一种封装胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于光伏组件，具体涉及一种封装胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、无主栅电池片在光伏领域日益受到关注，因其在太阳能能量转换效率方面具有巨大潜力。这类电池片通常由多个半导体材料层组成，以实现更高的光吸收效率和电子传导性能。然而，在无主栅电池片的制造和应用中，封装技术成为一个至关重要的挑战。传统的封装方法常常难以满足无主栅电池片的特殊要求，这些电池片的封装需要更高的工艺精度，以确保材料的光学特性和电性能不受影响。

2、目前，已提出一种在电池片与eva胶膜之间添加一层高熔点聚烯烃膜的方案，但是此方案的聚烯烃膜熔点高、透光率低等性能限制了无主栅电池片的性能潜力。

3、因此，针对这一挑战，急需开发一种封装胶膜，以满足无主栅电池片的高精度、高透光率和高可靠性封装需求，同时能够满足降低制造成本和低工艺风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种封装胶膜及其制备方法和应用，所述封装胶膜通过采用特定的辐照预交联层和未交联层进行搭配，应用于光伏组件封装时，对电池片具有较好的粘结效果及封装效果，且外观无气泡，有效解决了topcon型、hjt无主栅型电池组件封装外观不良、易形成虚焊以及易出现电池片隐裂的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种封装胶膜，所述封装胶膜包括辐照预交联层和未交联层；

4、所述辐照预交联层的制备原料包括第一基体树脂、第一交联剂、第一硅烷偶联剂、增粘剂和第一紫外线吸收剂；

5、所述未交联层的制备原料包括第二基体树脂、第二交联剂、第二硅烷偶联剂、水解稳定剂和第二紫外线吸收剂。

6、本发明提供的封装胶膜包括辐照预交联层和未交联层；其中，所述辐照预交联层具有一定的预交联度，进而熔融温度较高，流动性较差，在层压过程中不易流动、不易被焊带挤压，应用于光伏组件时，所述辐照预交联层与电池片接触，进而可使焊带与玻璃、背板有一定距离，更容易取得较好的封装效果，还可以有效缓解虚焊的问题，提高了光伏组件的生产良率；而所述未交联层完全未交联，进而具有一定的流动度，可以保证所述封装胶膜整体仍然具有良好的流动性，与玻璃具有良好的粘结性，且成型效果好，外观无气泡，进而对光伏组件具有良好的封装效果，有效解决了topcon型、hjt无主栅型电池组件封装外观不良、易形成虚焊、易出现电池片隐裂的问题。

7、需要说明的是，本发明所提供的封装胶膜中的辐照预交联层和未交联层在使用之前为分开的状态，二者并未复合在一起。

8、优选地，所述辐照预交联层的厚度为50～300μm，例如70μm、90μm、110μm、130μm、150μm、170μm、190μm、210μm、230μm、250μm、270μm或290μm等。

9、优选地，所述辐照预交联层的预交联度为10～60％，例如15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％或55％等。

10、作为本发明的优选技术方案，进一步限定了辐照预交联层的预交联度为10～60％，如果辐照预交联层的预交联度低于10％，则容易导致胶膜渗入电池片与焊带之间，造成虚焊；如果辐照预交联层的预交联度高于60％，则容易导致电池片出现破裂情况。

11、优选地，所述辐照预交联层的制备原料按照重量份包括如下组分：

12、

13、其中，所述第一基体树脂可以为72重量份、74重量份、76重量份、78重量份、80重量份、82重量份、84重量份、86重量份、88重量份、90重量份、92重量份、94重量份、96重量份或98重量份等。

14、所述第一交联剂可以为0.8重量份、1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份或2.4重量份等。

15、所述第一硅烷偶联剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份或0.7重量份等。

16、所述增粘剂可以为0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份或0.55重量份等。

17、所述第一紫外线吸收剂可以为0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份、0.2重量份、0.22重量份、0.24重量份、0.26重量份或0.28重量份等。

18、优选地，所述未交联层的厚度为200～500μm，例如250μm、300μm、350μm、400μm或450μm等。

19、优选地，所述未交联层的制备原料按照重量份包括如下组分：

20、

21、其中，所述第二基体树脂可以为65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份或95重量份等。

22、所述第二交联剂可以为1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。

23、所述第二硅烷偶联剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份或0.7重量份等。

24、所述水解稳定剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

25、所述第二紫外线吸收剂可以为0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份、0.2重量份、0.22重量份、0.24重量份、0.26重量份或0.28重量份等。

26、优选地，所述第一基体树脂和第二基体树脂各自独立地为eva树脂、poe树脂或pe树脂中的任意一种或至少两种的组合。

27、其中，eva树脂可以选择韩华、ep282，联泓、fl02528，联泓、ul00628或中科、ue2825等；poe树脂可以选择陶氏、pv 8660，陶氏、pv 8669，lg、lf675，lg、lf575等。

28、优选地，所述eva树脂中va的质量百分含量为18～32％，例如19％、20％、21％、22％、24％、26％、28％或30％等。

29、优选地，所述第一交联剂包括第一主交联剂和第一助交联剂。

30、优选地，所述辐照预交联层的制备原料中第一主交联剂的含量为0～1重量份且不等于0，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

31、优选地，所述辐照预交联层的制备原料中第一助交联剂的含量为0.6～1.5重量份，例如0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份或1.4重量份等。

32、优选地，所述第二交联剂包括第二主交联剂和第二助交联剂。

33、优选地，所述未交联层的制备原料中第二主交联剂的含量为0.4～1重量份，例如0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

34、优选地，所述未交联层的制备原料中第二助交联剂的含量为0.6～1重量份，例如0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、0.9重量份或0.95重量份等。

35、优选地，所述第一主交联剂和第二主交联剂各自独立地包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、碳过氧酸-o,o-(1,1-二甲基丙基)-o-(2-乙基己基)酯中的任意一种或至少两种的组合。

36、优选地，所述第一助交联剂和第二助交联剂各自独立地包括三烯丙基异氰脲酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

37、优选地，所述第一硅烷偶联剂包括第一主硅烷偶联剂和第一助硅烷偶联剂。

38、优选地，所述辐照预交联层的制备原料中第一主硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份或0.35重量份等。

39、优选地，所述辐照预交联层的制备原料中第一助硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份或0.35重量份等。

40、优选地，所述第二硅烷偶联剂包括第二主硅烷偶联剂和第二助硅烷偶联剂。

41、优选地，所述未交联层的制备原料中第二主硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份或0.35重量份等。

42、优选地，所述未交联层的制备原料中第二助硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份。

43、优选地，所述第一主硅烷偶联剂和第二主硅烷偶联剂各自独立地包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和1,3.5-三(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

44、优选地，所述第一助硅烷偶联剂和第二助硅烷偶联剂各自独立包括硅烷低聚物、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、烷氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

45、优选地，所述增粘剂包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯多聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯多聚体、六亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯多聚体、石油树脂、双酚a环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。

46、优选地，所述水解稳定剂包括碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂或环氧类水解稳定剂中的一种或至少两种的组合。

47、优选地，所述第一紫外线吸收剂和第二紫外线吸收剂各自独立地包括癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、双-1-癸烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4-二氯-6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪的复配物或甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸中的任意一种或至少两种的组合。

48、优选地，所述辐照预交联层的制备原料还包括增粘树脂。

49、优选地，所述辐照预交联层的制备原料中增粘树脂的含量为0～30重量份且不等于0，例如3重量份、6重量份、9重量份、12重量份、15重量份、18重量份、21重量份、24重量份或27重量份等。

50、优选地，所述增粘树脂包括乙烯及丙烯酸酯共聚物、乙烯、丙烯酸酯及丙烯酸缩水甘油酯共聚物、poe-马来酸酐接枝物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物或poe-丙烯酸缩水甘油酯接枝物中的任意一种或至少两种的组合。

51、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述封装胶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

52、(1)将第一基体树脂、第一交联剂、第一硅烷偶联剂、增粘剂、第一紫外线吸收剂和任选地增粘树脂进行混合，得到混合物a；

53、将第二基体树脂、第二交联剂、第二硅烷偶联剂、水解稳定剂和第二紫外线吸收剂进行混合，得到混合物b；

54、(2)将步骤(1)得到的混合物a挤出成型，并进行辐照交联，得到辐照预交联层；将步骤(2)得到的混合物b挤出成型，得到未交联层。。

55、优选地，所述辐照交联为电子束辐照预交联和/或uv紫外光辐照预交联。

56、作为本发明的优选技术方案，通过电子束辐照预交联或者uv紫外光辐照预交联可使封装胶膜层具有一定的预交联度，使其熔融温度较高，流动性较差，在层压过程中，不易流动、不易被焊带挤压，进而可使焊带与玻璃、背板有一定距离，取得较好的封装效果。

57、优选地，所述电子束辐照预交联的交联剂量为10～40kgy，例如15kgy、20kgy、25kgy、30kgy或35kgy等。

58、优选地，所述uv紫外光辐照预交联的紫外光强度为1000～5000mj/cm2，例如1500mj/cm2、2000mj/cm2、2500mj/cm2、3000mj/cm2、3500mj/cm2、4000mj/cm2或4500mj/cm2等。

59、第三方面，本发明提供一种光伏组件，所述光伏组件包括如第一方面所述的封装胶膜。

60、优选地，所述光伏组件还包括电池片和玻璃基板；

61、所述辐照预交联层与所述电池片接触，所述未交联层与所述玻璃基板接触。

62、优选地，所述电池片为无主栅电池片。

63、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

64、(1)本发明提供的封装胶膜能够有效提高光伏组件功率，且所述封装胶膜的具有优异的耐候性，其中，所述封装胶膜中的辐照预交联层的预交联结构可以有效解决虚焊问题，提高光伏组件的生产良率，所述封装胶膜中的未交联层的非预交联结构则可以保证胶膜的流动性，与玻璃良好的粘结性，成型效果好；

65、(2)本发明提供的封装胶膜还可以有效解决topcon、hjt无主栅电池封装外观不良、易形成虚焊以及出现电池片隐裂等问题。