CN105505242A - 一种太阳能光伏封装用复合eva胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜及其制备方法，包括复合叠加在一起的导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，所述导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜先按各自组份配制并分别使用混料机混合均匀，然后分别经挤出机挤出成型，制得导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，最后将导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜复合叠加在一起形成复合EVA胶膜。本发明具有较好的导热性，使组件内部热能通过EVA胶膜传导疏散，提高电池的散热速率，有效改善组件内部温度过高的影响。

Description

一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电技术，具体涉及一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜及其制备方法。
背景技术
随着太阳能电池的发展，太阳能封装胶膜成为太阳能光伏组件封装用的关键材料之一，封装胶膜在太阳能组件中主要起到粘结组件的作用，同时起到结构支撑，电气绝缘，阻隔环境等保护组件中电池片的作用。在太阳能组件,封装胶膜分为上下两层，上层的胶膜对透光率的要求比较高，下层主要起到粘结保护电池片的作用。
太阳光在照射到光伏组件上，被光伏组件利用后，只有少部分的光能被电池片吸收转换为电能，剩余的大部分能量不能被利用，不能被利用的能量一部分被反射，另一部分则被转化为热能，使组件内部温度升高，同时，太阳能电池在光伏发电过程中也会产生大量的热量，使组件内部温度升高。研究表明，单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低,太阳能电池短路电流随温度的升高而升高；太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率),温度每升高1℃,太阳能电池的峰值功率损失率约为0.135～0.145％，因此，组件内部温度过高，大幅影响电池光电转换效率。
加之目前引起重视的光伏组件PID效应，研究发现其部分原因是水气通过封边的硅胶或背板进入组件内部。EVA的酯键在遇到水后发生分解，产生可以自由移动的醋酸与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由移动的钠离子，钠离子在电场的作用下移动到电池表面而引起。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜及其制备方法，解决因太阳能光伏组件内部温度过高，一方面会大幅降低电池光电转换效率，另一方面会影响光伏组件的使用寿命这一问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，包括复合叠加在一起的导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
优选的，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
优选的，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
优选的，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
优选的，所述导热填料选用四针状氧化锌晶须、氧化锌、纳米氮化铝中的一种或任意两种以上混合使用。
优选的，所述导热填料胶膜的厚度为0.3～0.5mm。
优选的，所述膨胀石墨胶膜的厚度为0.05～0.15mm。
本发明还提供了一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜制备方法，所述导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜先按各自组份配制并分别使用混料机混合均匀，然后分别经挤出机挤出成型，制得导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，最后将导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜复合叠加在一起形成复合EVA胶膜。
优选的，预先使用硅烷偶联剂对导热填料进行表面处理，首先用丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的硅烷偶联剂，然后加入经过充分干燥的导热填料，85℃水浴加热2小时，最后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性导热填料。
优选的，预先使用硅烷偶联剂对膨胀石墨进行表面处理，首先用丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的硅烷偶联剂，然后加入经过充分干燥的膨胀石墨，85℃水浴加热2小时，最后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性膨胀石墨。
本发明使用抗水解剂对EVA胶膜进行改性，降低EVA胶膜对光伏组件的PID效应，再通过添加具有高导热性填料的方法制备填充型导热复合EVA胶膜，具有较好的导热性，使组件内部热能通过EVA胶膜传导疏散，提高电池的散热速率，有效改善组件内部温度过高的影响。同时为了使EVA胶膜具有更好地导热性能，本发明的EVA胶膜为双层复合工艺得到的双面复合导热EVA胶膜。
具体实施方式
本发明的太阳能光伏封装用复合EVA胶膜包括复合叠加在一起的导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，即由添加改性绝缘导热填料的EVA胶膜与添加膨胀石墨的EVA胶膜复合叠加成为双面导热EVA胶膜，所述导热填料胶膜的厚度为0.3～0.5mm，所述膨胀石墨胶膜的厚度为0.05～0.15mm。
为了增强导热性填料在EVA胶膜基体中的良好分散及与EVA基体的亲和性，增强胶膜热导率，预先使用硅烷偶联剂对导热填料进行表面处理，用足量的丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂选用道康宁Z-6030，加入经过充分干燥的导热填料，85℃水浴加热2小时，后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性导热填料。
同时为了保证膨胀石墨与EVA的融合性及添加膨胀石墨的胶膜面与背板的粘结强度，预先使用硅烷偶联剂对膨胀石墨进行表面处理，其表面处理工艺可参照导热填料的改性工艺进行。
其中，导热复合EVA胶膜的组成，按照质量百分比包括以下组份：
添加导热填料的胶膜面：
添加膨胀石墨的胶膜面：
抗水解剂可选用：二(2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺；二(4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺；二(4-苯氧基-2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺；二(4-叔丁基-2，6-二异丙基苯基)碳化二亚胺等。
导热填料可选用：AlN,BN,Si3N4,MgO,Al2O3，ZnO,SiC,B4C等。
本发明中导热填料选用四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)，氧化锌(ZnO)，纳米氮化铝(ALN)，中的一种或几种混合使用。
将所述组成成分按一定比例配比，使用混料机混合均匀后，经挤出机挤出成型，制得导热复合EVA胶膜。
实施例1
1，添加导热填料的胶膜面：
2，添加膨胀石墨的胶膜面：
用足量的丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的z-6030，加入经过充分干燥的T-ZnOw，85℃水浴加热2小时，后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性T-ZnOw导热填料。
将所述组成成分按比例配比，使用混料机混合均匀后，经挤出机挤出成型，制得导热复合EVA胶膜样品A。
本实施例的太阳能光伏封装用复合EVA胶膜由0.4mm厚的添加改性绝缘导热填料的EVA胶膜与0.1mm厚的添加膨胀石墨的EVA胶膜复合叠加成为0.5mm的双面导热EVA胶膜。
实施例2
1，添加导热填料的胶膜面：
2，添加膨胀石墨的胶膜面：
本实施例中四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)：氧化锌(ZnO)为4:1。用足量的丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的z-6030，加入经过充分干燥的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)/氧化锌(ZnO)混合物，85℃水浴加热2小时，后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)/氧化锌(ZnO)导热填料。
将所述组成成分按比例配比，使用混料机混合均匀后，经挤出机挤出成型，制得导热复合EVA胶膜样品B。
实施例3
1，添加导热填料的胶膜面：
2，添加膨胀石墨的胶膜面：
本实施例中四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)：纳米氮化铝(ALN)为4:1。用足量的丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的z-6030，加入经过充分干燥的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)/纳米氮化铝(ALN)混合物，85℃水浴加热2小时，后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)/纳米氮化铝(ALN)导热填料。
将所述组成成分按比例配比，使用混料机混合均匀后，经挤出机挤出成型，制得导热复合EVA胶膜样品C。
对比例
将所述组成成分按比例配比，使用混料机混合均匀后，经挤出机挤出成型，制得EVA胶膜样品D。
结果测试
对所制备的A,B,C,D四组样品测试热导率和体积电阻率，如下表
并对所制备的导热复合EVA胶膜体积电阻率进行测试，均符合太阳能光伏组件对封装胶膜电气绝缘性能的要求。
由于本发明所制备的导热复合EVA胶膜由于透明性较低，使用在组件的下层，即用于粘结电池片与背板，添加绝缘导热填料的胶膜面贴电池片背面，添加膨胀石墨的胶膜面贴背板面。

Claims (10)

1.一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：包括复合叠加在一起的导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：，所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：所述导热填料胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
所述膨胀石墨胶膜的原料按照质量百分比包括以下组份：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：所述导热填料选用四针状氧化锌晶须、氧化锌、纳米氮化铝中的一种或任意两种以上混合使用。
6.根据权利要求1项所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：所述导热填料胶膜的厚度为0.3～0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜，其特征在于：所述膨胀石墨胶膜的厚度为0.05～0.15mm。
8.一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜制备方法，其特征在于：所述导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜先按各自组份配制并分别使用混料机混合均匀，然后分别经挤出机挤出成型，制得导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜，最后将导热填料胶膜和膨胀石墨胶膜复合叠加在一起形成复合EVA胶膜。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜制备方法，其特征在于：预先使用硅烷偶联剂对导热填料进行表面处理，首先用丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的硅烷偶联剂，然后加入经过充分干燥的导热填料，85℃水浴加热2小时，最后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性导热填料。
10.根据权利要求8所述的一种太阳能光伏封装用复合EVA胶膜制备方法，其特征在于：预先使用硅烷偶联剂对膨胀石墨进行表面处理，首先用丙酮溶液溶解质量分数为1.5％的硅烷偶联剂，然后加入经过充分干燥的膨胀石墨，85℃水浴加热2小时，最后在100℃的真空干燥箱中干燥48小时，得到改性膨胀石墨。
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