[发明专利]一种太阳能电池背板用改性PET基材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池背板用改性PET基材，原料包含以下重量份：乙二醇30～50份、对苯二甲酸80～100份、固体填料1～7份、催化剂0.1～1份、稳定剂0.1～1份。通过改性二氧化钛作为固体填料加入PET基材当中有效提高PET的拉伸强度、光吸收性能和疏水性，从而增强PET太阳能背板的力学性能、耐光性和耐湿热性，适宜在太阳能电池背板领域推广使用，具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池背板用改性PET基材及其制备方法。

背景技术

太阳电池背板主要分为含氟背板与不含氟背板两大类。其中含氟背板又分双面含氟（如TPT）与单面含氟（如TPE）两种；而不含氟的背板则多通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成。目前，商用晶硅太阳电池组件的使用要求为25年，而背板作为直接与外环境大面积接触的光伏封装材料，其应具备卓越的耐长期老化（湿热、干热、紫外）、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能。因此，背板要在耐老化、耐绝缘、耐水气等方面满足太阳电池组件25年的环境考验。研究表明，PET分子主链中含有大量的酯基，与水具有很好的亲和性，容易产生水增塑，同时即使微量的水分也会导致分子主链的降解。PET在湿热老化过程中老化性能的变化受三个因素影响：结晶度、水增塑、水解,各因素自始至终都在起作用,不同的环境和不同的阶段内各种不同因素起主导作用。老化初期，结晶为主导因素,它增加杨氏模量、最大拉伸应力,但使材料变脆,降低冲击强度，然后水增塑成为主要因素,它使材料韧性增加,但是很快水解反应上升为主要因素,它引起PET大分子链断裂,分子量下降,从而引起机械性能的破坏。而温度的升高则会使上述过程明显加快，因此水和热是导致PET物理机械性能急剧下降的主要原因。此外，紫外辐射也会使PET的分子量、强伸度大幅度下降,结晶度有所提高,从而使材料脆化。因此，通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成的不含氟背板从材料本身特性上就无法满足商用晶硅太阳电池组件25年的湿热、干热、紫外等环境考验与使用要求，也就很难适合用于晶硅太阳电池组件的封装。因此，需要对太阳能电池背板用的PET材料进行相对应的改性，从而提升太阳能电池背板的使用性能和使用寿命。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现现有技术至少存在如下技术问题：

现有技术（CN201410639505.2）公开了一种太阳能电池背板用改性PET基材及其制备方法，该改性PET基材包括以下组分：乙酸正丁酯、PET、六溴环十二烷、3-甲基-2-丁烯-1-醇、甲乙酮、二氧化钛、马来酸酐接枝聚丙烯、稳定剂、碳酸盐、邻苯二甲酸酯类；宣称改性后的PET基材具有较高的表面能和拉伸强度，机械性能更强。但是，此发明专利的配方复杂，工艺繁琐，不适合实际运用的生产，并且亲水性二氧化钛的加入和较高的表面能不利于PET基材的表面疏水性的提高，容易造成PET太阳能背板的耐湿热性能下降，并且普通二氧化钛的耐光性和光吸收性能较差不利于PET材料在太阳光下的长期使用。

因此，制备一种疏水性、耐光性优异的PET基材用以提高太阳能电池用背板的使用寿命和太阳光下的抗氧化性是一项十分有意义的工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种太阳能电池背板用改性PET基材，原料包含以下成分：乙二醇、对苯二甲酸、固体填料。

作为一种优选的方案，所述乙二醇和对苯二甲酸的摩尔比例为1：(0.8~1.2)。

作为一种优选的方案，所述固体填料含量为1~7wt%。

作为一种优选的方案，所述固体填料为改性二氧化钛。

作为一种优选的方案，所述改性二氧化钛还经过了无定形二氧化硅包覆预处理。

作为一种优选的方案，所述改性二氧化钛的制备原料为二氧化钛、丁二酸酐、（3-氨丙基）三乙氧基硅烷、2-甲基咪唑和硝酸锌。

作为一种优选的方案，所述二氧化钛的粒径为5~20nm；所述改性二氧化钛的粒径为200~500nm。