一种复合白色光伏胶膜的交联度测试方法与流程

本发明涉及光伏胶膜，特别涉及复合白色光伏胶膜的交联度测试方法。

背景技术：

1、目前，为了提高太阳能电池光电转换效率，高反光率的白色光伏胶膜的制备和应用已经成为太阳能产业界的研究热点。白色光伏封装胶膜的高反射率，可以为光伏电池组件带来更高的光电转换效率。光伏胶膜作为光伏组件的关键封装材料，经过加热层压后会发生交联并形成稳定的三维网状结构，对光伏组件起到良好的密封粘结作用。通常，光伏胶膜具有的交联度越高，其透光率就越好，粘接性能也会明显提高，可以提高组件的光电转换效率；但过高的交联度会提高胶膜在后续使用过程中发生龟裂的风险，严重影响组件的户外使用寿命。因此，具有合适交联度的白色光伏胶膜能够提供高可靠性、高增益的封装和粘接性能，从而保证光伏组件的长效运行。

2、现有复合白色光伏胶膜(例如eva胶膜)包括透明层和白色层，目前报道的不同的交联度测试方法未考虑到钛白粉的添加和透明层和白色层之间的比例，故缺少一种能够适用于复合白色光伏胶膜的接近真实交联度的测试方法。

3、现有的交联度计算方法(方法一)为：其中，c为测试胶膜的交联度(％)，w1为钢丝网的重量(g)，w2为装有试样后钢丝网的重量(g)，w3为烘干后装有试样钢丝网的重量(g)。

4、上述现有的复合白色胶膜交联度计算方法是将主体树脂和钛白粉视为一个整体进行计算，未考虑到复合白色光伏胶膜中钛白粉的不溶性(二甲苯溶剂中)和透明层和白色层之间的比例会影响复合白色光伏胶膜的真实交联度，故得出的是交联度的参考值，与真实的交联度相差很大。

技术实现思路

1、为了解决现有的复合白色光伏胶膜交联度测试方法测得的树脂交联度与真实交联度相差很大的问题，本发明提供一种复合白色光伏胶膜的交联度测试方法。该测试方法除了涉及萃取前后复合白色胶膜的样品质量之外，还考虑到了复合白色光伏胶膜中的白色层与透明层的层厚比和萃取前后的钛白粉含量对交联度的影响，通过该方法测得的交联度更接近真实的交联度，可以比较准确地反映出复合白色光伏胶膜中的树脂的交联程度，解决了现有的复合白色光伏胶膜交联度测试方法测得的交联度与真实交联度相差很大的问题。

2、复合白色光伏胶膜的交联度测试方法是指复合白色光伏胶膜中的主体树脂的交联度的测试方法。

3、交联度的定义为：光伏胶膜在组件层压过程中，线状胶膜分子经过交联反应形成网状胶膜分子；即交联后的光伏胶膜的主体树脂(简称树脂)包括线状胶膜分子和网状胶膜分子，网状胶膜分子占主体树脂的质量百分比称为交联度。

4、测量交联度的意义为：光伏胶膜的交联度越高，其透光率就越好，粘接性能也会明显提高，可以提高组件的光电转换效率，但同时过高的交联度会提高胶膜在后续使用过程中发生龟裂的风险，造成组件的最终失效。因此，具有合适的交联度的光伏胶膜对光伏组件的效率提高和长效的使用具有重要的作用。

5、光伏胶膜为eva胶膜，交联度越高，eva不易结晶，结晶度越低，透光率就越高。eva是乙烯和醋酸乙烯共聚而成的，中文化学名称:乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-乙酸乙烯共聚物)，英文化学名称:ethylene vinyl acetate copolymer。

6、为了解决上述技术问题，本发明提供一种复合白色光伏胶膜的交联度测试方法，复合白色光伏胶膜包括透明层和白色层，所述方法包括下述步骤：

7、(1)获得复合白色光伏胶膜的样品质量m1，复合白色光伏胶膜的白色层中的钛白粉的质量百分含量a1，复合白色光伏胶膜的透明层和白色层的厚度比为1:x；

8、(2)对复合白色光伏胶膜的样品进行萃取；

9、(3)获得复合白色光伏胶膜的样品萃取后的质量m2，萃取后的样品中钛白粉的质量百分含量a2；

10、(4)通过下述公式计算复合白色光伏胶膜的交联度：

11、

12、白色层包含主体树脂和钛白粉。透明层由主体树脂(简称树脂)组成。

13、主体树脂即光伏胶膜中的树脂材料。主体树脂通常为eva或poe。

14、所述x为1-4。所述复合白色光伏胶膜的透明层和白色层的厚度比为1∶(1-4)。所述复合白色光伏胶膜的透明层和白色层的厚度比为1:1，1:2，1:3，或1:4。

15、上述交联度计算公式的推导过程如下：

16、(1)

17、(2)萃取后的复合白色光伏胶膜中的主体树脂的含量＝m2×(1-a2)

18、(3)

19、(4)

20、综合上述公式，得出

21、进一步的，提供的一种复合白色光伏胶膜的交联度测试方法包括如下步骤：

22、(1)称取钢丝网的重量为w1(g)；

23、(2)将交联后的复合白色胶膜试样剪成尺寸为0.2-0.5cm2的小块，称取装有试样的钢丝网重量为w2(g)；

24、(3)复合白色胶膜的透明层和白色层的厚度比为1:x，且白色层中的钛白粉的质量百分含量为a1；

25、(4)将装有复合白色胶膜样品的钢丝网置入溶剂中进行萃取；

26、(5)萃取结束之后，将装有样品的钢丝网进行烘干，称取试样的重量为w3(g)，经过萃取后的样品中的钛白粉的质量百分含量为a2(g)；

27、(6)复合白色光伏胶膜的主体树脂包含白色层中的主体树脂和透明层中的主体树脂，

28、白色层中的主体树脂的质量为透明层中的主体树脂的质量为萃取后的复合白色光伏胶膜中的主体树脂的含量为(w3-w1)(1-a2)。根据以下公式计算复合白色光伏胶膜交联度c：

29、

30、

31、进一步的，提供的一种复合白色光伏胶膜的交联度测试方法的具体步骤如下：

32、(1)使用精度为0.1mg的万分之一的电子分析天平，称取钢丝网的重量为w1(g)；

33、(2)将交联后的复合白色胶膜试样剪成尺寸为0.2-0.5cm2的小块，使用精度为万分之一的电子分析天平称取装有试样的钢丝网重量为w2(g)；

34、(3)复合白色胶膜的透明层和白色层的厚度比为1:x，且白色层中的钛白粉的质量百分含量为a1；

35、(4)将装有复合白色胶膜样品的钢丝网置入溶剂中进行萃取；

36、(5)萃取结束之后，将装有样品的钢丝网进行烘干，使用万分之一的电子分析天平称取试样的重量为w3(g)，经过萃取后的样品中的钛白粉的质量百分含量为a2(g)；

37、(6)将复合白色光伏胶膜里面的钛白粉和主体树脂进行分开，可以更加准确地反映出复合白色胶膜中主体树脂的真实交联度。复合白色光伏胶膜的主体树脂包含白色层中的主体树脂和透明层中的主体树脂，

38、白色层中的主体树脂的质量近似为透明层中的主体树脂的质量为萃取后的复合白色光伏胶膜中的主体树脂的含量为(w3-w1)(1-a2)。根据以下公式计算复合白色光伏胶膜交联度c：

39、

40、

41、进一步地，所述复合白色光伏胶膜为复合白色eva光伏胶膜。

42、进一步地，萃取溶剂为二甲苯。

43、进一步地，萃取温度为135-140℃，萃取时间为4-6h。

44、当复合白色胶膜为eva胶膜，萃取条件以二甲苯为溶剂，溶剂体积用量为500-800ml，萃取温度为135-140℃，萃取时间为4-6h。

45、进一步地，样品烘干过程在真空干燥箱中进行，烘干温度为135-140℃，真空度为0.1mpa，样品烘干时间≥3h。

46、进一步地，在所述的测试方法中，为了减少复合白色胶膜在溶剂中发生“溶胀”而溢出钢丝网，本发明中的钢丝网要求的目数>120目。

47、进一步地，所述的测试方法中，当复合白色胶膜为eva胶膜，即复合白色胶膜中的主体树脂为eva树脂，萃取条件以二甲苯为溶剂，溶剂体积用量为500-800ml，萃取温度设置为135-140℃，萃取时间为4-6h。

48、进一步地，所述的测试方法中，样品烘干过程在真空干燥箱中，设置温度为135-140℃，真空度设置为0.1mpa，样品烘干时间>3h。

49、进一步地，所述的测试方法中，复合白色胶膜的透明层和白色层的层厚比通过金相显微镜或者激光显微镜测量获得其比例。

50、进一步地，所述的测试方法中，萃取前样品的钛白粉的质量百分含量通过厂家提供的钛白粉比例、或热重分析、或灰分分析得到，萃取后样品的钛白粉含量通过热重分析或灰分分析得到。

51、本发明提供的交联度的计算方法中，由于复合白色胶膜的白色层中的钛白粉的含量低(通常在10％以内)，所以可以认为白色层的密度与透明层的密度相同，白色层中的主体树脂的质量近似为这个近似质量接近真实的白色层中的主体树脂的质量。

52、透明层全部为主体树脂，透明层中的树脂的质量为所以，通过本发明提供的公式计算得出的交联度，与现有交联度的计算公式相比，更接近真实的交联度，能更准确的反应复合白色胶膜的树脂的交联程度。

53、与现有技术相比，本发明所提供的交联度测试方法具有下述优点：

54、(1)本发明提供了一种适用于复合白色光伏胶膜的交联度测试方法，计算出的复合白色光伏胶膜的交联度更接近真实交联度。光伏电池要求交联后的胶膜与玻璃、背板之间具有良好的粘接力，又要求其满足对电池片的保护要求。通常，光伏电池组件对白色光伏胶膜(包括白色复合eva胶膜)的交联度通常控制在75-95％。因此，一个更真实的交联度可以更加有效地评估复合白色光伏胶膜是否复合光伏组件的需求。

55、(2)本发明方法充分考虑了引入钛白粉及透明层与白色层的层厚比差异对白色光伏胶膜交联度的影响，通过更准确的交联度数值，可以调整配方中控制交联速率的助剂含量，从而指导复合白色光伏胶膜配方和结构的设计。

56、(3)本发明方法通过收集厂家提供的钛白粉含量、透明层和白色层的层厚比等数据，代入本发明提供的测试公式中，可以简单、快速地得出复合白色光伏胶膜的较真实的交联度。