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光伏组件封装胶膜EVA及其制备方法专利技术汇编

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一、资料目录

1 CN113061397B 202110512811 封装胶膜及光伏组件

2 CN111682082B 202010699950 封装胶膜及光伏组件

3 CN106366986B 201610742292 一种光伏用封装胶膜

4 CN105542671B 201510969766 光伏组件用封装胶膜

5 CN114055529B 202210047129 光伏EVA封装胶膜裁切机

6 CN111725346B 202010605208 反射胶膜和光伏组件

7 CN113980588B 202111593985 封装胶膜及光伏组件

8 CN105038624B 201510473537 一种光伏用EVA封装胶膜

9 CN114716923A 202210487363 一种光伏封装胶膜

10 CN114350268A 202210013606 封装胶膜及光伏组件

13 CN114196336A 202210016459 一种彩色光伏封装胶膜

14 CN114055529A 202210047129 光伏EVA封装胶膜裁切机

15 CN111725346A 202010605208 反射胶膜和光伏组件

16 CN111682082A 202010699950 封装胶膜及光伏组件

17 CN110964447A 201811155589 光伏组件用封装胶膜

18 CN105542671A 201510969766 光伏组件用封装胶膜

19 CN105038624A 201510473537 一种光伏用EVA封装胶膜

20 CN114649434A 202011522327 图案化胶膜和光伏组件

21 CN113980588A 202111593985 封装胶膜及光伏组件

22 CN113061397A 202110512811 封装胶膜及光伏组件

25 CN112201719A 202011052008 胶膜结构及光伏组件

26 CN111635707A 202010538761 一种光伏白色胶膜

27 CN108621353A 201710184747 光伏封装胶膜制备装置

28 CN106366986A 201610742292 一种光伏用封装胶膜

29 CN112038432B 202010955250 光伏组件、光伏胶膜及其制备方法

30 CN113583588A 202110994796 一种光伏组件封装胶膜及光伏组件

31 CN112038432A 202010955250 光伏组件、光伏胶膜及其制备方法

32 CN108598202A 201810555408 一种光伏胶膜以及光伏组件

33 CN113801584A 202111116309 一种光伏封装胶膜及光伏组件

34 CN108735847A 201810861941 光伏组件的复合封装胶膜及光伏组件

37 CN112266491A 202011261968 一种单层胶膜、多层共挤胶膜及光伏电池组件

38 CN113563814B 202110816551 一种多层发泡光伏胶膜及其制备方法

39 CN111113843B 201911305027 光伏封装胶膜的制备方法

40 CN111704866B 202010605207 抗PID封装胶膜及光伏组件

41 CN112812694B 202011641080 保温封装胶膜及光伏组件

42 CN109337612B 201811214304 一种增强型POE光伏封装胶膜

43 CN108795124B 201810673733 一种光伏用聚烯烃封装胶膜

44 CN109545876B 201811468399 一种封装胶膜和光伏组件

45 CN107312473B 201710355203 一种光伏组件抗蚯蚓纹EVA胶膜材料

46 CN106566435B 201610935842 一种上转换发光型EVA光伏胶膜

49 CN111732901B 202010550354 胶膜、光伏组件及其制造方法

50 CN111471405B 202010323284 光伏组件封装胶膜及其制备方法

51 CN111574934B 202010425373 纳米导热胶膜及制备方法、光伏组件

52 CN107841256B 201610831415 抗PID型光伏EVA封装胶膜及其制备方法

53 CN106281069B 201510300147 一种太阳能光伏抗蜗牛纹EVA封装胶膜

54 CN106590471B 201610935844 一种红外屏蔽型EVA光伏胶膜

55 CN104530994B 201410843203 一种用于光伏电池的抗PID封装胶膜

56 CN103881596B 201410120277 一种黑色红外反射型光伏EVA胶膜

57 CN112289879B 202011176213 光伏封装胶膜、光伏组件及其制备方法

58 CN109321148B 201811528362 抗PID导热胶膜、光伏组件及光伏发电系统

二、制备示例

技术领域

[0001] 本发明涉及光伏电池技术领域,特别是一种用于光伏组件封装的技术。

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背景技术

[0002] 光伏组件发展到现在,1%甚至更小的发电效率的提升都是一个重大的科技进步。但发电效率的提升不只局限于从电池片本身着手,封装材料作为光伏组件中的重要组成部分,对发电效率的提升也有一定的贡献,值得深入挖掘。

[0003] 为了提高光伏组件的发电效率,光伏组件背封装面应具有较高反射率,当照射到电池片间隙的阳光经过背封装材料和玻璃间的多次反射到达电池片表面,有利于阳光的充分利用。有数据表明,尽管背封装材料反射阳光的区域只是电池片之间和组件周边没有电池片覆盖的部分,但实验证明如果背封装材料选用黑色背板或者透明玻璃,因背封装材料光反射率减少而引起的组件发电功率的下降大约占总功率的1%~2%左右。封装胶膜是光伏组件封装材料的重要组成部分,位于光伏组件电池片两侧,通常是透明的,且靠近玻璃侧的上层封装胶膜需要尽可能提高透光率,这样有利于更多阳光到达电池片表面;背光侧的封装胶膜则对透光率没有要求,相反,高反射率的背封装胶膜能够提升光线利用率。

[0004] 多年来,高反射率的封装胶膜主要用于制作薄膜组件和双玻组件,这些组件对背封装材料反射率的要求较高,使用高反射率的封装胶膜所带来的功率增益也较为明显。因此,双玻组件和薄膜组件厂商对高质量的高反射率的封装胶膜的需求也更为迫切。

[0005] 高反射型的封装胶膜的技术主要是通过在透明封装胶膜中加入一定比例的反射颜料,能使其反射率达到70%以上,但在实际应用时仍然存在层压表观问题,诸如,组件层压时胶膜发泡而使其表面粗糙、褶皱,这将大大影响其反射性能,少量的下层胶膜上溢会遮挡电池片边缘,造成组件功率损失。image.png

[0006] 专利文献CN102361043A公开了一种高反射型的EVA封装胶膜及其制备方法,具体措施是在EVA胶膜中添加二氧化钛粉末,虽然能够提升下层胶膜的反射率,但由于其与组件上层胶膜都属于EVA,极性相差不大,在层压过程中容易交叉互融,致使接触面粗糙、褶皱,反射效果较差,甚至会有下层胶膜中的高反射填料溢出并遮挡和污染电池片、焊带的情况,严重影响了组件的表观,造成组件功率损失。专利文献CN104497899 A公开了一种表层预交联的高反射封装胶膜,具体措施是通过在封装胶膜中加入光引发剂,挤出成膜后经过辐射照射使表面预交联,交联深度0.05mm~0.1mm,预交联层交联度大于75%,从而在提高反射率的同时解决封装胶膜上溢等表观问题,但胶膜交联层过薄,层压后仍时常有褶皱出现,且胶膜表层较高的交联度会导致对无机材料浸润性减小,粘结力大幅降低,在双玻组件中使用存在安全隐患。

发明内容

[0007] 针对以上技术问题,本发明提供一种光伏用封装胶膜,它具有高反射率,高粘结力、以及防老化等优异的基本性能,且层压表观优良的的光伏用封装胶膜。

[0008] 解决上述问题的技术方案是:

[0009] 一种光伏用封装胶膜,所述封装胶膜具有均匀的交联度,且交联度在5%-30%,并采用如下质量份数的组分制成:

[0010]

[0011] 其中,硅烷接枝烯烃聚合物的硅烷接枝率在0.5%~3%。

[0012] 上述光伏用封装胶膜,所述硅烷接枝烯烃聚合物的硅烷接枝率在1%~2%。

[0013] 上述光伏用封装胶膜,所述硅烷接枝烯烃聚合物中至少包含一种熔点在95℃~135℃的接枝烯烃聚合物。

[0014] 上述光伏用封装胶膜,所述硅烷接枝烯烃聚合物在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为0.2g/10min~10g/10min。

[0015] 上述光伏用封装胶膜,所述硅烷接枝烯烃聚合物的主链为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-戊烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1,6-己二烯共聚物、乙烯均聚物、丙烯均聚物、异戊二烯均聚物或4-甲基-1-戊烯均聚物中的一种或多种。

[0016] 上述光伏用封装胶膜,所述烯烃聚合物由第一烯烃聚合物和第二烯烃聚合物组成,第一烯烃聚合物的玻璃化转变温度范围为-59℃~-32℃之间;第二烯烃聚合物的熔点为100-150℃。

[0017] 上述光伏用封装胶膜,所述第一烯烃聚合物为乙烯—丙烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种。

[0018] 所述第二烯烃聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯—丙烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物或乙烯-己烯共聚物中的一种。

[0019] 上述光伏用封装胶膜,所述反射颜料是金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、二氧化硅、氮化硅、氮化硼中的一种或者几种的混合物。

[0020] 上述光伏用封装胶膜,所述防老化剂由紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧剂中的一种或几种组成。

[0021] 与现有技术相比,本发明的优点是:

[0022] 1.本发明在提高光伏用封装胶膜反射率的同时,采用烯烃聚合物作为主体树脂,烯烃聚合物具有绝缘性能好,分子结构稳定的特点,相对于EVA材料来说,具有更好的防老化性能;同时,配方中添加了具有增粘作用的硅烷接枝烯烃聚合物,并对接枝率进行优化选择,解决了烯烃聚合物的非极性带来的与玻璃、电池片等极性材料粘结力低的问题。

[0023] 2.本发明通过控制光伏用封装胶膜的均匀交联度,并调整其交联度达到5%~30%,适度的交联可以保证其在层压过程中不与前层透明胶膜发生交叉互融,能够带来较佳的层压表观;同时,由于光伏用封装胶膜整体微交联,表层的交联程度并不大,相对于目前同类产品普遍使用的表层辐射预交联技术,本发明对无机材料具有更好的浸润性,能够提供更优异的粘结性能,保证封装后光伏组件的安全性和可靠性。

[0024] 3.本发明光伏用封装胶膜中不含过氧化物交联剂,通过熟化控制交联度,相比于含有过氧化物交联型的EVA或聚烯烃封装胶膜来说,本发明在组件层压过程中不释放气体,能够减少或者避免组件层压过程中气泡等弊病的产生,从而保证了组件的层压表观,提高了组件的成品率。

具体实施方式

[0025] 本发明的硅烷接枝烯烃聚合物,是在烯烃聚合物中添加硅烷偶联剂、引发剂,在高温下经过一定反应时间,经由双螺杆挤出机制备得到的。由于烯烃聚合物是非极性的,它本身与玻璃之间不会产生粘结作用,可通过改性实现烯烃聚合物与玻璃的粘结。本发明中所述改性方法是将硅烷偶联剂接枝在烯烃聚合物链段上,硅烷接枝改性使非极性烯烃聚合物分子链段上存在大量的硅氧烷端链,能够很好地使光伏用封装胶膜与玻璃、电池片等无机材料粘结在一起,解决了烯烃聚合物的非极性带来的与玻璃、电池片等极性材料粘结力低的问题。同时,通过调节硅烷接枝烯烃聚合物的用量和接枝率,还能够影响光伏用封装胶膜的粘结性能,增强其粘结力稳定性、耐湿热老化性等。硅烷接枝烯烃聚合物的接枝率在0.5%~3.0%之间。当其接枝率小于0.5%时,聚合物分子上接枝的硅烷端链较少,光伏用封装胶膜的粘结力低;当其接枝率大于3.0%时,不利于光伏用封装胶膜的保存,也会对其老化性能造成负面影响。作为优选的方案,硅烷接枝烯烃聚合物的接枝率在1.0%~2.0%。

[0026] 上述接枝烯烃聚合物,所用硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。上述接枝烯烃聚合物所用引发剂为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种的组合。

[0027] 考虑到上述光伏用封装胶膜对层压工艺的适应性,所述硅烷接枝烯烃聚合物优选流动性较低的烯烃聚合物作为基体树脂,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为0.2g/10min~10g/10min,在此范围内,融指与烯烃聚合物相近,具有更好的相容性。若融指低于

0.2g/10min,烯烃聚合物流动性太低,不易加工,在制作组件过程中会使光伏用封装胶膜与周边材料浸润不足,影响组件良品率;若高于10g/10min,会造成光伏用封装胶膜流动性太高,层压时边缘溢胶的问题,使组件清理困难。

[0028] 考虑到光伏用封装胶膜的耐用性,本发明硅烷接枝烯烃聚合物中至少包含一种熔融峰在95~135℃(DSC加热速率10℃/min)的接枝烯烃聚合物,能够提高光伏用封装胶膜在湿热老化环境中粘结力的保持效果。

[0029] 本发明硅烷接枝烯烃聚合物,其主链可以是以下材料中的一种或几种的组合,但不限定于以下材料:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-戊烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1,6-己二烯共聚物、乙烯均聚物、丙烯均聚物、异戊二烯均聚物、4-甲基-1-戊烯均聚物等。

[0030] 本发明的烯烃聚合物由第一烯烃聚合物和第二烯烃聚合物组成。其中,第一烯烃聚合物为乙烯—丙烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种。第一烯烃聚合物能够为光伏用封装胶膜的耐低温性能提供保障,即使在极其寒冷的地方,仍然能够保护组件中的电池片不受到外部力量的冲击而产生破裂。

[0031] 作为第一烯烃聚合物,其DSC测得的玻璃化温度范围为-59℃~-32℃,当第一烯烃聚合物的玻璃化温度低于-59℃时,光伏用封装胶膜太软,不利于组件层压时的抽空;而当第一烯烃聚合物的玻璃化温度高于-32℃时,光伏用封装胶膜的耐低温性能不佳,在低温环境中如果受到冲击容易造成电池片的损坏。

[0032] 作为第一烯烃聚合物优选使用乙烯—辛烯共聚物。

[0033] 上述光伏用封装胶膜,烯烃聚合物中第二烯烃聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯—丙烯共聚物、乙烯—丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的一种。第二烯烃聚合物能够为封装胶膜的耐热性提供保障,当组件正常工作时,其表面的温度通常可以达到70℃以上,第二烯烃聚合物具有较高熔点和较低的熔体流动性,可以提高光伏用胶膜的物理交联点,确保光伏用封装胶膜在较高的工作温度条件下不会发生热蠕变,电池片不会产生滑移。

[0034] 作为第二烯烃聚合物,其熔点为100℃~150℃,当第二烯烃聚合物的熔点低于100℃时,光伏用封装胶膜在高温工作环境中容易发生热蠕变,导致电池片的移位;而当第二烯烃聚合物的熔点温度高于150℃时,熔点太高不易加工。

[0035] 作为第二烯烃聚合物优选使用低密度聚乙烯。

[0036] 作为上述光伏用封装胶膜,相对于上述硅烷接枝烯烃聚合物80质量份~120质量份,烯烃聚合物为10质量份~50质量份较佳,若高于50质量份,则相对的硅烷接枝烯烃聚合物比例降低,聚合物中硅氧烷端链减少,使烯烃聚合物粘附力降低,无法为光伏用封装胶膜提供持久的粘结性;若其低于10质量份,则具有耐寒、耐热的第一、第二烯烃聚合物含量减少,组件低温环境抗冲击性差,电池片易损坏,高温下易发生热蠕变,电池片滑移,损伤组件。

[0037] 为了提高光伏用封装胶膜的反射率,一般通过在基体树脂中添加高反射颜料的方式。绝缘性能是光伏用封装胶膜的一项基本要求,因此在选用具有较高反射率的颜料的同时要保证其绝缘性能,常用的高反射颜料可选金属氧化物、金属氮化物、二氧化硅、氮化硅和氮化硼中的一种或者几种的混合物,具体的可以是氧化铍、氧化铝、氧化镁、氧化硼、氧化锌、氧化钙、二氧化钛、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、硫化锌、氮化铝、氮化硼等无机填料。优选直径0.1μm~0.5μm的金红石型二氧化钛颗粒。

[0038] 作为上述高反射颜料,相对于上述硅烷接枝烯烃聚合物100质量份,其用量为2质量份-15质量份较佳,层压后通常能使光伏用封装胶膜反射率大于70%。当其用量小于2质量份时,对光伏用封装胶膜反射率的提升不明显;当其用量超过15质量份时,再提高反射颜料用量对反射率的增幅不大,同时,过多的填料会导致机械性能的下降和原料成本的上升。

[0039] 为了延长光伏用封装胶膜的使用寿命,本发明添加了防老化剂,本发明中的防老化剂由紫外吸收剂、光稳定剂和抗氧剂中的一种或几种组成。

[0040] 光伏用封装胶膜的防老化剂主要包含三大类,分别是紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂。image.png

[0041] 作为上述紫外光吸收剂,可以抑制由太阳发出的紫外线导致的烯烃聚合物材料的老化。本发明中使用的紫外吸收剂可以选用本领域内常用到的紫外线吸收剂,如二苯酮类、苯并三唑类、三嗪类、水杨酸酯类等各种类型的紫外吸收剂。作为二苯酮类紫外吸收剂,可以列举如2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯酮、2-羟基-4辛氧基二苯酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯酮、2-羟基-4-正十八烷氧基二苯酮、2-羟基-4-苄氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯酮、2-羟基-5-氯二苯酮、2,4-二羟基二苯酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯酮等;作为苯并三唑类紫外光吸收剂,是羟苯基取代的苯并三唑化合物,可以列举如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2-甲基-4-羟基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-甲基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)-5-甲氧基苯并三唑、(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、(2-羟基-5-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑等。作为三嗪类紫外线吸收剂,可以列举2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己氧基)苯酚等。作为水杨酸酯类,可以列举出水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯酯等;作为紫外光吸收剂优选二苯甲酮类紫外光吸收剂,更具体优选2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为光伏用封装胶膜的紫外光吸收剂。同时,本发明中添加了大量的反射颜料,对紫外光也具有良好的屏蔽效果,且稳定性较好,进一步抑制了紫外光造成的老化。

[0042] 作为上述光稳定剂,主要是指受阻胺类的有机物。通常认为受阻胺的光稳定剂具有自由基捕捉、单线态氧猝灭、氢过氧化物分解的作用,能够为高分子聚合物提供有效的保护。本领域内常用到的受阻胺光稳定剂可列举出:双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,

2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,市场上的产品可以列举出CYASORB UV-3346、SYASORB UV-3529(CYTEC公司)、Lowilite-62、Lowilite-94、Lowilite-6294、Lowilite-92、Lowilite-77(科聚亚公司)、Tinuvin 744、Tinuvin 770、Tinuvin 765、Tinuvin 144、Tinuvin 622LD、CHIMASSORB 944LD(汽巴精化)等等。上述光稳定剂可以单独使用,也可以组合使用。

[0043] 作为光稳定剂,优选组合2种光稳定剂使用,具体优选Lowilite-62和Lowilite-94组合使用。

[0044] 作为上述抗氧剂,主要有受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂两种。

[0045] 作为上述受阻酚抗氧剂,通常认为具有捕捉自由基,终止热氧老化链反应,提高高分子材料耐热氧老化的作用。本领域内常用到的受阻酚抗氧剂市场化产品可举出:CYANOX-1790、CYANOX 2246、CYANOX 425(CYTEC公司)、Anox-20、Anox-330、Lowinox-1790、Lowinox CA-22、Lowinox GP-45、Lowinox HD-98、Naugard PS-48(科聚亚公司)、IRGANOX-1010、IRGANOX-1076、RGANOX-1098、IRGANOX-1135(汽巴精化)等等。上述受阻酚抗氧剂可以单独使用,也可以组合使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGANOX-1010。

[0046] 作为上述亚磷酸酯抗氧剂,通常认为其具有分解氢过氧化物,抑制高分子材料加工黄变的作用。本领域内常用到的亚磷酸酯抗氧剂市场化产品可列举出:STAB-1178、STAB-317、STAB-517、STAB-2112、STAB-1500、STAB-AS4500(台湾长春化学有限公司)、Weston-

705、Weston-430、Weston-TNPP、Ultranox-619F、Ultranox-626(科聚亚公司)、IRGAFOS-

168、IRGAFOS P-EPQ、IRGAFOS TNPP(汽巴精化)等等。上述亚磷酸酯抗氧剂可以单独使用,也可以组合使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGAFOS-168。

[0047] 上述的受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂可以单独使用其中的一种,也可以组合两种使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGAFOS-168作为抗氧剂。

[0048] 本发明中,上述防老化剂中各种组分的具体用量没有特别限定。

[0049] 除了以上介绍的紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂,上述防老化剂还可以包含内酯类、叔胺类自由基捕捉剂、碳化二亚胺类抗水解剂等等。

[0050] 相对于光伏用封装胶膜中的硅烷接枝烯烃聚合物80质量份~120质量份,所述防老化剂的含量一般为0.05质量份~2质量份。当防老化剂的用量超过2质量份时,会产生防老化剂过度使用的问题,造成添加剂的迁出;当其用量小于0.05质量份时,防老化效果不足,难以保证光伏组件的长久使用寿命。

[0051] 由于高反射颜料往往容易团聚,若直接在制膜过程中与烯烃聚合物粒子混合,容易造成颜料分布不均匀,因此为了保证光伏用封装胶膜反射率的均一性,将反射颜料和防老化剂与第一烯烃聚合物按照一定的比例混合,经过造粒机混炼制得色母粒,在实际生产过程中根据配方的需要,经换算后直接添加色母粒即可。

[0052] 由于硅烷接枝烯烃聚合物树脂分子链段上存在很多硅氧烷端链,硅氧烷接触到反射颜料中的微量水分后,较易水解形成硅醇,硅醇很不稳定,容易和另外端链上的硅醇基团缩聚,从而产生分子间的自交联作用。

[0053]

[0054] 已接枝的聚合物在水的作用下形成硅醇,-Si-OH与邻近的-Si-OH基团缩合,形成Si-O-Si键而使聚合物交联。

[0055] 光伏用封装胶膜经过熟化后,其自交联作用能够使其具有一定的均匀的交联[0056]

[0057] 度,在层压时聚合物分子形成交联网状结构对其包裹的反射颜料起到极好的限制作用,避免了组件中光伏用封装胶膜与前片透明封装胶膜互融和颜料污染电池片、焊带等,能够很好的解决层压表观问题,也会提高光伏用封装胶膜的内聚力和耐热性。

[0058] 优选的,光伏用封装胶膜熟化后交联度在5%-30%。若交联度小于5%,交联度太低达不到预期效果;若高于30%,由于自交联程度过高,会使其对无机材料的浸润性下降导致粘结力不足。

[0059] 通常光伏用封装胶膜的熟化可以采用加温和加湿的方法,具体方式包括在线熟化方式和离线熟化方式。采用在线熟化方式进行熟化时,可以让半成品胶膜通过温度和湿度都较高的熟化段,之后在通过干燥工段即可获得稳定的交联;采用离线熟化方式可以将半成品胶膜置于一定温度的熟化间内,经一定时间的熟化保存也可以获得稳定的交联。

[0060] 经过熟化处理之后,便得到可用于制作太阳能电池组件的光伏用封装胶膜。

[0061] 一般说来,本发明的光伏用封装胶膜用于晶硅太阳能电池组件的背光侧。

[0062] 以下给出几个实施例:

[0063] 实施例1

[0064] 将1.2g的防老化剂(含有0.3g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、0.5g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.4g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与5g硫化锌反射颜料,20g乙烯-辛烯无规共聚物(陶氏化学的ENGAGE 8130,玻璃化温度-59℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、10g低密度聚乙烯(新加坡聚烯烃的COSMOTHENE F410-1,熔融峰温度111℃)、30g硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率1.8%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为3.3g/10min)、70g硅烷接枝乙烯-丙烯共聚物H-2(实验室制备,接枝率1.6%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为1.2g/10min,熔融峰温度121℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延、冷却得到厚度为0.45mm的半成品胶膜。将半成品胶膜置于50℃的熟化房中熟化7天,经熟化后即可得到光伏用封装胶膜。

[0065] 实施例2

[0066] 将0.05g的防老化剂(含有0.01g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、0.02g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.02g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与12g氧化锌反射颜料,5g乙烯丁烯共聚物(陶氏化学的ENR 7447,玻璃化温度-57℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、5g低密度聚乙烯(台聚的LINATHENE LL110,熔融峰温度122℃,190℃2.16kg条件下测得的熔体流动速率为1g/10min)、50g硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率1.0%,在190℃、2.16KG测试条件下的熔融指数为7.0g/10min)、50g硅烷接枝4-甲基-1-戊烯均聚物H-2(实验室制备,接枝率1.2%,在190℃、

2.16kg测试条件下的熔融指数为2.0g/10min,熔融峰温度110℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延、冷却得到厚度为

0.45mm的半成品胶膜。将半成品胶膜置于50℃的熟化房中熟化4天,经熟化后即可得到光伏用封装胶膜。

[0067] 实施例3

[0068] 将2.0g的防老化剂(含有0.3g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、1.0g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.7g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与8g氮化硼反射颜料,30g丙烯乙烯共聚物(陶氏化学的VERSIFY 3401,玻璃化温度-32℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、10g线性低密度聚乙烯(台聚的UNITHENE LH503,熔融峰温度130℃)、40g硅烷接枝乙烯-1-戊烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率2.0%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为2.2g/10min)、70g硅烷接枝低密度聚乙烯H-2(实验室制备,接枝率1.6%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为0.2g/10min,熔融峰温度130℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延、冷却得到厚度为0.45mm的半成品胶膜。将半成品胶膜置于60℃的熟化房中熟化2天,经熟化后即可得到光伏用封装胶膜。

[0069] 实施例4

[0070] 将1.5g的防老化剂(含有0.5g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、0.5g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.5g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与2g二氧化钛反射颜料,30g乙烯丁烯共聚物(陶氏化学的ENR 7380,玻璃化温度-52℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、20g乙烯-α-烯烃嵌段共聚物(陶氏化学的INFUSE 

9000,熔融峰温度120℃)、80g硅烷接枝乙烯-1-己烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率1.0%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为4.0g/10min)、20g硅烷接枝异戊二烯均聚物H-2(实验室制备,接枝率2.0%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为1.5g/10min,熔融峰温度117℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延、冷却得到厚度为0.45mm的半成品胶膜。将半成品胶膜置于70℃的熟化房中熟化1天,经熟化后即可得到光伏用封装胶膜。

[0071] 实施例5

[0072] 将0.5g的防老化剂(含有0.1g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、0.3g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.1g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与15g氧化铝反射颜料,30g乙烯辛烯共聚物(陶氏化学的ENGAGE 8480,玻璃化温度-41℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、10g低密度聚乙烯(新加坡聚烯烃的COSMOTHENE F410-1,熔融峰温度111℃)、40g硅烷接枝乙烯-丁烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率1.5%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为4.0g/10min)、60g硅烷接枝丙烯均聚物H-2(实验室制备,接枝率1.4%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为1.8g/

10min,熔融峰温度120℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延成厚度为0.45mm的半成品胶膜,再以1m/min的速度通过85℃和85%湿度的5m长熟化段,之后再经过干燥、冷却、牵引、卷曲工序,得到光伏用封装胶膜。

[0073] 实施例6

[0074] 将1.0g的防老化剂(含有0.5g的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为紫外光吸收剂、0.2g的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物作为光稳定剂、0.3g的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯作为抗氧剂)与10g二氧化钛反射颜料,15g乙烯丁烯共聚物(陶氏化学的ENR 7447,玻璃化温度-57℃)混合后经双螺杆挤出机造粒干燥后制得白色母粒,然后将白色母粒、20g低密度聚乙烯(新加坡聚烯烃的COSMOTHENE F410-1,熔融峰温度111℃)、20g硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物H-1(实验室制备,接枝率1.9%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为3.3g/10min)、80g硅烷接枝低密度聚乙烯H-2(实验室制备,接枝率1.2%,在190℃、2.16kg测试条件下的熔融指数为2.0g/10min,熔融峰温度113℃)混合均匀,将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,温度控制在170℃,挤出物经流延成厚度为0.45mm的半成品胶膜,再以1m/min的速度通过95℃和95%湿度的5m长熟化段,之后再经过干燥、冷却、牵引、卷曲工序,得到光伏用封装胶膜。

[0075] 比较例1

[0076] 将实施例1中20g乙烯-辛烯无规共聚物,替换为20g较高融指的乙烯-丙烯共聚物(陶氏化学的Versify2400,在190℃、2.16KG测试条件下的熔融指数为25g/10min,玻璃化温度-23℃),流延挤出成膜后不经过熟化,其它成分以及加工工艺未有变化。

[0077] 比较例2

[0078] 将实施例3中10g线性低密度聚乙烯(台聚的UNITHENE LH503,熔融峰温度130℃)替换为10g的丙烯乙烯共聚物(三井化学的DF840,熔融峰温度66℃),其它成分以及加工工艺未有变化。

[0079] 比较例3

[0080] 将实施例1中的中间产品密封包装后放入60℃的熟化房中熟化3天改为15天,其它成分以及加工工艺未有变化。

[0081] 比较例4

[0082] 将实施例2中氧化锌反射颜料去除,不制备白色母粒,其它成分以及加工工艺未有变化。

[0083] 性能测试

[0084] 1.表观判定:

[0085] 层压组件,如果发现下层光伏用封装胶膜有翻边、上溢覆盖到电池片、焊带的现象,表观则判定为○,否则判定为●。

[0086] 2.耐高低温冲击测试:

[0087] 按照GB/T 9535-1998标准进行测试。如果电池片没有发生隐裂用●表示,如发生了隐裂,则用○表示。

[0088] 3.抗高温蠕变性能测试:

[0089] 将制得的光伏用封装胶膜切成75mm×150mm的大小,使用两块太阳能超白布纹玻璃(厚4mm,大小75mm×150mm)和太阳能电池背板(厚300um,大小150mm×450mm),依次层叠玻璃/光伏用封装胶膜/背板获得层叠体,将这样操作得到的层叠体用真空层压机在真空、温度为145℃的条件下,脱气7分钟,加压至0.06MPa保持13分钟。然后将样板挂在温度为100℃的烘箱中48小时,查看样板上的玻璃有无滑移。如果没有发生移动用●表示,如发生了移动,则用○表示。

[0090] 4.粘结力测试:

[0091] 按照标准GB/T 2790进行光伏用封装胶膜的粘结力测试,剥离角度为180°,剥离速度为100mm/min。

[0092] 5.反射率测试:

[0093] 将制得的光伏用封装胶膜切成50mm×50mm的大小,使用一块防粘布(大小100mm×100mm)和一块TPE型的太阳能电池背板(厚300um,大小50mm×50mm),依次层叠防粘布/光伏用封装胶膜/背板获得层叠体,将这样操作得到的层叠体用真空层压机在真空、温度为145℃的条件下,脱气7分钟,加压至0.06MPa保持13分钟。之后将防粘布移去,将层压好的样品放入紫外分光光度计中测试光伏用封装胶膜面的反射率。

[0094] 6.交联度测试:

[0095] 按照GB/T 29848-2013中测试EVA交联度的方法测试光伏用封装胶膜的交联度。

[0096] 7.体积电阻率测试:

[0097] 按照GB/T 15662-1995标准进行光伏用封装胶膜体积电阻率的测试。

[0098] 实施例所测得的结果见表1。

[0099] 表1:光伏用封装胶膜性能数据表

[0100]


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