[发明专利]双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向拉伸聚酯薄膜及其制备方法，更具体地，涉及一种用作太阳能电池表面保护层或反射层的背板及其制备方法。

背景技术

为解决石油资源耗减和环境污染问题，人们已经做出大量努力开发新的和可再生的能源。其中，市售太阳能电池已被广泛开发，且预计它们的开发和利用将进一步增长。太阳能电池由表面保护层、内电池层和反射层组成，要求有20至30年的寿命。已采用具有高透射性(transmission)和优异的耐候性能的钢化玻璃(tempered glass)作为表面保护层，但是尽管其表面硬度高，其易碎且沉重，而且使用这种钢化玻璃制备太阳能电池的工艺复杂。此外，已采用基于厚氟树脂的聚氟乙烯(PVF)薄膜作为反射层，但将这种薄膜加工成背板的成本高昂。因此，有必要开发具有优异耐候性和易加工性的新型材料，可以较低的生产成本在背板应用中使用。

由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)生产的双向拉伸薄膜，由于其令人满意的特点，如良好的可加工性和相对较低的成本，已被广泛用于各种应用中，但由于其耐候性差，因此不适合较长时间户外使用。特别是，该薄膜紫外稳定性差和抗水解性低，这使得它不适于在户外应用，如用作太阳能电池表面保护层和厚反射层的背板。紫外稳定性可通过添加紫外稳定剂得到改善，但抗水解性差无法通过简单的方法解决。

日本公开专利公开Nos.2001-111073和2007-253463提出了一种保护抗水解性差的PET膜不被水分破坏的方法，其是通过在PET膜上沉积形成无机氧化物膜，从而增强了PET膜的抗水解性。然而，这种方法由于无机氧化物沉积处理，导致制造成本显著增加，且这种无机氧化物沉积层的耐候性的持久性超过20年尚未得到证实。

本发明人考察了一种通过典型的原料树脂的固态聚合来制备高聚合度、对应于大于0.8的固有粘度(IV)的薄膜的方法，并考察了降低羟基末端基团(OH)或羧基末端基团(COOH)含量的方法，但发现通过这种方法制得的薄膜没有足够的抗水解降解性能。

因此，本发明人研究了解决上述问题的方法，并成功开发出一种用于具有改进性能的太阳能电池的背板，以满足经济上的可行性、可加工性和抗水解性。

发明概述

因此，本发明的目的之一是提供一种用于太阳能电池的具有优异耐候性和改善的抗水解性的新型背板(back sheet)及其制备方法。

本发明一方面提供一种用于太阳能电池的背板，其由以重量计85％或以上的包括至少一个萘二甲酸丙二酯(trimethylene naphthalate)和对苯二甲酸丙二酯(trimethylene terephthalate)重复单元的聚酯组成。

本发明另一方面提供一种制备用于太阳能电池的背板的方法，包括a)将以重量计85％或以上的含有至少一个萘二甲酸丙二酯和对苯二甲酸丙二酯重复单元的聚酯树脂熔融挤出并淬火，获得未拉伸的板材(sheet)；b)在纵向和横向上拉伸所述未拉伸的板材并松弛热定型，获得双向拉伸板材；c)冷却所述双向拉伸板材。

发明详述

以下对本发明进行详细描述。

本发明的用于太阳能电池的背板可以表征为由以重量计85％或以上的包括至少一个萘二甲酸丙二酯和对苯二甲酸丙二酯重复单元的聚酯组成。当重复单元的量小于以重量计85％时，则达不到所需的抗水解性。重复单元的量优选以重量计90％或以上。

优选地，本发明的背板当在2atm、120℃下用加压水热处理75小时后进行测量时，其在纵向和横向上均具有80％或以上的伸长维持率(％)(100×热处理后的伸长/热处理前的伸长)。

所述背板的聚酯可进一步包括紫外稳定剂和/或紫外吸收剂，以提高紫外稳定性/吸收。紫外稳定剂/吸收剂的类型和混合比例可任意选择没有具体的限制，以基于它们的应用获得所需的紫外稳定性/吸收。例如，基于苯并三唑的化合物或HALS(受阻胺光稳定剂)化合物可用作紫外稳定剂，羟基二苯甲酮和羟苯基苯并三唑可用作紫外吸收剂。优选地，这些紫外稳定剂/吸收剂可单独存在或以适当比例混合，占聚酯重量的0.01-1.0％。

此外，本发明的背板可制备成透明的或具有高反射率。当它被用于反射层时，可将与无机颗粒或聚酯不相容的有机颗粒单独或混合添加到背板的聚酯中，以改善太阳光的反射率。例如，无机颗粒如TiO₂和BaSO₄，或有机颗粒如交联的聚甲基丙烯酸甲酯和交联的聚苯乙烯可单独或以掺合形式加入。优选地，无机颗粒的量为以重量计0.01-15％。