CN105713274B - 一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜 - Google Patents

一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明设计了一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜包括以下重量份的组分：聚乙烯改性物：5‑20份；聚乙烯薄膜色母粒：80‑100份；功能助剂色母粒：15‑30份，本发明提供的高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜不仅具有优异的物理性能，拉伸强度≥30MPa，断裂伸长率≥500%，而且热稳定性高、抗热变形性好，在150℃下热变形率小于25%，应用于太阳能电池背板可缓解背板对电池片的应力作用，有效的减小电池片微裂纹出现的风险。

Description

一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜
技术领域：
本发明涉及一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，属于高分子材料领域。
背景技术：
光伏背板是太阳能电池组件中极其重要的封装材料，不仅承担着保障组件25年安全稳定发电的重要使命，而且是降低光伏发电成本的重要环节，开发高性能低成本的光伏背板对推动光伏发电平价上网有着重要的意义。近年来，用廉价的聚乙烯薄膜替代氟膜作为光伏背板的内层薄膜，有效的降低了光伏背板的制造成本，但聚乙烯薄膜在使用过程中暴露出耐热性、耐紫外性、散热性的不足，制备出低成本高可靠性的聚乙烯薄膜是光伏辅材领域热点研究课题。
热稳定性是衡量光伏背板可靠性的重要指标，光伏背板内层聚乙烯薄膜热稳定性不足会造成组件在高温作业中出现背板脱层、起泡的现象，同事高温会致使聚乙烯薄膜发生形变，形变产生的应力能够引发电池片出现微裂纹，增加了蜗牛纹出现的风险。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供了一种不仅具有优异的物理性能，拉伸强度≥30MPa，断裂伸长率≥500%，而且热稳定性高、抗热变形性好，应用于太阳能电池背板可缓解背板对电池片的应力作用，有效的减小电池片微裂纹出现的风险的技术方案：
一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜包括以下重量份的组分：
聚乙烯改性物：5-20份
聚乙烯薄膜色母粒：80-100份
功能助剂色母粒：15-30份。
作为优选，聚乙烯改性物是乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，分子量为20-60万。
作为优选，聚乙烯薄膜色母粒包括以下重量份的组分：
无机填料：80-100份
聚乙烯：20-30份
乙烯-辛烯共聚物：10-20份
硅烷偶联剂：1-3份
交联剂：0.2-0.5份。
作为优选，聚乙烯薄膜色母粒中无机填料是钛白粉、滑石粉、碳酸钙中的一种或两种混合；
聚乙烯薄膜色母粒中聚乙烯的分子量为100-300万；
聚乙烯薄膜色母粒中乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为1.1 g/10 min，密度为0.902g/㎝3；
聚乙烯薄膜色母粒中硅烷偶联剂为乙烯基硅氧烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或两种混合；
聚乙烯薄膜色母粒中交联剂为过氧化二异丙苯、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷的一种。
作为优选，功能助剂色母粒包括以下重量份的组分：
聚乙烯：80-100份
聚丙烯：10-20份
交联剂：0.2-0.5份
抗氧剂：0.5-1份
光稳定剂：0.5-1份
热稳定剂：0.5-3份
紫外线吸收剂：0.5-3份
爽滑剂：0.5-1份。
作为优选，功能助剂色母粒中聚乙烯的分子量为100-300万；
功能助剂色母粒中聚丙烯的分子量为60-100万；
功能助剂色母粒中抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、三（4-壬基酚）亚磷酸酯中的一种；
功能助剂色母粒中光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、双(2, 2, 6, 6－四甲基－4－ 哌啶基)癸二酸酯中的一种；
功能助剂色母粒中热稳定剂为丁基硫醇锡，双丁基二氯化锡，双丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡中的一种；
功能助剂色母粒中紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、亚甲基双（6-苯丙三氮唑-4-特辛基苯酚）中的一种或两种混合；
功能助剂色母粒中爽滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种。
作为优选，聚乙烯薄膜的厚度为60-300μm，密度为0.970-0.990 g/cm3，所述聚乙烯薄膜的熔体流动指数在0.010-0.080 g/min。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜不仅具有优异的物理性能，拉伸强度≥30MPa，断裂伸长率≥500%，而且热稳定性高、抗热变形性好，在150℃下热变形率小于25%，应用于太阳能电池背板可缓解背板对电池片的应力作用，有效的减小电池片微裂纹出现的风险。
具体实施方式：
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明设计的一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜包括以下重量份的组分：
聚乙烯改性物：5-20份
聚乙烯薄膜色母粒：80-100份
功能助剂色母粒：15-30份。
其中的，聚乙烯改性物是乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，分子量为20-60万。聚乙烯薄膜色母粒包括以下重量份的组分：
无机填料：80-100份
聚乙烯：20-30份
乙烯-辛烯共聚物：10-20份
硅烷偶联剂：1-3份
交联剂：0.2-0.5份。
并且聚乙烯薄膜色母粒中无机填料是钛白粉、滑石粉、碳酸钙中的一种或两种混合；聚乙烯的分子量为100-300万；乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为1.1 g/10 min，密度为0.902 g/㎝3；硅烷偶联剂为乙烯基硅氧烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或两种混合；交联剂为过氧化二异丙苯、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷的一种。
于此同时，功能助剂色母粒包括以下重量份的组分：
聚乙烯：80-100份
聚丙烯：10-20份
交联剂：0.2-0.5份
抗氧剂：0.5-1份
光稳定剂：0.5-1份
热稳定剂：0.5-3份
紫外线吸收剂：0.5-3份
爽滑剂：0.5-1份。
并且功能助剂色母粒中聚乙烯的分子量为100-300万；聚丙烯的分子量为60-100万；抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、三（4-壬基酚）亚磷酸酯中的一种；光稳定剂为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、双(2, 2, 6, 6－四甲基－4－ 哌啶基)癸二酸酯中的一种；热稳定剂为丁基硫醇锡，双丁基二氯化锡，双丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡中的一种；紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、亚甲基双（6-苯丙三氮唑-4-特辛基苯酚）中的一种或两种混合；爽滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种。
本发明的聚乙烯薄膜的厚度为60-300 μm，密度为0.970-0.990 g/cm3，所述聚乙烯薄膜的熔体流动指数在0.010-0.080 g/min。不仅具有优异的物理性能，拉伸强度≥30MPa，断裂伸长率≥500%，而且热稳定性高、抗热变形性好，在150℃下热变形率小于25%，应用于太阳能电池背板可缓解背板对电池片的应力作用，有效的减小电池片微裂纹出现的风险。
实施例1
本发明涉及一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，应用于太阳能光伏行业，按重量份计算原料组分为：聚乙烯改性物：5份，聚乙烯薄膜色母粒：100份，功能助剂色母粒：20份；
其中述聚乙烯改性物为乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，所述聚乙烯薄膜色母粒的原料按重量份计算为：
无机填料：100份
聚乙烯：25份
乙烯-辛烯共聚物：10份
硅烷偶联剂：1份
交联剂：0.5份。
功能助剂色母粒的原料按重量份计算为：
聚乙烯：80份
聚丙烯：15份
交联剂：0.5份
抗氧剂：0.5份
光稳定剂：0.5份
热稳定剂：3份
紫外线吸收剂：3份
爽滑剂：0.5份。
实施例2
本发明涉及一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，应用于太阳能光伏行业，按重量份计算原料组分为：聚乙烯改性物：10份，聚乙烯薄膜色母粒：95份，功能助剂色母粒：25份。
其中聚乙烯改性物为乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，所述聚乙烯薄膜色母粒的原料按重量份计算为：
无机填料：100份
聚乙烯：25份
乙烯-辛烯共聚物：10份
硅烷偶联剂：1份
交联剂：0.5份。
功能助剂色母粒的原料按重量份计算为：
聚乙烯：80份
聚丙烯：15份
交联剂：0.5份
抗氧剂：0.5份
光稳定剂：0.5份
热稳定剂：3份
紫外线吸收剂：3份
爽滑剂：0.5份。
实施例3
本发明涉及一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，应用于太阳能光伏行业，按重量份计算原料组分为：聚乙烯改性物：20份，聚乙烯薄膜色母粒：95份，功能助剂色母粒：20份。
其中述聚乙烯改性物为乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，所述聚乙烯薄膜色母粒的原料按重量份计算为：
无机填料：100份
聚乙烯：25份
乙烯-辛烯共聚物：10份
硅烷偶联剂：1份
交联剂：0.5份。
功能助剂色母粒的原料按重量份计算为：
聚乙烯：80份
聚丙烯：15份
交联剂：0.5份
抗氧剂：0.5份
光稳定剂：0.5份
热稳定剂：3份
紫外线吸收剂：3份
爽滑剂：0.5份。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，其特征在于：所述聚乙烯薄膜包括以下重量份的组分：
聚乙烯改性物：5-20份
聚乙烯薄膜色母粒：80-100份
功能助剂色母粒：15-30份
其中：所述聚乙烯改性物是乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷的共聚物，分子量为20-60万；
所述聚乙烯薄膜色母粒包括以下重量份的组分：无机填料：80-100份；聚乙烯：20-30份；乙烯-辛烯共聚物：10-20份；硅烷偶联剂：1-3份；交联剂：0.2-0.5份；
所述功能助剂色母粒包括以下重量份的组分：聚乙烯：80-100份；聚丙烯：10-20份；交联剂：0.2-0.5份；抗氧剂：0.5-1份；光稳定剂：0.5-1份；热稳定剂：0.5-3份；紫外线吸收剂：0.5-3份；爽滑剂：0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，其特征在于：聚乙烯薄膜色母粒中无机填料是钛白粉、滑石粉、碳酸钙中的一种或两种混合；
所述聚乙烯薄膜色母粒中聚乙烯的分子量为100-300万；
所述聚乙烯薄膜色母粒中乙烯-辛烯共聚物的熔融指数1.1g/10min，密度为0.902g/cm3；
所述聚乙烯薄膜色母粒中硅烷偶联剂为乙烯基硅氧烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种混合；
所述聚乙烯薄膜色母粒中交联剂为过氧化二异丙苯、二-(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，其特征在于：
所述功能助剂色母粒中聚乙烯的分子量为100-300万；
所述功能助剂色母粒中聚丙烯的分子量为60-100万；
所述功能助剂色母粒中抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、三(4-壬基酚)亚磷酸酯中的一种；
所述功能助剂色母粒中光稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、双(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶基)癸二酸酯中的一种；
所述功能助剂色母粒中热稳定剂为丁基硫醇锡，双丁基二氯化锡，双丁基氧化锡，二月桂酸二丁基锡中的一种；
所述功能助剂色母粒中紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)中的一种或两种混合；
所述功能助剂色母粒中爽滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高热稳定性太阳能电池用聚乙烯薄膜，其特征在于：所述聚乙烯薄膜的厚度为60-300μm，密度为0.970-0.990g/cm3，所述聚乙烯薄膜的熔体流动指数在0.010-0.080g/min。
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