专利名称：一种用于提高太阳能组件效率的eva的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种封装太阳能组件用的EVA，尤其涉及到一种通过改变EVA对电池片在紫外光区有效波段的光谱响应来提高太阳能组件效率的EVA。
背景技术：
当前，常规能源的持续使用带来了能源紧缺以及环境恶化等一系列经济和社会问题，一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而太阳能正是目前大规模利用的无污染的绿色能源，世界各国都在积极开发太阳能电池组件，而高转换效率、低成本是太阳能电池组件发展的主要趋势，也是技术研究者追求的目标。传统的太阳能组件封装用的EVA的材料为乙烯-醋酸乙烯脂，聚烯烃，聚氨脂等等，其都是耐紫外老化性能高，紫外光波长段在380nm之前截止的。而高效能的太阳能电池片对紫外波段O80-400nm)光电转换效率响应非常高，而太阳能组件光谱模拟器有效波长段为345-llOOnm之间，因此我们一方面考虑紫外线对组件内部材料老化性能的影响，另一方面能够有效利用345-380nm之间这一部分紫外光有效波段的光。太阳能组件内部设有EVA，电池片，焊带，背板，由于电池片和焊带都为无机材料， 因此直接的紫外光线照射对其基本上没有老化影响，由于背板大多是由高分子复合材料构成，容易受到紫外光导致光降解，导致分子量降低，颜色变深，强度变低。所以必须要杜绝直接的紫外光老化照射，因此，如何有效利用太阳能组件中玻璃与电池片间的EVA对波长为 345-380nm间的紫外光，进一步提高太阳能组件的光电转换效率是发明所面临的技术难题。
发明内容
本发明的目的是为提高太阳能组件的效率，提出一种新型的EVA胶膜，其应用于太阳能组件中玻璃和电池片受光面间，以通过改变EVA对电池片在紫外光区有效波段的光谱响应，来增强EVA表面的入射光及反射到玻璃上再从玻璃反射回电池片上的反射光，以进一步提升电池片光电转换效率。为实现上述目的，本发明提出如下技术方案一种用于提高太阳能组件效率的 EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化剂0.5-1.2 份交联剂0.3-1.2 份光稳定剂0.05-0.2 份紫外光吸收剂0.1-0.5 份硅烷偶联剂0.5-1.5 份钛白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。所述抗氧剂为下列一种或几种混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯， 二硬脂基季戊四醇二亚磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯， β-(4-羟基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基)亚磷酸脂。所述交联剂为过氧化物，其由选自2，5_ 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷，1， 1-(双过氧化叔丁基)3，3，5-三甲基环己烷，及叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯中的一种或几种混合而成。所述光稳定剂为选自受阻胺类双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，双0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羟基-2，2，6，6-四甲基-1 哌啶乙醇脂)中的一种或几种混合而成。所述紫外光吸收剂中的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮最大吸收波长范围为 280-340nm，其最佳重量份配比为0. 1-0. 25份。所述紫外光吸收剂中的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波长范围为 270-330nm，其最佳重量份配比为0. 1-0. 25份。所述硅烷偶联剂为选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合配比而成。所述钛白粉中的重量计为10% -50%的是金红石型，钛白粉的颗粒直径为 100-400nm。所述EVA应用于太阳能组件中的上层EVA胶膜上。与现有技术相比，封装于太阳能组件中的上层EVA采用本发明提出的EVA后，其具有以下优点第一、能够充分利用太阳能光谱模拟器波长为345-380nm之间的紫外光，即使电池片对波长为345-380nm间的紫外光得以充分的吸收，提升了太阳能普通档次电池片以及高效能电池片的光电转换效率，本发明可以使组件的CTM(Cell to Module，组件的封装效率)提升0. 3-1%不等。第二、通过加入特殊的钛白粉材料，在EVA透光率一定的条件下，可以增强入射光线的反射，从而提高了从玻璃表面反射回来的有效光，进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。
图1是太阳能组件的主视图；图2采用本发明EVA封装的太阳能组件的俯视图；图3是入射光线经本发明所述的上层EVA反射后光线重新利用图；图4是入射光经传统的上层EVA反射后的光线去向图。
具体实施例方式下面将结合本发明的附图，对本发明优选实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1、2、3所示，本发明所揭示的用于提高太阳能组件效率的新型EVA，其应用于太阳能组件中玻璃与电池片间，即电池片受光侧，所述太阳能组件自上而下依次包括玻璃 1、上层EVA胶膜2、电池片3、下层EVA胶膜4及背板5，此外，组件还包括接线盒6，焊接于电池片3间的汇流条8，以及包覆于组件外围的边框7。本发明所揭示的新型EVA是封装在玻璃和电池片3间的受光侧，即上层EVA胶膜2。具体来说，本发明所揭示的用于提高太阳能组件效率的EVA是在主要材料乙烯-醋酸乙烯脂中通过改良加工配方和工艺而来，其由以下重量份配比的原料制成1) 100份的乙烯-醋酸乙烯脂；幻0· 5-1. 2份抗氧剂；；3)0.3-1· 2 份交联剂；4) 0. 05-0. 20 份光稳定剂；
5) 0. 1-0. 5份紫外光吸收剂；6) 0.5-1. 5份硅烷偶联剂；7)0. 05-1 份钛白粉。其中，所述抗氧化剂分为受阻酚型抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂，所述抗氧剂具体为下述一种或几种混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亚磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(4-羟基_3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基) 亚磷酸脂。所述交联剂主要为过氧化物类，所述交联剂具体为下述一种或几种混合配比而成2，5_ 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷，1，1_(双过氧化叔丁基)3，3，5_三甲基环己烷，叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯。所述光稳定剂由受阻胺类双(1-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯， 双0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羟基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一种或者几种混合而成。所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2种成分混合而成，本发明所使用的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮2的特性分别为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮性能为白色结晶粉末，密度为1. 324g/cm3，熔点62 66°C，沸点150 160 0C (0. 67kPa),220°C (2. 4kPa)。溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多数有机溶剂，不溶于水。本品最大吸收波长范围为280-340nm，热稳定性好，温度加到200°C时才开始分解；几乎不吸收可见光。本发明中其最佳用量为0. 1-0. 25份。2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮为白色结晶粉末，密度为1. 160g/cm3,熔点48 49 °C，溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多数有机溶剂，不溶于水。其能够强烈地吸收波长为 270-330nm的紫外线，可用于各种聚烯烃，聚酯，乙烯醋酸乙烯脂等材料，挥发性小。本发明中的最佳用量为0. 1-0. 25份。所述硅烷偶联剂为增粘剂，由Y -氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷)，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合配比而成。所述的钛白粉中重量计为10% -50%的是金红石型，颗粒直径为100-400nm之间。 本发明的白色二氧化钛粉末有2个优点1)对波长为220-330nm间的紫外光产生本征吸收；由于波长为220-330nm间的这段紫外光能够强有力的破坏背板的PET层(高分子材料)，导致其黄变，因而使用白色二氧化钛粉末将波长段为220-330nm之间的紫外光吸收。2)在材料透光率一定的情况下，加入二氧化钛能增强入射光线的反射，从而提高了从玻璃表面反射回来的有效光，进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。如图3、4所示为太阳能组件中的上层EVA胶膜分别采用本发明EVA和传统EVA的反射光去向图，从图3中可以看出，照射到采用本发明EVA材料的上层EVA胶膜的入射光经过上层EVA反射到玻璃上后再从玻璃反射回电池片上，而照射到采用传统的EVA材料的上层EVA胶膜的入射光没有再经过玻璃的反射而直接散射到电池片上，从而提高了太阳能组件光电转换效率。本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
权利要求
1. 一种用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化剂0.5-1.2 份交联剂0.3-1.2 份光稳定剂0.05-0.2 份紫外光吸收剂0.1-0.5 份硅烷偶联剂0.5-1.5 份钛白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。
2.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述抗氧剂为选自三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(4-羟基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)，及三(壬基苯基)亚磷酸脂中的一种或几种混合而成。
3.根据权利要求2所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述交联剂为过氧化物，其由选自2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷，1，1_(双过氧化叔丁基)3， 3，5_三甲基环己烷，及叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯中的一种或几种混合而成。
4.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述光稳定剂为选自受阻胺类双(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，双0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羟基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一种或几种混合而成。
5.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的吸收波长范围为280-340nm，其最佳重量份配比为0. 1-0. 25份。
6.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波长范围为270-330nm，其最佳重量份配比为0. 1-0. 25份。
7.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述硅烷偶联剂为选自Y-氨丙基三乙氧基硅烷，Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合配比而成。
8.根据权利要求1所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于所述钛白粉中的重量计为10% -50%的是金红石型，钛白粉的颗粒直径为100-400nm。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的用于提高太阳能组件效率的EVA，其特征在于 所述EVA位于太阳能组件中电池片的受光侧。
全文摘要
本发明揭示了一种用于提高太阳能组件效率的EVA，其封装于太阳能组件中的玻璃与电池片间，即应用于组件中的上层EVA胶膜上，该EVA是通过在主要成分乙烯-醋酸乙烯脂中添加新型紫外光吸收剂等成分而成，其对波长范围为345-380nm之间的紫外光有较好的吸收性能，在组件中增强了上层EVA胶膜表面的入射光及反射到电池片上的反射光，从而提升了电池片的光电转换效率。
文档编号C09J11/06GK102352067SQ20111036154
公开日2012年2月15日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者刘国丽, 陈道远 申请人:常熟阿特斯阳光电力科技有限公司, 阿特斯(中国)投资有限公司