CN106206790B - 光伏组件封装用poe复合膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件封装用POE复合膜，该复合膜由一层透明POE膜和一层不透光POE膜复合而成，透明POE膜用于使太阳能电池实现双面发电，不透光POE膜既有反光作用，又有散热作用，有利于提高太阳能电池的发电效率；透明POE膜由95%的POE树脂和5%的改性添加剂组成，不透光POE膜由80～85%的POE树脂、10～15%的阻隔与增强材料和5%的改性添加剂组成，不透光POE膜可以是白色、灰白色或黑色等。本发明所提供的光伏组件封装用POE复合膜具有非常优秀的耐老化性能以及非常低的水气透过率，完全可以取代目前使用的EVA材料，对太阳能行业有着重要的意义，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件领域，具体涉及一种光伏组件封装用POE复合膜。
背景技术
太阳能是一种绿色无污染且取之不尽的能源，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为电能，然后做其它用途。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，因此有必要使用合适的胶膜对其进行密封。
最常见的胶膜是EVA胶膜，成分是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和少量的交联剂、交联助剂、抗老化剂和其它功能助剂。EVA胶膜的VA(醋酸乙烯酯)含量大于25％。而含量大于25％的EVA生产难度大，供应商不多，主要供应商有美国杜邦公司、日本三井公司、新加坡TPC公司、韩国湖石化学公司、台湾台塑公司、台聚公司等。由于EVA的分子链上有醋酸乙烯酯链段，EVA胶膜长时间使用，易发生光热老化现象，引起EVA降解产生乙酸并发生黄变，由此降低透光率和发电效率，影响了组件的长期使用寿命。
现有光伏组件还会出现PID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。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等、氮气、臭氧等氧化处理，但处理后的电池片功率会降低约1％。
聚烯烃弹性体POE是乙烯和丁烯或辛烯共聚物，分子链为饱和的碳碳键，结构十分稳定，具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能。由于丁烯或辛烯使POE不易结晶，所以其透光率也很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种光伏组件封装用POE复合膜，该光伏组件封装用POE复合膜具有非常优秀的耐老化性能以及非常低的水气透过率，完全可以取代目前使用的EVA材料，对太阳能行业有着重要的意义，具有广阔的应用前景。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：复合膜由一层透明POE膜和一层不透光POE膜复合而成，透明POE膜用于使太阳能电池实现双面发电，不透光POE膜既有反光作用，又有散热作用，有利于提高太阳能电池的发电效率；透明POE膜由95％的POE树脂和5％的改性添加剂组成，不透光POE膜由80～85％的POE树脂、10～15％的阻隔与增强材料和5％的改性添加剂组成，不透光POE膜可以是白色、灰白色或黑色等。
在本发明中，进一步的，改性添加剂，按重量计，由0.5～3份的有机过氧化物交联剂、0.5～2份的交联助剂、0.2～1.0份的硅烷偶联剂和0.05～0.5份的抗紫外线剂组成。
在本发明中，优选的，改性添加剂，按重量计，由1.0～1.5份有机过氧化物交联剂、0.5～1.0份的交联助剂、0.2～1.0份的硅烷类偶联剂和0.05～0.3份的抗紫外线剂组成。
在本发明中，进一步的，POE树脂在190℃测试的熔融流动指数为5～40g/10min，熔点为60～100℃。
在本发明中，进一步的，阻隔与增强材料主要为钛白粉，还包括二氧化钛、氢氧化钙、白炭黑、氧化铝、氧化锌等中的一种或多种。
在本发明中，进一步的，有机过氧化物交联剂为烷基类过氧化物、酯类过氧化物、碳酸脂类过氧化物或缩酮类过氧化物中的任意一种。
在本发明中，优选的，有机过氧化物交联剂为过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯(TAEC)、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、过氧化3，5，5-三甲基己酸叔丁酯(TBPIN)、1，1-双(叔丁基过氧化)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷(231)中的一种。
在本发明中，优选的，交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三聚氰酸三烯丙酯(TAC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)中的一种。
在本发明中，优选的，硅烷类偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、A-174、KBM-503、Z-6030、KH-792、A-1120、Z-6020、KBM-603、KH-791、A-151、A-171中的一种或多种。
在本发明中，优选的，抗紫外线剂为TINUVIN 622、770、944、783、123、765、2908、531、327、328中的一种或多种。
在本发明中，进一步的，复合膜的厚度为0.15～1.0mm，其中，透明POE膜的厚度为0.05～0.5mm，不透光POE膜的厚度为0.1～0.5mm。
在本发明中，优选的，复合膜的厚度为0.2～0.6mm，其中，透明POE膜的厚度为0.1～0.3mm，不透光POE膜的厚度为0.1～0.3mm。
在本发明中，优选的，不透光POE膜优选为由85％的POE树脂、10％的阻隔与增强材料、5％改性添加剂组成。
在本发明中，优选的，POE树脂为乙烯与辛烯的共聚物，其牌号为8401、8402、8407、8411、7350、8200、9200、KS560T中的任一种或多种。
在本发明中，进一步的，该复合膜主要用于太阳能电池的背面，其透明POE膜接触太阳能电池，不透光POE膜面朝向大气，起阻隔与保护作用。
本发明的有益效果是：(1)透明POE膜的透光率大于90％，用于接触太阳能电池，可以让外层反光回来的光线使电池背面(指双面电池)也能发电，提高太阳能电池发电效率；(2)与太阳能电池接触的透明POE膜阻止了外层不透光POE膜材料的渗入，避免影响电池转换效率；(3)POE复合膜材料具有非常优秀的耐老化性能，经湿热、紫外线、热循环等试验，其性能明显好于目前使用的EVA膜材料；(4)POE复合膜材料具有非常低的水气透过率，没有电势诱导衰减现象(PID)，可以应用在水面、海边、池溏等高湿环境；(5)使用POE复合膜材料封装的太阳能电池组件，可以适当降低背板材料的技术要求，节约综合成本；(6)使用POE复合膜材料封装的晶体硅组件，特别是双玻组件，无需封边，也能确保太阳能电池组件的使用寿命达到三十年以上；(7)POE复合膜材料也同样适用于各种薄膜电池组件的封装，有效提高薄膜电池组件的使用性能与寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
| 成分 | 比例 |
| POE树脂(在190℃测试的熔融流动指数为40g/10min，熔点为100℃) | 95％ |
| 过氧化-2-乙基己酸叔戊酯 | 1.3％ |
| 三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC) | 0.66％ |
| KH-550 | 0.26％ |
| TINUVIN 622 | 0.066％ |
将上述材料混合均匀，加热挤出0.1mm厚的薄膜状产品，即为透明POE膜，透光率为90.6％。
将上述材料混合均匀，加热挤出0.1mm厚白色的薄膜状产品，即为不透光POE膜。
将透明POE膜与不透光POE膜通过热压成型工艺制得0.2mm厚的POE复合膜。
实施例2
| 成分 | 比例 |
| POE树脂(在190℃测试的熔融流动指数为5g/1Omin，熔点为60℃) | 95％ |
| 过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB) | 1.97％ |
| 三聚氰酸三烯丙酯(TAC) | 1.3％ |
| A-174 | 1.3％ |
| TINUVIN 770 | 0.39％ |
将上述材料混合均匀，加热挤出0.3mm厚的薄膜状产品，即为透明POE膜，透光率为90.7％。
| 成分 | 比例 |
| POE树脂(在190℃测试的熔融流动指数为5g/10min，熔点为60℃) | 80％ |
| 过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB) | 1.97％ |
| 三聚氰酸三烯丙酯(TAC) | 1.3％ |
| A-174 | 1.3％ |
| TINUVIN 770 | 0.39％ |
| 钛白粉和氧化铝的混合物 | 15％ |
将上述材料混合均匀，加热挤出0.3mm厚白色的薄膜状产品，即为不透光POE膜。
将透明POE膜与不透光POE膜通过热压成型工艺制得0.6mm厚的POE复合膜。
实施例3
将上述材料混合均匀，加热挤出0.2mm厚的薄膜状产品，即为透明POE膜，透光率为90.7％。
| 成分 | 比例 |
| POE树脂(在190℃测试的熔融流动指数为5g/10min，熔点为60℃) | 82％ |
| 1，1-双(叔丁基过氧化)环己烷 | 1.97％ |
| 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA) | 1.3％ |
| Z-6030 | 1.3％ |
| TINUVIN 2908 | 0.39％ |
| 钛白粉、氧化铝和白炭黑的混合物 | 13％ |
将上述材料混合均匀，加热挤出0.2mm厚黑色的薄膜状产品，即为不透光POE膜。
将透明POE膜与不透光POE膜通过热压成型工艺制得0.4mm厚的POE复合膜。
对本发明实施例1和实施例2制得的POE复合膜进行性能检测，得出以下检测结果：
因此，本发明的光伏组件封装用POE复合膜完全符合太阳能光伏组件对封装用胶膜的要求，其耐老化黄变性能比EVA更为优异，可以保证太阳能电池更长的使用寿命。
应当指出，上述描述了本发明的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：该复合膜由一层透明POE膜和一层不透光POE膜复合而成，所述透明POE膜用于使太阳能电池实现双面发电，所述不透光POE膜既有反光作用，又有散热作用，有利于提高太阳能电池的发电效率；所述透明POE膜由95%的POE树脂和5%的改性添加剂组成，所述不透光POE膜由80～85%的POE树脂、10～15%的阻隔与增强材料和5%的改性添加剂组成，不透光POE膜为白色、灰白色或黑色，所述改性添加剂，按重量计，由0.5～3份的有机过氧化物交联剂、0.5～2份的交联助剂、0.2～1.0份的硅烷偶联剂和0.05～0.5份的抗紫外线剂组成，所述阻隔与增强材料主要为钛白粉，还包括二氧化钛、氢氧化钙、白炭黑、氧化铝、氧化锌中的一种或多种，所述有机过氧化物交联剂为烷基类过氧化物、酯类过氧化物、碳酸脂类过氧化物或缩酮类过氧化物中的任意一种，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）、三聚氰酸三烯丙酯（TAC）、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）中的一种，所述硅烷类偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570、A-174、KBM-503、Z-6030、KH-792、A-1120、Z-6020、KBM-603、KH-791、A-151、A-171中的一种或多种，所述抗紫外线剂为TINUVIN 622、770、944、783、123、765、2908、531、327、328中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：所述改性添加剂，按重量计，由1.0～1.5份有机过氧化物交联剂、0.5～1.0份的交联助剂、0.2～1.0份的硅烷类偶联剂和0.05～0.3份的抗紫外线剂组成。
3.根据权利要求1所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：所述POE树脂在190℃测试的熔融流动指数为5～40g/10min，熔点为60～100℃。
4.根据权利要求2所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：所述有机过氧化物交联剂为过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯（TAEC）、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯（TBEC）、过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）、过氧化3，5，5-三甲基己酸叔丁酯（TBPIN）、1，1-双（叔丁基过氧化）环己烷、1，1-双（叔丁基过氧化）-3，3，5-三甲基环己烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：该复合膜的厚度为0.15～1.0mm，其中，所述透明POE膜的厚度为0.05～0.5mm，所述不透光POE膜的厚度为0.1～0.5mm。
6.根椐权利要求5所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：该复合膜的厚度为0.2～0.6mm，其中，所述透明POE膜的厚度为0.1～0.3mm，所述不透光POE膜的厚度为0.1～0.3mm。
7.根椐权利要求1所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：所述不透光POE膜由85%的POE树脂、10%的阻隔与增强材料、5%改性添加剂组成。
8.根椐权利要求1或3或7所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：所述POE树脂为乙烯与辛烯的共聚物，其牌号为8401、8402、8407、8411、7350、8200、9200、KS560T中的任一种或多种。
9.根椐权利要求1至7中任一所述的一种光伏组件封装用POE复合膜，其特征在于：该复合膜主要用于太阳能电池的背面，其透明POE膜接触太阳能电池，不透光POE膜面朝向大气，起阻隔与保护作用。
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