具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜及制备方法和组件与流程

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜及制备方法和组件。

背景技术：

太阳能组件是光伏发电系统的核心，其结构通常由前板玻璃、电池片串和背板通过封装胶膜，例如EVA、EPDM、POE或有机硅橡胶等封装而成。其中电池片主要是硅基半导体，例如单晶硅电池、多晶硅电池和无定型硅电池等。光伏发电系统在实际应用中一般处于较高的太阳辐射之下，其发电性能受自然环境的影响很大，其中系统主要部件，太阳能电池组件的工作温度是影响光伏发电效率的主要因素之一。温度对太阳能电池的影响主要反映在太阳能电池的开路电压、短路电流和峰值功率等参数随电池工作温度的变化而变化。研究表明，组件温度每升高1℃，硅基太阳能电池的功率损失为0.4％左右。

目前太阳能组件的结构大都采用两层EVA将太阳能电池片进行封装，并分别在前后板使用玻璃或高分子背板进行保护。太阳能电池片在工作中产生的热量要导出和散发首先就需要通过EVA封装胶膜，因此，封装材料EVA的导热性能对光伏组件的发电量有至关重要的影响。高导热系数的EVA胶膜可以有效降低组件的工作温度、提高组件的发电量、降低组件的发电成本。

鉴于EVA、EPDM、POE或有机硅橡胶等封装材料的导热系数较差，特别是用量最多的EVA材料本征导热系数最差，因此对其进行改性十分必要。中国专利公布号为CN103045112A，公开日期为2013年04月17日的发明专利中提供了一种添加改性无机填料的高导热EVA胶膜。其机理是在低导热的有机大分子间引入高导热的改性无机填料，使得在整个体系内呈连续相的有机大分子与呈分散相的无机填料共混成一体以提高EVA胶膜的导热系数。该方法制备的胶膜中无机填料呈分散相，与连续相的高分子材料形成一种典型的“海-岛”结构(如图7所示)，无法形成整体的导热网络，导热系数虽然有所提高，但仍然处于一个较低的水平。另外，为了获得高导热的EVA胶膜往往需要加入大量的无机填料，这样一来使体系的熔体粘度急剧升高，给成型加工带来不利。中国专利公布号CN105778792A，公开日期为2016年07月20日的发明专利中提供了一种添加石墨烯为导热填料的高导热EVA胶膜，其机理是利用石墨烯的高导热性能以提高EVA胶膜的导热系数。该方法制备的胶膜中导热填料石墨烯由于其形貌为片状，形成的导热网络中通道密度较小，因此导热系数虽然有明显提高，但对光伏组件的工作温度降低幅度还是较小。因此，寻找一种更为有效和可靠的解决方案来制备具有高导热性、高耐候性的封装胶膜仍然是光伏业界不断追求的目标。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高导热、高绝缘、高耐候、粘弹性好的具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜及制备方法和组件。本发明的封装胶膜基于一维量子碳纳米管和/或二维石墨烯以及碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN、SiN等零维导热粒子填料的一种或多种组合的具有三维导热网络通道的高导热、高绝缘、高耐候、粘弹性高分子共混共挤物。

本发明提供的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜，包括以下技术方案：

一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜，包括高分子主体树脂，高分子主体树脂中包括一维碳纳米管和/或二维石墨烯，以及零维导热粒子填料，一维碳纳米管和/或二维石墨烯在封装胶膜中的重量百分比为0.001-10％；零维导热粒子填料在封装胶膜中的重量百分比小于或者等于10％。

其中，一维碳纳米管和/或二维石墨烯在封装胶膜中的重量百分比为1-10％；零维导热粒子填料在封装胶膜中的重量百分比为1-10％。

其中，一维碳纳米管和/或二维石墨烯在封装胶膜中的重量百分比为2-8％；零维导热粒子填料在封装胶膜中的重量百分比为2-8％。

其中，零维导热粒子填料包括碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN或者SiN中的任一种或任几种。

其中，一维碳纳米管是单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，一维碳纳米管是经过表面修饰碳纳米管，一维碳纳米管具有很大的长径比，其直径为纳米级，长度为微米或毫米级；

二维石墨烯是单层石墨烯或多层石墨烯，二维石墨烯是经过表面修饰的石墨烯，其厚度为纳米级，表观尺寸为微米到毫米级；

零维导热粒子填料是经过表面修饰的零维导热粒子填料，其粒径为纳米级或微米级。

其中，高分子主体树脂是EVA、POE、EPDM或者有机硅橡胶中的任一种或任几种，封装胶膜还包括交联剂、引发剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂和抗紫外剂。

其中，交联剂是含有不饱和双键的多官能化合物；引发剂为在较高温度下能迅速分解并释放出自由基的化合物；增粘剂是相对分子质量在200～2000，软化点在5～150℃之间的寡聚物；增塑剂是邻苯二甲酸酯类。

其中，交联剂是二乙烯基苯或三烯丙基异氰尿酸酯；引发剂为过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢或过氧化苯甲酸叔丁酯；增粘剂是松香类、萜类或者硅烷偶联剂；邻苯二甲酸酯类是邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯或者邻苯二甲酸二辛酯；抗氧化剂是抗氧剂168或者抗氧剂1010；抗紫外剂是苯并三唑类紫外吸收剂。

其中，高分子主体树脂经过化学改性或物理改性处理。

本发明还提供了一种光伏组件，包括上述的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜。

本发明提供的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜的制备方法，向高分子主体树脂中添加重量百分比为0.001-10％的一维碳纳米管和/或二维石墨烯、重量百分比为0.001-10％的零维导热粒子填料，以及其它助剂混合搅拌均匀，将均匀混合的原料送入螺杆挤出机在50-100℃条件下进行挤出，挤出的物料在30-40℃条件下进行流延压花、在10-20℃条件下进行冷却、在10-20m/min条件下牵引收卷得到封装胶膜。

其中，一维碳纳米管是经表面修饰的单壁碳纳米管，其表面修饰方法是先在强酸中清洗、活化，得到表面富含羧基的碳纳米管，之后水洗、干燥，将活化干燥后的碳纳米管分散于有机溶剂中，用相应的有机醇或有机胺进行表面修饰，之后过滤干燥备用；

零维导热粒子填料是经表面修饰的导热粉体，其表面修饰方法是将相应的偶联剂分散于无水乙醇中，并分次小量地喷洒在导热粉体材料中，在70℃-90℃混合并进行充分研磨得到表面修饰的导热粉体材料。

其中，助剂包括1％-10％的交联剂、1％-10％的引发剂、1％-10％的增粘剂、1％-10％的增塑剂、1％-10％的抗氧化剂和1％-10％的抗紫外剂。

本发明的实施包括以下技术效果：

本发明提供的高导热、高绝缘、高耐候型、粘弹性好的封装胶膜，使用一维量子材料碳纳米管和/或二维石墨烯以及零维导热粒子填料中的一种或多种组合对高分子粘弹性胶膜进行改性。胶膜的导热系数可以通过碳纳米管和/或石墨烯以及零维导热粒子填料的含量来调控，本申请申请人经过大量的试验对导热材料的含量进行了选择，使得封装胶膜内部具有高效三维导热网络通道，能及时有效地传递太阳能组件在发电过程中产生的热量、降低组件的工作温度、提高组件发电量、降低组件的发电成本。这样的立体导热通道大大提高了热量的传递效率，封装胶膜的导热系数在1.0-2.0W/m.K之间，可望有效降低组件的工作温度2-6度，提高光伏组件的输出功率1-2％；比传统的单纯使用导热粉体为填料的导热胶膜具有明显的优势，因此能满足组件长时间、高效率的发电要求。

此外，通过添加硅烷偶联剂可以使胶膜与玻璃或者高分子背板粘接更为牢固。通过紫外吸收剂、抗氧剂等助剂可以改善高分子胶膜本体耐候性。本发明所提供的高导热、高耐候、高绝缘封装胶膜充分整合了组件对封装胶膜性能的各种要求，各种性能指标可控、可调，制备工艺灵活，使封装胶膜为组件长期使用所依赖的可靠性及提高发电量、降低发电成本提供了有力保证。

附图说明

图1为本发明实施例封装胶膜所用的经表面修饰的单壁碳纳米管(R为任何化学基团)。

图2为本发明实施例封装胶膜所用的经表面修饰的多壁碳纳米管(R为任何化学基团)。

图3为本发明实施例封装胶膜所用的经表面修饰的单壁层石墨烯(R为任何化学基团)。

图4为本发明实施例封装胶膜所用的经表面修饰的多层石墨烯(R为任何化学基团)。

图5为本发明实施例封装胶膜所用的未经表面修饰的零维导热粒子填料。

图6为本发明实施例封装胶膜所用的经表面修饰的零维导热粒子填料(R为任何化学基团)。

图7为添加有传统的导热材料的封装胶膜内部结构示意图(孤立的“海-岛”结构)。

图8为本发明实施例的封装胶膜内部结构示意图(桥联的“海-岛”结构)。

图中，为零维导热粒子填料，～为一维、二维导热填料。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本实施例提供的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜，包括高分子主体树脂，高分子主体树脂中包括一维碳纳米管和/或二维石墨烯，以及零维导热粒子填料，一维碳纳米管和/或二维石墨烯在封装胶膜中的重量百分比为0.001-10％(wt％)，具体可选择1-9％，进一步优选为2-8％；零维导热粒子填料在封装胶膜中的重量百分比小于或等于10％(wt％)，具体可选择1-9％，进一步优选为2-8％。一维碳纳米管和二维石墨烯可以单独使用，也可以混合使用构成碳基导热填料。通过对上述材料组分和含量的限定，使得一维碳纳米管、二维石墨烯和零维导热粒子填料能够在高分子主体树脂中形成高效的三维导热网络通道(如图8所示)，有效提高胶膜的导热系数。通过对一维碳纳米管、二维石墨烯，以及零维导热粒子填料的添加量和物理尺寸进行调节，可以有效控制三维导网络的通道比表面积和通道密度，可望有效降低组件的工作温度2-6度，提高光伏组件的输出功率1-2％。本实施例得到的封装胶膜的导热系数在1.0-2.0W/m.K之间。封装胶膜可通过共混挤出、流延压膜(压花)、冷却、牵引收卷等连续工艺制备，制备方法简单，所得到的具有高导热、高绝缘、高耐候型、粘弹性好的性能。

本实施例中，碳纳米管可以是单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，也可以是未经表面修饰碳纳米管或经过表面修饰碳纳米管，优选经过表面修饰碳纳米管，碳纳米管具有很大的长径比，其直径为纳米级，优选1纳米到100纳米，长度为微米或毫米级，优选1微米到10毫米。石墨烯可以是单层石墨烯或多层石墨烯，也可以是未经表面修饰的石墨烯或经过表面修饰的石墨烯，优选经过表面修饰的石墨烯，其厚度为纳米级，优选0.1纳米到100纳米，表观尺寸(即石墨烯微片尺寸)为微米到毫米级，优选1微米到10毫米。零维导热粒子填料是未经表面修饰的零维导热粒子填料或经过表面修饰的零维导热粒子填料，其粒径为纳米级或微米级，优选1纳米到1000微米。零维导热粒子填料包括碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN或者SiN中的任一种或任几种。碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁，氧化锌、Si₃N₄、AlN、SiN等粉体，可以是一种单独与碳基导热材料混合，也可以是几种与碳基导热材料混合。

高分子主体树脂是EVA(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯)、POE(乙烯和丁烯的高聚物，或者乙烯和辛烯的高聚物)、EPDM(三元乙丙橡胶)或者有机硅橡胶中的任一种或任几种，封装胶膜还包括交联剂、引发剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂和抗紫外剂。所用交联剂是含有不饱和双键的多官能化合物，比如二乙烯基苯或三烯丙基异氰尿酸酯等，其显著特点是在自由基引发下能进行自由基共聚反应。所用引发剂为在较高温度下能迅速分解并释放出自由基的化合物，比如偶氮类化合物和过氧化物等。比较典型的如过氧化二苯甲酰(BPO)、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯等。所用增粘剂能显著增加胶膜与前板玻璃和背板之间的粘合力。包括天然的和人工合成的相对分子质量在200～2000，软化点5～150℃之间的寡聚物。比较典型的如，松香类、萜类和硅烷偶联剂等。所用增塑剂能显著削弱高分子之间的作用力、增加了聚合物分子链的移动性、降低聚合物分子链的结晶性、增加了聚合物的塑性。比较典型的是邻苯二甲酸酯类，例如邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯等。所用抗氧化剂是能显著延缓或抑制聚合物链氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，比较典型的如抗氧剂168、抗氧剂1010等。所用抗紫外剂能有效吸收和反射紫外线，显著提高聚合物耐紫外老化能力的化合物，比较典型的如苯并三唑类紫外吸收剂。

封装胶膜的厚度为微米级或毫米级，优选100微米到2毫米，幅宽为1到4米。EVA、POE、EPDM或有机硅橡胶等高分子主体树脂、碳纳米管和/或石墨烯、零维导热粒子填料和交联剂、引发剂、增粘剂、增塑剂、抗氧化剂、抗紫外剂等混合物经双螺杆挤出之后挤出物经过流延、压膜(压花)、冷却、牵引和收卷等连续工艺得到高导热、高绝缘、高耐候的封装胶膜。

优选地，高分子主体树脂可以经过化学改性或物理改性处理。高分子主体树脂的改性物可以是化学改性(例如共聚)、物理改性(例如共混)或者二者的结合。

碳纳米管(CNTs)(图1和图2所示)是一种典型的一维量子材料，是目前世界上已知的最好的导热材料之一。纳米管状的材料与颗粒状和其它形状的散热填料相比，更容易形成导热网络，因此导热效率更高。石墨烯也是一种特殊材料，是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄(鳞片状)，只有一个碳原子厚度的二维材料(图3和图4所示)，具有性能的各向异性即平行鳞片方向和垂直鳞片方向的性能有很大的差异性。石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，导热系数高达5300W/m·K(平行鳞片方向)，甚至要高于碳纳米管。碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锌、Si₃N₄、AlN、SiN等作为传统的粉体导热材料，常用作绝缘导热材料的填料(图5和图6所示)，封装胶膜的导热性强烈依赖于粉体导热材料的形状、尺寸大小、表面修饰情况和添加量。在本发明中，粉体导热材料作为碳纳米管和/或石墨烯的辅助导热填料，通过它们之间的协同效应在胶膜内部形成三维导热网络，可以大大增加封装胶膜内部热传导的面积和通道密度，有效提高封装胶膜的导热系数。与现有技术相比，本发明采用的一维材料和二维材料与零维材料能形成更好的立体导热网络，使粉状的导热颗粒在聚合物共混体系中不再是分散的、孤立的”岛”，而是通过一维材料和二维材料桥连起来的”岛”(图8所示)，这样的特殊结构使热量的传递快速而有效，确保组件始终在一个合适的温度下工作，发电效率和使用寿命得到极大地提升。另外，本实施例所用的零维材料、一维材料和二维材料均经过表面化学修饰。修饰后的材料不仅与封装胶膜有良好的相容性，而且与未经表面修饰的材料相比，在相似的添加量下体系熔融粘度大大降低，使成型加工更为简单易行；更为重要的是表面化学修饰的有机基团可以进一步屏蔽导热填料的导电点，增加材料的绝缘性，使所得的胶膜同时具有高导热性、高耐候和高绝缘性。

本实施例化提供了一种光伏组件，包括上述的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜。

下述以多个实施例对上述的具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜的制备方法进行描述。

实施例1

本实施例的具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜的制备方法为向EVA粒料中添加3％(wt％)的经表面修饰的单壁碳纳米管，0.5％(wt％)的经表面修饰的零维导热粒子填料粉体，即碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN、SiN等中的一种或多种的混合，以及其他助剂混合搅拌均匀，将均匀混合的原料送入双螺杆挤出机进行挤出(50-100℃)，挤出的物料进行流延压花(30-40℃)、冷却(10-20℃)、牵引收卷(10-20m/min)得到本实施例的高导热、高绝缘、高耐候EVA封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管的EVA封装胶膜。本实施例的助剂为交联剂：1％(wt％)的三烯丙基异氰尿酸酯、引发剂：1％(wt％)的氧化二苯甲酰、增粘剂：2％(wt％)的改性松香、增塑剂：2％(wt％)的邻苯二甲酸二异壬酯、抗氧化剂：1％(wt％)的抗氧剂168、抗紫外剂：1％(wt％)的苯并三唑。

本实施例中，表面修饰的单壁碳纳米管按如下方法进行：碳纳米管先在强酸(H₂SO₄/HNO₃)中清洗、活化，得到表面富含羧基(-COOH)的碳纳米管，之后水洗、干燥，活化干燥后的碳纳米管分散于有机溶剂中，用相应的有机醇(R-OH)或有机胺(R-NH₂)进行表面修饰，之后过滤干燥备用。

表面修饰的导热粉体按如下步骤进行：将相应的偶联剂(硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂)分散于无水乙醇中，并分次小量地喷洒在导热粉体材料中，在80℃混合并进行充分研磨得到表面修饰的导热粉体材料。

实施例2

采用与实施例1相似的方式制备，不同之处在于用POE高分子代替EVA，得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管的POE封装胶膜。

实施例3

采用与实施例1相似的方式制备，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA，得到高导热、高绝缘、高耐候的EPDM封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管的EPDM封装胶膜。

实施例4

采用与实施例1相似的方式制备，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA，得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例5

采用与实施例1相似的方式，不同之处在于用经表面修饰的多壁碳纳米管代替单壁碳纳米管。得的高导热、高绝缘、高耐候的EVA封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管的EVA封装胶膜。多壁碳纳米管的表面修饰与单壁碳纳米管相似。

实施例6

采用与实施例5相似的方式，不同之处在于用POE高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管的POE封装胶膜。

实施例7

采用与实施例5相似的方式，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的EPDM封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管的EPDM封装胶膜。

实施例8

采用与实施例5相似的方式，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例9

采用与实施例1相似的方式，不同之处在于用经表面修饰的单层石墨烯代替单壁碳纳米管。得到高导热、高绝缘、高耐候的EVA封装胶膜，即为基于单层石墨烯的EVA封装胶膜。单层石墨烯的表面修饰与单壁碳纳米管相似。

实施例10

采用与实施例9相似的方式，不同之处在于用POE高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于单层石墨烯的POE封装胶膜。

实施例11

采用与实施例9相似的方式，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的EPDM封装胶膜，即为基于单层石墨烯的EPDM封装胶膜。

实施例12

采用与实施例9相似的方式，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于单层石墨烯的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例13

采用与实施例1相似的方式，不同之处在于用经表面修饰的多层石墨烯代替单壁碳纳米管。得到高导热、高绝缘、高耐候的EVA封装胶膜，即为基于多层石墨烯的EVA封装胶膜。多层石墨烯的表面修饰与单壁碳纳米管相似。

实施例14

采用与实施例13相似的方式，不同之处在于用POE高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于多层石墨烯的POE封装胶膜。

实施例15

采用与实施例13相似的方式，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的EPDM封装胶膜，即为基于多层石墨烯的EPDM封装胶膜。

实施例16

采用与实施例13相似的方式，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于多层石墨烯的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例17

采用与实施例1相似的方式，不同之处在于用经表面修饰的单壁碳纳米管和表面修饰多层石墨烯的混合物代替单壁碳纳米管。得到高导热、高绝缘、高耐候的EVA封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管和多层石墨烯的EVA封装胶膜。

实施例18

采用与实施例17相似的方式，不同之处在于用POE高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管和多层石墨烯的POE封装胶膜。

实施例19

采用与实施例17相似的方式，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管和多层石墨烯的EPDM封装胶膜。

实施例20

采用与实施例17相似的方式，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于单壁碳纳米管和多层石墨烯的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例21

采用与实施例1相似的方式，不同之处在于用经表面修饰的多壁碳纳米管和表面修饰的单层石墨烯的混合物代替单壁碳纳米管。得到高导热、高绝缘、高耐候的EVA封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管和单层石墨烯的EVA封装胶膜。

实施例22

采用与实施例21相似的方式，不同之处在于用POE高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的POE封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管和单层石墨烯的POE封装胶膜。

实施例23

采用与实施例21相似的方式，不同之处在于用EPDM高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的EPDM封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管和单层石墨烯的EPDM封装胶膜。

实施例24

采用与实施例21相似的方式，不同之处在于用有机硅橡胶高分子代替EVA。得到高导热、高绝缘、高耐候的有机硅橡胶封装胶膜，即为基于多壁碳纳米管和单层石墨烯的有机硅橡胶封装胶膜。

实施例25

本实施例的一种具有三维导热通道的光伏组件封装胶膜的制备方法，向高分子主体树脂中添加重量百分比为0.001-10％(优选1-10％)的一维碳纳米管和/或二维石墨烯、重量百分比为0.001-10％(优选1-10％)的零维导热粒子填料，零维导热粒子填料可以选择碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、Si₃N₄、AlN或者SiN中的任一种或任几种，以及其它助剂混合搅拌均匀，搅拌时间为30分钟-300分钟，助剂包括1％-10％的交联剂、1％-10％的引发剂、1％-10％的增粘剂、1％-10％的增塑剂、1％-10％的抗氧化剂和1％-10％的抗紫外剂。将均匀混合的原料送入螺杆挤出机在50-100℃条件下进行挤出，挤出的物料在30-40℃条件下进行流延压花、在10-20℃条件下进行冷却、在10-20m/min条件下牵引收卷得到封装胶膜。

上述实施例中，交联剂是含有不饱和双键的多官能化合物，交联剂可选择二乙烯基苯或三烯丙基异氰尿酸酯；引发剂为在较高温度下能迅速分解并释放出自由基的化合物，引发剂为过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢或过氧化苯甲酸叔丁酯；增粘剂是相对分子质量在200～2000，软化点5～150℃之间的寡聚物，增粘剂可选择松香类、萜类或者硅烷偶联剂；增塑剂是邻苯二甲酸酯类，邻苯二甲酸酯类可选择邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯或者邻苯二甲酸二辛酯；抗氧化剂可选择抗氧剂168或者抗氧剂1010；抗紫外剂可选择苯并三唑类紫外吸收剂。

上述实施例的方法所得到的封装胶膜具有以下优点：

1、)、选用物理尺寸和化学性能合适的一维碳纳米管和/或二维石墨烯，以EVA、POE、EPDM、有机硅橡胶等高分子材料为主体树脂，配以交联剂、引发剂、硅烷偶联剂、增塑剂、增粘剂、其他助剂、辅助予零维导热粒子填料碳酸钡、硫酸钡、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锌、Si₃N₄、AlN、SiN等中的一种或多种均匀混合后通过双螺杆挤出，得到具有三维导热网络通道的高导热、高绝缘、粘弹性高分子共混共挤物，之后挤出物经过流延、压膜(压花)、冷却、牵引和收卷等联系工艺得到高导热、高绝缘、高耐候的光伏组件封装胶膜。其中，一维碳纳米管和/或二维石墨烯可以同时作为导热网络的主通道架构，也可以单独使用碳纳米管或者石墨烯作为导热网络的主通道架构，零维导热粒子填料可以单独使用一种或者同时使用多种组合作为导热网络的辅助通道架构，上述导热材料在胶膜内部形成高比表面积、高通道密度的三维导热网络，有效提高胶膜的导热系数(如图8所示)。

2)、通过对零维导热粒子填料的添加量和物理尺寸进行调节，可以有效控制三维导热网络的通道比表面积和通道密度。

3)、大量极性无机物和有机物的加入再加上压花工艺是胶膜表面变粗糙，使本发明所得的胶膜对电池片和背板具有良好的粘合力，大大降低或规避了实际应用中的分层问题。

4)、抗氧化剂和抗紫外剂的加入使得所发明的胶膜具有良好的耐候性，使用寿命得到提高。

5)、高导热封装胶膜可望降低组件的工作温度2到6℃，大大提高组件的输出功率，有效降低发电成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。