高透光性光伏太阳能电池封装膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高透光性光伏太阳能电池封装膜及其制备方法，组分及各组分质量份数如下：聚氯乙烯35~60份，石油磺酸苯酯0.8~2.2份，苯二甲酸二丁酯10~15份，硬酯酸丁酯1.0~2.5份，环氧脂肪酸辛酯1~6份，邻苯二甲酸二辛酯2~8份，环氧大豆油3~12份，滑石粉1~4份，碳素纤维4~8份，乙基纤维素2~8份，硬脂酸单甘油酯0.1~0.5份，抗氧剂0.1~0.5份，热稳定剂0.1~0.6份，改性剂2~5份。所得封装胶膜透光率高，尤其适用于光伏太阳能电池封装膜对光线穿透的要求，并且粘结性能好、耐老化性能好。
【专利说明】高透光性光伏太阳能电池封装膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池材料【技术领域】，具体涉及一种高透光性光伏太阳能电池封 装膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 短缺的能源已严重影响人们的生活和制约社会的发展。丰富的太阳能是重要的清 洁能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。第一次石油危机 之后，各国竞相开展太阳能、水能、风能等清洁和可再生能源的应用研究，尤其是太阳能的 应用研究最为广泛。
[0003] 太阳能作为一种绿色能源对环境没有任何无污染性，而且它的来源简单，可W说 是在人类的生存年限内其是取之不尽用之不竭的。太阳能不仅是一次性能源，还是清洁能 源，它资源丰富、普遍存在、无需运输、还可免费使用、最重要的是对环境没有任何污染。太 阳能电池也因太阳能的特殊性具有许多其他发电方式所不具备的优点：不受地域限制、不 消耗燃料、规模可大可小、灵活性大、无污染、无噪音、安全可靠、建设周期短、维护简单、最 具有大规模应用的可能性。所W很多专家把太阳能能源作为可替代的能源去开发，希望太 阳能够造福于人类。现如今所使用的太阳能有很大一部分是由太阳电池转换得来的。因为 太阳能电池对光有感应，能够把照射在其表面的光能转换为电能。目前，在有关专家的努 力下，太阳能电池己经走向了商业化和产业化。
[0004] 单个太阳能电池片能够产生的电压只有0. r〇. 5V，输出功率很小，不适用于大功 率电器的供电，因此需要通过串、并联的方式将太阳能电池片连接起来形成太阳能电池板 W提升输出功率。太阳电池片本身强度较小，受到应力容易损坏，如果直接置于空气中，又 会受到空气中水汽腐蚀和和氧气的氧化作用，导致电极表面出现镑蚀和电极剥落现象，因 此想要获得长期使用的太阳能电池，需要将太阳能电池进行封装，与外界隔绝。太阳能电池 组件的封装就是将太阳能电池片的正反两面各用一层透光率高、粘结能力强、耐老化性能 好的封装胶膜包封；在电池板的上方用高透光且抗冲击的钢化玻璃做上盖板，下方用耐腐 蚀阻隔湿气的聚氣己帰复合膜或玻璃做背板，最后用抽真空模压的方法将电池片、上盖板 和背板封装为一个完整的太阳能电池板。由于太阳能电池是将太阳能转换为电能储备，因 此需要封装膜具备较高的透光性，目前普遍采用的太阳能封装膜材料透光性不够高，阻挡 了部分太阳能的吸收，因此急需开发一种高透光性的太阳能封装膜，W提高太阳能电池的 工作效率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高透光性光伏太阳能电池封装膜及其制备方法，封装胶 粘结性能好、耐老化性能好，膜透光率高，阻挡率低，提高了太阳能电池的光电转换效率。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为： 一种高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰35^60 份，石油賴酸苯醋0.8^2. 2份，苯二甲酸二下醋1(T15份，硬醋酸下醋I. (T2. 5份，环氧脂 肪酸辛醋广6份，邻苯二甲酸二辛醋2^8份，环氧大豆油：T12份，滑石粉广4份，碳素纤 维4?8份，己基纤维素2?8份，硬脂酸单甘油醋0.广0.5份，抗氧剂0.广0.5份，热稳定剂 0.广0.6份，改性剂2?5份。
[0007] 所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂醋。
[0008] 所述热稳定剂为硬脂酸巧或者硬脂酸锋。
[0009] 所述改性剂为丙帰酸醋共聚物。
[0010] 所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰 4(T50份，石油賴酸苯醋1.6^2. 0份，苯二甲酸二下醋12^14份，硬醋酸下醋1.5^2. 1份， 环氧脂肪酸辛醋2^5份，邻苯二甲酸二辛醋4^6份，环氧大豆油5^10份，滑石粉2^3份，碳 素纤维5?7份，己基纤维素3?6份，硬脂酸单甘油醋0.2?0.4份，抗氧剂0.2?0.4份，热稳 定剂0. 2^0. 5份，改性剂：T4份。
[0011] 所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰42 份，石油賴酸苯醋1.8份，苯二甲酸二下醋12. 9份，硬醋酸下醋1.6份，环氧脂肪酸辛醋 3份，邻苯二甲酸二辛醋4. 6份，环氧大豆油7份，滑石粉2. 2份，碳素纤维6份，己基纤维 素4. 5份，硬脂酸单甘油醋0.3份，抗氧剂0.3份，热稳定剂0.3份，改性剂3. 5份。
[0012] 所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰46 份，石油賴酸苯醋1.8份，苯二甲酸二下醋13. 5份，硬醋酸下醋1.8份，环氧脂肪酸辛醋 4. 4份，邻苯二甲酸二辛醋5. 8份，环氧大豆油8份，滑石粉2. 7份，碳素纤维6份，己基纤 维素4. 9份，硬脂酸单甘油醋0.28份，抗氧剂0.33份，热稳定剂0.41份，改性剂3. 8份。
[0013] 所述高透光性光伏太阳能电池封装膜的制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至12(Tl5(rC，揽拌，揽拌转速控制在 250?400rpm，然后加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌广化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 120?300rpm的转速揽拌广化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己 帰，揽拌，加热至6(T8(rC，继续揽拌2^化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在150?18(TC条件下揽拌，保温2?化，然后混合均匀后经单螺杆挤出 造粒，将造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0014] 步骤3)中挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。 口膜温度为19(TC。
[0015] 步骤3)中吹膜成型条件为；一段16(TC，二段17(TC，H段19(TC，四段22(TC， 口膜温度为19(TC。
[0016] 有益效果：本发明提供的一种高透光性光伏太阳能电池封装膜及其制备方法，首 次采用己基纤维素和碳纤维素对聚氯己帰进行改性，改性后的聚氯己帰对可见光透过率高 达98% W上，所得封装胶膜透光率高，尤其适用于光伏太阳能电池封装膜对光线穿透的要 求，并且粘结性能好、耐老化性能好。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1 一种高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰35份， 石油賴酸苯醋0.8份，苯二甲酸二下醋10份，硬醋酸下醋1.0份，环氧脂肪酸辛醋1份， 邻苯二甲酸二辛醋2份，环氧大豆油3份，滑石粉广4份，碳素纤维4份，己基纤维素2 份，硬脂酸单甘油醋0.1份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.1份，热稳定剂硬脂酸巧 0. 1份，改性剂丙帰酸醋共聚物（ACR) 2份。
[0018] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在30化pm,然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0019] 挤出造粒条件为；一段14(TC，二段15(TC，H段17(TC，四段19(TC，口膜温度为 190 〇C。
[0020] 吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 〇C。
[00川 实施例2 一种高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰60份， 石油賴酸苯醋2. 2份，苯二甲酸二下醋15份，硬醋酸下醋2. 5份，环氧脂肪酸辛醋6份，邻 苯二甲酸二辛醋8份，环氧大豆油12份，滑石粉4份，碳素纤维8份，己基纤维素8份，硬 脂酸单甘油醋0.5份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.5份，热稳定剂硬脂酸巧0.6份， 改性剂丙帰酸醋共聚物（ACR) 5份。
[0022] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在30化pm,然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0023] 挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。口膜温度为 190 〇C。
[0024] 吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 〇C。
[00幼 实施例3 高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰50份，石油 賴酸苯醋12.0份，苯二甲酸二下醋14份，硬醋酸下醋2.1份，环氧脂肪酸辛醋5份，邻苯 二甲酸二辛醋6份，环氧大豆油10份，滑石粉3份，碳素纤维7份，己基纤维素6份，硬脂 酸单甘油醋0.4份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.4份，热稳定剂硬脂酸锋0.5份，改 性剂丙帰酸醋共聚物4份。
[0026] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在3(K)巧m，然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0027] 挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。口膜温度为 190 〇C。
[002引吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 0C。
[0029] 实施例4 高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰40份，石油 賴酸苯醋1.6份，苯二甲酸二下醋12份，硬醋酸下醋1.5^2. 1份，环氧脂肪酸辛醋2份， 邻苯二甲酸二辛醋4份，环氧大豆油5份，滑石粉2份，碳素纤维5份，己基纤维素3份， 硬脂酸单甘油醋0.2份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.2份，热稳定剂硬脂酸锋0.2份， 改性剂丙帰酸醋共聚物3份。
[0030] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在3(K)巧m，然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0031] 挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。口膜温度为 190 〇C。
[0032] 吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 〇C。
[003引 实施例5 高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰42份，石油 賴酸苯醋1.8份，苯二甲酸二下醋12. 9份，硬醋酸下醋1.6份，环氧脂肪酸辛醋3份， 邻苯二甲酸二辛醋4. 6份，环氧大豆油7份，滑石粉2. 2份，碳素纤维6份，己基纤维素 4. 5份，硬脂酸单甘油醋0.3份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.3份，热稳定剂硬脂酸巧 0. 3份，改性剂丙帰酸醋共聚物3. 5份。
[0034] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在30化pm,然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0035] 挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。口膜温度为 190 〇C。
[0036] 吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 〇C。
[0037] 实施例6 高透光性光伏太阳能电池封装膜，组分及各组分质量份数如下：聚氯己帰46份，石油 賴酸苯醋1.8份，苯二甲酸二下醋13. 5份，硬醋酸下醋1.8份，环氧脂肪酸辛醋4. 4份， 邻苯二甲酸二辛醋5. 8份，环氧大豆油8份，滑石粉2. 7份，碳素纤维6份，己基纤维素 4. 9份，硬脂酸单甘油醋0.28份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂醋0.33份，热稳定剂硬脂酸 锋0. 41份，改性剂丙帰酸醋共聚物3. 8份。
[003引制备方法，包括如下步骤： 1) 将聚氯己帰与己基纤维素混合，加热至13(TC，揽拌，揽拌转速控制在30化pm,然后 加入改性剂和碳素纤维，继续揽拌化，得纤维改性聚氯己帰； 2) 将石油賴酸苯醋、苯二甲酸二下醋、硬醋酸下醋、环氧脂肪酸辛醋、邻苯二甲酸二辛 醋和环氧大豆油W 24化pm的转速揽拌化，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯己帰，揽 拌，加热至7(TC，继续揽拌化，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在165C条件下揽拌，保温化，然后混合均匀后经单螺杆挤出造粒，将 造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
[0039] 挤出造粒条件为；一段140。二段150。H段170。四段190。口膜温度为 190 〇C。
[0040] 吹膜成型条件为；一段160。二段170。H段190。四段220。口膜温度为 190 〇C。
[0041] 将实施例广6中制备得到的高透光性光伏太阳能电池封装膜进行性能测试，测试 方法及结果如下。
[0042] 透光率测试；测试仪器选用紫外-可见分光光度计Cary 100,取空气为背景，将 胶膜贴于通光口上，遮住光路，测试材料在25(T800nm光区内的透光率。
[0043] 热氧老化性能测试；根据GB/T7144耐热老化试验标准，将制备好的样品置于烘 箱中，设定温度为85C，热氧老化lOOOh，测定老化W后材料的透光率。
[0044] 紫外老化性能测试；依照GB/T19394紫外老化试验标准，将制备好的样品置于紫 外老化箱中，设定温度为5(TC，紫外光波长在28(T400nm之间，紫外老化lOOOh，测定老 化W后材料的透光率。结果见表1。
[0045] 表 1 :
【权利要求】
1. 一种高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于组分及各组分质量份数如下： 聚氯乙烯35飞0份，石油磺酸苯酯0.81.2份，苯二甲酸二丁酯1(T15份，硬酯酸丁酯 1.0~2.5份，环氧脂肪酸辛酯1飞份，邻苯二甲酸二辛酯2~8份，环氧大豆油3~12份，滑 石粉广4份，碳素纤维4~8份，乙基纤维素2~8份，硬脂酸单甘油酯0. 1~0.5份，抗氧剂 〇. 1?5份，热稳定剂0. 1?0. 6份，改性剂2?5份。
2. 根据权利要求1所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于：所述抗氧剂为 硫代二丙酸二月桂酯。
3. 根据权利要求1所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于：所述热稳定剂 为硬脂酸钙或者硬脂酸锌。
4. 根据权利要求1所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于：所述改性剂为 丙烯酸酯共聚物。
5. 根据权利要求1所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于组分及各组分质 量份数如下：聚氯乙烯40?50份，石油磺酸苯酯1.6?2.0份，苯二甲酸二丁酯12?14份， 硬酯酸丁酯1.5~2.1份，环氧脂肪酸辛酯2飞份，邻苯二甲酸二辛酯4~6份，环氧大豆油 5?10份，滑石粉2?3份，碳素纤维51份，乙基纤维素3飞份，硬脂酸单甘油酯0.2、. 4 份，抗氧剂0. 2、. 4份，热稳定剂0. 2、. 5份，改性剂：T4份。
6. 根据权利要求5所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于组分及各组分质 量份数如下：聚氯乙烯42份，石油磺酸苯酯1.8份，苯二甲酸二丁酯12.9份，硬酯酸丁酯 1.6份，环氧脂肪酸辛酯3份，邻苯二甲酸二辛酯4. 6份，环氧大豆油7份，滑石粉2. 2份， 碳素纤维6份，乙基纤维素4. 5份，硬脂酸单甘油酯0.3份，抗氧剂0.3份，热稳定剂0.3 份，改性剂3. 5份。
7. 根据权利要求5所述高透光性光伏太阳能电池封装膜，其特征在于组分及各组分质 量份数如下：聚氯乙烯46份，石油磺酸苯酯1.8份，苯二甲酸二丁酯13. 5份，硬酯酸丁酯 1.8份，环氧脂肪酸辛酯4. 4份，邻苯二甲酸二辛酯5. 8份，环氧大豆油8份，滑石粉2.7 份，碳素纤维6份，乙基纤维素4. 9份，硬脂酸单甘油酯0.28份，抗氧剂0.33份，热稳定 剂0.41份，改性剂3. 8份。
8. 权利要求1所述高透光性光伏太阳能电池封装膜的制备方法，其特征在于包括如下 步骤： 1) 将聚氯乙烯与乙基纤维素混合，加热至12(T15(TC，搅拌，搅拌转速控制在 25(T40〇rpm，然后加入改性剂和碳素纤维，继续搅拌f3h，得纤维改性聚氯乙烯； 2) 将石油磺酸苯酯、苯二甲酸二丁酯、硬酯酸丁酯、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛 酯和环氧大豆油以12(T300rpm的转速搅拌l~3h，然后加入步骤1)得到的纤维改性聚氯乙 烯，搅拌，加热至6(T80°C，继续搅拌2~4h，加入剩余组分，混合均匀得到成膜混合料； 3) 将成膜混合料在15(T18(TC条件下搅拌，保温2飞h，然后混合均匀后经单螺杆挤出 造粒，将造好的粒料由单螺杆吹膜成型，得到高透光性光伏太阳能电池封装膜。
9. 根据权利要求8所述高透光性光伏太阳能电池封装膜的制备方法，其特征在于：步 骤3)中挤出造粒条件为：一段140°C，二段150°C，三段170°C，四段190°C，口膜温度为 190。。。
10. 根据权利要求8所述高透光性光伏太阳能电池封装膜的制备方法，其特征在于：步 骤3)中吹膜成型条件为：一段160°C，二段170°C，三段190°C，四段220°C，口膜温度为 190。。。
【文档编号】C08L27/06GK104356548SQ201410639442
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司