CN105694742A - 白色高反射eva复合胶膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种白色高反射EVA复合胶膜。本发明提供的白色高反射EVA复合胶膜，旨在通过EVA复合胶膜结构的改进实现胶膜的高反射性能，且同时，对于采用该复合胶膜的光伏组件，其电池片效率不发生影响。

Description

白色高反射EVA复合胶膜
技术领域
本发明涉及一种EVA复合胶膜，特别涉及一种光伏组件封装用高反射EVA复合胶膜。
背景技术
太阳能是一种绿色无污染并且取之不尽的能源，相对其它能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区而言具有普遍存在性、可就地取用，因而在近十年，太阳能产业成为了全球各国发展的重点。太阳能的利用主要是通过太阳能电池板将其转化成电能，然后做其它用途，如太阳能空调、路灯以及电动汽车等等。由于太阳能电池组件的工作环境主要为室外，而太阳能电池片不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，因此有必要对其进行密封。
美国第2001/0045229A1号专利指出构建电子元件模组的聚合物材料应具备几种性质：⑴对长期曝置于外环境中(例如：水气和空气)的元件起防护作用；⑵抗冲击性；⑶对电子元件及基材具有粘着性；⑷易加工处理，易密封；⑸良好透明性，特别是针对光线或其他电磁辐射；⑹短的固化时间，且防护电子元件免于固化期间由于聚合物收缩而产生机械应力；⑺高电阻，且极少(若有的话)的电导性；⑻低成本。没有一种聚合物材料这几种性能均表现最好，通常需要权衡最重要的性能。
基于上述性能要求，具有醋酸含量28％至35％的EVA被普遍用作光伏组件的封装胶膜。例如，见WO95/22844、99/0497199/04971、99/05206及2004/055908。EVA具有下述特性：⑴优良的柔韧性、耐冲击性、弹性；⑵具有光学透明性；⑶低温绕曲性、粘着性；⑷耐环境应力开裂性、耐候性、耐腐蚀性；⑸热密封性及电绝缘性。
目前，光伏组件常规结构为：采用高透明、抗紫外及耐老化性能优异、粘接性较好、具有弹性的EVA胶层将太阳能电池片封装起来，并和上层保护材料(玻璃)、下层保护材料(作为背板)粘合在一起，共同构成太阳能电池板。
市场上现有的高反射EVA封装胶膜产品，其在使用过程中存在以下问题：1、影响组件外观，高反射EVA封装胶膜通常是添加了能提高胶膜反射率的白色填料，这种白色填料分散在EVA胶膜中，层压过程中由于热作用，普通高反射EVA胶膜层和透明EVA胶膜层进入熔融状态，在压力和浓度差的双重作用下，两层EVA胶膜会发生相互渗透，即白色填料由普通高反射EVA胶膜层向透明EVA胶膜层迁移，严重影响组件外观；2、污染电池片，降低组件光电转换效率，由于层压过程中，组件内部除了受到纵向压力外，由于边缘效应，还将受到横向压力，因此熔融状态下的胶膜还将发生横向流动，即白色填料也将随着EVA胶的流动而发生横向迁移，渗透至电池片上污染电池片，附着在电池片上反射太阳光，减少了电池片上的光照量，降低太阳能电池组件的光电转换效率。
基于以上所述，一种白色高反射EVA复合胶膜的开发很有必要性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种白色高反射EVA复合胶膜，旨在通过EVA复合胶膜的配方及结构改进，在EVA胶膜实现高反射同时，保证电池片的效率不致受到影响，且不影响光伏组件的外部美观性。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种白色高反射EVA复合胶膜，其包括以下成分(按质量百分数计)，
优选地，所述丙烯酰胺类交联剂结构式为：
优选地，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯和/或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
优选地，所述紫外光稳定剂为受阻胺型光稳定剂。
优选地，所述辅助抗氧化剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
优选地，所述增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。
优选地，所述纳米无机反光填料为粒径为0.05～0.1μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:1～1:2的混合物。
优选地，所述常规助剂还包括抗酸剂，所述抗酸剂按质量百分数计为0.02～0.7％，所述抗酸剂为硬脂酸钙。
优选地，所述EVA为VA含量为20％～26％的EVA，所述EVA熔体流动速率为22～32g/10min，所述EVA体积固有电阻为1.0×1013～1.0×1018Ω·cm。
优选地，为复合层状结构，包括：透明EVA胶膜层以及反光EVA胶膜层，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层侧边固定形成一侧开口的袋状结构，所述袋状结构中还设有白色或透明无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔。
如上所述，本发明的白色高反射EVA复合胶膜具有以下有益效果：
1)配方中采用纳米无机反光填料，其中，所述纳米无机反光填料为粒径为0.05～0.1μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:1～1:2的混合物，纳米碳酸钙与滑石粉进行充分混合后，再加入少量EVA树脂进行混合，最后与配方中其他成分进行混合，如此既能达到均匀充分混合的目的，使制得的高反光白色EVA反光性均匀，又能提高EVA加工性能，可减少EVA胶膜上出现的硬结问题；当纳米碳酸钙与滑石粉质量比小于1:2，则制得的白色EVA胶膜在后期热压工艺中容易出现污染电池片的问题，当纳米碳酸钙与滑石粉质量比大于1:1，则制得的白色EVA胶膜均匀性差，会出现反光不均匀的问题，采用本案所示出比例的纳米碳酸钙与滑石粉的混合物，纳米碳酸钙附着于滑石粉，两者配合，可减少溢出；
2)采用丙烯酰胺类交联剂，减少过氧化物类交联剂的用量，降低EVA配方中过氧化物的含量，从而降低光照条件下过氧化物残留对于电池片功率的影响，同时保证EVA胶膜具有适合的热蠕变性及加工性能；
3)针对VA含量进行限定，以使EVA胶膜具有高抗PID的特性，可提高组件的使用寿命；
4)采用袋状结构设计，使透明EVA胶膜层与反光EVA胶膜层分别位于电池片正反两侧，以实现太阳光通过透明EVA胶膜层时损耗最小，而对于未到达电池片表面的太阳光(照射到电池片之间的空隙处)，则通过反光EVA胶膜层及无纺布层的设置实现太阳光在光伏组件内的多次反射，从而最终到达电池片表面，如此可显著提高光伏组件的效率；
5)通过无纺布层的设计使电池片在热压前位置得到很好的固定，如此在压合过程中，可减少因电池片滑动造成膜表面的褶皱；
6)无纺布层设于透明EVA胶膜层与反光EVA胶膜层之间，该结构设计能够使透明EVA胶膜层与反光EVA胶膜层之间不产生直接接触，从而阻止光伏组件热压过程中反光EVA胶膜层白色填料向透明EVA胶膜层的扩散。
附图说明
图1为本发明实施例所述的白色高反射EVA复合胶膜结构示意图；
1-防紫外线薄膜层；2-透明EVA胶膜层；3-反光EVA胶膜层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本案中以面向阳光侧为“上”，以背对阳光侧为“下”，这里的“上”“下”仅为了说明相对的方向，并不以此限定为上、下方向关系；本案中以袋状结构外为“外侧”，袋状结构内为“内侧”。
一种白色高反射EVA复合胶膜，其包括以下成分(按质量百分数计)，
其中，所述丙烯酰胺类交联剂结构式为：
所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯和/或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
所述紫外光稳定剂为受阻胺型光稳定剂。
所述辅助抗氧化剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。
所述纳米无机反光填料为粒径为0.05～0.1μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:1～1:2的混合物。
所述常规助剂还包括抗酸剂，所述抗酸剂按质量百分数计为0.02～0.7％，所述抗酸剂为硬脂酸钙。
所述EVA为VA含量为20％～26％的EVA，所述EVA熔体流动速率为22～32g/10min，所述EVA体积固有电阻为1.0×1013～1.0×1018Ω·cm。
制得的白色高反射EVA复合胶膜为复合层状结构，包括：透明EVA胶膜层以及反光EVA胶膜层，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层侧边固定形成一侧开口的袋状结构，所述袋状结构中还设有白色或透明无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔。
实施例1
结合附图1所示，一种白色高反射EVA复合胶膜，自接受日照的一侧起，其依次包括防紫外线薄膜层1、透明EVA胶膜层2以及反光EVA胶膜层3，其中，所述透明EVA胶膜层2与所述反光EVA胶膜层3侧边固定形成一侧开口的袋状结构，光伏组件用电池片置于所述袋状结构内，且所述防紫外线薄膜层1设于所述光伏组件正面一侧。
所述防紫外线薄膜层1所采用胶膜为太阳能电池封装用EVA胶膜。
所述袋状结构中还设有白色无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔，所述光伏组件用电池片嵌设于所述孔内。
所述无纺布层为无机纤维无纺布，所述无机纤维无纺布为玻璃纤维无纺布。
所述透明EVA胶膜层2及所述反光EVA胶膜层3的厚度均为0.3mm。
所述防紫外线薄膜层1的厚度为0.01mm。
所述反光EVA胶膜层3为表面设有凹弧形压花的EVA胶膜，所述凹弧形压花表面还设置有磨砂层。
设置在所述反光EVA胶膜层3上表面的凹弧形压花与设置在所述反光EVA胶膜层3下表面的凹弧形压花是并列对齐分布，所述凹弧形压花的宽度是0.3mm。
所述磨砂层的深度为30μm。
其中，所述反光EVA胶膜层3，其包括以下成分(按质量百分数计)，
其中，所述纳米无机反光填料为粒径为0.05μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:1的混合物。
实施例2
结合附图1所示，一种白色高反射EVA复合胶膜，自接受日照的一侧起，其依次包括防紫外线薄膜层1、透明EVA胶膜层2以及反光EVA胶膜层3，其中，所述透明EVA胶膜层2与所述反光EVA胶膜层3侧边固定形成一侧开口的袋状结构，光伏组件用电池片置于所述袋状结构内，且所述防紫外线薄膜层1设于所述光伏组件正面一侧。
所述防紫外线薄膜层1所采用胶膜为太阳能电池封装用EVA胶膜。
所述袋状结构中还设有透明无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔，所述光伏组件用电池片嵌设于所述孔内。
所述无纺布层为有机纤维无纺布，所述有机纤维无纺布为丙纶纤维无纺布。
所述透明EVA胶膜层2及所述反光EVA胶膜层3的厚度均为0.2mm。
所述防紫外线薄膜层1的厚度为0.05mm。
所述反光EVA胶膜层3为表面设有凹弧形压花的EVA胶膜，所述凹弧形压花表面还设置有磨砂层。
设置在所述反光EVA胶膜层3上表面的凹弧形压花与设置在所述反光EVA胶膜层3下表面的凹弧形压花是并列对齐分布，所述凹弧形压花的宽度是1mm。
所述磨砂层的深度为30μm。
其中，所述反光EVA胶膜层3，其包括以下成分(按质量百分数计)，
其中，所述纳米无机反光填料为粒径为0.1μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:2的混合物。
实施例3
结合附图1所示，一种白色高反射EVA复合胶膜，自接受日照的一侧起，其依次包括防紫外线薄膜层1、透明EVA胶膜层2以及反光EVA胶膜层3，其中，所述透明EVA胶膜层2与所述反光EVA胶膜层3侧边固定形成一侧开口的袋状结构，光伏组件用电池片置于所述袋状结构内，且所述防紫外线薄膜层1设于所述光伏组件正面一侧。
所述防紫外线薄膜层1所采用胶膜为太阳能电池封装用EVA胶膜。
所述袋状结构中还设有透明无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔，所述光伏组件用电池片嵌设于所述孔内。
所述无纺布层为有机纤维无纺布，所述有机纤维无纺布为丙纶纤维无纺布。
所述透明EVA胶膜层2及所述反光EVA胶膜层3的厚度均为0.2mm。
所述防紫外线薄膜层1的厚度为0.05mm。
所述反光EVA胶膜层3为表面设有凹弧形压花的EVA胶膜，所述凹弧形压花表面还设置有磨砂层。
设置在所述反光EVA胶膜层3上表面的凹弧形压花与设置在所述反光EVA胶膜层3下表面的凹弧形压花是并列对齐分布，所述凹弧形压花的宽度是1mm。
所述磨砂层的深度为20μm。
其中，反光EVA胶膜层3包括以下成分(按质量百分数计)，
其中，所述纳米无机反光填料为粒径为0.07μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:2的混合物。
将实施例1、2、3制得的白色EVA进行比较，实施例3制得的白色EVA均匀性及反光性最好，其次为实施例2，实施例1制得的EVA复合胶膜用于光伏组件后，其电池片功率可提高0.5％。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，包括以下成分(按质量百分数计)，
常规助剂及余量EVA。
2.根据权利要求1所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述丙烯酰胺类交联剂结构式为：
3.根据权利要求1或2所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯和/或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述紫外光稳定剂为受阻胺型光稳定剂。
5.根据权利要求4所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述辅助抗氧化剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
6.根据权利要求1所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。
7.根据权利要求1所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述纳米无机反光填料为粒径为0.05～0.1μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:1～1:2的混合物。
8.根据权利要求1所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述常规助剂还包括抗酸剂，所述抗酸剂按质量百分数计为0.02～0.7％，所述抗酸剂为硬脂酸钙。
9.根据权利要求8所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，所述EVA为VA含量为20％～26％的EVA，所述EVA熔体流动速率为22～32g/10min，所述EVA体积固有电阻为1.0×1013～1.0×1018Ω·cm。
10.根据权利要求1至9任一项所述的白色高反射EVA复合胶膜，其特征在于，为复合层状结构，包括：透明EVA胶膜层以及反光EVA胶膜层，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层侧边固定形成一侧开口的袋状结构，所述袋状结构中还设有白色或透明无纺布层，所述无纺布层呈片层结构，其上设有若干结构规整的孔。
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