一种高透型太阳能封装胶膜的制作方法

文档序号:17156810发布日期:2019-03-20 00:06阅读:177来源:国知局
本发明属于太阳能电池领域,具体涉及一种高透型太阳能封装胶膜。
背景技术
:太阳能是代替日益枯竭的石油能源的优秀选择。近年来,晶硅太阳能电池受到了极大的关注和发展。典型的晶硅太阳能电池组件的主体是一个多层材料的层压件,该层压件的结构从上(面向阳光)而下依次是一层玻璃、一层封装胶膜、一层太阳能电池片、一层封装胶膜和一层背板。在目前商业用晶硅太阳能组件中,封装胶膜主要使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(以下称eva)材料,而且上、下两层封装胶膜作用各有不同。现有的太阳能电池组件光电转换效率较不理想,主要是由于上层eva胶膜的透光率不高,影响了电池片的发电功率。传统的常规型eva胶膜紫外截止波长为360nm左右,对紫外光有较好的防护作用,对胶膜下面的晶硅电池片以及背板起到了很好的光老化保护作用。但是正是由于该类型eva胶膜具有较高的紫外截止波长,光伏组件不能有效利用300~360nm区间的紫外光,而具有更小紫外截止波长、光透过性更强的eva胶膜将会为光伏组件带来更高的发电效率。技术实现要素:为解决上述
背景技术
中提出的问题,本发明提供一种高透型太阳能封装胶膜,一种高透型太阳能封装胶膜,以质量份计,包括如下组分:eva树脂100份;过氧化物0.1~0.9份;助交联剂0.1~1.2份;硅烷偶联剂0.1~0.5份;抗氧老化剂0.5~1.5份;光稳定剂0.1~0.8份。较佳的,所述胶膜的厚度为10~500μm。较佳的,所述过氧化物采用过氧化叔丁基-2-乙基己酸酯、3-2-叔丁基过氧化物、过氧化叔二异丙苯、2,5-二过氧化氢、过氧化叔丁基苯甲酸酯、过氧化叔丁基-3,3,5-三甲基环己酸酯、过氧化叔丁基月桂酸酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化4-甲基苯甲酰中至少一种。较佳的,所述助交联剂采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、n-n-间苯基双马来酰亚胺、1,2-聚丁二烯、二烯丙基邻苯二酸酯、三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基氰酸酯中至少一种。较佳的,所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、β-(3,4-乙氧基环己烷)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷中至少一种。较佳的,所述抗氧老化剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)、季戊四醇双亚磷酸二异癸酯、季戊四醇双亚磷酸(十八)酯、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、丙氧化甘油三丙烯酸酯中至少一种。较佳的,所述光稳定剂采用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、聚丁二酸(4羟基-2,2,6,6,-四甲基-1哌啶乙醇酯)、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、聚(叔丁基戊酸-n-烷基-2,2,6,6,-四甲基哌啶酯)、n,n-双(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)-1,6,己二胺中至少一种。本发明同时请求保护一种高透止型太阳能封装胶膜的制备方法,包括如下步骤:(1)将eva树脂、过氧化物、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧老化剂、光稳定剂按照上述的配方均匀混合,使所需原料达到生产要求,再经料斗投入挤出系统;所述eva树脂组合物的用量以及挤出成膜的条件可以使得到的膜的厚度为10~500μm。(2)通过挤出机单螺杆旋转产生的压力和剪切力,利用物料与机筒、螺杆间的剪切力和机筒外部传入的热量,将聚合物进行充分地塑化与均化,并从挤出机中挤出;同时通过安装在挤出机机头与模头间的过滤网对熔体进行过滤,以去除熔融聚合物中的杂质。(3)将上述聚合物从t型结构成型模具挤出的原料呈片状流延,控制挤出流延温度为60-130℃,物料从挤出机口模流出后,进行冷却。(4)再经牵引、切边、收卷工序,即可得到太阳能电池封装胶膜。其中,挤出所得膜的厚度可以通过挤出机口模的宽度进行控制。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本技术方案固定于太阳能电池片与背板之间,该胶膜具有优越的透光性,使太阳能组件不仅提高了光电转换效率,而且与玻璃粘结更牢固。本方案不仅可以改善eva胶膜光学性能,提高透光率,使电池的工作效率提高,而且能改善eva胶膜耐老化性能,抗黄变性能,延长太阳能电池使用寿命,还能改善封装收缩率,封装交联过程中,收缩率小以避免电池片位移、破坏和电极损坏,实现封装的快速高效。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1一种高透型太阳能封装胶膜,以质量份计,其主要原料组成如下:eva树脂100份、过氧化物0.1~0.9份、助交联剂0.1~1.2份、硅烷偶联剂0.1~0.5份、抗氧老化剂0.5~1.5份、光稳定剂0.1~0.8份。所述过氧化物采用过氧化叔丁基-2-乙基己酸酯和3-2-叔丁基过氧化物或过氧化叔二异丙苯和2,5-二过氧化氢或过氧化叔丁基苯甲酸酯和过氧化叔丁基-3,3,5-三甲基环己酸酯或过氧化叔丁基月桂酸酯和过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯;所述助交联剂采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或1,2-聚丁二烯和二烯丙基邻苯二酸酯或三烯丙基异氰酸酯和三烯丙基氰酸酯;所述硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三氯硅烷和β-(3,4-乙氧基环己烷)乙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷;所述抗氧老化剂采用四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)和季戊四醇双亚磷酸二异癸酯或季戊四醇双亚磷酸(十八)酯和2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚或丙氧化甘油三丙烯酸酯;所述光稳定剂采用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和聚丁二酸(4羟基-2,2,6,6,-四甲基-1哌啶乙醇酯)或双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯和聚(叔丁基戊酸-n-烷基-2,2,6,6,-四甲基哌啶酯)和n,n-双(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)-1,6,己二胺;所述胶膜的厚度为10~500μm。实施例1-实施例3的质量份数含量组成见表1。表1:材料类型材料名称实施例1添加质量份数实施例2添加质量份数实施例3添加质量份数主料eva树脂100份100份100份过氧化物过氧化叔丁基-2-乙基己酸酯、3-2-叔丁基过氧化物、过氧化叔二异丙苯、2,5-二过氧化氢、过氧化叔丁基苯甲酸酯、过氧化叔丁基-3,3,5-三甲基环己酸酯、过氧化叔丁基月桂酸酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化4-甲基苯甲酰0.1份0.9份0.5份助交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、n-n-间苯基双马来酰亚胺、1,2-聚丁二烯、二烯丙基邻苯二酸酯、三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基氰酸酯0.1份1.2份0.6份硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、β-(3,4-乙氧基环己烷)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.1份0.5份0.25份抗氧老化剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亚磷酸三(单壬基苯和二壬基苯混合酯)、季戊四醇双亚磷酸二异癸酯、季戊四醇双亚磷酸(十八)酯、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、丙氧化甘油三丙烯酸酯0.5份1.5份1份光稳定剂双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、聚丁二酸(4羟基-2,2,6,6,-四甲基-1哌啶乙醇酯)、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、聚(叔丁基戊酸-n-烷基-2,2,6,6,-四甲基哌啶酯)、n,n-双(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)-1,6,己二胺0.1份0.8份0.3份实施例3为优选实施方式。本技术方案一种高透型太阳能封装胶膜的制备方法与效果如下:首先,将生产所需的原料与各类助剂按上述方案份数精确计量后,进行充分混合,使所需原料达到生产要求,再经料斗投入挤出系统。然后,通过挤出机单螺杆旋转产生的压力和剪切力,利用物料与机筒、螺杆间的剪切力和机筒外部传入的热量,将聚合物进行充分地塑化与均化,并从挤出机中挤出;同时通过安装在挤出机机头与模头间的过滤网对熔体进行过滤,以去除熔融聚合物中的杂质。接着,从t型结构成型模具挤出的原料呈片状流延,进行冷却(该工序通过一种特殊设计的压花辊和辅助冷辊,使流延后的胶膜充分冷却,并通过压延的方式在其一个面上压制特定的花纹,形成特定厚度的胶膜)。最后再经牵引、切边(本切边工序是将展平后的胶膜切除两个废边,并将废边通过在线叠边系统引入挤出机回收利用)后把制品收卷。实施例1-3按照实施例1的方法制备一种高透型太阳能封装胶膜,不同的是,各组分质量分数取值不同,各方面的性能参数也有所不同。所述一种高透型太阳能封装胶膜的各方面性能参数值见表2。对比例1-3对比例1-3用于说明参比的一种高透型太阳能封装胶膜。对比例1-3各方面性能参数值见表2和表3。表2:编号交联度%eva与玻璃的玻璃强度(180°剥离)纵向收缩率%eva透光率%(380-1100nm)eva透光率%(250nm)实施例182.7%205.5n/cm2.5%91.9%65.4%实施例285.3%220.4n/cm2.4%92.5%63.5%实施例387.8%259.4n/cm1.9%93.3%60.1%对比例179.3%119.1n/cm2.8%85.6%69.6%对比例280.3%118.3n/cm4.7%88.7%67.7%对比例378.8%120.6n/cm3.3%90.3%66.3%表3:编号体积电阻率(1015ω·cm)耐紫外光老化(uv1000hr)耐湿热老化(85℃,85%,rh1000hr)实施例16.0*1015ω·cm0.7δyi0.6δyi实施例27.0*1015ω·cm0.4δyi0.7δyi实施例39.0*1015ω·cm0.3δyi0.8δyi对比例12.0*1015ω·cm0.8δyi0.8δyi对比例21.0*1015ω·cm0.9δyi1.3δyi对比例32.0*1015ω·cm0.7δyi0.9δyi从以上结果可以看出,本技术方案各方面性能参数大部分优于现有技术,本技术方案中交联度%:>80%、eva与玻璃的玻璃强度(180°剥离):>120n/cm、纵向收缩率%:<3%、eva透光率%(380-1100nm):>91%、eva透光率%(250nm):<66%、体积电阻率(1015ω·cm):>6.0*1015ω·cm、耐紫外光老化(uv1000hr):<0.8δyi、耐湿热老化(85℃,85%,rh1000hr):<1δyi。而对比例中小部分能达到上述的参数值。从上述表2-3中可以看出,本技术方案改善eva胶膜光学性能,对380-1100nm之间eva透光率%均大于91%,250nm之间eva透光率%均小于66%,提高了透光率,使电池的工作效率提高;本技术方案耐紫外光老化(uv1000hr):<0.8δyi、耐湿热老化(85℃,85%,rh1000hr):<1δyi,改善了eva胶膜耐老化性能,抗黄变性能,延长太阳能电池使用寿命;本技术方案纵向收缩率%:<3%,改善了封装收缩率,封装交联过程中,收缩率小以避免电池片位移、破坏和电极损坏,实现封装的快速高效。以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。当前第1页12
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