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目前我国太阳能电池封装材料市场上占主导地位是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)薄膜,利用在其固化过程中产生交联反应,形成一种三维网状结构,对太阳能电池起到密封作用。但其存在着明显的缺点,例如耐候性、抗污染性和抗霉变性等较差,并且由于固化交联时间长会导致太阳能电池组件生产效率较低。所以,在实际应用中,如果能制备一种超耐候的透明热塑性高分子材料来取代EVA薄膜作为太阳能电池封装材料,其在封装过程中无需交联,使组件生产周期缩短,将会产生巨大的应用价值。透明热塑性聚氨酯(TPU)具有良好的透明性、机械性能及粘接性等优势,其在工业上有着广泛的应用,可基本满足封装材料对透光率与粘接性的要求,有望成为新一代新型太阳能电池封装材料。本论文基于太阳能电池封装用透明TPU薄膜的设计与应用,首先利用正交设计法筛选出TPU合成的优化条件,制备出一系列的透明TPU薄膜。其次针对TPU的耐候性问题,利用含氟扩链剂对透明TPU薄膜进行改性,得到了透明度高、抗黄变性好、耐热性及耐候性优异的含氟热塑性聚氨酯(FTPU)薄膜。最后将该薄膜用作太阳能电池封装材料,研究了太阳能电池组件的各项性能变化。具体内容如下:(1)以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇为主要原料,1,4-丁二醇为扩链剂,通过溶液逐步加成聚合法制备TPU薄膜,采用L16(45)正交设计试验研究TPU薄膜的制备条件,筛选出了透明TPU薄膜合成的优化配方。利用红外光谱(FTIR)、示差扫描量热、广角X射线衍射(WAXD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、色差及黄变指数测试等表征分析透明TPU薄膜的结构与性能。(2)针对TPU薄膜的耐热性和耐候性缺陷,分别以不同分子量的聚四氢呋喃醚二醇和聚己内酯二醇作为软段来制备一系列FTPU薄膜。采用FTIR、WAXD、UV-Vis和原子力显微镜等测试分析聚合物薄膜分子链氢键、相分离程度与透明性的关系;利用热失重表征FTPU薄膜的耐热性能;最后通过热氧加速老化和紫外加速老化试验对TPU与FTPU薄膜的透光率、色差及黄变指数进行了对比分析。结果表明当含氟量为6.1%时,所制备的FTPU-3薄膜的透光率可达到91.5%,同时耐热性能和耐候性优异。(3)以EVA薄膜的封装工艺参数为参比,确定了FTPU-3薄膜更为简单的封装工艺。并以EVA薄膜封装材料的性能为标准,对FTPU-3薄膜的力学性能、体积电阻率、收缩率和剥离强度等性能进行测试表征。最后分别以EVA和FTPU-3薄膜作为封装材料进行单片晶硅电池封装,对比组件光电转换效率及封装功率损耗,结果表明FTPU-3薄膜作为太阳能电池封装材料的封装效果与EVA相当。