一种光伏叠瓦组件用有机硅改性丙烯酸导电胶的制作方法

文档序号:17238287发布日期:2019-03-30 08:27阅读:989来源:国知局

本发明涉及一种光伏叠瓦组件用导电胶及其制备方法,尤其涉及一种光伏叠瓦组件用有机硅改性的丙烯酸导电胶及其制备方法,属于胶粘剂技术领域。



背景技术:

太阳能是一种绿色环保、取之不尽用之不竭的能源,是人类替代常规油气能源的重要发展方向。而太阳能电池就是一种光电转换的重要方式,一般可分为晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池等。目前比较成熟的就是晶体硅太阳能电池。

为提高晶体硅太阳能电池的光电转换效率,研究人员期望尽量减少电池组件出现的光斑效应,降低热阻;在相同转化效率的前提下,降低电池组件的面积,以降低运输成本、安装成本等,因此叠瓦组件应运而生,即原来用的大电池片切割成小的电池片,然后通过焊锡或者导电胶连接在一起,再通过串并联组合成组件,会很大提高光电转换效率。

但由于一般焊锡焊接的温度在300℃以上,同时由于是在电池片的一面进行焊接,导致电池片的正背面瞬间产生巨大的热应力,导致电池片严重弯曲,甚至造成电池片隐裂和碎裂,从而使良率降低,成本上升。而导电胶具有固化温度低,柔韧性好,粘接不会产生太大的应力的特点,是解决叠瓦组件出现的问题的有效方法。

目前的导电胶体系可以分为丙烯酸体系、环氧体系和有机硅体系等体系。其中丙烯酸体系具有固化快,粘接性高,tg调节范围宽等优点,但是耐老化性能差;环氧体系粘接性好,耐老化性好,但是固化较慢,应力大;有机硅体系固化快,耐老化性好,但是粘接性差。

鉴于目前叠瓦组件用导电胶所出现的问题,本发明充分利用有机硅与丙烯酸的优点,即硅化丙烯酸体系,获得了很好的粘接性,固化性,并具有优异的耐老化性能。



技术实现要素:

本发明针对目前叠瓦组件导电胶所存在的不足,提供一种光伏叠瓦组件用有机硅改性丙烯酸导电胶。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:

一种光伏叠瓦组件用有机硅改性丙烯酸导电胶,按重量份计,包括如下组分:有机硅改性丙烯酸酯5~20份、有机硅活性稀释剂5~15份、改性银粉55~100份、过氧化物引发剂0.5~5份、阻聚剂0.05~0.1份、粘结剂0.1~5份、偶联剂0.1~5份;

所述有机硅活性稀释剂为含有端丙烯酸结构的有机硅单体或者低聚物;

所述改性银粉的制备方法为:将粒径大小为0.1~5μm的银粉100~300份放入球磨机中,向其中加入饱和或不饱和的脂肪酸0.1~0.5份、水或有机溶剂作为介质10~30份,于转速为100~300r/min下球磨3~30h,即得改性银粉;

所述粘结剂为含酸性结构的丙烯酸树脂。

进一步,所述有机硅改性丙烯酸酯是指中间链段为有机硅,端基为丙烯酸结构的丙烯酸酯,优选美国bomar公司的br-14320s,sartomer公司的cn990的一种或者两种混合物。

进一步,所述有机硅活性稀释剂为含有端丙烯酸结构的有机硅单体,优选日本信越化学株式会社的kr-513,x-40-2672b,x-40-9272b的一种或者几种混合物。

进一步,所述过氧化物引发剂优选过氧化苯甲酰bpo、过氧化二异苯丙dcp、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯或过氧化苯甲酸叔丁酯。

进一步,所述阻聚剂为酚类阻聚剂,优选对苯二酚,对叔丁基邻苯二酚(tbc),2,6-二硝基对甲苯酚(i-95)等。

进一步,所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂,优选硅烷偶联剂kh-570、kh-560和钛酸酯偶联剂ndz-401、ndz-201。

进一步,所述粘结剂为含有芳香酸结构的丙烯酸树脂,优选沙多玛sb-400。

本发明导电胶的特点如下:

有机硅改性丙烯酸酯中的丙烯酸组分赋予了导电胶以良好的粘结性和固化速度,同时有机硅组分赋予了导电胶以良好的耐老化性,配合有机硅活性稀释剂使用使得体系具有良好的相容性,通过对银粉的改性,使得银粉与丙烯酸体系结合更加紧密,使导电胶存放稳定的同时起到高导电的效果;粘结剂的使用使得导电胶与银有很好的粘接效果。

本发明提供的导电胶的有益效果是:

本发明提供的导电胶结合了有机硅与丙烯酸体系的优点,同时具有很好的粘结性、固化性和优异的耐老化性能,克服了现有的丙烯酸体系、环氧体系和有机硅体系导电胶所存在的缺点,应用范围广泛。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1:

(1)改性银粉的制备:取200g球形银粉(昆明银科:yk-206还原银粉,粒径大小:0.1~5μm)放入球磨机中,再添加饱和硬脂酸0.5g,介质水30g,球磨,转速:300r/min,时间:15h。然后把球磨后的银粉加入到500ml乙醇溶液中清洗,烘干,80℃,20h,最后过300目网筛,得到改性的银粉。

(2)室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂sartomer公司的cn990树脂15g,信越kr-51310g,bpo引发剂0.5g,阻聚剂对苯二酚0.05g,硅烷偶联剂kh-5705g,粘接剂sb-4002.5g,改性银粉85g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

实施例2:

(1)改性银粉的制备:取300g球形银粉(昆明银科:yk-206还原银粉,粒径大小:0.1~5μm)放入球磨机中,再添加油酸0.5g,介质乙醇30g,球磨,转速:100r/min,时间:30h。然后把球磨后的银粉加入到500ml乙醇溶液中清洗,烘干,80℃,20h,最后过300目网筛,得到改性的银粉。

(2)室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂美国bomar公司的br-14320s树脂20g,信越kr-51315g,过氧化二异丙苯5g,阻聚剂对叔丁基邻苯二酚0.1g,钛酸酯偶联剂ndz-4013.5g,粘接剂sb-4005g,改性银粉100g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

实施例3:

(1)改性银粉的制备:取100g球形银粉(昆明银科:yk-206还原银粉,粒径大小:0.1~5μm)放入球磨机中,再添加亚油酸0.1份,介质甲醇10份,球磨,转速:200r/min,时间:10h。然后把球磨后的银粉加入到500ml乙醇溶液中清洗,烘干,80℃,20h,最后过300目网筛,得到改性的银粉。

(2)室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂美国bomar公司的br-14320s树脂10g,信越x-40-2672b10g,过氧化2-乙基己基酸叔丁酯2.5g,阻聚剂2,6-二硝基对甲苯酚0.05g,硅烷偶联剂kh-5600.5g,粘接剂sb-4000.5g,改性银粉70g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

实施例4:

(1)改性银粉的制备:取150g球形银粉(昆明银科:yk-206还原银粉,粒径大小:0.1~5μm)放入球磨机中,再添加十六烷酸0.3份,介质丙二醇15份,球磨,转速:300r/min,时间:3h。然后把球磨后的银粉加入到500ml乙醇溶液中清洗,烘干,80℃,20h,最后过300目网筛,得到改性的银粉。

(2)室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂sartomer公司的cn9905g,信越x-40-9272b5g,过氧化苯甲酸叔丁酯3.5g,阻聚剂2,6-二硝基对甲苯酚0.05g,钛酸酯偶联剂ndz-2010.5g,粘接剂sb-4000.1g,改性银粉55g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

对比例1:

室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂sartomer公司的cn990树脂15g,信越kr-51310g,bpo引发剂0.5g,阻聚剂对苯二酚0.05g,偶联剂kh-5700.5g,粘接剂pm-5000.5g,昆明银科yk-206还原银粉75g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

对比例2:

室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂美国bomar公司的br-14320s树脂20g,信越kr-51315g,过氧化二异苯丙引发剂5g,阻聚剂对叔丁基邻苯二酚0.1g,钛酸酯偶联剂ndz-4013.5g,粘接剂pm-5000.5g,昆明银科yk-206还原银粉100g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。

对比例3:

室温下,在搅拌罐中加入硅化丙烯酸树脂br-14320s树脂10g,信越x-40-2672b10g,过氧化2-乙基己基酸叔丁酯2.5g,阻聚剂2,6-二硝基对甲苯酚0.05g,硅烷偶联剂kh-5600.5g,粘接剂pm-5000.5g,昆明银科yk-206还原银粉70g,于1000rpm的搅拌速度下搅拌3min,然后于-0.1mpa的真空条件和搅拌速度为900rpm下搅拌2min,得到有机硅改性丙烯酸导电胶。对比例4:

(1)改性银粉的制备:取200g球形银粉(昆明银科:yk-206还原原粉,粒径大小:0.1~5μm)放入球磨机中,再添加饱和硬脂酸0.5g,介质水30g,球磨,转速:300r/min,时间:15h。然后把球磨后的银粉加入到500ml乙醇溶液中清洗,烘干,80℃,20h,最后过300目网筛,得到改性的银粉。

(2)取端聚丁二烯型聚氨酯丙烯酸酯20份,丙烯酸异冰片酯8份,改性银粉85份,过氧化苯甲酰bpo0.5份,对苯二酚0.05份,2.5份pm-2,kh-5705份,加入到混合釜中,于800r/min的速度下搅拌混合5min,温度控制在30℃以下,得到导电胶。

实施例1~4和对比例1~4所得导电胶的性能测试数据如表1所示。

表1实施例1~4和对比例1~4所得导电胶的性能测试数据

从表1中的数据可以看出,我们所研制的用于太阳能叠瓦组件用导电胶,不仅具有很好的导电性,粘接性和固化性(要求145℃,<15min),并具有优异的耐老化性能,可广泛适用于太阳能项目的推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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