[發(fā)明專利]一種聚膦腈組合物、聚膦腈涂層太陽(yáng)能電池背膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210060924.1
• 申請(qǐng)日: 2012-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN102618042A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波長(zhǎng)陽(yáng)科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L85/02
• 分類號(hào): C08L85/02;C09D185/02;H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 張華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚膦腈組合物、聚膦腈涂層太陽(yáng)能電池背膜及其制備方法。?

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種綠色環(huán)保、取之不盡的能源，是替代傳統(tǒng)火力發(fā)電的最佳選擇。由于太陽(yáng)能電池需長(zhǎng)期暴露在室外使用，所以光伏組件中的電池片必須要加以保護(hù)，以防止大氣中水汽、氧氣、紫外線等環(huán)境因素的影響和破壞。所以必須在電池片的下端加一層背膜來(lái)保護(hù)電池片，因此背板需要具備較好的絕緣性和耐候性，這些性能主要是通過(guò)背膜中的基材達(dá)到的，但由于基材在使用過(guò)程中，尤其是在戶外使用過(guò)程中，容易受到外界環(huán)境的侵蝕造成老化，故需要采用具有良好耐候性的材料來(lái)保護(hù)基材，從而延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池背膜(或稱太陽(yáng)能電池背板，又稱太陽(yáng)能背板/背膜，簡(jiǎn)稱為背膜/背板)的使用壽命。?

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般通過(guò)涂布或粘結(jié)含氟聚合物于基材的一面或兩面上，來(lái)構(gòu)成太陽(yáng)能電池背膜。包括，例如，(1)雙層氟膜的TPT太陽(yáng)能背板，其中，T是杜邦公司研發(fā)生產(chǎn)的TedlarPVF薄膜；這種太陽(yáng)能背板氟膜的表面能很低，必須進(jìn)行改性，或在PET基膜上涂布底膜，這均增加了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性；(2)單層氟膜TPE太陽(yáng)能背板，其中，E是乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)；這種太陽(yáng)能背板中含氟聚合物與溶劑及其他組合物的相容性較差，極易在成膜過(guò)程中形成沉降；(3)雙層含氟的KPK太陽(yáng)能背板，其中，K是法國(guó)阿科瑪公司研發(fā)生產(chǎn)的Kynar膜，即聚偏二氟乙烯膜(PVDF)；這種太陽(yáng)能背板中存在氟膜的柔韌性不足，容易在收卷包裝過(guò)程中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的缺陷。?

因此，如何提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良的太陽(yáng)能電池背膜成為太陽(yáng)能電池領(lǐng)域亟待解決的課題。?

聚磷腈是一族由交替的氮、磷原子以交替的單鍵、雙鍵構(gòu)成無(wú)機(jī)主鏈的新型聚合物。聚磷腈的分子式如下所示，?

其中，側(cè)基R可以是脂肪族烷氧基、芳香族烷氧基、氨基、烷基或芳香基等有機(jī)基團(tuán)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)娜〈傻玫教囟ㄐ阅艿木酆衔?。兩個(gè)側(cè)基R代表的基團(tuán)可以相同，也可以不同。?

聚膦腈材料具有極其優(yōu)越的柔順性，優(yōu)于傳統(tǒng)的膜基材，如聚硅氧烷和聚氨酯材料。另外，聚膦腈材料具有良好的耐候性、阻隔性、成膜性和絕緣性，如聚苯氧基膦腈和聚含氟膦腈。其中，聚苯氧基膦腈可以用在耐候性涂料和低溫電線電纜絕緣材料中(張新孟等，《聚磷腈功能高分子材料的合成及應(yīng)用研究進(jìn)展》，化工新型材料，2010第11期)。氟代烷氧基具有極佳的耐候性和熱穩(wěn)定性，可以應(yīng)用在極地考察器具和航天設(shè)備的材料中(金日光等，《氟代烷氧基取代聚膦腈的合成及性能研究》，2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)，10月9日-10月13日，成都)。但是，聚膦腈作為涂布層，用來(lái)保護(hù)各類聚合物鮮有報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

為了進(jìn)一步提高太陽(yáng)能電池背膜的耐候性及延長(zhǎng)它的使用年限，解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能電池背膜制備工藝復(fù)雜，耐候性不佳的缺陷，本發(fā)明提供了一種聚膦腈組合物、聚膦腈涂層太陽(yáng)能電池背膜及其制備方法。該太陽(yáng)能電池背膜的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐候性優(yōu)異，聚膦腈涂層與基膜材料具有較好的相容性。其制備方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于操作。?

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：?

本發(fā)明提供一種聚膦腈組合物，按照聚膦腈組合物為100重量份計(jì)，所述組合物包括55-89重量份的聚膦腈材料，1-15重量份的聚膦腈微納米材料，10-30重量份溶劑。?

聚磷腈具有如下通式：?

其中，側(cè)基R₁、R₂是烷基、芳基、脂肪族烷氧基、芳香族烷氧基、芳基胺、烷基胺；R₁、R₂包括，例如甲氧基、乙氧基、苯氧基、1-6個(gè)碳氟氧基、胺基和苯胺基等。R₁、R₂代表的基團(tuán)可以相同，也可以不同。聚合度n為10000-25000之間的整數(shù)，數(shù)均分子量Mn大約在500,000-1000,000之間，重均分子量Mw大約在740,000-1500,000之間。?

進(jìn)一步的，所述聚膦腈材料包括聚苯氧基膦腈或五氟乙氧基聚膦腈，優(yōu)選聚苯氧基膦腈；所述聚膦腈微納米材料(又稱聚膦腈微納米型材)包括聚膦腈微米球、聚膦腈微米管、聚膦腈納米管、聚膦腈微米纖維、聚膦腈微米顆粒、聚膦腈納米顆粒中的一種或至少兩種的組合。?