双层太阳能电池组件封装胶膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；所述EVA胶膜外层包括如下原料物质：乙烯-醋酸乙烯酯树脂100份，过氧化物类交联剂0.4～2.0份，增粘剂0.1～1.5份，抗氧剂0.01～0.5份，改性剂0.05～1.0份；所述EVA胶膜内层包括如下原料物质：乙烯-醋酸乙烯酯树脂100份，过氧化物类交联剂0.4～2.0份。本发明所述胶膜由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层两层共挤复合而成，完整的配方体系使其不仅具有优越的粘结性能、耐老化性能，有效防止组件PID现象的发生，与玻璃具有很好的粘结性能；而且同时提高了其与电池、焊带、助焊剂、银浆等的匹配度。
【专利说明】双层太阳能电池组件封装胶膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池组件封装材料，具体涉及一种两层共挤太阳能电池组件封 装胶膜及其制备方法。
【背景技术】
[000引作为太阳能电池组件封装胶膜，在受到PVB、娃胶、PU、POE及离子聚合物等的竞争 下，EVA胶膜巨大的成本优势和成熟的生产使用工艺使其在将来仍然是主流。EVA胶膜的主 要性能已经成为基本性能指标，不再是关注的重点，特殊性能、低成本才是市场的焦点。
[0003] 现有的太阳能电池组件封装胶膜为了达到快交联、高粘结、高耐候等性能的目的， 加入了多种助剂，带来了与组件电池、焊带、助焊剂、银浆等发生反应的隐患，最终体现为 PID现象、缺胶、气泡、蓝纹、蜗牛纹、闪电纹等的出现，暴露出单层EVA胶膜存在的缺陷；与 电池、焊带、助焊剂、银浆等的匹配度不好。
【发明内容】
[0004] 本发明克服了现有技术中EVA胶膜与电池、焊带、助焊齐U、银浆等的匹配度问题， 在于提供双层太阳能电池组件封装胶膜及其制备方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0006] 一种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；
[0007] 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0008] 乙婦-醋酸艺帰醋树脂 100份 过氧化物类交联剂 0. 4?2. 0份 増粘剂 0.1?1.5汾 抗氧剂 0.01?0.5份 改性剂 0.05?LO份；
[0009] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0010] 己帰-醋酸己帰醋树脂 100份
[0011] 过氧化物类交联剂 0.4?2.0份。
[0012] 此外，本发明所述EVA胶膜外层的原料组分还可W包含常规的助剂，如紫外线吸 收剂、光稳定剂、增塑剂、颜料等，常用助剂的用量可参照现有技术，或根据实际情况的要求 来进行调整。
[0013] 为了进一步提高封装胶膜与玻璃的粘结性能，减少其它添加剂对电池、焊带、助焊 齐U、银浆等的影响，还能有效防止组件PID现象的发生；优选的所述EVA胶膜外层按照重量 份数计包括如下原料物质：
[0014] 乙婦-醋酸艺帰醋树脂 100份 过氧化物类交联剂 日.8?1. 5份 増粘剂 0. 2?1.日餘 抗氧剂 0.01?0.4份 改性剂 0. 05?0. 5份；
[0015] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0016] 己帰-醋酸己帰醋树脂 100份
[0017] 过氧化物类交联剂 0.8?1.5份。
[0018] 为了符合胶膜成型设备、工艺需求，同时为了提高胶膜的绝缘性能，所述己帰-醋 酸己帰醋树脂中醋酸己帰醋的含量为20%?40%，优选的所述己帰-醋酸己帰醋树脂中醋 酸己帰醋的含量为25 %?30%。
[0019] 所述过氧化物类交联剂可W采用本领域内常用的交联剂，优选为叔下基过氧化碳 酸-2-己基己醋；可保证胶膜在一定的温度下，W较快的速度完成交联，并且便于副产物的 挥发。
[0020] 所述增粘剂可W采用本领域内常用的增粘剂，优选为Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H 甲氧基娃焼。增粘剂仅外层添加，缩短了层压时增粘剂向玻璃和胶界面扩散的距离，有利 于EVA对玻璃的浸润；该样可W显著提高EVA胶膜与玻璃之间的粘接力，提高耐湿热老化能 力。
[0021] 所述抗氧剂由目-(3, 5-二叔下基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二 叔下基苯基）亚磯酸醋按质量比1:1混合而成。该样可保证胶膜产品的抗氧化性能，同时 与本发明其它组分有很好的协同作用。
[0022] 所述改性剂的数均分子量为1000?5000。
[0023] 所述改性剂选自聚异戊二帰、聚下帰、聚1,2-下二帰、马来酸酢改性低分子量 1,2-聚下二帰或聚下二帰苯己帰共聚物中一种或两种W上任意配比的混合物。上述物质能 有效抑制EVA分解产物（醋酸）与玻璃表面析出的碱反应产生可W自由移动的金属离子， 提高上层EVA胶膜的抗水解性。合适数均分子量范围的改性剂与胶膜树脂、其他添加剂具 有很好的相容性，同时符合生产工艺的要求。
[0024] 所述EVA胶膜外层的厚度为80 y m?640 y m，EVA胶膜内层的厚度为40 y m? 480ym。保证内、外层各自作用的有效发挥。
[00巧]上述双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：
[0026] (1化VA胶膜外层粒料的制备
[0027] 将占总质量5. 0?30. 0%的己帰-醋酸己帰醋树脂与抗氧剂、改性剂混炼后造粒， 所得的粒子与剩余的己帰-醋酸己帰醋树脂、过氧化物类交联剂、增粘剂制成EVA胶膜外层 混合料，用作A料；
[002引 似EVA胶膜内层粒料的制备
[0029] 将己帰-醋酸己帰醋树脂、过氧化物类交联剂制成混合料，用作B料；
[0030] (3)将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机烙 融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定型，即得。
[003。 上述步骤（1)的混炼造粒工艺中，先将己帰-醋酸己帰醋树脂与抗氧齐U、改性剂于 挤出机中烙融共混，挤出机中加热温度为60?20(TC，挤出速度为350-4(K)巧m ;烙融共混后 输送至切粒设备，最后风干处理成型，得到粒子。
[0032] 上述步骤（3)采用两台挤出机共同给一个机头供料的共挤流延成型工艺，A机、B 机温度均为一区78C，二区82C，H区85C，四区88C，五区9(TC，法兰9(TC，机头8(TC。 挤出机的转速均为5?15rpm，均控制牵引速度在2?10米/分，使得EVA胶膜外层的厚度 为80 y m?640 y m，EVA胶膜内层的厚度为40 y m?480 y m。
[0033] 上述步骤均可采用现有技术中的螺杆挤出机，包括用单螺杆挤出机、双螺杆挤出 机或者星型螺杆挤出机。
[0034] 本发明未特别说明的技术均为现有技术。
[0035] 本发明所述的太阳能电池组件封装胶膜由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层两层共挤 复合而成，完整的配方体系使其不仅具有优越的粘结性能、耐老化性能，有效防止组件PID 现象的发生，与玻璃具有很好的粘结性能；而且同时提高了其与电池、焊带、助焊剂、银浆等 的匹配度。
【具体实施方式】
[0036] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0037] 实施例1
[0038] 一种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；
[0039] 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0040] 乙婦-醋酸乙稀醋树脂（醋酸乙稀醋含量为28%) 100份 叔了基过氧化碳酸-2-乙基己醋 1. 0份 Y -(甲基丙婦醜氧）丙基S甲氧基娃烧 0.4份 抗氧剂 0.巧份 改性剂聚1,2-了二稀 0. 3份;
[0041] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0042] 己帰-醋酸己帰醋树脂（醋酸己帰醋含量为28% ) 100份
[0043] 叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋 1. 0份。
[0044] 所述己帰-醋酸己帰醋树脂为新加坡TPC公司生产，商品名；KA-40 ;所述改性 剂聚1,2-下二帰为吉化公司生产，商品名；JH1300(数均分子量1300);所述抗氧剂由 目-(3, 5-二叔了基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二叔了基苯基）亚磯酸醋 按质量比1:1混合而成。
[0045] 上述双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法如下：
[0046] 将20份己帰-醋酸己帰醋树脂、抗氧剂与改性剂聚1，2-下二帰在密炼机中混合， 将混合好的材料置于双螺杆挤出机，温度控制在120?14(TC，在300?35化pm转速下烙融 挤出，挤出物经过切粒、风干即得粒子；将得到的粒子与80份己帰-醋酸己帰醋树脂、叔下 基过氧化碳酸-2-己基己醋、Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼混合，制成混合料，作 为A料；将100份己帰-醋酸己帰醋树脂与叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋混合，制成混合 料，作为B料；将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机 烙融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定型，收卷，得到成品双层太阳能电池组件 封装胶膜。
[0047] 其中控制两层共挤机头及两台挤出机的转速，使EVA胶膜外层的厚度为两层共挤 太阳能电池组件封装胶膜厚度的40%，做出的封装胶膜厚度为0. 4毫米。
[004引 实施例2
[0049] -种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；
[0050] 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0051] 乙帰-醋酸艺婦醋树脂（醋酸艺婦醋含量为28%) 100份 叔了基过氧化碳酸-2-乙基己酷 I. 1份 Y -(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼 0.4份 抗氧剂 0. 1份 改性剂聚1,2-T二婦 0. 2份；
[0052] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0053] 己帰-醋酸己帰醋树脂（醋酸己帰醋含量为28% ) 100份
[0054] 叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋 1. 0份。
[00巧]所述己帰-醋酸己帰醋树脂为新加坡TPC公司生产，商品名；KA-40 ;所述改性 剂聚1,2-下二帰为吉化公司生产，商品名；JH1300(数均分子量1300);所述抗氧剂由 目-(3, 5-二叔了基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二叔了基苯基）亚磯酸醋 按质量比1:1混合而成。
[0056] 上述双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法如下：
[0057] 将8份己帰-醋酸己帰醋树脂、抗氧剂与改性剂聚1，2-下二帰在密炼机中混合， 将混合好的材料置于双螺杆挤出机，温度控制在120?14(TC，在300?35化pm转速下烙融 挤出，挤出物经过切粒、风干即得粒子；将得到的粒子与92份己帰-醋酸己帰醋树脂、叔下 基过氧化碳酸-2-己基己醋、Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼混合，制成混合料，作 为A料；将100份己帰-醋酸己帰醋树脂与叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋混合，制成混合 料，作为B料；将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机 烙融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定型，收卷，得到成品双层太阳能电池组件 封装胶膜。
[0058] 其中控制两层共挤机头及两台挤出机的转速，使EVA胶膜外层的厚度为两层共挤 太阳能电池组件封装胶膜厚度的60%，做出的封装胶膜厚度为0. 4毫米。
[00则 实施例3
[0060] 一种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；
[0061] 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0062] 乙帰-醋酸己帰醋树脂（醋酸己帰醋含量为28%) 100份 叔了基过氧化碳酸-2-乙基己醋 L 0份 Y -(甲基丙稀酷氧）丙基H甲氧基娃焼 0. 6份 抗氧剂 0. 4份 改性剂聚异戊二帰 0. 2份；
[0063] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0064] 己帰-醋酸己帰醋树脂（醋酸己帰醋含量为28% ) 100份
[0065] 叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋 1. 1份。
[0066] 所述己帰-醋酸己帰醋树脂为新加坡TPC公司生产，商品名；KA-40 ;所述改性 剂聚异戊二帰为淮阳林氏化学新材料股份有限公司生产，商品名；IR-550(数均分子量 4700);所述抗氧剂由目-(3, 5-二叔了基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二 叔下基苯基）亚磯酸醋按质量比1:1混合而成。
[0067] 上述双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法如下：
[006引将30份己帰-醋酸己帰醋树脂、抗氧剂与改性剂聚1，2-下二帰在密炼机中混合， 将混合好的材料置于双螺杆挤出机，温度控制在120?14(TC，在300?35化pm转速下烙融 挤出，挤出物经过切粒、风干即得粒子；将得到的粒子与70份己帰-醋酸己帰醋树脂、叔下 基过氧化碳酸-2-己基己醋、Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼混合，制成混合料，作 为A料；将100份己帰-醋酸己帰醋树脂与叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋混合，制成混合 料，作为B料；将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机 烙融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定型，收卷，得到成品双层太阳能电池组件 封装胶膜。
[0069] 其中控制两层共挤机头及两台挤出机的转速，使EVA胶膜外层的厚度为两层共挤 太阳能电池组件封装胶膜厚度的80%，做出的封装胶膜厚度为0. 4毫米。
[0070] 实施例4
[0(m] -种双层太阳能电池组件封装胶膜，由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复合而成；
[0072] 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0073] 己帰-醋酸乙帰醋树脂（醋酸乙帰醋含量为28%) 100份 叔了基过氧化碳酸-2-己基己醋 1. 2份 Y -(甲基丙帰酷氧）两基=甲氧基娃烧 0. 5份 抗氧剂 0. 3份 改性剂聚1，2-了二痛 0. 3份;
[0074] 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质：
[0075] 己帰-醋酸己帰醋树脂（醋酸己帰醋含量为28% ) 100份
[0076] 叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋 1. 0份。
[0077] 所述己帰-醋酸己帰醋树脂为新加坡TPC公司生产，商品名；KA-40 ;所述改性 剂聚1,2-下二帰为吉化公司生产，商品名；JH1300(数均分子量1300);所述抗氧剂由 目-(3, 5-二叔了基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二叔了基苯基）亚磯酸醋 按质量比1:1混合而成。
[0078] 上述双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法如下：
[0079] 将10份己帰-醋酸己帰醋树脂、抗氧剂与改性剂聚1，2-下二帰在密炼机中混合， 将混合好的材料置于双螺杆挤出机，温度控制在120?14(TC，在300?35化pm转速下烙融 挤出，挤出物经过切粒、风干即得粒子；将得到的粒子与90份己帰-醋酸己帰醋树脂、叔下 基过氧化碳酸-2-己基己醋、Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼混合，制成混合料，作 为A料；将100份己帰-醋酸己帰醋树脂与叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋混合，制成混合 料，作为B料；将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机 烙融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定型，收卷，得到成品双层太阳能电池组件 封装胶膜。
[0080] 其中控制两层共挤机头及两台挤出机的转速，使EVA胶膜外层的厚度为两层共挤 太阳能电池组件封装胶膜厚度的70%，做出的封装胶膜厚度为0. 4毫米。
[00引]对比例1
[0082] -种太阳能电池组件封装胶膜，按照重量份数计包括如下原料物质：
[0083] 乙帰-醋酸乙帰醋树脂（醋酸乙帰醋含量为28%) 100份
[0084] 叔了基过氧化碳酸-2-乙基己酿 1.0份 Y -(甲基丙帰醜氧）两基H甲氧基娃烧 0. 6化 抗氧剂 0.巧份 马来酸酢改性低分子量1，2-聚了二婦 化3份。
[00财所述己帰-醋酸己帰醋树脂为新加坡TPC公司生产，商品名；KA-40 ;所述马来酸 酢改性低分子量1,2-聚下二帰为美国沙多玛公司生产，商品名；RIC0N130(数均分子量 2500);所述抗氧剂由目-(3, 5-二叔了基-4-轻基苯基）丙酸正十八碳醇醋与H化4-二 叔下基苯基）亚磯酸醋按质量比1:1混合而成。
[0086] 上述太阳能电池组件封装胶膜的制备方法如下：
[0087] 将20份己帰-醋酸己帰醋树脂、抗氧剂与马来酸酢改性低分子量1，2-聚下二帰 在密炼机中混合，将混合好的材料置于双螺杆挤出机，温度控制在120?14(TC，在300? 35化pm转速下烙融挤出，挤出物经过切粒、风干即得粒子；将得到的粒子与80份己帰-醋 酸己帰醋树脂、叔下基过氧化碳酸-2-己基己醋、Y-(甲基丙帰醜氧）丙基H甲氧基娃焼 混合，制成混合料；将混合料通过挤出机烙融，从模头挤出成薄膜状，经过压親压花，冷却定 型，收卷，得到成品EVA胶膜，EVA胶膜的厚度为0. 4毫米。
[008引表1列出了实施例1?4、比较例1及市售产品的性能评价，表1中，市售产品1为 市场上购得EVA胶膜（S201M);市售产品2为市场上购得EVA胶膜（SV-15297);市售产品3 为市场上购得EVA胶膜（F806)。
[0089] 表I各例中封装胶膜的性能评价
[0090]
【权利要求】
1. 一种双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于由EVA胶膜外层和EVA胶膜内层复 合而成； 所述EVA胶膜外层按照重量份数计包括如下原料物质： 乙烯-醋酸乙烯酯树脂 100份 过氧化物类交联剂 0. 4?2. 0份 增粘剂 0. 1?1. 5份 抗氧剂 0. 01?0. 5份 改性剂 0? 05?1. 0份； 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质： 乙烯-醋酸乙烯酯树脂 100份 过氧化物类交联剂 0. 4?2. 0份。
2. 根据权利要求1所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述EVA胶膜外 层按照重量份数计包括如下原料物质： 乙烯-醋酸乙烯酯树脂 100份 过氧化物类交联剂 0. 8?1. 5份 增粘剂 0. 2?1. 0份 抗氧剂 0. 01?0. 4份 改性剂 0? 05?0? 5份； 所述EVA胶膜内层按照重量份数计包括如下原料物质： 乙烯-醋酸乙烯酯树脂 100份 过氧化物类交联剂 0. 8?1. 5份。
3. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述乙 烯-醋酸乙烯酯树脂中醋酸乙烯酯的含量为20%?40%。
4. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述过氧化 物类交联剂为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。
5. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述增粘剂 为Y -(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。
6. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述抗氧剂 由抗氧剂1076 ￠-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯与三（2, 4-二叔丁基 苯基）亚磷酸酯按质量比1:1混合而成。
7. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述改性剂 的数均分子量为1000?5000。
8. 根据权利要求7所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述改性剂选自 聚异戊二烯、聚丁烯、聚1，2-丁二烯、马来酸酐改性低分子量1，2-聚丁二烯或聚丁二烯苯 乙烯共聚物中一种或两种以上任意配比的混合物。
9. 根据权利要求1或2所述的双层太阳能电池组件封装胶膜，其特征在于所述EVA胶 膜外层的厚度为80 y m?640 y m，EVA胶膜内层的厚度为40 y m?480 y m。
10. 上述任一权利要求所述的双层太阳能电池组件封装胶膜的制备方法，其特征在于 包括如下步骤： (1) EVA胶膜外层粒料的制备 将占总质量5. 0?30. 0%的乙烯-醋酸乙烯酯树脂与抗氧剂、改性剂混炼后造粒， 所得的粒子与剩余的乙烯-醋酸乙烯酯树脂、过氧化物类交联剂、增粘剂制成EVA胶膜 外层混合料，用作A料； (2) EVA胶膜内层粒料的制备 将乙烯-醋酸乙烯酯树脂、过氧化物类交联剂制成混合料，用作B料； (3) 将上述A料和B料分别加入到两层共挤设备中的A机和B机中，通过挤出机熔融， 从模头挤出成薄膜状，经过压辊压花，冷却定型，即得。
【文档编号】H01L31/048GK104356968SQ201410638181
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】祝丽娟, 张蒙蒙, 周徐 申请人:南京红宝丽新材料有限公司