[發(fā)明專利]改性PET樹脂材料、太陽能電池背板膜及紫外吸收劑的應用

有效

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• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113321904B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 唐曉峰;朱旭;逯琪;張文彬
• 申請（專利權）人: 上海朗億功能材料有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K5/29;C08K5/315;C08J5/18
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;鄒玲

本發(fā)明公開了一種改性PET樹脂材料、太陽能電池背板膜及紫外吸收劑的應用。本發(fā)明公開了紫外吸收劑作為降低PET樹脂材料黃度指數的添加劑的應用，所述紫外吸收劑含有取代丙烯腈類紫外吸收劑，所述PET樹脂材料包括PET樹脂基材和抗水解劑。本發(fā)明中取代丙烯腈類紫外吸收劑添加到含有PET樹脂基材和抗水解劑的PET樹脂材料中，能夠顯著降低該樹脂材料的初始黃度值，且維持了較高的力學性能。

技術領域

本發(fā)明涉及改性PET樹脂材料、太陽能電池背板膜及紫外吸收劑的應用。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子主鏈上存在剛性基團且分子鏈具有高度對稱性，使其具有優(yōu)異的物理機械性能、耐熱性能、電學性能和成膜性，且價格低廉。因此，PET被廣泛的應用于工程塑料、纖維紡織和薄膜工業(yè)中。PET材料以其優(yōu)異電氣絕緣和水氣阻隔性能被廣泛的應用于光伏背板膜中，特別是近年來，為了消除對氟膜的依賴，日本已經開始研制耐候性PET，通過改性PET與普通PET膜的多層復合制備耐候性良好的光伏背膜，此技術已成為日本的主流技術。

但PET分子結構中含有酯鍵，在自然環(huán)境，特別是高溫高濕的環(huán)境中容易發(fā)生降解從而導致脫層、龜裂、氣泡和黃變等現象，最終導致光伏電池輸出功率下降，使用壽命下降，因此提高PET材料的耐水解性能就顯得至關重要。此外，PET膜材應用于光伏背板膜，在使用過程中同樣會受到光的影響而發(fā)生光氧降解，其中能量約占7％的波長的290～400nm的近紫外由于其波長較短，能量較高，對PET膜材的破壞性尤為嚴重。目前提高PET膜材耐紫外穩(wěn)定性的方法主要包括表面涂層法和外添加光穩(wěn)定劑兩種方法，其中表明涂層法主要是通過在PET膜材表面覆蓋一層氟類材料，價格昂貴，所以通過添加光穩(wěn)定劑是目前應用最廣、效果最優(yōu)的方法。其中，光穩(wěn)定劑(紫外線吸收劑)能夠吸收陽光及熒光光源中的紫外線部分，而本身又不發(fā)生變化，按其結構分為水楊酸類、二苯甲酮類、取代丙烯腈類、三嗪類。

太陽能板以普通的PET膜材作為中間層基材，兩面復合的改性PET薄膜，即：改性PET薄膜+普通PET薄膜+改性PET薄膜的3層復合膜材。其中改性PET膜材的作用相當于含氟薄膜。隨著光伏電池組件廠家對延長電池壽命和光電轉換效率的要求進一步提升，對光伏電池配套材料-PET薄膜的要求越來越苛刻。諸如長期暴露在外界環(huán)境中的耐老化性能，而提升PET膜材耐老化性能主要通過提升其耐水解老化和耐光老化性能。在使用過程中，為保證優(yōu)良的效能轉化，PET薄膜除了要保證一定的透明性，對顏色也具有較高的要求，如果PET薄膜發(fā)黃，會導致光譜透過率下降，特別是藍光的透過率，而藍光在可見光譜中光效最強，所以要盡量保證PET薄膜的顏色為透明無色的。紫外吸收劑雖然能夠提升耐紫外老化能力，也只是從長時間實際使用過程來看可以延長使用壽命(因為材料在使用過程中會受到紫外侵蝕而導致材料降解)，但并不能夠降低PET樹脂材料的初始黃度指數反而會使得PET樹脂材料的黃度指數升高，進而會導致太陽能電池背板膜在使用過程中黃度指數更顯著增加，而黃度指數主要影響太陽能電池背板膜的能效。

例如，中國專利文獻CN110518083A公開了一種高抗水解的聚酯薄膜光伏背板，其包括基材層，基材層的至少一側設置表層，基材層包括聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚酯組合物，表層包括聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4環(huán)己烷二甲醇酯的聚酯組合物。該專利文獻中優(yōu)選的耐紫外吸收劑為苯并三唑類紫外吸收劑，抗水解劑為碳化二亞胺、聚碳化二亞胺、環(huán)氧化聚烯烴等。但是苯并三唑類紫外吸收劑的加入并不會降低PET樹脂材料的黃度指數，反而會增加。

又例如，中國專利文獻CN105733202A公開了一種耐紫外線和抗水解聚酯材料及光伏電池背板，具體是將精對苯二甲酸及乙二醇縮合而成的聚對苯二甲酸乙二醇酯，以及均勻分散于其中的耐紫外線助劑和抗水解劑，該耐紫外線和抗水解的聚酯材料的玻璃化溫度為76～79℃，熔點為242～246℃，紫外光區(qū)吸收比≥0.93，其中耐紫外線助劑為三嗪類紫外吸收劑，抗水解劑為芳香族聚碳化二亞胺類水解穩(wěn)定劑。同樣地，三嗪類紫外吸收劑的加入也會增加PET樹脂材料的黃度指數，進而影響太陽能電池背板膜的能效。

如何降低PET樹脂材料黃度指數的同時，還能夠維持較高的拉伸強度，是目前待解決的技術問題。