CN103360986B - 一种高导热太阳能组件封装材料 - Google Patents

Abstract

一种新型高导热太阳能组件封装材料，其特征在于：制得一种导热性能优异且在EVA胶膜中能够均匀分散的填料，所述PV封装材料由以下质量份数的原料组成：高性能碳纳米管导热填料(MWNT-PBV)5-20份，乙烯醋酸乙烯共聚物100份，交联固化剂0.6-1.5份，交联固化促进剂0.04-0.18份，硅烷偶联剂0.1-0.2份，抗氧剂0.1-0.4份，紫外光吸收剂0.1-0.3份，导热功能粉体30-60份。本发明制备的导热太阳能封装材料粘结性能优异，交联密度高，有效提高了耐热、散热性能，可长久经受户外紫外光老化、热氧化以及湿气侵蚀，可有效降低硅电池表面温度，其光伏转化效率有明显提高。

Description

一种高导热太阳能组件封装材料

技术领域

一种高导热太阳能组件封装材料，属于太阳能组件封装高分子复合材料。

背景技术

随着传统化石燃料的日趋消耗枯竭，人类不断寻求新的能源替代方案。太阳能是目前公认的绿色可再生资源。光伏(PV)发电产业自20世纪80年代以来持续高速发展，如何有效地利用太阳能成为当前新能源技术领域关注的热点。美欧均制定了“百万太阳能屋顶计划”，按照国家发改委编制的《可再生能源中长期发展规划》，到2020年我国光伏发电总容量要达到2500万千瓦。光伏发电系统中PV组件需承受4～6倍常规组件的光照量，硅电池板会随之不断升温，研究表明，硅电池温度每升高1℃，其光伏转换率会下降0.4％，也即降低了能源利用率。如何使硅电池板散热降温以提高光伏转换率成为当前太阳能利用领域的一大课题。

目前，导热PV组件封装材料一般采用的制备思路是在EVA胶膜中掺杂常用金属氧化物、无机氮化物等制得。所制得的EVA胶膜的导热性能有一定程度的提高，但效果并不理想。因此如何制得导热性能优异的太阳能组件封装材料，真正解决硅电池散热问题，是目前亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有导热PV组件封装材料导热性不高的缺点，本发明提供一种新型高导热太阳能组件封装材料制备技术。

本发明解决该技术问题所采用的方案是：采用特殊工艺处理制得高导热功能粉体，与EVA机械共混，并采用某种定向方式形成导热通路，提高散热效果，高导热功能粉体的制备如下：

采用混酸对多壁碳纳米管(MWNT)表面进行化学修饰，所得混合液经聚偏氟乙烯膜过滤，得MWNT-COOH；将一定质量的MWNT-COOH和过量的SOCl₂混合制得产物MWNT-COCl；将适量丙烯酰胺溶于脱水处理过的DMF中，与MWNT-COCl混合超声30min，然后在一定温度下回流24h，洗涤干燥得到端基含双键的产物MWNT-C＝C。将MWNT-C＝C、BA(丙烯酸正丁酯)、VAc和引发剂加入三口烧瓶中，85℃恒温水浴中搅拌2h，反应结束后加入过量丙酮溶解纯化，反复洗涤，过滤，得到最终产物MWNT-PBV。

.一种高导热太阳能组件封装材料，其特征在于：制得导热性能优异的填料，且在EVA中有良好的分散性，所述高导热封装材料由以下质量份数的原料组成：

所述高导热填料为化学修饰的碳纳米管MWNT-PBV；

所述导热功能粉体为经表面高分子包覆的碳纳米管MWNT-PBV；

所述乙烯醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯的含量25-35％，MI为50g/10min；

所述交联固化剂为过氧化二异丙苯(DCP)，叔丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯，过氧化苯甲酰(BPO)中的一种或几种；

所述交联固化促进剂为1，2-二乙烯基苯(DVB)，三烯丙基异氰尿酸酯中一种或两种；

所述抗氧剂为二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种；

所述紫外吸收剂为二苯甲酮、气相二氧化硅。

所述导热PV组件封装材料的制备工艺如下：

步骤一：按配比将EVA胶膜、MWNT-PBV、各种助剂混合均匀；

步骤二：将步骤一所制备的混合物倒入单螺杆挤出机，混炼塑化，挤出机温度控制在85-90℃，挤出切粒，模压成型，即得到导热太阳能电池封装胶膜；

本发明具有如下特点：

本发明制备的导热太阳能封装材料粘结性能优异，交联密度高，有效提高了耐热、散热性能，可长久经受户外紫外光老化、热氧化以及湿气侵蚀，所掺杂的新型高导热性功能粉体材料，使EVA胶膜的导热系数有很大提高，及时传导硅电池表面由于光照以及自身光伏转化产生的热量，有效降低了硅电池表面温度，其光伏转化效率在长时间光照下比同等产品有明显提高。

具体实施方式

实施例1：

一种导热太阳能电池封装材料，由100质量份醋酸乙烯(EVA)、0.6质量份增粘剂r-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.8质量份交联固化剂过氧化二异丙苯，0.2质量份过氧化苯甲酰，0.1质量份的交联固化促进剂1，2-二乙烯基苯，0.3质量份的抗氧剂二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，0.3质量份的紫外光吸收剂气相二氧化硅，0.2质量份硅烷偶联剂KH-550，5质量份的MWNT-PVBV，混合均匀后投入挤出机进行混炼塑化，挤出机温度控制在85℃。挤出切粒，模压成型，即得到导热太阳能电池封装EVA胶膜F-01。

实施例2：

一种导热太阳能电池封装材料，由100质量份醋酸乙烯(EVA)，0.5质量份增粘剂r-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，0.9质量份交联固化剂过氧化二异丙苯，0.2质量份过氧化苯甲酰，0.1质量份的交联固化促进剂三烯丙基异氰尿酸酯，0.15质量份的抗氧剂二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，0.15质量份抗氧剂二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯，0.3质量份的紫外光吸收剂二苯甲酮，0.2质量份硅烷偶联剂KH-570，10质量份的MWNT-PBV，混合均匀后投入挤出机进行混炼塑化，挤出机温度控制在88℃。挤出切粒，模压成型，即得到导热太阳能电池封装EVA胶膜F-02。

Claims (1)

1.一种高导热太阳能组件封装材料，其特征在于：制得导热性能优异的填料，且在EVA中有良好的分散性，所述高导热封装材料由以下质量份数的原料组成：

所述高导热填料为化学修饰的碳纳米管MWNT-PBV；

所述导热功能粉体为经表面高分子包覆的碳纳米管MWNT-PBV；

所述乙烯醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯的含量25-35％，MI为50g/10min；

所述交联固化剂为过氧化二异丙苯(DCP)，叔丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯，过氧化苯甲酰(BPO)中的一种或几种；

所述交联固化促进剂为1，2-二乙烯基苯(DVB)，三烯丙基异氰尿酸酯中一种或两种；

所述抗氧剂为二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种；

所述紫外吸收剂为二苯甲酮、气相二氧化硅。