本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的太陽(yáng)能電池制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種背板膜及其制備方法，特別是涉及一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著煤、石油、天然氣等不可再生資源供應(yīng)的日趨緊張和人類對(duì)環(huán)境污染、能源危機(jī)等問(wèn)題認(rèn)識(shí)上的不斷深入，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注以太陽(yáng)能為代表的可再生清潔能源的發(fā)展。現(xiàn)有城市路燈照明設(shè)施、初具規(guī)模的太陽(yáng)能光伏板發(fā)電群，甚至是安裝在家庭屋頂上的光伏板，均為減輕現(xiàn)有生產(chǎn)生活對(duì)煤電行業(yè)的依賴作出了突出貢獻(xiàn)。
太陽(yáng)能發(fā)電組件主要由前板、封裝材料、晶硅電池片、背板組成。太陽(yáng)能背板位于太陽(yáng)能電池板的背面，對(duì)電池片起保護(hù)和支撐作用，因此必須具有可靠的電氣絕緣性、良好的力學(xué)性能、水氣阻隔性能以及耐候性能。其中耐候性中的抗紫外老化性對(duì)太陽(yáng)能電池背板來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，因?yàn)楸嘲逶谔?yáng)光下老化后會(huì)導(dǎo)致其力學(xué)性能、水氣阻隔等性能出現(xiàn)明顯減低，并且會(huì)出現(xiàn)膜層間分離，空氣和水汽等可能會(huì)通過(guò)膜層間間隙進(jìn)入電池組件內(nèi)部，一旦進(jìn)入電池組件內(nèi)部，電池內(nèi)部組件會(huì)很快腐蝕，造成光電轉(zhuǎn)化效率下降。
目前，現(xiàn)有太陽(yáng)能電池中主要使用的背板膜均為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，都是以聚酯膜(bopet)為基材膜，覆合含氟材料如聚氟乙烯膜(pvf)、聚偏二氟乙烯膜(pvdf)或者涂布氟碳樹(shù)脂(feve)等制造而成的，氟材料價(jià)格較貴、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、與芯層材料的層間剝離強(qiáng)度差、容易脫落，制備的背板粘接性差、電絕緣性低、容易脆化、撕裂。
新型非氟材料太陽(yáng)能電池背板由于其價(jià)格低廉引起了研究者們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注，但以pet和pet/聚烯烴結(jié)構(gòu)為代表的非氟材料背板抗紫外老化性能較差，無(wú)法滿足高端產(chǎn)品要求。為了提高非氟材料抗紫外老化性能，已經(jīng)公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)中采用加入受阻胺、苯并三唑和二苯甲酮等抗紫外老化劑和紫外吸收劑二氧化硅來(lái)增強(qiáng)材料的抗紫外老化性能。但一方面，這些小分子助劑都只能吸收自己特定波長(zhǎng)范圍的紫外光，抗紫外老化能力有限；另一方面，小分子抗紫外老化劑在膜中具有一定的溶解度，容易發(fā)生滲透現(xiàn)象，紫外吸收劑二氧化硅與聚合物膜之間粘結(jié)性能不好，易發(fā)生相分離。
因此，有必要尋求更加有效的方法，制備成本低廉、防紫外老化性能優(yōu)異的非氟材料太陽(yáng)能電池背板膜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明公開(kāi)了一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜及其制備方法，旨在提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，防紫外老化性能優(yōu)異的電池背板膜。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的：
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜，所述非氟聚合物膜是由4,4'-二羥基二苯甲酮與4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶經(jīng)縮聚反應(yīng)制得，所述粘結(jié)劑是由硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚a二縮水甘油醚、二丙烯三胺和二氧化硅粉制備而成的。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述粘結(jié)劑是由如下重量份的原料充分混合后制備而成的：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂60-70份、雙酚a二縮水甘油醚20-25份、二丙烯三胺10-15份、二氧化硅粉2-4份，所述二氧化硅粉的粒徑為5-55nm。較佳地，所述硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將環(huán)氧樹(shù)脂溶于混合溶劑中，回流升溫至100-130℃，15-20min后加入乙烯基三乙氧基硅烷、引發(fā)劑偶氮二異丁腈，保溫反應(yīng)4-5h后，再分三次每隔30-40min加入一次偶氮二異丁腈，后繼續(xù)保溫2-3h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。優(yōu)選地，所述混合溶劑由乙醇與乙二醇醚按(3-4):1的重量比混合而成的，環(huán)氧樹(shù)脂、混合溶劑、乙烯基三乙氧基硅烷和引發(fā)劑偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為60:(300-420):10:(0.5-1)，所述引發(fā)劑偶氮二異丁腈每次加入的量相等。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有二氧化硅納米粒子的氯仿中，在惰性氣氛下，在80-90℃下回流攪拌20-30h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在60-80℃下干燥15-26h得到改性二氧化硅涂層材料。其中，所述1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑、二氧化硅納米粒子、氯仿的質(zhì)量比為1:(8-12):(40-60)。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，制備所述非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將4,4'-二羥基二苯甲酮、4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、甲苯、堿溶于溶劑，滴加到接有分水器的三口瓶中于110-130℃下回流反應(yīng)4-8h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器進(jìn)行部分除去后，冷卻至室溫,在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至180-200℃，回流反應(yīng)24-36h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗3-5遍，置于80-90℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料；
其中，所述堿為碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸銫中的一種；
所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、n-甲基吡咯烷酮中的一種；
所述4,4'-二羥基二苯甲酮、4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、甲苯、堿和溶劑的質(zhì)量比為1:(0.9-1.3):(7-13):(0.8-1.2):(16-25)。
本發(fā)明還公開(kāi)了上述防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為2-5wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在60-80℃下的干燥箱中干燥10-15h，制備得到厚度為35-50μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為100-200w下電暈處理12-30min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度10-20μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為100-200w下電暈處理12-30min后，再在100-110℃下加熱2-3h，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在100-110℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作3-5次)后，在100-110℃下硬化所述膜16-25min，然后再在室溫下硬化2-3天即可。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)本發(fā)明設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池背板膜，制備原料易得，不含有價(jià)格昂貴的含氟聚合物、容易操作、對(duì)設(shè)備的要求不高，成本低廉；
(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池背板膜，蒸鍍于表面的二氧化硅用1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑通過(guò)化學(xué)鍵鏈接改性，一方面可以提高無(wú)機(jī)涂層與底膜的粘結(jié)性，一方面，又同時(shí)具有苯并三唑類抗紫外老化劑和紫外吸收劑二氧化硅的特點(diǎn)，使得背板膜具有較好防紫外老化性；另一方面，o-si鍵不易斷裂，使得背板膜具有較好耐候性；
(3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池背板膜，粘結(jié)劑新的配方使得其硬化快，化學(xué)性質(zhì)良好，機(jī)械性能高，與被粘物粘結(jié)性能強(qiáng)；
(4)本發(fā)明設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池背板膜，芯層基膜是4,4'-二羥基二苯甲酮、4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶通過(guò)縮聚制備得到的非氟聚合物膜，該聚合物膜同時(shí)具備二苯甲酮和哌啶的抗紫外性，二苯甲酮和哌啶的官能基團(tuán)連接在聚合物膜上，能有效的避免膜中加入助劑時(shí)易發(fā)生的滲透現(xiàn)象。
具體實(shí)施方式
以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見(jiàn)的變型。
本發(fā)明下述實(shí)施例中所使用其他助劑來(lái)自于上海泉昕進(jìn)出口貿(mào)易有限公司；
本發(fā)明下述實(shí)施例中所使用的層壓機(jī)為gmp公司的excelam-plus655rm層壓機(jī)。
實(shí)施例1
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜。
粘結(jié)劑的原料組成為：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂60份、雙酚a二縮水甘油醚20份、二丙烯三胺10份、粒徑為45nm的二氧化硅粉2份；硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將600g環(huán)氧樹(shù)脂溶于由2250g乙醇與750g乙二醇醚混合而成的混合溶劑中，回流升溫至130℃，15min后加入100g乙烯基三乙氧基硅烷、1.25g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，保溫反應(yīng)4h后，再分三次每隔30min加入一次偶氮二異丁腈，每次偶氮二異丁腈的加入量為1.25g，繼續(xù)保溫2h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。
內(nèi)外表層的改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將10g1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有100g二氧化硅納米粒子的500g氯仿中，在he氣氛下，在80℃下回流攪拌30h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在60℃下干燥26h得到改性二氧化硅涂層材料。
芯層的非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法,包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將100g4,4'-二羥基二苯甲酮、110g4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、1000g甲苯、100g碳酸鈉溶于2000gn,n-二甲基甲酰胺溶劑中，滴加到接有分水器的三口瓶中于110℃下回流反應(yīng)4h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器除去,后冷卻至室溫,在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至180℃，回流反應(yīng)24h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗3遍，置于80℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料。
防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為2wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在60℃下的干燥箱中干燥15h，制備得到厚度為35μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為100w下電暈處理30min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度10μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為100w下電暈處理30min后，再在100℃下加熱3h，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在100℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作3次)后，在100℃下硬化所述膜16min，然后再在室溫下硬化2天，即可。
實(shí)施例2
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜。
粘結(jié)劑的原料組成為：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂65份、雙酚a二縮水甘油醚20份、二丙烯三胺12份、粒徑為55nm的二氧化硅粉2份；硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將600g環(huán)氧樹(shù)脂溶于由2400g乙醇與600g乙二醇醚混合而成的混合溶劑中，回流升溫至110℃，15min后100g乙烯基三乙氧基硅烷、1.5g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，保溫反應(yīng)4.5h后，再分三次每隔35min加入一次偶氮二異丁腈，每次偶氮二異丁腈的加入量為1.5g，繼續(xù)保溫2.5h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。
內(nèi)外表層的改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將10g1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有80g二氧化硅納米粒子的400g氯仿中，在惰性氣氛下，在85℃下回流攪拌22h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在65℃下干燥18h得到改性二氧化硅涂層材料。
芯層的非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法,包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將100g4,4'-二羥基二苯甲酮、100g4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、700g甲苯、100g碳酸鉀溶于1600g二甲亞砜溶劑，滴加到接有分水器的三口瓶中于115℃下回流反應(yīng)5h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器除去,后冷卻至室溫,在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至185℃，回流反應(yīng)26h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗4遍，置于85℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料。
防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為3wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在65℃下的干燥箱中干燥12h，制備得到厚度為40μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為150w下電暈處理15min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度12μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為150w下電暈處理16min后，再在110℃下加熱2h，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在100℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作4次)后，在105℃下硬化所述膜18min，然后再在室溫下硬化60h即可。
實(shí)施例3
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜。
粘結(jié)劑的原料組成為：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂68份、雙酚a二縮水甘油醚22份、二丙烯三胺13份、粒徑為35nm的二氧化硅粉3份；硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將600g環(huán)氧樹(shù)脂溶于由3150g乙醇與1050g乙二醇醚混合而成的混合溶劑中，回流升溫至120℃，17min后加入100g乙烯基三乙氧基硅烷、2g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，保溫反應(yīng)4h后，再分三次每隔30min加入一次偶氮二異丁腈，每次偶氮二異丁腈的加入量為2g，繼續(xù)保溫2h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。
內(nèi)外表層的改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將10g1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有90g二氧化硅納米粒子的500g氯仿中，在氮?dú)鈿夥障?，?4℃下回流攪拌26h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在70℃下干燥24h得到改性二氧化硅涂層材料。
芯層的非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將100g4,4'-二羥基二苯甲酮、90g4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、800g甲苯、90g碳酸銫溶于1800gn-甲基吡咯烷酮，滴加到接有分水器的三口瓶中于125℃下回流反應(yīng)7h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器除去,后冷卻至室溫,在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至189℃，回流反應(yīng)29h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗5遍，置于88℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料。
本發(fā)明還公開(kāi)了上述防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為4wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在74℃下的干燥箱中干燥13h，制備得到厚度為45μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為180w下電暈處理18min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度16μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為180w下電暈處理16min后，再在105℃下加熱150min，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在102℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作4次)后，在105℃下硬化所述膜19min，然后再在室溫下硬化3天即可。
實(shí)施例4
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜。
粘結(jié)劑是由如下重量份的原料均勻混合后制備而成的：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂68份、雙酚a二縮水甘油醚23份、二丙烯三胺13份、粒徑為25nm的二氧化硅粉4份。所述硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將600g環(huán)氧樹(shù)脂溶于由3360g乙醇與840g乙二醇醚混合而成的混合溶劑中，回流升溫至110℃，16min后加入100g乙烯基三乙氧基硅烷、引發(fā)劑偶氮二異丁腈1.8g，保溫反應(yīng)4.2h后，再分三次每隔34min加入一次偶氮二異丁腈1.8g，后繼續(xù)保溫2.4h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所述改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將10g1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有110g二氧化硅納米粒子的600g氯仿中，在惰性氣氛下，在87℃下回流攪拌27h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在76℃下干燥20h得到改性二氧化硅涂層材料。
所述非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法,包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將100g4,4'-二羥基二苯甲酮、120g4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、900g甲苯、110g碳酸鈉溶于2200g二甲亞砜，滴加到接有分水器的三口瓶中于125℃下回流反應(yīng)7.5h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器除去,后冷卻至室溫，在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至190℃，回流反32h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗5遍，置于86℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料。
本發(fā)明還公開(kāi)了上述防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為5wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在78℃下的干燥箱中干燥14h，制備得到厚度為43μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為200w下電暈處理28min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度20μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為190w下電暈處理26min后，再在102℃下加熱3h，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在110℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作4次)后，在110℃下硬化所述膜24min，然后再在室溫下硬化2.5天即可。
實(shí)施例5
一種防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜，是由內(nèi)表層、芯層和外表層通過(guò)粘合劑粘接而成的，所述內(nèi)表層和外表層均為改性二氧化硅納米涂層，芯層為非氟聚合物膜。
粘結(jié)劑是由如下重量份的原料均勻混合后制備而成的：硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂70份、雙酚a二縮水甘油醚25份、二丙烯三胺15份、粒徑為5nm的二氧化硅粉4份。所述硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法為：在帶有冷凝管、滴液漏斗、溫控裝置和機(jī)械攪拌器的四口燒瓶中，將600g環(huán)氧樹(shù)脂溶于溶于由3200g乙醇與1000g乙二醇醚混合而成的混合溶劑中，回流升溫至130℃，20min后加入100g乙烯基三乙氧基硅烷、引發(fā)劑偶氮二異丁腈2.5g，保溫反應(yīng)5h后，再分三次每隔40min加入一次偶氮二異丁腈2.5g，后繼續(xù)保溫3h，停止反應(yīng)，得到硅烷改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所述改性二氧化硅納米涂層材料的制備方法為：將10g1-(甲氧基甲基)-1h-苯并三唑加入到懸浮有120g二氧化硅納米粒子的600g氯仿中，在惰性氣氛下，在87℃下回流攪拌27h，將所得物質(zhì)離心分離，將分離得到的固體用氯仿洗凈后，在76℃下干燥20h得到改性二氧化硅涂層材料。
所述非氟聚合物膜所用的非氟聚合物材料的制備方法,包括如下步驟：
(1)在惰性氣體保護(hù)氛圍下，將100g4,4'-二羥基二苯甲酮、130g4-(3,4-二氯苯氧基)哌啶、1300g甲苯、120g碳酸銫溶于2500gn,n-二甲基甲酰胺，滴加到接有分水器的三口瓶中于130℃下回流反應(yīng)8h，以甲苯為共沸劑將反應(yīng)體系中的水通過(guò)分水器除去,后冷卻至室溫,在反應(yīng)體系中加入分子篩4a型除去反應(yīng)體系中剩余的水；
(2)在無(wú)水條件下，提高反應(yīng)溫度至200℃，回流反應(yīng)36h，后將反應(yīng)體系冷卻至室溫，將反應(yīng)后的溶液滴加到去離子水中，聚合物從去離子水中沉淀析出，將析出的聚合物用水和乙醇分別洗5遍，置于90℃下的真空干燥箱中干燥24h，得到芯層非氟聚合物膜材料。
上述防紫外老化太陽(yáng)能電池背板膜的制備方法，包括如下步驟：
1)芯層非氟聚合物膜的制備：將上述制備得到的非氟聚合物溶于n-甲基吡咯烷酮中，配成濃度為5wt％的溶液，再將其澆注在聚四氟乙烯板上，在80℃下的干燥箱中干燥15h，制備得到厚度為50μm的非氟聚合物膜；
2)基膜處理：將步驟1)中制備得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為200w下電暈處理30min；
3)膜上下兩表面涂覆膠黏劑：將步驟2)經(jīng)電暈處理的非氟聚合物膜上下兩表面涂布膠黏劑，涂布厚度20μm，涂布速率為6mm/s；將涂布后的非氟聚合物膜在室溫下干燥10min，再在100℃下干燥40min；最后在130℃下干燥5min；
4)膜表面處理：將步驟3)中處理得到的非氟聚合物膜放入等離子體腔內(nèi)，在功率為200w下電暈處理30min后，再在110℃下加熱3h，最后在室溫下靜置30h；
5)膜上下兩表面涂覆納米二氧化硅涂層：將改性二氧化硅涂層蒸鍍于步驟4)所述經(jīng)表面處理后的涂覆有膠黏劑的非氟聚合物膜上下表面；
6)膜疊層：在110℃下通過(guò)層壓機(jī)將上述背板復(fù)合層進(jìn)行層壓(往復(fù)操作5次)后，在110℃下硬化所述膜25min，然后再在室溫下硬化3天即可。
表1實(shí)施例太陽(yáng)能背板膜性能測(cè)試結(jié)果
本發(fā)明各實(shí)施例測(cè)試結(jié)果如表1所示。目前，市場(chǎng)上的美國(guó)產(chǎn)品抗uv老化為1800kj/m2，膜層間粘結(jié)強(qiáng)度20-40n/10mm，耐候性能1300h(85℃×85％rh)絕緣性能50-70kv/mm，水蒸氣透過(guò)率4.3g/m2.d。從上表可以看出，本發(fā)明在各項(xiàng)指標(biāo)上，優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。