一种钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜及其制备方法与应用与流程

本发明涉及太阳能电池组件封装领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在现有钙钛矿太阳能电池组件的封装材料中，由于涂层材料存在酸及过氧化物残留对钙钛矿太阳能电池影响比较大，且钙钛矿太阳能电池对水汽阻隔敏感，因此钙钛矿电池的封装要求相比晶硅电池更高。传统的组件封装材料主要是以乙烯醋酸乙烯酯(eva)为基体树脂并以过氧化物为交联剂的封装材料，会在老化后产生酸性物质，进而和钙钛矿材料造成腐蚀，最终影响功率。而以乙烯-辛烯类聚合物为基体材料并以过氧化物为交联剂的封装材料，虽经老化后不产生酸类物质，但层压时大量过氧化物分解反应同样也影响着钙钛矿涂层的可靠性，同时水汽阻隔性能较差。此外，一些不含过氧化物体系的热塑性聚烯烃树脂(poe)则存在着与玻璃材料结合力弱的缺点。因此，寻找一种粘接力可靠、酸类物质释放少且水汽阻隔率高的封装胶膜材料至关重要。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于针对目前的钙钛矿太阳能电池组件的封装胶膜存在无法同时兼顾提高粘接强度和降低酸类物质释放并提高水汽阻隔性能的问题，而提出一种钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜，其具有良好的粘接力、酸性物质释放少且水汽阻隔率高。

2、本发明的第二目的在于提供了上述钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜的制备方法。

3、本发明的第三目的在于还提供了上述钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜在在钙钛矿太阳能电池组件中的应用。

4、具体地，所述钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜包括依次层叠的第一聚合物层、第二聚合物层、第三聚合物层和第四聚合物层；所述第一聚合物层为硅烷改性的聚烯烃层；所述第二聚合物层为乙烯-乙烯醇共聚物层；所述第三聚合物层为乙烯-α-烯烃共聚物层；所述第四聚合物层为硅烷改性的聚烯烃层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚烯烃的混合层中的至少一种。

5、在一种优选的实施方式中，所述第一聚合物层的厚度为25～100μm；所述第二聚合物层的厚度为10～50μm；所述第三聚合物层的厚度为300～400μm；所述第四聚合物层的厚度为10～100μm。

6、在一种优选的实施方式中，所述第一聚合物层中含有聚烯烃、硅烷偶联剂以及任选的光稳定剂。

7、在一种优选的实施方式中，以所述第一聚合物层的总重量为基准，所述硅烷改性的聚烯烃的含量为97～99.5wt％，所述硅烷偶联剂的含量为0.2～1wt％，所述光稳定剂的含量为0～2.5wt％。

8、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、α-聚烯烃和乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种。

9、在一种优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂选自巯基硅烷、环氧基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷和异氰酸酯基硅烷中的至少一种。

10、在一种优选的实施方式中，所述第二聚合物层中含有乙烯-乙烯醇共聚物以及任选的光稳定剂。

11、在一种优选的实施方式中，以所述第二聚合层的总重量为基准，所述乙烯-乙烯醇共聚物的含量为98.5～99.5wt％，所述光稳定剂的含量为0.5～1.5wt％。

12、在一种优选的实施方式中，所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯结构单元的含量为25～45wt％，乙烯醇结构单元的含量为55～75wt％。

13、在一种优选的实施方式中，所述第三聚合物层中含有乙烯-α-烯烃共聚物以及任选的光稳定剂。

14、在一种优选的实施方式中，以所述第三聚合层的总重量为基准，所述乙烯-α-烯烃共聚物的含量为97～99wt％，所述光稳定剂的含量为1～3wt％。

15、在一种优选的实施方式中，所述乙烯-α-烯烃共聚物选自乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

16、在一种优选的实施方式中，所述乙烯-α-烯烃共聚物中乙烯结构单元的含量为60～90wt％，α-烯烃结构单元的含量为10～40wt％。

17、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层为硅烷改性的聚烯烃层时，以所述第四聚合层的总重量为基准，所述第四聚合物层含有97～99.5％的聚烯烃、0.2～1wt％的硅烷偶联剂以及0～2.5wt％的光稳定剂。

18、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层时，以所述第四聚合层的总重量为基准，所述第四聚合物层含有91～99wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、0.01～0.4wt％的过氧化物、0.1～2wt％的酸中和剂、0.5～5wt％的硅烷偶联剂和0～2wt％的光稳定剂。

19、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚烯烃的混合层时，以所述第四聚合层的总重量为基准，所述第四聚合物层含有33～65wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、33～65wt％的聚烯烃、0.01～0.4wt％的过氧化物、0.1～2wt％的酸中和剂、0.5～5wt％的硅烷偶联剂和0～2％的光稳定剂。

20、在一种优选的实施方式中，所述乙烯醋酸乙烯酯共聚物与聚烯烃的质量比为1:(0.5～1.5)。

21、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层中所含的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中乙烯结构单元的含量为65～90wt％，醋酸乙烯酯结构单元的含量为10～35wt％。

22、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层中所含的聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、α-聚烯烃和乙烯-α-烯烃共聚物中的至少一种。

23、在一种优选的实施方式中，所述酸中和剂选自硬酯酸镁、硬酯酸锌和硬酯酸钙中的至少一种。

24、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层中所含的硅烷偶联剂选自巯基硅烷、环氧基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷和异氰酸酯基硅烷中的至少一种。

25、在一种优选的实施方式中，所述钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜还包括位于第三聚合物层和第四聚合物层之间的第五聚合物层，所述第五聚合物层为乙烯-乙烯醇共聚物层。

26、在一种优选的实施方式中，所述第五聚合物层中含有乙烯-乙烯醇共聚物以及任选的光稳定剂。

27、在一种优选的实施方式中，以所述第五聚合层的总重量为基准，所述乙烯-乙烯醇共聚物的含量为98.5～99.5wt％，所述光稳定剂的含量为0.5～1.5wt％。

28、在一种优选的实施方式中，所述乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯结构单元的含量为25～45wt％，乙烯醇结构单元的含量为55～75wt％。

29、在一种优选的实施方式中，所述第五聚合物层的厚度为10～50μm。

30、本发明提供的钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜的制备方法包括将第一聚合物层、第二聚合物层、第三聚合物层和第四聚合物层以及任选的第五聚合物层所需原料各自混合均匀后加入挤出机中，设置各层的挤出温度，并按照各层的预设厚度经由同一模头流延，即可得钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜。

31、在一种优选的实施方式中，所述第一聚合物层的挤出温度为140～180℃。

32、在一种优选的实施方式中，所述第二聚合物层的挤出温度为160～180℃。

33、在一种优选的实施方式中，所述第三聚合物层的挤出温度为140～160℃。

34、在一种优选的实施方式中，所述第四聚合物层的挤出温度为80～180℃。

35、在一种优选的实施方式中，所述第五聚合物层的挤出温度为160～180℃。

36、本发明的关键在于将硅烷改性的聚烯烃层、乙烯-乙烯醇共聚物层、乙烯-α-烯烃共聚物层、硅烷改性的聚烯烃层/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物层/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚烯烃的混合层按照特定顺序层叠形成钙钛矿太阳能电池组件封装胶膜，不仅能够降低封装胶膜的酸性物质释放，避免其对钙钛矿太阳能电池性能造成影响，而且还能够提高粘接强度，同时有效隔绝外部水汽，减少水汽对钙钛矿太阳能电池的影响。