专利名称：一种太阳能电池封装用eva胶膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于封装材料领域，具体涉及一种太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法。
背景技术：
当今世界，环境污染及能源短缺是人们最为关注的问题。太阳能电池发电是解决这两个问题的最有效途径之一。太阳电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应，直接把太阳光谱中的可见光转变为电能，目前已得到广泛的应用。可是硅晶片若直接暴露于大气中，其光电转换机能会衰减。因此，必须借助于一种新型的封装材料对硅晶片进行相应的保护。太阳电池是借助于·两层高分子封装膜将硅晶片包装于其中，再和上下保护层材料玻璃及TPT膜粘结。因此对密封材料有一定的要求:首先，封装材料必须是透光的，而且透过率要高，这样才能保证封装后的太阳能电池组件具有足够的光电转换效率；其次，封装材料粘合力必须要强，这样才能更好的固定和保护好太阳电池片；再次，封装材料在国化封装之前必须是柔软的，易于改变形状的，但封装固化后它必须是热固性的，因为太阳能组件要在高温的条件下运行，如果是热塑性的就会发生形变；另外，封装材料必须是低模量弹性体，能够将具有不同膨胀系数的电池材料协调组装而且自身又不发生断裂破坏。封装用EVA胶膜是目前太阳能电池封装工艺中最常用的材料，它主要是通过在EVA基料中添加紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、抗氧化剂和交联剂等各种不同的添加剂制作而成的。EVA树脂是一种热塑性高分子材料，是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，具有线性分子结构，其低成本易于加工使用。EVA具有优良的柔韧性、耐冲击性、粘结性、耐候性、耐腐蚀性、高透光率、高介电常数、以及优良的抗紫外光和热氧老化性能，并具有一定的化学惰性。广泛应用于薄膜、粘合剂、挤出涂层、注塑、电线电缆等。EVA的性能主要取决于分子量(可以用熔融指数M I表示)和醋酸乙烯酯(以VA表示)的含量。当M I —定时，VA的含量增高，EVA的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高；VA的含量降低，EVA则接近于聚乙烯的性能。用于封装硅太阳电池组件的EVA，主要根据透光性能和加工成膜性能进行选择，太阳能电池用热熔胶VA含量一般在30% 33%。在太阳能电池封装用EVA胶膜领域里，目前人们比较关心的问题是:EVA是否能经得住紫外光老化。如果EVA胶膜未经改性，它必定会受紫外线破坏，发生龟裂，或降解变色，因此还要采取抗紫外光老化措施。在销售市场上已有的太阳能电池封装胶膜成品中，其效果仍不能完全满足太阳能电池封装的要求，比较突出的问题仍然是胶膜的耐气候性差，容易变黄，影响本身的透光率，从而降低太阳能组件的光电转换效率。产生此问题的根本原因在于抗氧化剂、紫外光吸收剂的选择上:目前市场上的太阳能EVA封装胶膜主要用的抗氧化剂为受阻酚类及胺类，易与过氧化物的自由基反应生成生色基团-苯醌；其所用的紫外光吸收剂为二苯甲酮类及苯并三唑类吸收剂，其中二苯甲酮类吸收剂也易与过氧化物自由基之间的反应，而苯并三唑类吸收剂是当今广泛适用的一类紫外吸收剂，如UV327 (2- (2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5_氯代苯并三唑)、UV326 (2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑)等，其化学性质较为稳定，与抗氧剂并用还有良好的协同作用，毒性小，相容性好。但是此类紫外光吸收剂抗黄变仍有不足、紫外吸收光谱范围及强度有一定的局限性，加之世界各区域对含氯材料的限制，因此用此类紫外光吸收剂合成的太阳能电池封装胶膜容易出现问题，使太阳能电池封装材料的制造和应用受到了限制。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种用于太阳能电池封装用的抗紫外线EVA胶膜。本发明的另一目的在于提供上述太阳能电池封装用EVA胶膜的制备方法。本发明的目的通过下述技术方案来实现:一种太阳能电池封装用EVA胶膜，该EVA胶膜由以下按重量份数计的原料制备而
成:
EVA100 份
增粘剂0.3份 交联促进剂0.1份 交联剂0.5份 1.5份 抗氣剂0.1. 0.5份 紫外光稳记剂0.05份 0.25份 紫外光吸收剂0.05份 0.5所述EVA为醋酸乙·烯酯的含量为28 35%、MI的数值为30g/10min的乙烯-醋酸乙烯的共聚物。所述交联剂为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或叔丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯，优选为2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷。所述交联剂促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯。所述增粘剂为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。所述抗氧剂为三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯或亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)，优选为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。所述紫外光稳定剂为双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基_4_哌啶基)癸二酯、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或者聚丁二酸(4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯，优选为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。所述紫外光吸收剂为5，5'_ 二硫-双-[2-(2'_羟基_3'，5'_ 二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑](DSBHTBB)，DSBHTBB的化学结构如下式所示:
权利要求
1.一种太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于:该EVA胶膜由以下按重量份数计的原料制备而成: EVA100 份 交联促进剂0.1份 增粘剂0.3 份 交联剂0.5份 1.5份 抗氧剂0.1份 0,5份 紫外光稳定剂0.05份 0.25份 紫外光吸收割0.05份 0.5份.^
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于:所述EVA为醋酸乙烯酯的含量为28 35%、MI的数值为30g/10min的乙烯-醋酸乙烯的共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于:所述交联剂为2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烧、1,1-(双过氧化叔丁基)3，3，5- 二甲基环己烷或叔丁基过氧化2-乙基 己基碳酸酯；所述交联剂促进剂为三烯丙基异氰脲酸酯；所述增粘剂为Y _缩水甘油醚氧丙基二甲氧基娃烧；所述抗氧剂为二(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)；所述紫外光稳定剂为双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或者聚丁二酸(4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于:所述交联剂为2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷；所述抗氧剂为三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯；所述紫外光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于:所述紫外光吸收剂为5，5' - 二硫-双-[2- (2' -羟基-3'，5' - 二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑]。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池封装用EVA胶膜的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤:将EVA、交联剂、交联促进剂、增粘剂、抗氧剂、紫外光稳定剂和紫外光吸收剂混合均匀，将混合物挤出，挤出物经流延、冷却、牵引、卷取工序，即得太阳能电池封装用EVA胶膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述混合物挤出是用挤出机挤出，温度控制在80°C 88°C。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述太阳能电池封装用EVA胶膜的厚度为0.5mm。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述太阳能电池封装用EVA胶膜用紫外光分别老化720h、1500h和2000h，老化前后对可见光的透过率变化AT为-0.2 -5.2，黄色指数变化Λ 为0.8 8.0。
全文摘要
本发明属于封装材料领域，公开了一种太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法。该EVA胶膜由以下重量份计的原料制备而成EVA100份、交联剂0.5～1.5份、交联促进剂0.1份、增粘剂0.3份、抗氧剂0.1～0.5份、紫外光稳定剂0.05～0.25份、紫外光吸收剂0.05～0.5份。本发明采用的紫外光吸收剂5,5`-二硫-双-[2-(2`-羟基-3`,5`-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑，制备的EVA胶膜在耐紫外光老化性能方面，经过连续2000小时的测试后黄变指数以及光的透过率的变化较低，本发明所生产的EVA胶膜可以保证组件使用寿命达到30年以上。
文档编号C09J123/08GK103224758SQ201310033869
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者陈鸣才, 许凯, 杨坤, 方燕, 许正敏 申请人:中科院广州化学有限公司