太阳能电池转光封装胶膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能电池转光封装胶膜及其制备方法，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂15~30份，邻苯二甲酸1~3份，氧化锌1~3份，甲基丙烯酸1.8~6.6份，环氧脂肪酸辛酯2~5份，邻苯二甲酸二辛酯3~6份，聚氯乙烯5~15份，环氧硬酯酸丁酯1~4份，热稳定剂1~3份，抗氧剂1~5份，紫外吸收剂1~3份。还包括无机填料3~8份，玻璃纤维0.5~1.5份。封装胶膜透光率高、粘结性能好、耐老化性能好。
【专利说明】太阳能电池转光封装胶膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池材料【技术领域】，具体涉及一种太阳能电池转光封装胶膜及 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，可以说 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。所以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. 4~0. 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 以提升输出功率。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，导致电极表面出现锈蚀和电极剥落现象，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 蚀阻隔湿气的聚氟乙烯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。由于太阳能电池长期在户外使用，受到暴晒，雨雪 的影响，对封装胶膜的性能要求很高，需要选择透光率高、粘结性能好、耐老化性能优异的 封装胶膜对太阳能电池片进行封装。目前常用太阳能电池板选择EVA做为包封材料，具 有透光率高、高弹性、加工温度低、熔体流动性好和熔融粘结性等特点，EVA本身也存在一 些问题，如耐湿热老化能力和耐紫外老化性能较差，容易降解变黄，这将使得太阳能电池的 能量转换效率大大降低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种太阳能电池转光封装胶膜及其制备方法，封装胶膜透光 率高、粘结性能好、耐老化性能好。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为： 一种太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂15~30份，邻 苯二甲酸Γ3份，氧化锌Γ3份，甲基丙烯酸1.8飞.6份，环氧脂肪酸辛酯2飞份，邻苯二 甲酸二辛酯:Γ6份，聚氯乙烯5~15份，环氧硬酯酸丁酯广4份，热稳定剂广3份，抗氧剂 1飞份，紫外吸收剂广3份。
[0007] 还包括无机填料：Γ8份，玻璃纤维0. 51. 5份。
[0008] 所述热稳定剂为硬脂酸钙或者硬脂酸锌。
[0009] 所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。
[0010] 所述紫外吸收剂为水杨酸苯酯。
[0011] 所述无机填料为碳酸钙或者滑石粉。
[0012] 太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂18~28份，邻 苯二甲酸1.5~2.5份，氧化锌1.2~2.4份，甲基丙烯酸3~6份，环氧脂肪酸辛酯：Γ4份，邻 苯二甲酸二辛酯4飞份，聚氯乙烯8~12份，环氧硬酯酸丁酯2~3份，热稳定剂广3份，抗氧 剂2~4份，紫外吸收剂1~3份，无机填料4飞份，玻璃纤维0. 5~1. 5份。
[0013] 所述太阳能电池转光封装胶膜的制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以12(T300rpm的转速搅拌l?3h，然后加入聚氯乙烯、 邻苯二甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌， 加热至6(T80°C，继续搅拌2~4h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，ΚΚΓΗΟ?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，得到太阳能电池转 光封装胶膜。
[0014] 步骤2)中挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C， 口膜温度为180°C。
[0015] 步骤2)中吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C， 口膜温度为2KTC。
[0016] 本发明优选向环氧树脂中加入无机填料，在环氧表面形成一个阻隔层，防止氧气 的渗入，有效提高了环氧树脂的耐光氧老化性能。
[0017] 添加 ZnO纳米材料，纳米颗粒的紫外荧光强度增强，而在可见光区的荧光减弱，可 提高抗穿透性能以及与玻璃之间的粘结强度。
[0018] 有益效果：本发明提供的一种太阳能电池转光封装胶膜及其制备方法，封装胶膜 透光率高、粘结性能好、耐老化性能好。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 一种太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂30份，邻苯二 甲酸3份，氧化锌3份，甲基丙烯酸6. 6份，环氧脂肪酸辛酯5份，邻苯二甲酸二辛酯6份， 聚氯乙烯15份，环氧硬酯酸丁酯4份，热稳定剂硬脂酸钙3份，抗氧剂硫代二丙酸二月 桂酯5份，水杨酸苯酯3份。
[0020] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0021] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0022] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0023] 实施例2 一种太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂15份，邻苯二 甲酸1份，氧化锌1份，甲基丙烯酸1.8份，环氧脂肪酸辛酯2份，邻苯二甲酸二辛酯3份， 聚氯乙烯5份，环氧硬酯酸丁酯1份，热稳定剂硬脂酸钙1份，抗氧剂硫代二丙酸二月 桂酯1份，水杨酸苯酯1份。
[0024] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0025] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0026] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0027] 实施例3 太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂18份，邻苯二甲酸 1.5份，氧化锌1.2份，甲基丙烯酸3份，环氧脂肪酸辛酯3份，邻苯二甲酸二辛酯4份，聚 氯乙烯8份，环氧硬酯酸丁酯2份，热稳定剂硬脂酸锌1份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂 酯2份，紫外吸收剂水杨酸苯酯1份，无机填料碳酸钙4份，玻璃纤维0.5份。
[0028] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0029] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0030] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0031] 实施例4 太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂28份，邻苯二甲酸 2. 5份，氧化锌2. 4份，甲基丙烯酸6份，环氧脂肪酸辛酯4份，邻苯二甲酸二辛酯5份，聚 氯乙烯12份，环氧硬酯酸丁酯3份，热稳定剂硬脂酸锌3份，抗氧剂硫代二丙酸二月桂 酯4份，紫外吸收剂水杨酸苯酯3份，无机填料碳酸钙6份，玻璃纤维1.5份。
[0032] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0033] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0034] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0035] 实施例5 太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂22份，邻苯二甲酸 2份，氧化锌1.8份，甲基丙烯酸4份，环氧脂肪酸辛酯3. 4份，邻苯二甲酸二辛酯4. 5份， 聚氯乙烯10份，环氧硬酯酸丁酯2. 5份，热稳定剂硬脂酸锌1.8份，抗氧剂硫代二丙酸 二月桂酯3份，紫外吸收剂水杨酸苯酯2份，无机填料碳酸钙5份，玻璃纤维0.9份。
[0036] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0037] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0038] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0039] 实施例6 太阳能电池转光封装胶膜，组分及各组分质量份数如下：环氧树脂26份，邻苯二甲酸 2份，氧化锌2份，甲基丙烯酸5份，环氧脂肪酸辛酯3. 8份，邻苯二甲酸二辛酯4. 3份，聚 氯乙烯11份，环氧硬酯酸丁酯2. 2份，热稳定剂硬脂酸锌1.9份，抗氧剂硫代二丙酸二 月桂酯3份，紫外吸收剂水杨酸苯酯2.4份，无机填料碳酸钙5份，玻璃纤维1.3份。
[0040] 制备方法，包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以180rpm的转速搅拌2h，然后加入聚氯乙烯、邻苯二 甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌，加热至 70°C，继续搅拌3h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，130°C条件下搅拌，保温4h，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，得到太阳能电池转光封装 胶膜。
[0041] 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为 180。。。
[0042] 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为 21(TC。
[0043] 实施例7 实施例7与实施例6区别仅在于未添加无机填料碳酸钙和玻璃纤维，其余组分及各组 分质量份数与实施例6相同。
[0044] 将实施例1~7中制备得到的太阳能电池转光封装胶膜进行性能测试，测试方法及 结果如下。
[0045] 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。
[0046] 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85°C，热氧老化lOOOh，测定老化以后材料的透光率。
[0047] 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50°C，紫外光波长在28(T400nm之间，紫外老化lOOOh，测定老 化以后材料的透光率。结果见表1。
[0048] 表 1 :
【权利要求】
1. 一种太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于组分及各组分质量份数如下：环氧树脂 15?30份，邻苯二甲酸1?3份，氧化锌广3份，甲基丙烯酸1.8?6. 6份，环氧脂肪酸辛酯2飞 份，邻苯二甲酸二辛酯3~6份，聚氯乙烯5~15份，环氧硬酯酸丁酯广4份，热稳定剂1~3 份，抗氧剂1~5份，紫外吸收剂1~3份。
2. 根据权利要求1所述太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于：还包括无机填料：T8 份，玻璃纤维〇. 5~1. 5份。
3. 根据权利要求1所述太阳能电池转光封装胶膜，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所述太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于：所述抗氧剂为硫代二 丙酸二月桂酯。
5. 根据权利要求1所述太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于：所述紫外吸收剂为水 杨酸苯酯。
6. 根据权利要求2所述太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于：所述无机填料为碳酸 隹丐或者滑石粉。
7. 根据权利要求2所述太阳能电池转光封装胶膜，其特征在于组分及各组分质量份 数如下：环氧树脂18~28份，邻苯二甲酸1. 5~2. 5份，氧化锌1. 2~2. 4份，甲基丙烯酸3~6 份，环氧脂肪酸辛酯：T4份，邻苯二甲酸二辛酯4~5份，聚氯乙烯8~12份，环氧硬酯酸丁酯 2~3份，热稳定剂1~3份，抗氧剂2~4份，紫外吸收剂1~3份，无机填料4~6份，玻璃纤维 0? 5?1. 5 份。
8. 权利要求1所述太阳能电池转光封装胶膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 将氧化锌加入到环氧树脂中，以12(T300rpm的转速搅拌l?3h，然后加入聚氯乙烯、 邻苯二甲酸、甲基丙烯酸、环氧脂肪酸辛酯、邻苯二甲酸二辛酯以及环氧硬酯酸丁酯，搅拌， 加热至6(T80°C，继续搅拌2~4h，得到成膜混合料； 2) 将剩余物料按比例添加到步骤1)成膜混合料中，10(Tl4(rC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，得到太阳能电池转 光封装胶膜。
9. 根据权利要求8所述太阳能电池转光封装胶膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中 挤出造粒条件为：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜温度为180°C。
10. 根据权利要求8所述太阳能电池转光封装胶膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中 吹膜成型条件为：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜温度为210°C。
【文档编号】C09J7/00GK104388002SQ201410639573
【公开日】2015年3月4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