[发明专利]一种用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜及制备方法

说明书

本发明涉及一种用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜及制备方法，包括由上至下依次层叠设置的外保护膜、无机中间膜和柔性底膜，所述柔性底膜由以下重量份数的原料组成：二异丁腈酸酯20‑30份；多元醇12‑16份；氧化石墨烯1‑3份。本发明的复合膜采用有机层‑无机层‑有机层的层叠方式制得复合膜，并通过外保护膜进行外层防护，无机中间膜实现水氧阻隔，采用石墨烯对聚氨酯进行改性，克服聚氨酯的缺陷，得到了耐腐、高强度且对水氧阻隔的柔性封装复合膜。

技术领域

本发明属于封装材料技术领域，涉及一种用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜及制备方法。

背景技术

随着我国太阳能电池产量的惊人增长，使得封装材料和封装技术的研究与开发越来越引起人们重视，由于太阳能电池不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，因此为了实现太阳能电池的实际应用，需对太阳能电池进行保护性封装，并形成电池组件；太阳能电池对氧气和水极其敏感，因此需封装保护膜具有优异的水氧阻隔性能，太阳能电池的封装技术主要分为玻璃封装和非玻璃封装，玻璃封装以玻璃为基材进行封装，非玻璃封装利用金属片、树脂板材和复合封装膜等，非玻璃封装能够克服玻璃封装EVA薄膜易老化、难运输、重量大的缺陷，生产出轻质、机械性能优异、柔性的新型电池。

常用的太阳能电池封装膜主要包括EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、PVB(聚乙烯醇羧丁醛)、聚氨酯薄膜以及其他封装膜；EVA的抗老化性能不强，且使用寿命达不到50年，不能够与建筑同寿命，另外EVA长期使用的发黄现象将影响建筑的美观和系统的发电量；PVB主要应用于夹层玻璃，而聚氨酯做为一种新兴的有机高分子材料，由于可以通过调节聚氨酯嵌段成分比例改变其弹性、硬度和亲水性，因此聚氨酯薄膜同聚氨酯弹性体一样具有卓越的高张力、高拉力、防水透气性、强韧性和耐老化性能，在太阳能电池封装膜的应用中逐渐受到欢迎和青睐。

聚氨酯材料虽然弹性很好，但是易于降解，耐水性差，长期与水作用会发生水解，且不耐酸碱；因此需要对聚氨酯薄膜进行改性，以克服聚氨酯薄膜的技术缺陷。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜及制备方法，采用有机层-无机层-有机层的层叠方式制得复合膜，并通过外保护膜进行外层防护，无机中间膜实现水氧阻隔，采用石墨烯对聚氨酯进行改性，克服聚氨酯的缺陷，得到了耐腐、高强度且对水氧阻隔的柔性封装复合膜。

技术方案

一种用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜，其特征在于包括由上至下依次层叠设置的外保护膜、无机中间膜和柔性底膜；所述柔性底膜由以下重量份数的原料组成：二异丁腈酸酯20-30份、多元醇12-16份和氧化石墨烯1-3份；所述外保护膜为聚丙烯膜。

所述无机中间膜的无机材料包括但不限于：氧化铝、二氧化硅、氧化锆或氮化硅。

所述无机中间膜的厚度为500nm-1μm。

所述聚丙烯膜的厚度为1μm-10μm。

所述二异丁腈酸酯包括但不限于：四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酷酯。

一种制备所述用于太阳能电池背板膜的柔性封装复合膜的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、聚氨酯预聚体的制备：将二异丁腈酸酯、催化剂二丁基锡二月桂酸与多元醇混合后，于75-90℃下反应1-2h后，停止加热并冷却至室温，乙醇洗和水洗后得到聚氨酯预聚体；

步骤2、柔性底膜的制备：将聚氨酯预聚体与氧化石墨烯混合，然后在80-120℃下加热回流3-6h，停止加热，流延成膜，干燥后得到柔性底膜：

所述步骤1和步骤2中的组份重量份为二异丁腈酸酯20-30份、多元醇12-16份和氧化石墨烯1-3份；