一種太陽能電池封裝材料及其製備方法與流程
2023-06-13 10:43:51 4
本發明太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池封裝材料及其製備方法。
背景技術：
在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，因其安全，無汙染，能量來源廣泛越來越受到世界各國的重視，並不斷得到發展。目前光伏發電是利用太陽能的主要手段。由於晶體矽電池片很薄很脆，而且直接暴露於室外衰減損壞非常快，因此目前普遍採用透光率好，耐光老化且具備良好粘接性的eva膠膜將矽電池片封裝於玻璃與背板之間以延長電池片的壽命，減少電池片發電效率的降低。
由於太陽能電池片的封裝材料是高分子材料，大氣中的紫外等高能射線對材料的碳鏈具有一定的破壞作用，因此為了減少太陽光中的紫外光對eva膠膜的降解、老化作用，通常在材料中加入光穩定劑以及紫外吸收劑。其中，光穩定劑在eva膠膜中能屏蔽或吸收紫外光的能量，猝滅單線態氧及將氫過氧化物分解成非活性物質從而減少、延緩eva樹脂的老化。紫外光吸收劑可以選擇性地吸收高能量的紫外光，並以能量轉換形式，將吸收的能量以熱能或無害的低能輻射釋放出來消耗掉，從而避免eva樹脂因吸收紫外光能量而發生老化、降解的化學反應。
儘管太陽能量每秒鐘向地球輸送量很大，但是太陽能的能流密度卻比較低，因而基於現有光伏組件技術水平，要得到一定的發電量往往需要相當的面積，因此提高太陽光利用率是提高組件發電效率的重要方向。太陽光中的紫外光無法被電池片利用發電，因此通過將紫外光轉化成可見光成為提高光伏組件發電效率的必要手段，而且可以延緩eva樹脂的降解、老化。。
技術實現要素：
本發明提供了一種太陽能電池封裝材料及其製備方法，所述太陽能電池封裝材料製成的組件除具備對太陽光高效的利用還具有良好的耐候性，既可以提高組件的發電效率又能延長使用壽命。
為了解決現有技術存在的問題，採用如下技術方案：
一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物70～80份、pvdf樹脂10～20份、交聯劑1～2份、紫外線穩定劑0.1～0.2份、紫外線吸收劑0.1～0.2份、二氧化矽2～3份、過氧化二異丙苯0.05～0.1份、紫外轉換劑0.5～0.8份、增粘劑1.5～2.5份。
優選的，所述太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物72～78份、pvdf樹脂13～17份、交聯劑1.3～1.6份、紫外線穩定劑0.13～0.15份、紫外線吸收劑0.17～0.19份、二氧化矽2.4～2.6份、過氧化二異丙苯0.07～0.08份、紫外轉換劑0.6～0.8份、增粘劑1.8～2.2份。
優選的，所述太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物75份、pvdf樹脂16份、交聯劑1.5份、紫外線穩定劑0.14份、紫外線吸收劑0.18份、二氧化矽2.5份、過氧化二異丙苯0.073份、紫外轉換劑0.7份、增粘劑1.9份。
優選的，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
優選的，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
優選的，所述紫外光穩定劑為聚丁二酸（4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇）酯或雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
優選的，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散20～30分鐘，然後置於混煉機中混煉30～50分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
本發明與現有技術相比，其具有以下有益效果：
本發明所述的太陽能電池封裝材料充分提高了太陽光的利用率，將不能被電池片吸收用來發電的紫外光通過所述的太陽能電池封裝材料轉化為可見光，從而拓寬了太陽光的可利用波段。另外通過使用所述太陽能電池封裝材料可以降低紫外線對eva膠膜的老化、降解作用。而且在提高太陽光轉化效率的同時不會影響組件的外觀。因此，該所述的太陽能電池封裝材料製成的組件除具備對太陽光高效的利用還具有良好的耐候性，既可以提高組件的發電效率又能延長使用壽命。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
實施例1
本實施例涉及一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物70份、pvdf樹脂10份、交聯劑1份、紫外線穩定劑0.1份、紫外線吸收劑0.1份、二氧化矽2份、過氧化二異丙苯0.05份、紫外轉換劑0.5份、增粘劑1.5份。
其中，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
其中，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
其中，所述紫外光穩定劑為聚丁二酸（4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇）酯。
其中，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散20分鐘，然後置於混煉機中混煉30分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
實施例2
本實施例涉及一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物80份、pvdf樹脂20份、交聯劑2份、紫外線穩定劑0.2份、紫外線吸收劑0.2份、二氧化矽3份、過氧化二異丙苯0.1份、紫外轉換劑0.8份、增粘劑2.5份。
其中，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
其中，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
其中，所述紫外光穩定劑為雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
其中，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散30分鐘，然後置於混煉機中混煉50分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
實施例3
本實施例涉及一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物72份、pvdf樹脂13份、交聯劑1.3份、紫外線穩定劑0.13份、紫外線吸收劑0.17份、二氧化矽2.4份、過氧化二異丙苯0.07份、紫外轉換劑0.6份、增粘劑1.8份。
其中，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
其中，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
其中，所述紫外光穩定劑為聚丁二酸（4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇）酯。
其中，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散25分鐘，然後置於混煉機中混煉40分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
實施例4
本實施例涉及一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物78份、pvdf樹脂17份、交聯劑1.6份、紫外線穩定劑0.15份、紫外線吸收劑0.19份、二氧化矽2.6份、過氧化二異丙苯0.08份、紫外轉換劑0.8份、增粘劑2.2份。
其中，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
其中，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
其中，所述紫外光穩定劑為雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
其中，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散23分鐘，然後置於混煉機中混煉35分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
實施例5
本實施例涉及一種太陽能電池封裝材料，包括以下重量份的組分：乙烯-醋酸乙烯共聚物75份、pvdf樹脂16份、交聯劑1.5份、紫外線穩定劑0.14份、紫外線吸收劑0.18份、二氧化矽2.5份、過氧化二異丙苯0.073份、紫外轉換劑0.7份、增粘劑1.9份。。
其中，所述紫外線轉換劑為eu-甲基丙烯酸-鄰菲羅啉配合物。
其中，所述增粘劑為3-硫基丙基三甲氧基矽烷。
其中，所述紫外光穩定劑為雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
其中，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
一種製備所述太陽能電池封裝材料的方法，包括以下步驟：
（1）按上述配方稱取乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑、增粘劑，備用；
（2）將乙烯-醋酸乙烯共聚物、pvdf樹脂、交聯劑、紫外線穩定劑、紫外線吸收劑、二氧化矽、過氧化二異丙苯、紫外轉換劑和增粘劑混合，投入高速分散機中分散28分鐘，然後置於混煉機中混煉45分鐘，製得混合物料；
（3）將步驟（2）製得的混合物料倒入雙螺杆擠出造粒機中造粒，雙螺杆擠出機共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為：80℃，93℃，85℃；
（4）將步驟（3）製得的顆粒物經成膜系統即可得到太陽能電池封裝材料。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。