专利名称：：黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法，属于聚酯薄膜领域。技术背景聚酯薄膜通常为无色透明，有光泽，强韧性和弹性均好的薄膜，与其他塑料薄膜相比，具有相对密度大、拉伸强度高，延伸率适中，冲击强度大，透气性小，耐热性好和透明度高、且无毒无害等优点，而广泛用于包装材料。随着科技的飞速发展，聚酯薄膜在电容器、感光材料、音像以及太阳电池方面等得到应用。如CN101065849A所公开的"易粘合性聚酯薄膜及使用其的太阳能电池背面保护膜"，由聚酯薄膜和涂布在该聚酯薄膜一面的树脂被膜构成，在聚酯薄膜的结晶取向结束之前，将树脂被膜涂液涂布在聚酯薄膜上，再进行干燥、拉伸、热处理定形而成易粘合性聚酯薄膜。这种太阳能电池保持膜由于是两层结构，制作工艺复杂，且需特殊的设备热加工，不仅制造成本高，而且加工表面涂布层时，表面涂布层的易被刮脱受损导致性能下降。另外由于树脂被膜是由树脂和交联剂构成，该树脂由聚酯树脂、丙烯树脂以及聚乙烯醇等组合而成，而交联剂含有噁唑啉基的聚合物或三聚氰胺、尿素树脂或环氧树脂，由于被膜涂液在制备过程中必须使用溶剂，而常规的溶剂含有可挥发的有机化合物，因此在制作聚酯薄膜和使用过程中，可挥发的有机化合物对环境造成一定的危害。而CN1286911C所公开的"一种黑色不透光型聚酯薄膜及其制备方法"，由聚酯切片、炭黑型黑色聚酯母料以及炭黑有机染料复合型黑色聚酯母料构成，该不透光型聚酯薄膜可达到黑色度均匀，表观光亮，热稳定性好等特点，但不耐老化，阻隔性能较差，只能用于装饰装潢、包装等，而不能用于太阳能电池的保护膜。
发明内容本发明的目的是提供一种遮光性好，较好的抗老化性和阻隔性的黑色聚酯太阳能电池背膜及其备方法。本发明为达到上述目的的技术方案是一种黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0:1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比45%-98.3%的聚酯切片、1-30%的炭黑、0.5-10%的二氧化硅、0.1-10%的有机染料和0.1_5%紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10-100nm。本发明黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于(1)、按重量百分比，将45%-98.3%的聚酯切片、1_30%的炭黑、0.5-10%的二氧化硅、0.1-10%的有机染料以及0.1-5%的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料；(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0:l的重量份数放入混料机内充分混合，在真空转鼓内以60-10(TC温度下预结晶3-6小时；(3)、将预结晶后的混料在120-17(TC温度下干燥2-6h;(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-30(TC温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片；(5)、厚片在50-85r温度下预热，进入11(TC-5(TC的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率在1.5-3.5;(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135。C温度下预热，再在100-150。C温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率在1.5-3.8;(7)、将膜片在200-24(TC温度条件下定型后收巻。本发明的聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，且黑色聚酯母料加入了纳米级的二氧化硅，不仅使太阳能电池背膜的结晶度明显提高，而且因二氧化硅其经过有机化的表面处理，在二氧化硅的表面引入羧基，使二氧化硅与聚酯基体间以化学键结合，从而提高了两者的结合力，使该太阳能电池背膜具有良好的阻隔性和低吸水性，有效地防止了水、氧、腐蚀性气液体等对太阳能电池的侵蚀。本发明加入了纳米级的炭黑以及有机染料和紫外光吸收剂，由于炭黑是经过有机化表面处理，使炭黑在太阳能电池背膜具有较好的分散性及着色力，因此该太阳能电池背膜与普通黑色聚酯薄膜相比，在保持了聚酯薄膜的优良物理性能前提下，具有更好的遮光性、耐光性和耐候性，能提高太阳能电池的使用寿命。本发明对聚酯切片和黑色聚酯母料的混料先进行低温预结晶，再进行干燥处理，杜绝了直接高温干燥引起的混料结块的问题，使太阳能电池背膜的黑色度更加均匀，工业化生产更加稳定，生产工艺性好，采用现有加工设备即可制得本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜，能降低制造成本。具体实施方式本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0:1，该聚酯切片采用瓶级或膜级，具体重量份数比如表l所示，表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按重量百分比，本发明的黑色聚酯母料具有以下组分45%-98.3%的聚酯切片、1-30%的炭黑、0.5_10%的二氧化硅、0.1-10%的有机染料和0.1-5%的紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅也经有机化表面处理、且粒径在10-100nm，该黑色聚酯母料最好是50%-90%的聚酯切片、7-20%的炭黑、1_8%的二氧化硅、1-4%的有机染料以及1-3%紫外光吸收剂。该聚酯切片也采用瓶级或膜级，有机染料选用酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红或荧光黄的其中一种；或任意两种混合物，如酞菁蓝和群菁蓝的混合物，群菁蓝和酞菁绿的混合物，群菁蓝和耐晒红的混合物等，或任意三种的混合物，如酞菁蓝、群菁蓝和酞菁绿的混合物，群菁蓝、酞菁绿和耐晒红的混合物，群菁蓝、酞菁绿和荧光黄的混合物等；还可以是酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红和荧光黄的混合物，其比例不限，而紫外光吸收剂选用苯并三唑类或二苯甲酮类，黑色聚酯母料的具体重量百分比见表2所示，表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法如下(1)、按重量百分比，将45%-98.3%的聚酯切片、1_30%的炭黑、0.5-10%的二氧化硅、0.1_10%的有机染料以及0.1_5%的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料，混料机的转速^300r/min，该黑色聚酯母料具体重量百分比可如表2所示。(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0:l的重量份数放入混料机内充分混合，混料机的转速^300r/min，聚酯切片与黑色聚酯母料具体重量份数比可如表1所示，在真空转鼓内以60-10(TC温度下预结晶3-6小时。(3)、预结晶后的混料在120-17(TC温度下干燥2-6h，将水分控制在低于30ppm。(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-30(TC温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片。(5)、厚片先经50-85'C温度下进行预热，再进入11CTC-5(TC的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率控制在1.5-3.5。(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135'C温度下进行预热，再在100-15(TC温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率控制在1.5-3.8。(7)、将膜片在200-24(TC温度条件下定型，最后收巻制得黑色聚酯太阳能电池背膜。分别对本发明的各实施例进行测试，测试结果见表3。表3测试指标单位实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6测试方法厚度mm0.350.30.250.190.150.10GB/T12802.2-2004厚度偏差mm±0.02±0.02±0.01±0,01±0.007±0.005GB/T12802.2-2004縮率纵向%0.60.60.50.50.40.4150。C,30min横向0.40.4030.30.20.2拉伸强度纵向Mpa140140150160170180GB/T12802.2-2004横向160170180180185190延伸率纵向%130125120110115100GB/T12802.2-2004横向12012011010010090吸湿性%0.180.180.180.180.180.18GB/T13541-1992透光率%000000GB2410击穿电压kV232222201817GB/T12802.2-2004延伸率保持率180。C，6天%》30>30》20》20》20>20GB135卯-1992从表3可以看出，本发明的黑色聚酯太阳能电池背膜具有良好的遮光性、绝缘性能以及较好的抗老化性和阻隔性。权利要求1、一种黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0∶1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料以及0.1-5％紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10-100nm。2、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于所述的黑色聚酯母料为50%_90%的聚酯切片、7_20%的炭黑、1_8%的二氧化硅、1_4%的有机染料以及1-3%紫外光吸收剂。3、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于所述的有机染料选用酞菁蓝、群菁蓝、酞菁绿、耐晒红、荧光黄的其中一种或任意两种或任意三种的混合物。4、根据权利要求1所述的黑色聚酯太阳能电池背膜，其特征在于所述的紫外光吸收剂选用苯并三唑类或二苯甲酮类。5、一种黑色聚酯太阳能电池背膜的制备方法，其特征在于(1)、按重量百分比，将45%-98.3%的聚酯切片、1_30%的炭黑、0.5-10%的二氧化硅、0.1_10%的有机染料以及0.1_5%的紫外光吸收剂放入混料机内充分混合制成黑色聚酯母料；(2)、再将聚酯切片和黑色聚酯母料按4.0-19.0:l的重量份数放入混料机内充分混合，在真空转鼓内以60-10(TC温度下预结晶3-6小时；(3)、将预结晶后的混料在120-17(TC温度下干燥2-6h;(4)、将干燥后的混料送入挤出机内在270-30(TC温度下熔融、挤出、铸片，制成厚片；(5)、厚片在50-85。C温度下预热，进入11(TC-5(TC的远红外加热区，用3m/min-5m/min的线速度进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率在1.5-3.5;(6)、将经过纵向拉伸的膜片在90-135"温度下预热，再在100-150"C温度下进行横向拉伸，横向拉伸倍率在1.5-3.8;(7)、膜片在200-24(TC温度条件下定型后收巻。全文摘要本发明涉及一种黑色聚酯太阳能电池背膜及其制备方法，属于聚酯薄膜领域。黑色聚酯太阳能电池背膜由聚酯切片和黑色聚酯母料组成，按重量份数比，聚酯切片与黑色聚酯母料为4.0-19.0∶1，其中，所述的黑色聚酯母料含有以下组分，按重量百分比45％-98.3％的聚酯切片、1-30％的炭黑、0.5-10％的二氧化硅、0.1-10％的有机染料和0.1-5％紫外光吸收剂，炭黑是经有机化表面处理、且粒径在100-1000nm，二氧化硅是经有机化表面处理、且粒径在10-100nm。本发明具有良好的遮光性、绝缘性能以及较好的抗老化性和阻隔性。文档编号H01L31/048GK101260197SQ20081002325公开日2008年9月10日申请日期2008年4月7日优先权日2008年4月7日发明者刘亚元,刘守忠,徐洪飞申请人:常州绝缘材料总厂有限公司