[發明專利]太陽能電池用氟化聚酰亞胺基噴墨打印機墨水及制備方法

有效

• 申請號: 201210588985.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103897489A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 張迎晨;吳紅艷
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: C09D11/30
• 分類號: C09D11/30
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

柔性或薄膜太陽能電池用氟化聚酰亞胺基噴墨打印機墨水及其制備方法，通過使用該墨水打印在柔性或薄膜太陽能電池入光面的表面，直接提高柔性或薄膜太陽能電池的效率。

背景技術

由于高技術材料芳香族均苯型聚酰亞胺（PI）樹脂具有不溶、難熔、最高級別的耐熱性、耐寒性、抗氧化性、耐輻射性、耐化學性、良好的機械和電氣特性，被廣泛應用于諸多領域。特別是光學透明的ＰＩ膜在一些領域中有特殊應用，如柔性太陽能輻射保護材料、太陽能電池基板材料、柔性透明導電膜基板材料、液晶顯示器的取向膜材料、通訊領域中的光波導材料和平面光波電路的光學半波板等。

商品化標準聚酰亞胺由于其分子主鏈的剛性和強的分子間作用，常使得它們難溶難熔，加工性能差，限制了它們的進一步應用，尤其是難以加工成薄膜和涂料使用。除此之外，標準聚酰亞胺由于其分子鏈內高的芳香共軛性和強的電荷轉移絡合作用，?使其聚合物薄膜具有深的顏色(黃色或棕色)、光學透明性差;?而淺色透明聚酰亞胺在液晶顯示、光波導中具有重要的應用價值。因此，針對聚酰亞胺分子結構進行設計和改性，制備具有良好溶解性和成膜性、高光學透明性等功能聚酰亞胺是一件十分有意義的研究工作.近年來研究發現，?含氟聚酰亞胺通常表現出較好的溶解性能，尤其是含有三氟甲基取代結構的聚醚酰亞胺。這類聚酰亞胺通常是由含氟雙醚二胺單體和常見二酐單體縮聚得到。由于三氟甲基大的自由體積以及氟原子獨特的物理化學性質，?如較大的電負性、較小的原子半徑、較低的摩爾極化率等，?還使得這類聚酰亞胺表現出較傳統聚酰亞胺更好的光學性能、介電性能和低的吸濕率。然而，由于該類含氟聚醚酰亞胺分子主鏈中引入了較大比例的柔性醚鍵(每結構單元中含有兩個)，常使得這類聚合物的耐高溫性能較標準聚酰亞胺有一個大的降低，其玻璃化溫度大多在200～300?℃。隨著對可溶性及功能性聚酰亞胺材料研究的不斷深入，含芴基?Cardo?型聚酰亞胺逐漸受到越來越多的重視.?由于芴基龐大的自由體積以及剛性稠環結構賦予這類聚酰亞胺優良的綜合性能，?如在有機溶劑中優良的溶解性能，?部分品種可溶于氯代烴和酰胺類溶劑;優異的耐熱及熱氧化穩定性能；良好的機械性能以及低介電常數等.?為獲得具有高可溶和高光學透明等功能性聚酰亞胺膜新材料提供技術支撐。

在太陽能的有效利用項目當中：光電利用是近些年來發展最快，最具活力的研究領域。?一般太陽能電池的制作主要是以半導體材料為基礎，利用光電材料吸收光能后發生光電轉換反應發電。根據所用材料的不同，太陽能電池可分為：1、硅太陽能電池；2、以無機鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的太陽能電池；3、以功能高分子材料制備的太陽能電池；4、納米晶太陽能電池等。

現有技術工作效率最高的是以III-V族半導體無機材料為原材料的產品。?例如:?砷化鎵/鍺單一接面型的量子井陷晶結構，其光電轉換效率可達>18?%?；而多重接面量子井陷晶結構之太陽電池，例如:?磷化銦鎵/砷化鎵/鍺，其光電轉換效率可高達>30?%。目前應用最廣，以硅為主：包括非晶硅，光電轉換效率約9?%；多晶硅，光電轉換效率約14?%；單晶硅，光電轉換效率約17?%。雖然在價格上，VI族元素Si要比III-V族半導體GaAs便宜，但其制造的價格，與高分子有機太陽能電池相比，還是昂貴許多；而在應用上，質輕又無破裂之虞的全塑化有機太陽能電池可經由印刷的加工實現，除價格降低外，更適合可攜式電子產品的需求，且在室內或陰天均能正常使用（這是硅質太陽能電池所無法達到的），使得它的實用性及市場應用廣度更加提升。

太陽能電池是一項關鍵技術，會推進更清潔的能源生產。但是太陽能電池的成本問題，降低了太陽能技術的經濟競爭力。為克服這個問題，薄膜太陽能電池是目前廣泛應用的技術，可以大量減少昂貴半導體材料的使用量，但薄膜太陽能電池的光吸收量較低，性能比不上傳統的太陽能電池。