一种高反强化黑色背板膜、制备方法及其应用与流程

本申请涉及新材料，具体地涉及一种高反强化黑色背板膜、制备方法及其应用。

背景技术：

1、近年来，太阳能作为一种新兴绿色可再生能源，受到了广泛的关注；太阳能电池主要由玻璃、电池片、eva胶膜、背板膜、铝边框、接线盒等部件组成，背板膜是光伏电池组件封装的重要材料，对电池片起到保护和支撑的作用，要求其具有卓越的耐候性能，比如耐湿热、绝缘性、防水性及稳定性等性能。背板膜三层结构通常分为外层、中间层和内层，这三层的功能有所不同。背板外层一般采用耐候的氟层或者改性的耐候pet，其直接暴露在外界环境中，需要具备良好的耐候性和耐久性；中间层则主要提供机械性能、电绝缘性能和阻隔性能保证，中间层一般常用的是pet聚酯材料；背板内层主要保证与组件封装材料的可靠粘接，同时因为太阳光透过玻璃会照到这一层，因此内层需要具备较高的反射率，来提高组件的输出功率。

2、由于光伏背板长期所处的高温、高湿等环境工作，光伏背板膜存在不耐水解、不耐光老化，散热性较差、抗紫外性差和反射率低等问题。为了解决这些问题，此外为了获得一种视觉和建筑艺术上的效果，高反强化黑色背板膜备受广泛研究者的关注。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种颜色稳定性和热稳定性好的光伏背板膜。

2、本申请的另一个目的在于提供一种红外反射率高的光伏背板膜。

3、为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：提供一种高反强化黑色背板膜，包括耐候外层、支撑层和反射层，所述耐候外层由以下材料制得：pet、黑色染料、cu-mofs/tio2/go复合材料、硅烷偶联剂、抗氧化剂、紫外光吸收稳定剂、增韧剂和分散剂。

4、作为一种优选，所述cu-mofs/tio2/go复合材料通过以下方式制得：首先通过铜盐和配体制得cu-mofs，将氧化石墨烯、纳米二氧化钛、所述cu-mofs、络合剂和交联剂加入反应容器中，反应结束后将产物洗涤烘干，得到所述cu-mofs/tio2/go复合材料。

5、作为另一种优选，所述反射层与所述耐候外层的制备原料相同，所述支撑层由pet、黑色染料、抗氧化剂和分散剂制成。

6、作为另一种优选，所述紫外光吸收稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑中的一种或多种的组合。

7、作为另一种优选，所述黑色染料为炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、苯胺黑、油溶黑、苝黑中的一种或多种的组合；所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、双(2,4-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羧基苄基)苯中任意一种或多种的组合物。

8、提供一种高反强化黑色背板膜的制备方法，包括以下步骤：s1：使用铜盐及配体制得cu-mofs；将go、纳米二氧化钛、所述cu-mofs、络合剂和交联剂在容器中反应，得到反应产物为cu-mofs/tio2/go复合材料；s2：将pet、所述cu-mofs/tio2/go复合材料、黑色染料、硅烷偶联剂、抗氧化剂、紫外光吸收稳定剂、增韧剂和分散剂熔融后制得耐候外层和反射层；将pet、黑色染料、抗氧化剂和分散剂熔融制得支撑层；s3：将所述耐候外层、所述支撑层和所述反射层经双螺杆挤出机挤出，冷却、定型、裁剪后得到所述高反强化黑色背板膜。

9、作为另一种优选，所述s2，将1～5质量份所述go、2～6质量份所述纳米二氧化钛、3～10质量份所述cu-mofs、1～3质量份所述络合剂和1～3质量份所述交联剂在容器中反应，得到反应产物为所述cu-mofs/tio2/go复合材料。

10、作为另一种优选，s2步骤，按照质量百分数，将3％～7％所述cu-mofs/tio2/go复合材料、2％～5％所述黑色染料、1％～2％所述硅烷偶联剂、1％～5％所述抗氧化剂、1％～8％所述紫外光吸收稳定剂、1％～2％所述增韧剂和1％～2％所述分散剂，余下为所述pet，熔融后制得所述耐候外层和所述反射层。

11、进一步优选，s2步骤，按照质量百分数，将2％～5％所述黑色染料、1％～5％所述抗氧化剂和1％～2％所述分散剂熔融制得所述支撑层。

12、提供一种光伏电池，从上至下依次包括光伏背板、封装材料、电池片、封装材料和封装玻璃，所述光伏背板包括上述的高反强化黑色背板膜，或者由上述任一制备方法制得的高反强化黑色背板膜，所述耐候外层设置在远离所述电池片的一侧。

13、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

14、(1)本申请的光伏背板膜材料中使用cu-mofs/tio2/go复合材料，能够提高膜材料的热稳定性，并且其具有远近外辐射性能，使得背板膜受热均匀，不易发生局部受热老化；

15、(2)本申请的光伏背板膜材料中使用cu-mofs/tio2/go复合材料，使用cu-mofs、tio2和go三种材料复配，异质结能够促进电荷分离和提高寿命，从而提高表面光电转换效率，拓宽光吸收波长的范围，大大增强了光伏背板膜的红外光反射率。

技术特征：

1.一种高反强化黑色背板膜，其特征在于，包括耐候外层、支撑层和反射层，所述耐候外层由以下材料制得：pet、黑色染料、cu-mofs/tio2/go复合材料、硅烷偶联剂、抗氧化剂、紫外光吸收稳定剂、增韧剂和分散剂。

2.如权利要求1所述的高反强化黑色背板膜，其特征在于，所述cu-mofs/tio2/go复合材料通过以下方式制得：首先通过铜盐和配体制得cu-mofs，将氧化石墨烯、纳米二氧化钛、所述cu-mofs、络合剂和交联剂加入反应容器中，反应结束后将产物洗涤烘干，得到所述cu-mofs/tio2/go复合材料。

3.如权利要求1所述的高反强化黑色背板膜，其特征在于，所述反射层与所述耐候外层的制备原料相同，所述支撑层由pet、黑色染料、抗氧化剂和分散剂制成。

4.如权利要求1所述的高反强化黑色背板膜，其特征在于，所述紫外光吸收稳定剂为邻羟基苯甲酸苯酯、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑中的一种或多种的组合。

5.如权利要求1所述的高反强化黑色背板膜，其特征在于，所述黑色染料为炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、苯胺黑、油溶黑、苝黑中的一种或多种的组合；所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、双(2,4-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羧基苄基)苯中任意一种或多种的组合物。

6.一种高反强化黑色背板膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述s2，将1～5质量份所述go、2～6质量份所述纳米二氧化钛、3～10质量份所述cu-mofs、1～3质量份所述络合剂和1～3质量份所述交联剂在容器中反应，得到反应产物为所述cu-mofs/tio2/go复合材料。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，s2步骤，按照质量百分数，将3％～7％所述cu-mofs/tio2/go复合材料、2％～5％所述黑色染料、1％～2％所述硅烷偶联剂、1％～5％所述抗氧化剂、1％～8％所述紫外光吸收稳定剂、1％～2％所述增韧剂和1％～2％所述分散剂，余下为所述pet，熔融后制得所述耐候外层和所述反射层。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，s2步骤，按照质量百分数，将2％～5％所述黑色染料、1％～5％所述抗氧化剂和1％～2％所述分散剂熔融制得所述支撑层。

10.一种光伏电池，从上至下依次包括光伏背板、封装材料、电池片、封装材料和封装玻璃，其特征在于，所述光伏背板包括权利要求1～5任一所述的高反强化黑色背板膜，或者由权利要求6～9任一所述的制备方法制得的高反强化黑色背板膜，所述耐候外层设置在远离所述电池片的一侧。

技术总结本申请公开了一种高反强化黑色背板膜，包括耐候外层、支撑层和反射层，所述耐候外层由以下材料制得：PET、黑色染料、Cu‑MOFs/TiO2/GO复合材料、硅烷偶联剂、抗氧化剂、紫外光吸收稳定剂、增韧剂和分散剂。本申请的高反强化黑色光伏背板膜具有较好的颜色稳定性和热稳定性，并且红外反射率较好，耐候外层反射红外光线，降低光伏背板表面温度，反射层将红外光反射至电池片，提升光伏背板组件的光电转化效率。技术研发人员：刘勤学,夏寅,颜子富,罗丹受保护的技术使用者：宁波勤邦新材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17