CN101935504A - 一种高效抗紫外太阳能电池封装用eva胶膜及其制备方法 - Google Patents

一种高效抗紫外太阳能电池封装用eva胶膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法，包括如下步骤：先将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、交联剂、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物VAA-Eu混合均匀，然后将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中，控制混炼温度混炼造粒，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜。与现有技术相比，本发明的主要积极效果是：在传统太阳能电池封装用配方中引入铕元素，有利于将紫外光部分转换成可见光，以提高太阳能电池组件对光的利用率。本发明所得EVA胶膜除了拥有传统太阳能电池封装用胶膜的粘结强度高、可见光透过率高、耐高温老化等性能外，还具有较高的抗紫外老化功能。

Description

一种高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法，尤其涉及一种基于有机高分子改性的高效抗紫外EVA胶膜的制备方法。
背景技术
目前太阳能电池封装用EVA胶膜在国内的发展已初具规模，其粘结强度、可见光透过率、抗高温老化能力均可与国外产品相媲美，但是在抗紫外老化方面国内产品略差于国外产品。如中国专利CN1699458发明了一种耐老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其性能优于国内产品接近国外产品；中国专利CN101423731A发明了一种防粘连太阳能电池封装用EVA胶膜，有效防止了EVA胶膜在生产使用中的粘连；中国专利CN101626039A提出了一种耐湿热紫外光老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其在耐湿热、耐热氧、抗紫外方面均有所提高；目前太阳能电池封装用EVA胶膜只是对200nm-400nm的紫外线区域具有吸收反射性能，而对如何对此波段的紫外光转换利用的研究涉及甚少，为此本发明提出了一种高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜，可将紫外光部分转化为可见光，进一步提高了太阳能电池的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜及其制备方法，其对200-400nm的紫外区域均具有良好的吸收转换性能，以满足相关领域的需要。
本发明的方法包括如下步骤：
(1)先将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、交联剂、抗氧剂混合均匀，然后依次加入紫外吸收剂、光稳剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物VAA-Eu，并混合均匀；
(2)将步骤(1)所得混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，双螺杆挤出机共分三段：入口段、中间段和出口段，其温度分别控制为：81～84℃，85～90℃，84～86℃。料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜。
所述的EVA中VA百分含量为33、190℃下的熔指为(30-50)g/10min；
所述交联剂为三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯或过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)；
所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)的混合物，其中2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)的质量比为20％-30％。
所述的紫外吸收剂为N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其中N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚的质量比为50％-65％；
所述的光稳剂为双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯或双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；
所述乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物(VAA-Eu)可按照文献(福建师范大学学报，2009，5，58-62)所述的方法制备。
所述各组分配方(以质量份计)为：100份EVA、0.5-1.0份交联剂、0.05-0.2份抗氧剂、0.05-0.1份紫外吸收剂、0.05-0.20份光稳剂、0.01-0.20份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.01-0.05份乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物VAA-Eu。
本发明所得EVA胶膜既具有粘结强度高、可见光透过率高、耐高温老化等性质，还具有较高的抗紫外老化功能。
与现有技术相比，本发明的主要积极效果是：在传统太阳能电池封装用配方中引入铕元素，有利于将紫外光部分转换成可见光，以提高太阳能电池组件对光的利用率。
具体实施方式
实施例1
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、0.5份三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、0.16份抗氧剂1010、0.04份抗氧剂264混合均匀，然后依次加入0.025份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.025份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.01份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：81℃，86℃，84℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-1。
实施例2
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、0.5份三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、0.14份抗氧剂1010、0.06份抗氧剂264混合均匀，然后依次加入0.035份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.065份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.1份双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.01份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：82℃，88℃，84℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-2
实施例3
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、0.5份三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、0.01份抗氧剂264、0.04份抗氧剂1010混合均匀，然后依次加入0.055份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.035份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物、0.1份双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.03份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：84℃，88℃，86℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-3
实施例4
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、0.8份过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)；、0.04份抗氧剂264、0.12份抗氧剂1010混合均匀，然后依次加入0.03份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.02份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.03份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：84℃，90℃，86℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-4
实施例5
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、1.0份过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、0.05份抗氧剂264、0.15份抗氧剂1010混合均匀，然后依次加入0.05份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.04份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.05份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：83℃，89℃，85℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-5
实施例6
以质量份计，先将100份VA含量为33％的EVA、0.85份过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、0.02份抗氧剂264、0.17份抗氧剂1010混合均匀，然后依次加入0.06份N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚、0.04份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物、0.1份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.01份VAA-Eu共聚物，并混合均匀；将混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，其入口段、中间段和出口段温度分别控制为：82℃，88℃，86℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜T-6
为了方便对比，上述薄膜均压碾成0.5mm厚，用层压机制得试样，按GB/2790-1995进行剥离强度的测试，与超白钢化玻璃的粘结强度均大于40N/cm，与TPT的粘结强度均大于38N/cm。
(1)耐热氧老化测试
条件：温度100℃，时间1000小时
(2)耐紫外光老化测试
条件：光源采用UVB313紫外灯，光照和凝露温度分别为60℃、40℃，时间分别为4小时、4小时，光照和凝露交替进行共1000小时。
耐热氧老化和耐紫外光老化后的黄变指数(ΔYI)均按GB2409-80《塑料黄色指数实验方法》进行测试。
按上述方法测试结果如下表：
Figure BSA00000257360000061
由上表可以看出本发明生产的EVA封装胶膜在耐热氧老化方面与市售产品相当，在耐紫外光老化方面明显优于市售产品，黄变指数可以控制在0.3以下。

Claims (5)

1.本发明提供了一种高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、交联剂、抗氧剂混合均匀，然后依次加入紫外吸收剂、光稳剂、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物VAA-Eu，并混合均匀；
(2)将步骤(1)所得混合物倒入双螺杆挤出造粒机中混炼造粒，双螺杆挤出机共分三段：入口段、中间段和出口段，其温度分别控制为：81～84℃，85～90℃，84～86℃，料粒经成膜系统即可得高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜；
所述的EVA中VA百分含量为33、190℃下的熔指为(30-50)g/10min；
所述交联剂为三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯或过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)；
所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)的混合物；
所述的紫外吸收剂为N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物；
所述的光稳剂为双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯或双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用紫外吸收剂混合物中，N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲醚的质量比为50％～65％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用抗氧剂混合物中，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(抗氧剂264)的质量比为20％～30％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所用配方(以质量份计)为100份EVA、0.5-1.0份交联剂、0.05-0.2份抗氧剂、0.05-0.1份紫外吸收剂、0.05-0.20份光稳剂、0.01-0.20份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.01-0.05份乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物VAA-Eu。
5.采用权利要求1-4任一项所述方法制备高效抗紫外太阳能电池封装用EVA胶膜。
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