一種高效率太陽能封裝膠膜的製作方法

2023-06-29 03:42:36

專利名稱：一種高效率太陽能封裝膠膜的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能封裝膠膜，特別涉及一種由上層膠膜和下層膠膜組成的光電轉換效率高的太陽能封裝膠膜。
背景技術：
太陽能是代替日益枯竭的石油能源的優秀選擇。近年來，晶矽太陽能電池受到了極大的關注和發展。典型的晶矽太陽能電池組件的主體是ー個多層材料的層壓件，該層壓件的結構從上(面向陽光)而下依次是ー層玻璃、ー層封裝膠膜、一層太陽能電池片、ー層封
裝膠膜和ー層背板。在目前商業用晶矽太陽能組件中，封裝膠膜主要使用こ烯-醋酸こ烯酯共聚物(以下稱EVA)材料，而且上、下兩層封裝膠膜相同。現有的太陽能電池組件光電轉換效率較不理想，而且由於現有的封裝膠膜阻擋紫外線、反射太陽光的功能較差，因此為了防止背板快速老化，需要在背板上設置ー阻擋紫外線的複合或塗覆膜，所述的複合或塗覆膜主要包括氟膜/聚酯膜/氟膜的三層複合或塗覆膜、氟膜/聚酯膜/非氟膜的三層複合或塗覆膜。但是，複合或塗覆膜雖然能夠起到阻擋紫外線的作用，但在紫外光的照射下，降解很快，複合或塗覆膜的降解使背板的性能急劇下降而增大組件失效的風險。而且該複合或塗覆膜的設置也提高了太陽能電池組件的成本，使用效果並不理想。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種高效率太陽能封裝膠膜。本發明不僅具有優越的反射太陽光的能力，而且還能有效地阻擋太陽光中的紫外線，即提高了太陽能組件的光電轉換效率，又能降低太陽能組件的成本、提高太陽能組件的使用壽命。為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下一種高效率太陽能封裝膠膜，包括上層膠膜和下層膠膜，所述的上層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0. 1-10份、助交聯劑0. 1-5份、矽烷偶聯劑0. 1-5份和穩定性助劑0. 1-15份製成；所述的下層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0. 1-10份、助交聯劑0. 1-5份和穩定性助劑
0.1-15份；所述的下層膠膜按質量份還包括5-10份添加剤，添加劑為鈦白粉、氧化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鐵或炭黑中的ー種或者幾種。上述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的添加劑為8份，且包括鈦白粉6份和氧化鋅2份。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的上層膠膜的厚度為10-500 ym，所述的下層膠膜的厚度為20- 500 Um0前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的上層膠膜的厚度為100 ym，所述的下層膠膜的厚度為450 iim。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的過氧化物採用過氧化叔丁基-2-こ基己酸酷、3-2-叔丁基過氧化物、過氧化叔ニ異丙苯、2，5-ニ過氧化氫、過氧化叔丁基苯甲酸酷、過氧化叔丁基_3，3，5-三甲基環己酸酷、過氧化叔丁基月桂酸酷、過氧化-2-こ基己基碳酸叔丁酯或者過氧化4-甲基苯甲醯。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的助交聯劑採用三羥甲基丙烷三丙烯酸酷；三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酷、N-N-間苯基雙馬來醯亞胺、1，2-聚丁ニ烯、ニ烯丙基鄰苯ニ酸酷、三烯丙基異氰酸酯或三烯丙基氰酸酷。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的矽烷偶聯劑採用こ烯基三こ氧基矽烷、こ烯基三こ醯氧基矽烷、こ烯基三氯矽烷、￠- (3，4-こ氧基環己烷)こ基三甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷或者Y-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，所述的穩定性助劑按質量份包括0.05-1份的光穩定劑和0. 05-1份的抗氧劑；所述的光穩定劑採用雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酷、聚丁ニ酸(4羥基-2，2，6，6，_四甲基-1哌啶こ醇酷)、雙(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酷、聚(叔丁基戊酸-N-烷基-2，2,6,6,-四甲基哌啶酷)和N，N-雙(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)-I, 6，己ニ胺中的ー種或幾種；所述的抗氧劑採用四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酷、￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯 基)丙酸正十八碳醇酯、亞磷酸三(單壬基苯和ニ壬基苯混合酷)、季戊四醇雙亞磷酸ニ異癸酷、季戊四醇雙亞磷酸(十八)酷和2，6- ニ叔丁基-4-こ基苯酚中的一種或者幾種。前述的高效率太陽能封裝膠膜中，包括上層膠膜和下層膠膜，上層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酷0. 6份、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑I份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0.8份和四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份；下層按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 6份、鈦白粉6份、氧化鋅2份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0.8份和四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份。本發明的有益效果本發明固定於太陽能電池片與背板之間，且包括上層膠膜和下層膠膜，上層膠膜具有優越的透光性，可以有效地使，而靠近背板的ー層(以下稱下層)能夠阻擋紫外線和反射太陽光，採用本發明的太陽能組件不僅提高了光電轉換效率，而且避免了紫外線和太陽光對背板的損害、延長了使用壽命。另外，由於本發明可以阻擋紫外線和反射太陽光，因此，採用本發明的組件對於背板的要求大為降低，適於本發明的太陽能背板的結構可以是但不限於氟膜/PET的氟膜兩層複合或塗覆膜、氟膜/聚酯膜/氟膜的三層複合或塗覆膜或者是氟膜/聚酯膜/非氟膜的三層複合或塗覆膜。對本發明有利的是，太陽能背板採用氟膜/PET的氟膜兩層複合或塗覆膜，採用上述可靠但耐紫外老化相對較弱的便宜背板，既提高了組件可靠性、又降低了組件的成本。下面結合具體實施方式
對本發明作進ー步的說明。
具體實施例方式實施例I :一種高效率太陽能封裝膠膜，包括上層膠膜和下層膠膜，上層膠膜的厚度為200 u m,下層膠膜厚度300 u m。其中上層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酷，氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯I份、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑I份和穩定性助劑0. 5份，該上層膠膜根據需要可以進一歩包括本領域的一種或多種常規添加剤，該常規添加劑包括但不限於加工性助劑和阻燃劑。下層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯I份、鈦白粉10份和穩定性助劑I份，該下層膠膜根據需要可以進一歩包括本領域的一種或多種常規添加剤，該常規添加劑包括但不限於加工性助劑和阻燃劑。本發明的製備エ藝可採用本領域常規EVA太陽能封裝膠膜的製備方法。上述實施例中，所述的EVA樹脂是指VA含量為33%的EVA樹脂。所述的過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯作為交聯劑，且可採用浙江上虞紹風化工有限公司生產的過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酷。所述的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作為助交聯劑，且可採用上海方銳達化學品有限公司生產的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酷。所述Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑作為矽烷偶聯劑，且可採用南京向前化工有限公司生產的Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑。所述的鈦白粉作為紫外線吸引劑，且可採用杜邦TS6200。所述的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯作為穩定性助劑中的光穩定劑，四[￠-(3, 5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯作為穩定性助劑中的抗氧劑。本發明的製備エ藝可採用本領域常規EVA太陽能封裝膠膜的製備方法。
實施例2 : —種高效率太陽能封裝膠膜，包括上層膠膜和下層膠膜，上層膠膜的厚度為100 u m,下層膠膜厚度450 u m。其中上層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 6份、Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑0. 8份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0. 8份和四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8份，該上層膠膜根據需要可以進一歩包括本領域的一種或多種常規添加剤，該常規添加劑包括但不限於加工性助劑和阻燃劑。下層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯
I.2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 6份、鈦白粉6份、氧化鋅2份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0.8份和四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酷0. 8份。該下層膠膜根據需要可以進一歩包括本領域的一種或多種常規添加剤，該常規添加劑包括但不限於加工性助劑和阻燃劑。上述實施例中，所述的EVA樹脂是指VA含量為33%的EVA樹脂。所述的過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯作為過氧化物，且可採用浙江上虞紹風化工有限公司生產的過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酷。所述的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯作為助交聯劑，且可採用上海方銳達化學品有限公司生產的三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酷。所述Y-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑作為矽烷偶聯劑，且可採用南京向前化工有限公司生產的Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑。所述的鈦白粉作為紫外線吸引劑，且可採用杜邦TS6200。所述的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯作為穩定性助劑中的光穩定劑，四[￠- (3，5_ ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯作為穩定性助劑中的抗氧劑。申請人:對實施例I的太陽能封裝膠膜(以下稱為EVA膠膜A)、實施例2的太陽能封裝膠膜(以下稱為EVA膠膜B)與現有的常規太陽能封裝膠膜(以下稱為EVA膠膜C)製作的太陽能組件的性能作為對比試驗。現有的常規太陽能封裝膠膜厚度為500 ym，該太陽能封裝膠膜按質量份主要包括VA含量為33%的EVA樹脂(阿珂瑪)100份、交聯劑過氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯(浙江上虞紹風化工有限公司)I. 5份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯I份、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑(南京向前化工有限公司)I份和穩定性助劑0. 5份。性能對比試驗如下I、使用氟膜/PET兩層複合背板，按EVA膠膜C/電池片/EVA膠膜A/背板進行層壓，製作組件E ;2.使用氟膜/PET兩層複合背板，按EVA膠膜C/電池片/EVA膠膜B/背板進行層壓，製作組件F ;3.使用氟膜/PET兩層複合背板，按EVA膠膜C/電池片/EVA膠膜C/背板進行層壓，製作組件G ； 4.對三組組件分別測試光電轉換效率；5.測試耐紫外光輻照性能；按照國際電エ委員會標準IEC61345規定要求進行紫外輻照老化測試。試驗條件為試樣表面溫度60±5°C，波長為200-400nm範圍，輻照強度為 15KW*h/m。6.耐溼熱老化性能；按GB/T2423. 3進行溼熱老化試驗。試驗條件試樣表面溫度為85 °C,相対溼度85%，試驗時間2000小時。7.測試紫外老化和溼熱老化前後無電池片遮蓋處背板老化情況(觀察顔色及對背板進行對摺分析)。測試結果如下
權利要求
1.一種高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於包括上層膠膜和下層膠膜，所述的上層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0. 1-10份、助交聯劑0. 1-5份、矽烷偶聯劑0. 1-5份和穩定性助劑0. 1-15份製成；所述的下層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0. 1-10份、助交聯劑0. 1-5份和穩定性助劑0. 1-15份；所述的下層膠膜按質量份還包括5-10份添加剤，添加劑為鈦白粉、氧化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鐵或炭黑中的一種或者幾種。
2.根據權利要求I所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於所述的添加劑為8份，且包括鈦白粉6份和氧化鋅2份。
3.根據權利要求I或2所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於所述的上層膠膜的厚度為10-500 iim，所述的下層膠膜的厚度為20- 500 Um0
4.根據權利要求3所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，所述的上層膠膜的厚度為100 Ii m,所述的下層膠膜的厚度為450 V- m。
5.根據權利要求I至4任一項所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，所述的過氧化物採用過氧化叔丁基-2-こ基己酸酷、3-2-叔丁基過氧化物、過氧化叔ニ異丙苯、2，5-ニ過氧化氫、過氧化叔丁基苯甲酸酷、過氧化叔丁基_3，3，5-三甲基環己酸酷、過氧化叔丁基月桂酸酷、過氧化-2-こ基己基碳酸叔丁酯或者過氧化4-甲基苯甲醯。
6.根據權利要求I至4任一項所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，所述的助交聯劑採用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯；三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酷、N-N-間苯基雙馬來醯亞胺、1，2-聚丁ニ烯、ニ烯丙基鄰苯ニ酸酷、三烯丙基異氰酸酯或三烯丙基氰酸酷。
7.根據權利要求I至4任一項所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，所述的矽烷偶聯劑採用こ烯基三こ氧基矽烷、こ烯基三こ醯氧基矽烷、こ烯基三氯矽烷、￠- (3,4- Zj氧基環己烷)こ基三甲氧基矽烷、Y-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷或者Y-環氧丙氧丙基ニ甲氧基娃燒。
8.根據權利要求I至4任一項所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，所述的穩定性助劑按質量份包括0. 05-1份的光穩定劑和0. 05-1份的抗氧劑；所述的光穩定劑採用雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酷、聚丁 ニ酸(4羥基-2，2，6，6，-四甲基-1哌啶こ醇酷)、雙(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酷、聚(叔丁基戊酸-N-烷基-2，2，6，6，-四甲基哌啶酷)和N，N-雙(2，2，6，6-四甲基-哌啶基)-1,6,己ニ胺中的一種或幾種；所述的抗氧劑採用四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酷、￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亞磷酸三(單壬基苯和ニ壬基苯混合酷)、季戊四醇雙亞磷酸ニ異癸酯、季戊四醇雙亞磷酸(十八)酷和2，6- ニ叔丁基-4-乙基苯酚中的一種或者幾種。
9.根據權利要求I至8任一項所述的高效率太陽能封裝膠膜，其特徵在於，包括上層膠膜和下層膠膜，上層膠膜按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酷I. 2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 6份、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷偶聯劑I份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0.8份和四[￠- (3，5-ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 8份；下層按質量份主要包括EVA樹脂100份、過氧化2-こ基己基碳酸叔丁酯I. 2份、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 6份、鈦白粉6份、氧化鋅2份、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)葵ニ酸酯0. 8份和四[P -(3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四 醇酯0. 8份。
全文摘要
本發明公開了一種高效率太陽能封裝膠膜，本發明包括上層膠膜和下層膠膜，所述的上層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0.1-10份、助交聯劑0.1-5份、矽烷偶聯劑0.1-5份和穩定性助劑0.1-15份；所述的下層膠膜按質量份主要採用EVA樹脂100份、過氧化物0.1-10份、助交聯劑0.1-5份和穩定性助劑0.1-15份；所述的下層膠膜按質量份還包括鈦白粉、氧化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鐵和炭黑中的一種或者幾種。本發明不僅具有優越的反射太陽光的能力，而且還能有效地阻擋太陽光中的紫外線，即提高了太陽能組件的光電轉換效率，又降低了太陽能組件的成本、提高了太陽能組件的使用壽命。
文檔編號C09J11/04GK102863918SQ20121039915
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者李秋明, 付婷婷 申請人:杭州索康博能源科技有限公司