CN109605880A - 一种耐候高阻隔太阳能电池背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6‑四氟对苯二甲酸1,8‑萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。本发明还公开了所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法。本发明公开的耐候高阻隔太阳能电池背板具有更加优异的耐候性和高阻隔性，其他综合性能也更佳。

Description

一种耐候高阻隔太阳能电池背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种耐候高阻隔太阳能电池背板及其制备方法。
背景技术
作为传统电能生产方法的绿色替代方案，光伏太阳能电池被用来利用太阳能产生电能。光伏太阳能电池是由各种半导体元件系统组装而成，因而必须加以保护以减少环境作用如湿气、氧气和紫外线的影响和破坏。光伏太阳能电池普遍采用玻璃、电池硅片、EVA、背板材料热压而成。其中背板位于太阳能电池背面最外层，它的作用是保证太阳能电池在密闭的条件下运行，减少环境影响的作用，延长太阳能电池的使用寿命，是太阳能电池非常重要的组成部分。
现有的太阳能电池背板通常采用TPT材料，它是以聚氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氟乙烯(PVF/PET/PVT)三层独立的薄膜通过胶水的粘结热压成型。另一种太阳能电池背板是在PET两侧各涂覆液体溶剂型涂料，经固化后形成背板。TPT背板材料成本高，涂层对光线发射率较低。PET涂覆型背板，固化温度较低，耐候性能差，此外，现有技术中的太阳能电池背板还或多或少存在着价格较贵、生产工艺复杂、层间剥离强度差、容易脱落，粘接性差、电绝缘性低、容易脆化、撕裂，耐候性不佳，无法满足高端产品要求。
申请号为201310319401.9的中国发明专利公开了一种太阳能电池背板，包括PET膜层、位于PET膜层上表面的第一耐候层和位于PET膜层下表面的第二耐候层，所述第一耐候层和/或第二耐候层为聚间苯类树脂材料层。此发明还提供了该太阳能电池背板的制备方法和含有该太阳能电池背板的太阳能电池组件。此发明公开的太阳能电池背板的光反射率高、耐紫外老化性能好，但聚间苯类树脂材料耐候性有待进一步提高，其是通过粉末型涂料经静电喷涂在PET上而制成，这种方法得到的背板普遍存在固化温度较低，耐候性能差，层间剥离强度差，阻隔性能有待进一步提高的问题。
因此，开发一种制备成本更加低廉、耐候性能和阻隔性能更加优异的太阳能电池背板符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进太阳能电池行业的发展具有积极作用。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种耐候高阻隔太阳能电池背板及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，反应条件温和，对设备依赖性不高，适合规模化生产；通过这种制备方法制备得到的耐候高阻隔太阳能电池背板克服了传统太阳能电池背板或多或少存在的价格较贵、生产工艺复杂、涂层固化温度较低、耐候性能差、表面自由能很低，与其他材料的粘接性能很差，层间剥离强度差、电绝缘性低、机械性能和阻隔性能有待进一步提高的缺陷，具有更加优异的耐候性和高阻隔性，其他综合性能也更佳。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
优选地，所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸与1,8-萘二甲醇加入高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，密封，在0.1-0.3MPa，温度为240-260℃搅拌反应3-4小时进行酯化反应，然后加入催化剂Ⅰ，降压至200-500Pa，在265-285℃下缩聚反应4-6小时，后再加入四甲基哌啶醇，继续保温保压反应0.5-1小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4-6次后，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
优选地，所述2,3,5,6-四氟对苯二甲酸、1,8-萘二甲醇、高沸点溶剂、催化剂Ⅰ、四甲基哌啶醇的质量比为1.3:1:(6-10):(0.4-0.8):0.2。
优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种；所述催化剂Ⅰ选自三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的一种或几种。
优选地，所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD6、PET、相容剂加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
优选地，所述尼龙MXD6、PET、相容剂的质量比为1:2:(0.05-0.1)。
优选地，所述相容剂选自PE-g-ST、PP-g-ST、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种；所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为210-230℃，机头挤出温度为240-250℃，挤出机主螺杆转速150-170r/min，加料转速180-210r/min。
优选地，所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、催化剂Ⅱ溶于二甲亚砜中形成溶液，再在85-95℃下搅拌反应8-10小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物、环氧树脂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，再加入碱性催化剂，在75-85℃下搅拌反应6-8小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4-6次后，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
优选地，步骤Ⅰ中所述4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、催化剂Ⅱ、二甲亚砜的质量比为1:1.94:(0.5-0.8):(10-15)。
优选地，所述催化剂Ⅱ选自正丙胺、二乙基胺、二甲基苯基磷、四丁基溴化铵中的一种或几种。
优选地，步骤Ⅱ中所述中间产物、环氧树脂、N,N-二甲基甲酰胺、碱性催化剂的质量比为1:(4-6):(20-30):(0.4-0.8)。
优选地，所述碱性催化剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
优选地，所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到200-230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25-30μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到220-240℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为15-20μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到210-230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25-30μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为110-130W下电晕处理15-25min，再在125-135℃下加热3.5-4.5h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在50-60℃下硬化15-20min，然后再在室温下硬化18-24h，得到太阳能电池背板。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1)本发明提供的耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，简单易行，原料易得，反应条件温和，对设备依赖性不高，适合规模化生产。
2)本发明提供的耐候高阻隔太阳能电池背板，克服了传统太阳能电池背板或多或少存在的价格较贵、生产工艺复杂、涂层固化温度较低、耐候性能差、表面自由能很低，与其他材料的粘接性能很差，层间剥离强度差、电绝缘性低、机械性能和阻隔性能有待进一步提高的缺陷，具有更加优异的耐候性和高阻隔性，其他综合性能也更佳。
3)本发明提供的耐候高阻隔太阳能电池背板，耐候层采用四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成，主链上引入萘环、氟苯结构，使得背板耐候性更佳，机械力学性能更加优异，除此外，还具有比PET膜更加优异的阻隔性能，采用四甲基哌啶封端，提高材料的抗紫外老化性能，且由于主链上酯基和端基羟基、羧基和氨基的作用，使得层间剥离强度增大。
4)本发明提供的耐候高阻隔太阳能电池背板，芯层采用尼龙MXD6与PET的共混物形成，综合性能更佳，阻隔性能更好，与耐候性相容性更佳，不易出现脱层现象。
5)本发明提供的耐候高阻隔太阳能电池背板，粘结层采用三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成，耐候性更好，粘结性能更佳，通过三唑四甲基哌啶共改性，提高了材料抗紫外老化能力、耐水性和其他综合性能。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中所使用的原料购自摩贝(上海)生物科技有限公司；本发明下述实施例中所使用的层压机为GMP公司的EXCELAM-PLUS655RM层压机。
实施例1
一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.3kg与1,8-萘二甲醇1kg加入二甲亚砜6kg中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氮气置换釜内空气，密封，在0.1，温度为240℃搅拌反应3小时进行酯化反应，然后加入三氧化二锑0.4kg，降压至200Pa，在265℃下缩聚反应4小时，后再加入四甲基哌啶醇0.2kg，继续保温保压反应0.5小时，反应结束后冷却至室温，调至常压MPa，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4次后，再置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD61kg、PET2kg、相容剂PE-g-ST 0.05kg加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为210℃，机头挤出温度为240℃，挤出机主螺杆转速150r/min，加料转速180r/min。
所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑1kg、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯1.94kg、正丙胺0.5kg溶于二甲亚砜10kg中形成溶液，再在85℃下搅拌反应8小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物1kg、环氧树脂4kg溶于N,N-二甲基甲酰胺20kg中，再加入碳酸钠0.4kg，在75℃下搅拌反应6小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4次后，再置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到200℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到220℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为15μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到210℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为110W下电晕处理15min，再在125℃下加热3.5h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在50℃下硬化15min，然后再在室温下硬化18h，得到太阳能电池背板。
实施例2
一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.3kg与1,8-萘二甲醇1kg加入N,N-二甲基甲酰胺6kg中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氦气置换釜内空气，密封，在0.13MPa，温度为245℃搅拌反应3.3小时进行酯化反应，然后加入乙二醇锑0.5kg，降压至300Pa，在270℃下缩聚反应4.5小时，后再加入四甲基哌啶醇0.2kg，继续保温保压反应0.7小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤5次后，再置于真空干燥箱87℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD61kg、PET2kg、相容剂PP-g-ST 0.07kg加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为215℃，机头挤出温度为243℃，挤出机主螺杆转速155r/min，加料转速190r/min。
所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑1kg、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯1.94kg、二乙基胺0.6kg溶于二甲亚砜11kg中形成溶液，再在88℃下搅拌反应8.5小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物1kg、环氧树脂4.5kg溶于N,N-二甲基甲酰胺23kg中，再加入碳酸钾0.5kg，在79℃下搅拌反应6.5小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤5次后，再置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到210℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为26μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到225℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为17μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到215℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为27μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为115W下电晕处理18min，再在129℃下加热3.9h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在53℃下硬化17min，然后再在室温下硬化20h，得到太阳能电池背板。
实施例3
一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.3kg与1,8-萘二甲醇1kg加入N-甲基吡咯烷酮8kg中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氖气置换釜内空气，密封，在0.2MPa，温度为250℃搅拌反应3.6小时进行酯化反应，然后加入醋酸锑0.6kg，降压至400Pa，在275℃下缩聚反应5小时，后再加入四甲基哌啶醇，继续保温保压反应0.8小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤5次后，再置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD61kg、PET2kg、相容剂PE-g-MAH 0.08kg加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为220℃，机头挤出温度为246℃，挤出机主螺杆转速160r/min，加料转速200r/min。
所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑1kg、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯1.94kg、二甲基苯基磷0.7kg溶于二甲亚砜13.5kg中形成溶液，再在91℃下搅拌反应9小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物1kg、环氧树脂5kg溶于N,N-二甲基甲酰胺27kg中，再加入氢氧化钠0.7kg，在80℃下搅拌反应7小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤5次后，再置于真空干燥箱91℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到220℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为28μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为18μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到220℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为28μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为120W下电晕处理21min，再在131℃下加热4.1h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在57℃下硬化18min，然后再在室温下硬化22h，得到太阳能电池背板。
实施例4
一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.3kg与1,8-萘二甲醇1kg加入高沸点溶剂9.5kg中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氩气置换釜内空气，密封，在0.25MPa，温度为255℃搅拌反应3.8小时进行酯化反应，然后加入催化剂Ⅰ0.7kg，降压至450Pa，在280℃下缩聚反应5.5小时，后再加入四甲基哌啶醇0.2kg，继续保温保压反应0.9小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤6次后，再置于真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
所述高沸点溶剂是二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:3混合而成的混合物。
所述催化剂Ⅰ是三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑按质量比3:2:3混合而成的混合物。
所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD61kg、PET2kg、相容剂0.09kg加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
所述相容剂是PE-g-ST、PP-g-ST、PE-g-MAH、PP-g-MAH按质量比2:3:1:2混合而成的混合物。所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为225℃，机头挤出温度为248℃，挤出机主螺杆转速165r/min，加料转速205r/min。
所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑1kg、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯1.94kg、催化剂Ⅱ0.75kg溶于二甲亚砜14.5kg中形成溶液，再在94℃下搅拌反应9.5小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物1kg、环氧树脂5.5kg溶于N,N-二甲基甲酰胺28kg中，再加入碱性催化剂0.75kg，在84℃下搅拌反应7.8小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤6次后，再置于真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
所述催化剂Ⅱ是正丙胺、二乙基胺、二甲基苯基磷、四丁基溴化铵按质量比2:2:3:1混合而成的混合物。
所述碱性催化剂是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾按质量比1:2:3:2混合而成的混合物。
所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到225℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为29μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到235℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为15-20μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到225℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为29μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为125W下电晕处理24min，再在134℃下加热4.3h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在58℃下硬化18min，然后再在室温下硬化23h，得到太阳能电池背板。
实施例5
一种耐候高阻隔太阳能电池背板，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.3kg与1,8-萘二甲醇1kg加入N-甲基吡咯烷酮10kg中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氮气置换釜内空气，密封，在0.3MPa，温度为260℃搅拌反应4小时进行酯化反应，然后加入乙二醇锑0.8kg，降压至500Pa，在285℃下缩聚反应6小时，后再加入四甲基哌啶醇0.2kg，继续保温保压反应1小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤6次后，再置于真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD61kg、PET2kg、相容剂PP-g-MAH 0.1kg加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为230℃，机头挤出温度为250℃，挤出机主螺杆转速170r/min，加料转速210r/min。
所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑1kg、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯1.94kg、四丁基溴化铵0.8kg溶于二甲亚砜15kg中形成溶液，再在95℃下搅拌反应10小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物1kg、环氧树脂6kg溶于N,N-二甲基甲酰胺30kg中，再加入氢氧化钾0.8kg，在85℃下搅拌反应8小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤6次后，再置于真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为30μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到240℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为20μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为30μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为130W下电晕处理25min，再在135℃下加热4.5h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在60℃下硬化20min，然后再在室温下硬化24h，得到太阳能电池背板。
对比例
本例提供一种太阳能电池背板，其制备方法及配方同中国发明专利201510136797.2实施例1。
对上述实施例1-5以及对比例所得的太阳能电池背板进行相关性能测试，测试结果和测试方法见表1。
从表1可以看出，本发明实施例公开的太阳能电池背板具有更加优异的耐紫外老化性、耐候性能、绝缘性能和阻隔性能，且膜层间粘结强度更高。
表1
检测项目 抗UV老化 膜层间粘结强度 耐候性能 绝缘性能 水蒸气透过率
单位 KJ/m<sup>2</sup> N/10mm 85℃×85％RH,h KV/mm g/m<sup>2</sup>.d
检测标准 SAEJ1344 GB/T2790-1995 IEC61215 ASTMD149 ASTMF1249
实施例1 2800 55 2400 100 0.01
实施例2 2820 60 2410 101 0.01
实施例3 2830 63 2420 102 0.01
实施例4 2835 69 2435 104 0.01
实施例5 2850 75 2450 107 0.01
对比例 2000 28 1450 56 2.3
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，自上而下依次包括第一耐候层、芯层、第二耐候层，所述第一耐候层与芯层、芯层与第二耐候层之间均通过粘结层叠合粘结；所述第一耐候层和第二耐候层各自独立的由四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯形成；所述芯层由尼龙MXD6与PET的共混物形成；所述粘结层由三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂形成。
2.根据权利要求1所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯的制备方法，包括如下步骤：将2,3,5,6-四氟对苯二甲酸与1,8-萘二甲醇加入高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入聚合反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，密封，在0.1-0.3MPa，温度为240-260℃搅拌反应3-4小时进行酯化反应，然后加入催化剂Ⅰ，降压至200-500Pa，在265-285℃下缩聚反应4-6小时，后再加入四甲基哌啶醇，继续保温保压反应0.5-1小时，反应结束后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4-6次后，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯。
3.根据权利要求2所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述2,3,5,6-四氟对苯二甲酸、1,8-萘二甲醇、高沸点溶剂、催化剂Ⅰ、四甲基哌啶醇的质量比为1.3:1:(6-10):(0.4-0.8):0.2。
4.根据权利要求2所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种；所述催化剂Ⅰ选自三氧化二锑、乙二醇锑和醋酸锑中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述尼龙MXD6与PET的共混物的制备方法，包括如下步骤：将尼龙MXD6、PET、相容剂加入到双螺杆挤出机中挤出成型，得到尼龙MXD6与PET的共混物。
6.根据权利要求1所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述尼龙MXD6、PET、相容剂的质量比为1:2:(0.05-0.1)；所述相容剂选自PE-g-ST、PP-g-ST、PE-g-MAH、PP-g-MAH中的一种；所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为210-230℃，机头挤出温度为240-250℃，挤出机主螺杆转速150-170r/min，加料转速180-210r/min。
7.根据权利要求1所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、催化剂Ⅱ溶于二甲亚砜中形成溶液，再在85-95℃下搅拌反应8-10小时，反应结束后旋蒸除去二甲亚砜，得到中间产物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的中间产物、环氧树脂溶于N,N-二甲基甲酰胺中，再加入碱性催化剂，在75-85℃下搅拌反应6-8小时，后在水中沉出，将析出的聚合物用乙醇洗涤4-6次后，再置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂。
8.根据权利要求7所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，步骤Ⅰ中所述4-氨基-3-巯基-4H-1,2,4-三唑、2-甲基-2-丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯、催化剂Ⅱ、二甲亚砜的质量比为1:1.94:(0.5-0.8):(10-15)；所述催化剂Ⅱ选自正丙胺、二乙基胺、二甲基苯基磷、四丁基溴化铵中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，步骤Ⅱ中所述中间产物、环氧树脂、N,N-二甲基甲酰胺、碱性催化剂的质量比为1:(4-6):(20-30):(0.4-0.8)；所述碱性催化剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的耐候高阻隔太阳能电池背板，其特征在于，所述耐候高阻隔太阳能电池背板的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将四甲基哌啶封端聚2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1,8-萘二甲醇酯加入到200-230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25-30μm的耐候层；将三唑四甲基哌啶共改性环氧树脂加入到220-240℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为15-20μm的粘结层；将尼龙MXD6与PET的共混物加入到210-230℃的挤出机中熔融，并经过衣架型T-模、镀铬的压延辊、干燥辊等设备得到厚度为25-30μm的芯层；
步骤S2：首先将芯层和耐候层分别放入等离子体腔内，在功率为110-130W下电晕处理15-25min，再在125-135℃下加热3.5-4.5h；然后通过层压机将第一耐候膜层、粘结层、芯层、粘结层、第二耐候膜层自上而下依次层叠、压制，得到复合膜，将复合膜在50-60℃下硬化15-20min，然后再在室温下硬化18-24h，得到太阳能电池背板。
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