[发明专利]一种用于太阳能电池背板防护的复合膜材料

说明书

本发明涉及新型功能材料技术领域，公开了一种用于太阳能电池背板防护的复合膜材料，以热塑性聚氨酯为基料，以复配的方式添加多孔结构改性淀粉，使用补强性能极好的防老剂进行改性处理，延长了聚氨酯材质的使用寿命，同时克服了聚氨酯阻燃性能差的问题，加工得到的复合膜材料，材质薄，阻隔性强，机械强度高，耐老化，抵御紫外线性能强，阻燃效果好(防火等级VTM‑0)，具有较高的电绝缘性（介电强度达到145kV/mm），成本低，能够实现背板寿命达到40年以上。

技术领域

本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池背板防护的复合膜材料。

背景技术

太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置。太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、 耐老化性。初期太阳能背板具有三层结构(PVDF/PET/PVDF)，外层保护层PVDF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为 PET 聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVDF 和EVA具有良好的粘接性能。后为了降低成本，考虑环保，出现了一些不含氟的背板结构，如APE结构背板。背板使用的常见的外层保护膜为PVDF树脂材质。PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品。

我国太阳能电池背板的组件消耗极大，并且大部分依赖于进口，使得太阳能电池的推广受到成本的制约。太阳能电池背板膜是保证背板组件系统光电转换率衰减的关键，在实际应用中，太阳能电池板工作在裸露的空气中，受到环境因素的作用，极易老化损坏，因此，实现太阳能电池板工作效率以及寿命的延长均取决于电池背板表面的防护膜材料性能。目前，传统的PVDF树脂使用寿命以及工作性能、环保性均不能满足当前需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于太阳能电池背板防护的复合膜材料，加工得到的复合膜材料，材质薄，阻隔性强，机械强度高，耐老化，抵御紫外线性能强，阻燃效果好，具有较高的电绝缘性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于太阳能电池背板防护的复合膜材料，按照重量份计由以下成分制成：聚氨酯乳液180-190份、改性淀粉14-16份、防老剂2.8-3.0份、硅烷偶联剂1.7-2.0份、硬脂酸2.0-2.4份、硅油4.0-5.0份；所述防老剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取0.57-0.60摩尔氮化硅与0.44-0.46摩尔钛酸四丁酯加入到烧杯中，向烧杯中加入100-110毫升聚乙二醇，持续搅拌15-20分钟，转移至三口烧瓶中，升温至80-90℃，加入{3-(三乙氧基硅基)丙基}氨基甲酸乙酯，使用磷酸缓冲溶液调节体系pH值在6.0-6.2之间，继续升温至170-180℃，保温搅拌反应4-5小时，自然冷却至室温，然后置于120-130℃烘箱中放置15-18小时进行成核，合成得到有机硅接枝氮化硅-钛氧化物；

（2）将步骤（1）制备得到的有机硅接枝氮化硅-钛氧化物加入到150-160毫升质量浓度为40-50%的乙醇水溶液中，高速超声分散20-30分钟，然后向体系中加入10-12克琥珀酸酐，继续分散10-15分钟，将所得混合物转移至三口烧瓶中，将温度升高至75-80℃，在氮气保护下进行恒温回流反应，反应3.0-3.5小时后，冷却，得到混合液进行抽滤，洗涤，在90-100℃真空箱中干燥5-7小时，得到所述防老剂。