CN105255193A

CN105255193A - 一种新型太阳能电池封装材料

Info

Publication number: CN105255193A
Application number: CN201510701648.6A
Authority: CN
Inventors: 黄荣华; 谢荣斌; 贡玉圭
Original assignee: GUANGDONG JUHE ORGANIC SILICON MATERIAL CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG JUHE ORGANIC SILICON MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-01-20

Abstract

本发明公开了一种新型太阳能电池封装材料，其由苯基硅树脂、苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油在增粘剂、抑制剂和铂催化剂作用下硫化而成。本发明封装材料具有良好的使用性能，包括硬度、剥离力、透光率、耐老化性能，省去现行方法中外加的保护板，在太阳能电池封装材料领域具有很好的发展前景。

Description

一种新型太阳能电池封装材料

【技术领域】

本发明涉及一种新型太阳能电池封装材料。

【背景技术】

太阳能光伏电池组件的主要部件是太阳能电池片。由于太阳能电池片不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，因此，要实现太阳能发电的实际应用，就要对其进行保护性封装，并形成电池组件。在太阳能电池的实际使用过程中,各国研究人员逐渐意识到太阳能电池的封装材料对电池片的光电转换效率、使用寿命都有很大的影响。目前，太阳能电池一般采用EVA作为粘接剂，粘接背板和最外层的玻璃或非玻璃保护层进行封装。这种封装虽能满足太阳能电池封装的基本要求，但工艺复杂，而且EVA材料也有存在很多不足。如EVA透光率、与玻璃和与TPT背板的粘接力、收缩率、耐候性较差,其中最难解决的是耐候性问题。而玻璃封装材料的弹性难以满足野外使用的要求。为了寻找理想的封装材料,人们做了大量的研究工作。早在20世纪70年代,美国JetPropulsion和Sprin份bom实验室就开始了研究太阳能电池封装用胶粘剂。在太阳能封装材料的发展过程中,环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、含氟透光树脂等聚合物都被试用,但因性能、成本、施工方式等各种原因,有许多被淘汰或仅在小范围内应用。

有机硅胶粘剂是以-Si-O-Si-为主链的半无机高分子材料,具有很宽的使用温度(-50-250℃)、优良的耐老化性、电绝缘性和疏水性,是一种非常好的封装材料。徐雪青、沈辉等人对比了有机硅、EVA等封装材料的耐候性,其中有机硅的耐老化性能最优异。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种硬度高无需添加防护板、剥离力强、耐老化的新型太阳能电池封装材料。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于由苯基硅树脂、苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油在增粘剂、抑制剂和铂催化剂作用下硫化而成。

本发明封装材料硫化后的硬度至少为shoreA70，可直接用于太阳能电池外封装，无需另加保护层。

本发明中的苯基硅树脂的苯基含量至少35mol％，乙烯基含量至少0.1-1mol％；优选苯基硅树脂的苯基含量约50mol％。

本发明中苯基硅树脂的用量为反应物总量的约50wt％。

本发明中的苯基乙烯基硅油的苯基含量至少35mol％，乙烯基含量至少0.1-1mol％；优选苯基乙烯基硅油的苯基含量约50mol％。

本发明中的苯基含氢硅油的苯基含量至少35mol％，硅氢含量至少0.5-1.0mol％；优选苯基含氢硅油的苯基含量约50mol％。

本发明中的的增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷和环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷按1:1摩尔比混合后的部分水解物。

本发明中的抑制剂优选环己基炔醇。

本发明利用含苯基有机硅材料的高耐老化性能和透明度，加入增粘剂，通过硅氢加成固化，得到高硬度、耐老化、高剥离力的封装材料。

本发明封装材料的制备方法包括以下步骤：

将苯基硅树脂、苯基乙烯基硅油搅拌和苯基含氢硅油搅拌混合均匀，再加入增粘剂、抑制剂和含铂催化剂硫化，在合适的温度硫化而成。、

本发明与现有技术比较，有以下优点：

本发明封装材料具有良好的使用性能，包括硬度、剥离力、透光率、耐老化性能，省去现行方法中外加的保护板，在太阳能电池封装材料领域具有很好的发展前景。

【附图说明】

图1为实施例1的新片的涂层样片透光率测试；

图2为实施例1的老化样片透光率测试。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明中的“约”可以解释为该数值范围和值增加或减少10％。例如，“约100-1000”的范围应解释为“90-1100”的范围，约“1000”应解释为“900-1100”。

以下实施例中的份数均为质量份。

实施例1：

将100份苯基硅树脂(苯基含量50mol％，乙烯基含量0.5mol％)，100份苯基乙烯基硅油(苯基含量50mol％，乙烯基含量0.5mol％)混匀，加0.5份苯基含氢硅油(苯基含量50mol％，硅氢含量0.5mol％)和5份增粘剂，再加0.1份环己基炔醇混匀，最后加入30ppm铂催化剂混合均匀，将混合物涂覆于玻璃表面(类电池表层结构)，真空排泡，100℃硫化10min。

实施例2-5过程如实施例1，不同之处在于苯基硅树脂和苯基乙烯基硅油配比不同。

实施例1-5的配比和硫化层性能如表1所示：

表1：

实施例	1	2	3	4	5
						m(树脂)/m(硅油)	1.0	0.1	0.2	0.6	0.8
Shore A硬度	70	14	23	56	67
						剥离力(百格脱落率)	1	1	1	1	1
420nm光透过率(％)	100	99	100	99	98

由表1可以看出各实施例剥离力和光透过率均有较好表现，只有树脂含量约50％时实施例1和5，ShoreA硬度才接近70。

实施例6-8过程和配比如实施例1，不同之处在于苯基硅树脂和苯基硅油的苯基含量不同(如表2所示)。从表2可以看出，苯基含量低于35％时，硫化层的ShoreA硬度很难达到60以上(如实施例6和实施例8)。同时，高苯基含量硅树脂和低苯基含量硅油制备的硫化层，其透明度较低(如实施例8)。实施例9未添加增粘剂，表2可以看出，其剥离力达不到1级标准。

表2：实施例6-9苯基含量和硫化层性能

实施例	6	7	8	9*
					树脂苯基含量(mol％)	25	35	50	50
硅油苯基含量(mol％)	25	25	25	50
					Shore A硬度	55	65	53	70
剥离力(百格脱落率)	1	1	1	2
					420nm光透过率(％)	99	99	82	100

*未添加增粘剂。

将本发明实施例1-8的样品进行涂层的耐老化实验，将样片在耐候箱40℃的条件下存放3天，再在紫外-可见-近红外光谱仪对样片透光率进行测试，发现透光率基本不改变，均维持在97％以上，具体参考附图1和附图2中对实施例1的测试图。说明在长期使用后仍能保持良好的透光率，具有很好的使用稳定性，能符合太阳能电池封装材料所需求。

Claims

1.一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于由苯基硅树脂、苯基乙烯基硅油、苯基含氢硅油在增粘剂、抑制剂和铂催化剂作用下硫化而成。

2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述封装材料硫化后的硬度至少为shoreA70。

3.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基硅树脂的苯基含量至少35mol％，乙烯基含量至少0.1-1mol％。

4.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基硅树脂的苯基含量约50mol％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基硅树脂的用量为反应物总量的约50wt％。

6.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基乙烯基硅油的苯基含量至少35mol％，乙烯基含量至少0.1-1mol％。

7.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基乙烯基硅油的苯基含量约50mol％。

8.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基含氢硅油的苯基含量至少35mol％，硅氢含量至少0.5-1.0mol％。

9.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述苯基含氢硅油的苯基含量约50mol％。

10.根据权利要求1所述的一种新型太阳能电池封装材料，其特征在于所述的增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷和环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷按1:1摩尔比混合后的部分水解物。