CN107267077A - 一种太阳能电池封装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电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯‑醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6～8份、聚烯烃弹性体15～25份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷0.03～0.17份、液态硅烷偶联剂0.1～0.5份、交联固化剂1～3份、增粘剂0.2～0.5份、紫外线吸收剂0.05～0.17份、光稳定剂0.12～0.36份、抗氧剂0.11～0.22份、分散剂1～2份。所述用于太阳能电池封装EVA胶膜具有更高的透光率，并且耐热氧、耐紫外线及稳定性显著提高，延长了EVA胶膜的寿命。

Description

一种太阳能电池封装EVA胶膜及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是借助于两层高分子封装膜将硅晶片封装于其中，再和上下保护层材料粘接。为保证封装后的太阳能电池组件具有足够的光电转换效率，封装材料必须是透光的，并且透光率越高，则电池组件内硅晶片的受光就越多，光电转换效率就高。另外，封装材料必须有很强的粘接性能和耐老化性能，才能保证太阳能组件的稳定、可靠。
EVA树脂是一种非结晶性高分子材料，现已用于制作EVA太阳能电池胶膜。该类胶膜尚存在的不足之处，一是透光率仍有待提高，以利于提高太阳能电池组件的光电转换效率；二是胶膜的强度和韧性有待于加强，以便延长胶膜的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种太阳能电池封装EVA胶膜及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述用于太阳能电池封装EVA胶膜具有更高的透光率，并且耐热氧、耐紫外线及稳定性显著提高，延长了EVA胶膜的寿命。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6～8份、聚烯烃弹性体15～25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.03～0.17份、液态硅烷偶联剂0.1～0.5份、交联固化剂1～3份、增粘剂0.2～0.5份、紫外线吸收剂0.05～0.17份、光稳定剂0.12～0.36份、抗氧剂0.11～0.22份、分散剂1～2份。
优选的，所述太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.3～7.2份、聚烯烃弹性体18～23份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.05～0.13份、液态硅烷偶联剂0.2～0.4份、交联固化剂1.5～2.7份、增粘剂0.3～0.5份、紫外线吸收剂0.09～0.13份、光稳定剂0.17～0.33份、抗氧剂0.15～0.2份、分散剂1.3～2.5份。
优选的，所述太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.9份、聚烯烃弹性体20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1份、液态硅烷偶联剂0.3份、交联固化剂2份、增粘剂0.4份、紫外线吸收剂0.12份、光稳定剂0.29份、抗氧剂0.18份、分散剂1.5份。
优选的，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为钼、钨、钽、铌、铈和钇中的任一种或任两种；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的1～2％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
优选的，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比1.4～2.2:1:2～3组成的混合物。
优选的，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
优选的，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼1～2小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在120～170℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
（1）本发明通过采用紫外线吸收剂和光稳定剂，并结合特定的配比，制得的EVA胶膜具有较高的紫外线阻隔性，能有效提高EVA胶膜的抗老化性能；
（2）本发明原料中添加了聚烯烃弹性体，聚烯烃弹性体不会产生导电离子，掺加聚烯烃弹性体使EVA树脂比例相对降低，从而进一步降低了产生导电离子的可能性，提高了EVA胶膜的体积电阻率；
（3）本发明EVA胶膜交联固化形成的网状结构中渗入细小的晶核（小于光波波长），既提高了透光率，又以交联中心的形式存在，提高了分子间的键合力，从而增加了胶膜的强度、韧性和结构稳定性，并使得更多的紫外光区域的光线透过胶膜，减少了紫外光对胶膜的损害，延长了胶膜寿命。
（4）本发明通过使用以二氧化钒为基体的改性粉体及掺杂适量其它金属元素，并配合适量的其它助剂，使制得EVA胶膜的相变温度降低到36℃以下，实现在红外光区域的光学透射性能发生可逆性突变，从而可实现智能调控EVA胶膜近红外线的透过率，当温度超过36℃时，红外线阻隔率控制在90％及以上，低于36℃时，红外线阻隔率控制50％及以下，同时保证可见光透过率高，光反射率低，不存在传统LOW-E玻璃容易出现的光污染现象。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6份、聚烯烃弹性体15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.03份、液态硅烷偶联剂0.1份、交联固化剂1份、增粘剂0.2份、紫外线吸收剂0.05份、光稳定剂0.12份、抗氧剂0.11份、分散剂1份。
其中，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为钼；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的1％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
其中，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比1.4:1:2组成的混合物。
其中，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
其中，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼1小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在120℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
实施例2
本实施例涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体8份、聚烯烃弹性体25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.17份、液态硅烷偶联剂0.5份、交联固化剂3份、增粘剂0.5份、紫外线吸收剂0.17份、光稳定剂0.36份、抗氧剂0.22份、分散剂2份。
其中，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为钨、钽的混合物；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的2％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
其中，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比2.2:1:3组成的混合物。
其中，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
其中，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼2小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在170℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
实施例3
本实施例涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.3份、聚烯烃弹性体18份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.05份、液态硅烷偶联剂0.2份、交联固化剂1.5份、增粘剂0.3份、紫外线吸收剂0.09份、光稳定剂0.17份、抗氧剂0.15份、分散剂1.3份。
其中，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为铌、铈的混合物；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的2％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
其中，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比1.5:1:2.3组成的混合物。
其中，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
其中，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼1.2小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在130℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
实施例4
本实施例涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.9份、聚烯烃弹性体20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1份、液态硅烷偶联剂0.3份、交联固化剂2份、增粘剂0.4份、紫外线吸收剂0.12份、光稳定剂0.29份、抗氧剂0.18份、分散剂1.5份。
其中，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为铈和钇的混合物；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的1.5％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
其中，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比1.7:1:2.5组成的混合物。
其中，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
其中，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼1.5小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在150℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
实施例5
本实施例涉及一种太阳能电池封装EVA胶膜，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.9份、聚烯烃弹性体20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1份、液态硅烷偶联剂0.3份、交联固化剂2份、增粘剂0.4份、紫外线吸收剂0.12份、光稳定剂0.29份、抗氧剂0.18份、分散剂1.5份。
其中，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为钇；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的1.3％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
其中，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比2:1:2.7组成的混合物。
其中，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
其中，所述光稳定剂为双（2, 2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
一种制备所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混1.8小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在160℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6～8份、聚烯烃弹性体15～25份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.03～0.17份、液态硅烷偶联剂0.1～0.5份、交联固化剂1～3份、增粘剂0.2～0.5份、紫外线吸收剂0.05～0.17份、光稳定剂0.12～0.36份、抗氧剂0.11～0.22份、分散剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.3～7.2份、聚烯烃弹性体18～23份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.05～0.13份、液态硅烷偶联剂0.2～0.4份、交联固化剂1.5～2.7份、增粘剂0.3～0.5份、紫外线吸收剂0.09～0.13份、光稳定剂0.17～0.33份、抗氧剂0.15～0.2份、分散剂1.3～2.5份。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、改性粉体6.9份、聚烯烃弹性体20份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1份、液态硅烷偶联剂0.3份、交联固化剂2份、增粘剂0.4份、紫外线吸收剂0.12份、光稳定剂0.29份、抗氧剂0.18份、分散剂1.5份。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，所述改性粉体由二氧化钒和掺杂金属元素组成，所述掺杂金属元素为钼、钨、钽、铌、铈和钇中的任一种或任两种；所述掺杂金属元素的物质的量为二氧化钒物质的量的1～2％；所述改性粉体的粒径为20～40nm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷以重量比1.4～2.2:1:2～3组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，所述紫外吸收剂为N（乙氧基羰基苯基）-N’-甲基-N’-苯基甲醚和2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，所述光稳定剂为双（2,2 , 6, 6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯。
8.一种制备权利要求1～7任一项所述太阳能电池封装EVA胶膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取乙烯-醋酸乙烯共聚物、改性粉体、聚烯烃弹性体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、液态硅烷偶联剂、交联固化剂、增粘剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂份、分散剂，备用；
（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚烯烃弹性体混合，加入紫外线吸收剂置于混炼机中混炼1～2小时，然后置于双螺杆挤出造粒机中造粒；
（3）将步骤（2）所得的混合颗粒和其他原料混合，置于高混机中混合均匀，然后投入流延机里，在120～170℃经过塑化挤出，经压延滚筒的片状胶膜进行压延处理，制成一定厚度的EVA胶膜；
（4）将步骤（3）所得产物进行牵引，冷却，厚度裁剪，并增加隔离纸，卷成筒状，制得所述太阳能电池封装EVA胶膜成品。
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