一种太阳能电池背膜材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池背膜材料及其制备方法，材料包括以下组分：EVA，PU，PPE，硬脂酸钡，环氧氯丙烷，二氧化硅，石墨烯，丙烯磺酸钠，抗氧剂，辅助抗氧剂，乙酸乙烯酯，丁基橡胶，丙烯酰胺和三乙胺。制备方法为将EVA、PU、PPE、硬脂酸钡、二氧化硅、石墨烯、丙烯磺酸钠、乙酸乙烯酯、丁基橡胶和丙烯酰胺加入到反应釜中，在一定温度下反应后加入三乙胺，升温反应后再与环氧氯丙烷、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合搅拌机中搅拌混合均匀，转入高速捏合机中进行捏合后出料，最后于双螺杆挤出机中进行挤出即得。本发明提供的太阳能电池背膜材料具有优异的耐老化，耐高温，抗水蒸气透过以及高的击穿电压性能。
【专利说明】-种太阳能电池背膜材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池材料制备【技术领域】，具体涉及一种太阳能电池背膜材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 作为传统电能生产方法的绿色替代方案，光伏电池组件被用来利用太阳能产生电 能。光伏电池组件通常由各种半导体元件系统组装而成，因而必须加W保护W减少环境作 用如湿气、氧气和紫外线的影响和破坏。光伏电池组件通常采用的是在娃片两侧层压贴附 玻璃或塑料薄膜保护层的结构。太阳能电池背膜由于具有优良的强度、耐侯性、抗紫外性和 阻湿性能，因而在光伏电池组件中发挥着重要的保护作用。公知的复合型太阳能电池背膜 一般使用胶粘剂复合氣膜或聚帰姪膜来作为耐候层或粘接层，但是，该些公知的复合型太 阳能电池背膜在长期湿热老化后由于胶粘剂的降解而造成氣膜或聚帰姪膜在基材表面出 现缩边现象，并且背膜阻燃效果较差，从而影响了太阳能电池组件的使用寿命。随着不可再 生能源的日渐紧缺，太阳能电池已作为传统电能生产方法的绿色替代方案，被用来利用太 阳光产生电能，大量应用在各个领域。而作为太阳能电池组件的背膜对电池使用寿命，输出 功率，安全可靠性起到关键作用，背膜位于太阳能电池板的背面，对电池片起到保护和支撑 作用，而现有的背膜耐候性、阻水性、绝缘性和耐老化性比较差，无法保证电池的可靠性、稳 定性和耐久性，影响性能和使用寿命。
[0003] 申请号为201210274474. 6的中国专利公开了一种高效太阳能电池背膜。其包括 膜体，膜体由PVC膜和PET板组成，PVC膜有两层，分别位于PET板的上下两侧，膜体内设 有反射层。在PET板上部覆盖一层W玻璃珠反光膜为材质的反射层，可将透过电池的光反 射回电池，从而大大提高电池的发电效率，延长使用寿命。申请号为201410230434.0的 中国专利公开了一种复合型太阳能电池背膜，它包括耐候层、胶粘剂层、基材、胶粘剂层和 粘接层，所述的胶粘剂层是由W下组分组成的组合物涂敷在基材表面经固化形成；胶粘剂 100?200重量份，固化剂8?18重量份，笼型倍半娃氧焼8?35重量份，溶剂200?390 重量份。其具有较好的耐湿热性能、阻燃性能，无缩边现象，保证了太阳能电池组件的使用 寿命。W上公开的材料虽然进行了一定的改进，但是还没有明显的增强材料的各项性能，女口 材料的耐老化性、透水蒸气性、耐高温性能W及较强的击穿电压性能，因此还需要进一步研 究开发出一种性能更为优越的材料。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于为了克服W上现有技术的不足而提供一种太阳能电池背膜材 料及其制备方法，提高材料的耐老化，耐高温，抗水蒸气透过W及高的击穿电压性能。
[0005] 本发明通过W下技术手段实现：
[0006] 一种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 70-80份，PU 20-30份，P阳 10-20份，硬脂酸顿1-3份，环氧氯丙焼5-10份，二氧化娃1-4份，石墨帰3-9份，丙帰賴酸 轴2-6份，抗氧剂0. 3-0. 8份，辅助抗氧剂0. 1-0. 5份，己酸己帰醋5-10份，下基橡胶2-6 份，丙帰醜胺1-5份，H己胺1-3份。
[0007] 所述的太阳能电池背膜材料，可W优选为W重量组分计包括；EVA 75-78份，PU 23-26份，P阳14-18份，硬脂酸顿2-3份，环氧氯丙焼6-9份，二氧化娃2-4份，石墨帰6-8 份，丙帰賴酸轴4-6份，抗氧剂0. 5-0. 7份，辅助抗氧剂0. 3-0. 5份，己酸己帰醋7-9份，下 基橡胶4-6份，丙帰醜胺3-5份，H己胺2-3份。
[000引 W上所述的太阳能电池背膜材料，抗氧剂可W为抗氧剂1010。
[0009] W上所述的太阳能电池背膜材料，辅助抗氧剂可W为辅助抗氧剂TNP。
[0010] W上所述的太阳能电池背膜材料，二氧化娃可W为纳米二氧化娃。
[0011] 一种W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[0012] 步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、下 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在7〇-8(TC下揽拌40-60分钟，然后加入H己胺，升温 至90-10(TC，揽拌反应30-50分钟，得到物料一；
[0013] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，然后转入高速捏合机中进行捏合，捏合后出料，得到物料二；
[0014] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，得到太阳能电池背膜材 料。
[0015] 所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，步骤一中所述揽拌反应的揽拌速度可W 为130-150转/分钟。
[0016] 所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，步骤二中揽拌混合均匀的揽拌速度可W 为280-300转/分钟，揽拌时间可W为20-30分钟。
[0017] 所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，步骤二中捏合的条件可W为捏合温度 150-170°C，转速600-700转/分钟，捏合时间为8-15分钟。
[0018] 所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，步骤H双螺杆挤出机挤出条件可W为螺 杆长径比为12:1，挤出机挤出温度分四段，第一段温度160-18(TC，第二段温度180-19(TC， 第H段温度190-20(TC，第四段温度190-21(TC。
[0019] 本发明提供的太阳能电池背膜材料具有良好的综合性能，其制备成厚度为2-3mm 的膜W后，伸长率能够达到182% W上，击穿电压强度能够达到23KV W上，水蒸气透过率低 于1.4g/m2 ? d，人工福射抗老化时间达到了 2500 W上无异常，热变形温度达到了 188CW 上，可W很好地作为太阳能电池背板的膜材料进行应用。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1
[002。 一种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 70份，PU 20份，P阳10份， 硬脂酸顿1份，环氧氯丙焼5份，纳米二氧化娃1份，石墨帰3份，丙帰賴酸轴2份，抗氧剂 10100. 3份，辅助抗氧剂TNP 0. 1份，己酸己帰醋5份，下基橡胶2份，丙帰醜胺1份，H己胺 1份。
[0022] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[002引步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、了 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在70°C下揽拌40分钟，然后加入H己胺，升温至9(TC， 揽拌反应30分钟，揽拌速度为130转/分钟，得到物料一；
[0024] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，揽拌速度为280转/分钟，揽拌时间为20分钟，然后转入高速捏合机中进行捏 合，捏合温度15CTC，转速600转/分钟，捏合时间为8分钟，捏合后出料，得到物料二；
[00巧]步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度16(TC，第二段温度18(TC，第H段温度19(TC，第四段 温度19(TC，得到太阳能电池背膜材料。
[002引 实施例2
[0027] -种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 75份，PU 23份，P阳14份， 硬脂酸顿2份，环氧氯丙焼6份，纳米二氧化娃2份，石墨帰6份，丙帰賴酸轴4份，抗氧剂 10100. 5份，辅助抗氧剂TNP 0. 3份，己酸己帰醋7份，下基橡胶4份，丙帰醜胺3份，H己胺 2份。
[0028] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[0029] 步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、了 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在73C下揽拌45分钟，然后加入H己胺，升温至92C， 揽拌反应38分钟，揽拌速度为136转/分钟，得到物料一；
[0030] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，揽拌速度为288转/分钟，揽拌时间为23分钟，然后转入高速捏合机中进行捏 合，捏合温度156C，转速620转/分钟，捏合时间为9分钟，捏合后出料，得到物料二；
[0031] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度165C，第二段温度182C，第H段温度19rC，第四段 温度195C，得到太阳能电池背膜材料。
[00础 实施例3
[003引一种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 77份，PU 25份，P阳16份， 硬脂酸顿3份，环氧氯丙焼7份，纳米二氧化娃3份，石墨帰7份，丙帰賴酸轴5份，抗氧剂 10100. 6份，辅助抗氧剂TNP 0. 4份，己酸己帰醋8份，下基橡胶5份，丙帰醜胺4份，H己胺 2份。
[0034] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[003引步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、了 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在75C下揽拌50分钟，然后加入H己胺，升温至96C， 揽拌反应42分钟，揽拌速度为145转/分钟，得到物料一；
[0036] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，揽拌速度为290转/分钟，揽拌时间为26分钟，然后转入高速捏合机中进行捏 合，捏合温度163C，转速650转/分钟，捏合时间为10分钟，捏合后出料，得到物料二；
[0037] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度162C，第二段温度185C，第H段温度196C，第四段 温度202C，得到太阳能电池背膜材料。
[0038] 实施例4
[0039] -种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 78份，PU 26份，P阳18份， 硬脂酸顿3份，环氧氯丙焼9份，纳米二氧化娃4份，石墨帰8份，丙帰賴酸轴6份，抗氧剂 10100. 7份，辅助抗氧剂TNP 0. 5份，己酸己帰醋9份，下基橡胶6份，丙帰醜胺5份，H己胺 3份。
[0040] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[0041] 步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、下 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在8(TC下揽拌56分钟，然后加入H己胺，升温至98C， 揽拌反应46分钟，揽拌速度为146转/分钟，得到物料一；
[0042] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，揽拌速度为300转/分钟，揽拌时间为30分钟，然后转入高速捏合机中进行捏 合，捏合温度166C，转速680转/分钟，捏合时间为12分钟，捏合后出料，得到物料二；
[0043] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度175C，第二段温度186C，第H段温度197C，第四段 温度206C，得到太阳能电池背膜材料。
[0044] 实施例5
[004引一种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 78份，PU 26份，P阳18份， 硬脂酸顿3份，环氧氯丙焼9份，纳米二氧化娃4份，石墨帰8份，丙帰賴酸轴6份，抗氧剂 10100. 7份，辅助抗氧剂TNP 0. 5份，己酸己帰醋9份，下基橡胶6份，丙帰醜胺5份，H己胺 3份。
[0046] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[0047] 步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、 下基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在8(TC下揽拌60分钟，然后加入H己胺，升温至 IOOC，揽拌反应50分钟，揽拌速度为150转/分钟，得到物料一；
[0048] 步骤二，将物料一 W及环氧氯丙焼、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽 拌混合均匀，揽拌速度为300转/分钟，揽拌时间为30分钟，然后转入高速捏合机中进行捏 合，捏合温度17(TC，转速700转/分钟，捏合时间为15分钟，捏合后出料，得到物料二；
[0049] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度18(TC，第二段温度19(TC，第H段温度20(TC，第四段 温度21(TC，得到太阳能电池背膜材料。
[0050] 对照例
[005。 一种太阳能电池背膜材料，W重量组分计包括；EVA 77份，PU 25份，P阳16份，硬 脂酸顿3份，纳米二氧化娃3份，石墨帰7份，丙帰賴酸轴5份，抗氧剂10100. 6份，辅助抗 氧剂TNP 0. 4份，己酸己帰醋8份，了基橡胶5份，丙帰醜胺4份，立己胺2份。
[0052] W上所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，包括W下步骤：
[005引步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸顿、二氧化娃、石墨帰、丙帰賴酸轴、己酸己帰醋、了 基橡胶和丙帰醜胺加入到反应蓋中，在75C下揽拌50分钟，然后加入H己胺，升温至96C， 揽拌反应42分钟，揽拌速度为145转/分钟，得到物料一；
[0054] 步骤二，将物料一 W及抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合揽拌机中揽拌混合均匀， 揽拌速度为290转/分钟，揽拌时间为26分钟，然后转入高速捏合机中进行捏合，捏合温度 163C，转速650转/分钟，捏合时间为10分钟，捏合后出料，得到物料二；
[0055] 步骤H，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，其中螺杆长径比为12:1， 挤出机挤出温度分四段，第一段温度162C，第二段温度185C，第H段温度196C，第四段 温度202C，得到太阳能电池背膜材料。
[0056] 将W上实施例和对照例制备得到的材料经过吹塑机挤出成膜，膜厚度为2-3mm，进 行性能测试，结果如下：
[0057]
【权利要求】
1. 一种太阳能电池背膜材料，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 70-80份，PU 20-30份，PPE 10-20份，硬脂酸钡1-3份，环氧氯丙烷5-10份，二氧化硅1-4份，石墨烯3-9 份，丙烯磺酸钠2-6份，抗氧剂0. 3-0. 8份，辅助抗氧剂0. 1-0. 5份，乙酸乙烯酯5-10份，丁 基橡胶2-6份，丙烯酰胺1-5份，三乙胺1-3份。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电池背膜材料，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 75-78份，PU 23-26份，PPE 14-18份，硬脂酸钡2-3份，环氧氯丙烷6-9份，二氧化硅2-4 份，石墨烯6-8份，丙烯磺酸钠4-6份，抗氧剂0. 5-0. 7份，辅助抗氧剂0. 3-0. 5份，乙酸乙 烯酯7-9份，丁基橡胶4-6份，丙烯酰胺3-5份，三乙胺2-3份。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背膜材料，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂 1010。
4. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背膜材料，其特征在于，辅助抗氧剂为辅助抗 氧剂TNP。
5. 根据权利要求1或2所述的太阳能电池背膜材料，其特征在于，二氧化硅为纳米二氧 化硅。
6. -种权利要求1或2所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： 步骤一，将EVA、PU、PPE、硬脂酸钡、二氧化硅、石墨烯、丙烯磺酸钠、乙酸乙烯酯、丁基 橡胶和丙烯酰胺加入到反应釜中，在70-80°C下搅拌40-60分钟，然后加入三乙胺，升温至 90-100°C，搅拌反应30-50分钟，得到物料一； 步骤二，将物料一以及环氧氯丙烷、抗氧剂和辅助抗氧剂加入到混合搅拌机中搅拌混 合均匀，然后转入高速捏合机中进行捏合，捏合后出料，得到物料二； 步骤三，将捏合后的物料二于双螺杆挤出机中进行挤出，得到太阳能电池背膜材料。
7. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所 述搅拌反应的搅拌速度为130-150转/分钟。
8. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，其特征在于，步骤二中搅 拌混合均匀的搅拌速度为280-300转/分钟，搅拌时间为20-30分钟。
9. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，其特征在于，步骤二中捏 合的条件为捏合温度150-170°C，转速600-700转/分钟，捏合时间为8-15分钟。
10. 根据权利要求6所述的太阳能电池背膜材料的制备方法，其特征在于，步骤三双螺 杆挤出机挤出条件为螺杆长径比为12:1，挤出机挤出温度分四段，第一段温度160-180°C， 第二段温度180_190°C，第三段温度190-200°C，第四段温度190-2KTC。
【文档编号】C08L51/06GK104356498SQ201410650755
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14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