【提高光伏背板寿命的方法-PET的改性研究的文献综述2600字】

提高光伏背板寿命的方法-PET的改性研究的文献综述纳米技术起源于几个诺贝尔奖获得者和粉末冶金专家的研究和发现，诞生于上个世纪，在当今世纪飞速发展。纳米材料是指至少一维尺寸为1-100nm或由其组成的三维空间中基本单元的材料，相当于10-1000个原子紧紧贴合在一起的规模。复合材料指的是两种或两种以上具有不同性质的材料，通过特殊的物理和化学处理，组成不同于所有原材料性质的具有全新特性的材料，这样一来，将原材料的长处发扬，短处规避，从而最大限度地提高原材料的综合性能[35]。复合材料中通常有两相，一相用来固定材料维持一定形态，即连续相（基体）；另一相是以不固定形态分散在基体中，可以提供良好的力学强度，也可以作为复合材料中的增韧剂，即分散相（增强体）。综上所述，纳米复合材料是指连续相和分散相在纳米尺度上的结合，它不同于传统的无机填料/聚合物复合体系，不是简单地将有机相与无机相直接混合[36]，根据材料中基体和增强体的不同，可以分为两大种类，如图1-6所示。图1-6纳米复合材料的分类Fig.1-6Classificationofnanocomposites虽然PET具有良好的综合性能，但是结晶速度慢导致加工性能差，绝缘性能和力学性能相对较弱限制了其在工程塑料上的应用。图1-7为PET的改性工艺，主要通过填充和混合其他物质，改善纯PET材料的部分性能缺陷，提高综合性能。采用玻璃纤维（glassfibre,GF）进行改性，PET的机械性能还可以进一步提高，并且PET的热变形温度也会上升，该方法在各种聚合物材料中应用广泛；聚酯改性就是用利用其他种类的聚酯材料如PBT与PET有很好的相容性，化学结构式也非常类似，聚酯改性的过程中可以适当加入成核剂，这样混合后得到的改性材料结晶性能和力学性能等都会非常优秀；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（AcrylonitrilebutadieneStyrene,ABS）共聚物改性是利用ABS材料良好的韧性来作为PET材料的增韧剂，这样改性后的材料冲击强度会得到大幅度提升。图1-7PET的改性方式Fig.1-7ModificationofPET填充改性是将采取特殊工艺将一两种不同的无机材料或经过改性后的有机材料与聚酯PET进行共混，这是PET改性方法中应用最多的一种。其中最常用的无机粉料是层状硅酸盐（phyllosilicates,PLS），PLS是一种储量巨大、成本低廉的粘土矿物，主要包括滑石、高岭土、蒙脱土（MMT）、白云母等[37]。由于聚合物/PLS纳米复合材料具有比未改性的聚合物和传统聚合物/无机材料复合材料更优异的综合性能，这十几年来备受工程塑料业界的密切关注。目前研究最多的是T-O-T型结构的层状硅酸盐，而蒙脱土最具有代表性。MMT片层表面因被低价阳离子取代带负电荷，从而使晶层通过吸附阳离子来维持电荷平衡[38]，经有机化处理后产生亲油性，只需少量的添加就能就能与聚合物很好地相容，并且改善复合材料的力学特性[39]。在聚合物/MMT复合材料中，MMT以纳米数量级分散在聚合物中，而且MMT材料也具有良好的阻隔性和耐老化性等，同时MMT也可以起到成核剂的作用，经过与聚合物共混处理之后，改性后的材料不但稳定性增强，而且结晶速率也大大提高，且容易加工成型[40-41]。关于PET/MMT纳米复合材料的研究也有很多。四川大学的傅强教授为了防止由于粘土有机改性剂的热降解而使PET/粘土纳米复合材料的性能，特别是透明度、颜色和健康安全性恶化，直接用降解温度高于400℃的PET单体对苯二酸双（羟乙基）酯（BHET）直接改性了蒙脱土钠（NaR-MMT），并成功地通过原位聚合制备了杂化体。测定了粘土的纳米分散性和插入的形态，并将其与不经任何处理直接加入NaR-MMT的PET/NaR-MMT混合体进行了比较。对于制备的PET/BHET改性的粘土复合材料，观察到改善的机械性能。更重要的是，即使添加了2wt%的粘土，由复合材料制成的薄膜仍具有与纯PET相同的透明度。非等温和等温结晶实验表明，纳米分散粘土具有很好的结晶能力，特别是在较高的结晶温度下[42]。郑州大学的周家良首先对MMT进行了两次改性，第一次用自制改性剂，发现与聚合物融合的效果不佳，第二次用MDI对用实验室自制改性剂改性后的MMT进行第二次改性，然后原位聚合法制备得PET/MMT材料，通过X射线衍射（XRD）、差式扫描量热、扫描电镜、热重测试、力学性能和阻隔性能测试等来对改性的有机蒙脱土的层间距变化、化学结构及热稳定性能进行研究，结果表明PET/MMT纳米复合材料和新型共聚酯及其纳米复合材料提高了聚酯的热稳定和阻隔性能[43]。齐齐哈尔大学的顾晓华和张循海首先利用MDI对蒙脱土进行改性，然后利用原位聚合法制得PET/MMT纳米复合材料，通过XRD、扫描电镜和热重测试分别研究了复合材料层间距的变化、MMT与PET的相容性以及热稳定性的变化，研究结果表明，MDI成功地改性了MMT，MMT与PET基体中更相容[44-45]。参考文献[1]任大磊.一种复合型太阳能电池背板的制备工艺研究[D].吉林大学,2018.[2]盖兆军.基于低碳经济的我国电力行业可持续发展研究[D].吉林大学,2015.[3]刘振亚.实现碳达峰、碳中和的根本途径[J].电力设备管理,2021(03):20-23.[4]MartinA.Green.Commercialprogressandchallengesforphotovoltaics[J].NatureEnergy,2016,1(1):28-31.[5]JiaweiZhang,DekunCao,SombelDiaham,etal.Researchonpotentialinduceddegradation(PID)ofpolymericbacksheetinPVmodulesaftersalt-mistexposure[J].SolarEnergy,2019,188.[6]杨文忠,徐冰,黄宏深,等.太阳能电池背板封装材料的发展状况[J].塑料制造,2012(08):77-80.[7]赵江英.晶硅太阳能电池片的再生循环技术研究[D].青海民族大学,2019.[8]范朝阳.高熔体强度PET的流变行为及其超临界CO2挤出发泡的研究[D].华东理工大学,2014.[9]张传吉,戴建民,成三弟,等.太阳能电池背板的现状和发展趋势[J].电力与能源,2012,33(02):177-180.[10]NamsuKim,HyunwooKang,Kyung-JunHwang,etal.StudyonthedegradationofdifferenttypesofbacksheetsusedinPVmoduleunderacceleratedconditions[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2014,120.[11]夏文进,唐邓,章博,等.太阳能电池背板用氟材料的应用研究[J].涂料工业,2014,44(12):55-60.[12]杨文忠,徐冰,黄宏深,等.太阳能电池封装背板的发展状况[J].广州化工,2012,40(20):18-20.[13]杨小进,罗鑫,刘东亮.光伏组件封装用背板概述及发展趋势[J].太阳能,2017(11):25-29.[14]范凌云,宋尚军,白耀宗,等.太阳能电池背膜发展现状[J].化工新型材料,2012,40(03):7-8+29.[15]晁晖.中国新能源发展战略研究[D].武汉大学,2015.[16]张力夫,韦永兰,陈贶,等.晶硅太阳能电池背板性能应用研究[J].有色冶金节能,2016,32(02):57-60+22.[17]闫笑炜.光伏含氟背板隐忧[J].能源,2017(05):36-41.[18]韩庆祥,张学建,龚毅钊,等.太阳能背板保护膜用水性氟碳涂层的应用研究[J].涂料技术与文摘,2014,35(10):9-13.[19]孟德发,唐超,郭瑞,等.太阳能电池背板的进展[J].化工新型材料,2014,42(01):7-9+39.[20]冯亚丽.涤纶织物化学镀银及银镀层防护研究[D].上海大学,2014.[21]郑阳.纳米蒙脱土原位共聚改性对苯二甲酸乙二醇酯[D].东华大学,2012.[22]胡峰.成核剂对PET结晶及力学性能影响的研究[D].湘潭大学,2017.[23]张昊宏,张昌鸣,相宏伟.超临界甲醇解聚聚对苯二甲酸丙二醇酯产物的分析[J].高分子材料科学与工程,2006(06):169-172.[24]郭林锋.PP/PET共混体系及其合金纤维的研究[D].东华大学,2007.[25]陈军.纳米成核剂对促进PET结晶作用及PET、PBT的阻燃研究[D].南京工业大学,2005.[26]GeorgeMakrides,MariosTheristis,JamesBratcher,etal.Five-yearperformanceandreliabilityanalysisofmonocrystallinephotovoltaicmoduleswithdifferentbacksheetmaterials[J].SolarEnergy,2018,171.[27]HuaLi,RyoeiKikuchi,MasanoriKumagai,etal.Nondestructiveestimationofstrengthdeteriorationinphotovoltaicbacksheetsu