CN105820764A - 具有抗pid性能的光伏封装用eva复合胶膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其包括：丙烯酰胺类交联剂0.05～7%;助交联剂0.05～3%;紫外光稳定剂0.02～0.5%；辅助抗氧化剂0.02～0.5%；增粘剂0.02～0.5%；常规助剂及余量EVA。本发明提供的具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，旨在通过EVA配方的调整及结构的改进以使EVA复合胶膜具备高抗PID性能。

Description

具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜
技术领域
本发明涉及一种EVA复合胶膜，特别涉及一种具有抗PID性能的光伏封装用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，而光伏组件用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胶层将光伏组件用电池片封装起来，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，共同构成光伏组件。
现有光伏组件会出现PID(PotentialInducedDegradation)现象，PID是潜在电势诱导衰减现象。近年来，越来越多的客户反应电站组件发电量出现不同程度的降低，低于预期值，很多已经证实是由于PID造成。为了减少PID的影响，目前国内外已经做了多种努力，其中，从成本控制、工艺路线等方面考虑，优化光伏EVA封装胶膜的配方使其具有抗PID性能是最现实可行的方法之一。
目前，针对抗PID技术的光伏EVA封装胶膜的研究虽已有一定的进展，但其要求太阳能电池端同步进行PID处理，包括对太阳能电池进行UV灯、笑气、臭氧等氧化处理，而这样处理后电池片功率将降低约1％；若采用抗PIDEVA封装胶膜搭配未经PID处理的电池片，则制成的光伏组件产品无法通过PID测试。
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具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，通过对光伏组件封装用EVA胶膜进行配方改进，旨在使其可搭配未经PID处理的电池片具备高抗PID性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有抗PID性能的光伏封装用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，所述EVA为复合层状结构，其包括VA含量为20％～22％的防紫外线EVA胶膜层EVA，VA含量为22％～24％的透明EVA胶膜层及VA含量为24％～26％的白色反光EVA胶膜层。
优选地，所述透明EVA胶膜层与所述白色反光EVA胶膜层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，所述防紫外线EVA胶膜层设于所述光伏组件用电池片正面一侧；其中，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层相对的表面均设有花纹。
如上所述，本发明的具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜具有以下有益效果：
1)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；
2)对EVA胶膜进行配方设计，以使制得的EVA体积电阻率＞5*1015，具备良好的PID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)所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层相对的表面上的压花结构设计使电池片在封装过程中更稳定，不致发生滑移；
5)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。
附图说明
图1为本发明实施例所述的具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜结构示意图；
1-防紫外线EVA胶膜层；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。
一种具有抗PID性能的光伏封装用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。
所述EVA为复合层状结构，其包括VA含量为20％～22％的防紫外线EVA胶膜层EVA，VA含量为22％～24％的透明EVA胶膜层及VA含量为24％～26％的白色反光EVA胶膜层。
所述透明EVA胶膜层与所述白色反光EVA胶膜层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，所述防紫外线EVA胶膜层设于所述光伏组件用电池片正面一侧；其中，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层相对的表面均设有花纹。
实施例1
结合附图1所示，本实施例提供一种具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其依次包括防紫外线EVA胶膜层1、透明EVA胶膜层2以及白色反光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，太阳能电池片置于所述袋状结构内，且所述防紫外线EVA胶膜层1设于电池片正面一侧；所述透明EVA胶膜层2与所述反光EVA胶膜层3相对的表面均设有花纹。
其中，防紫外线EVA胶膜层VA含量为20％，透明EVA胶膜层为VA含量为22％，白色反光EVA胶膜层VA含量为24％。
所述透明EVA胶膜层2及白色反光EVA胶膜层3的厚度均是0.3mm。
所述防紫外线EVA胶膜层1的厚度是0.01mm。
所述白色反光EVA胶膜层3为表面设有凹弧形压花的EVA胶膜，所述的凹弧形压花表面设置有磨砂层。
设置在所述白色反光EVA胶膜层3上表面的凹弧形压花与设置在所述白色反光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90μm。
其中，所述防紫外线EVA胶膜层1包括以下成分(按质量百分数计)，
所述透明EVA胶膜层2包括以下成分(按质量百分数计)，
以及白色反光EVA胶膜层3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：
其中，白色反光填料为粒径为0.07μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:2的混合物。
实施例2
结合附图1所示，本实施例提供一种具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其依次包括防紫外线EVA胶膜层1、透明EVA胶膜层2以及白色反光EVA胶膜层3，其中，所述透明EVA胶膜层2与所述白色反光EVA胶膜层3侧边固定形成一侧开口的袋状结构，太阳能电池片置于所述袋状结构内，且所述防紫外线EVA胶膜层1设于电池片正面一侧；所述透明EVA胶膜层2与所述白色反光EVA胶膜层3相对的表面均设有花纹。
其中，防紫外线EVA胶膜层VA含量为22％，透明EVA胶膜层为VA含量为24％，白色反光EVA胶膜层VA含量为26％。
所述透明EVA胶膜层2及反光EVA胶膜层3的厚度均是0.1mm。
所述防紫外线EVA胶膜层1的厚度是0.3mm。
所述反光EVA胶膜层3为表面设有凹弧形压花的EVA胶膜，所述的凹弧形压花表面设置有磨砂层。
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，防紫外线EVA胶膜层1包括以下成分(按质量百分数计)，
透明EVA胶膜层2包括以下成分(按质量百分数计)，
以及白色反光EVA胶膜层3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：
其中，白色反光填料为粒径为0.07μm的纳米碳酸钙与滑石粉以质量比为1:2的混合物。
取实施例1、实施例2及市售高VA含量EVA胶膜制备的组件进行PID测试：在85％湿度85℃环境下将1000直流电施加在组件输出端和铝框上96小时，结果如下表：
表1采用不同VA含量EVA胶膜的光伏组件PID测试结果
组件 实施例1 实施例2 对比例
测试前功率(W) 245 245 246
测试后功率(W) 235 233 90
衰减 4.1％ 4.9％ 63.4％
由上表可知，采用本案配方制得的EVA复合胶膜的光伏组件具有高抗PID性能。
本案通过针对不同EVA胶膜层进行配方设计，通过采用丙烯酰胺类交联剂对低VA含量的EVA进行交联，使制得的EVA胶膜层不仅具备良好的加工性能，且通过结构上的搭配使制得的光伏组件能得到较好的PID测试结果。
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)

1.一种具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其特征在于，包括以下成分(按质量百分数计)，
2.根据权利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封装用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所述的具有抗PID性能的光伏封装用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1所述的具有抗PID性能的光伏封装用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1所述的具有抗PID性能的光伏封装用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所述的具有抗PID性能的光伏封装用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所述的具有抗PID性能的光伏封装用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。
8.根据权利要求1至7任一项所述的具有抗PID性能的光伏封装用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。
9.根据权利要求8所述的具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其特征在于，所述EVA为复合层状结构，其包括VA含量为20％～22％的防紫外线EVA胶膜层EVA，VA含量为22％～24％的透明EVA胶膜层及VA含量为24％～26％的白色反光EVA胶膜层。
10.根据权利要求9所述的具有抗PID性能的光伏封装用EVA复合胶膜，其特征在于，所述透明EVA胶膜层与所述白色反光EVA胶膜层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，所述防紫外线EVA胶膜层设于所述光伏组件用电池片正面一侧；其中，所述透明EVA胶膜层与所述反光EVA胶膜层相对的表面均设有花纹。
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