内表面，其外表面或/和内表面具有微观形态的陷光结构，该陷光结构包含若干具有间隔的阵列设置的凸起。

所述的凸起呈半圆锥形（见图1）、圆锥形、圆柱形、半圆形（见图2）、三角形（见图3）、矩形（见图4）、或波浪形等。

所述的凸起的间隔间距s为100nm~5μm，该间距s是指相邻两个凸起中心线之间的距离。

所述的凸起的高度h为100nm~2μm。

优选地，该塑料薄膜材料为乙烯-四氟乙烯共聚物（Ethylene-tetrafluoroethylene copolymer，ETFE）、氟化乙丙烯（Fluorinated Ethylene Propylene ，FEP）、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物（Polyfluoroalkoxy，PFA）、乙烯-氟化乙丙烯共聚物（Ethylene-fluorinated ethylene propylene copolymer，EFEP）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、乙烯三氟氯乙烯共聚物（Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer，ECTFE）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate，PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylate，PMMA）中的任意一种。

本发明提供的具有陷光结构的塑料薄膜的制备方法，包含以下步骤：

步骤1，采用常规方法制备塑料薄膜；

步骤2，制备模板，该模板具有间隔的凸起；

步骤3，上述步骤1制备的塑料薄膜经模板压制成型，获得具有陷光结构的塑料薄膜。可将模板设置包覆在滚筒上，通过滚筒压制具有间隔凸起的薄膜。

在本发明的一个实施例中，制备塑料薄膜的方法为将塑料薄膜原料投入到薄膜制造设备中，通过高温融化，流延挤出规定厚度的薄膜，具体包含：

步骤1.1将塑料薄膜原料颗粒加入到螺杆挤出机，加热至220-395℃，熔融挤出，挤出线速度为2-40m/min，通过平坦模具成型薄膜；

步骤1.2，通过冷却滚筒在90~120℃冷却成型的薄膜，真空干燥。

在本发明的一个实施例中，模板的制备方法包含：

步骤2.1，制备具有间隔的凸起的模具；

步骤2.2，将上述的具有间隔的凸起转印至金属薄膜（优选Ni金属膜）上，使得金属薄膜具有间隔的凸起；

步骤2.3，将上述具有间隔的凸起的金属薄膜包覆在用于冷却薄膜的冷却滚筒上。

更优地，所述的步骤2.1是指将纳米级凸起间隔激光刻蚀在模板上，获得具有间隔的凸起的模具。

在一些实施例中，所述的模板采用化学刻蚀方法制备。

以下以ETFE为例制备一种具有陷光结构的ETFE陷光薄膜。

实施例

1. 向高混机中加入上述ETFE，其中，ETFE的熔融指数为7；

2. 将上述混料进行造粒，制成颗粒；

3. 将上述颗粒加入到螺杆挤出机，加热至280-350℃，熔融挤出，挤出线速度为10-20m/min，通过平坦模具成型薄膜；

4. 制备具有间隔的阵列设置的三角形凸起的金属膜模板；

5. 将上述金属膜模板包覆在冷却滚筒表面；

6. 通过包覆有金属膜模板的冷却滚筒在90~120℃压制并冷却成型的薄膜，真空干燥，获得本发明的具有陷光结构的ETFE薄膜。经实验检测，本实施例的具有陷光结构的ETFE薄膜在380-780nm波长范围内的整体透过率不低于99%，满足关于在380-780nm波长范围内的整体透过率不低于85%的要求。

由于本发明的塑料薄膜具有陷光结构，用于太阳能电池产业，如用作太阳能电池组件的减反射膜、增透膜等，使得发电量提高8-10%，节约能源，提高发电效率。

本发明制备的薄膜能实现光线减反射至0.5%以下，可用于电子显示屏屏幕等电子显示领域、车膜、车/门窗等其它有低反射、高透过率膜要求的领域，避免反光，用户体验大幅改善。

综上所述，本发明提供的具有陷光结构的塑料薄膜采用一体成型方式，操作简便，成本低廉，适于大规模生产，制备的薄膜具有低反射、高透射的光学性能，能广泛应用于太阳能电池等薄膜电子器件领域、触摸屏等电子显示领域。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。