CN108384192A - 一种用于太阳能电池的封装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于太阳能电池的封装材料及其制备方法，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂40‑60份、固化剂5‑12份、无机填料15‑35份、偶联剂2‑7份、抗氧剂1‑5份、溶剂60‑80份。本发明的封装材料解决目前封装材料存在的透光率不高、绝缘性不良以及不耐老化等问题。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种用于太阳能电池的封装材料及其制备方法。
背景技术
太阳能一般指太阳光的辐射能量，广义上的太阳能是地球上许多 能量的来源，如风能，化学能，水的势能等。太阳能的利用有被动式利用和光电转换两种方式。太阳能发电是一种新兴的可再生能源利用方式。使用太阳电池，通过光电转 换把太阳光中包含的能量转化为电能。到目前为止，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电存在成本高、转换效率低等问题。
因此，如何提高太阳电池的转换效率已成为光伏企业研发的核心内容，但光伏电池及其组件长期在高电压作用下使得玻璃和封装材料之间存在漏电流，大量的电荷聚集在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，导致FF、Jsc、Voc降低，使组件功率急剧下降，组件性能低于设计标准。现有的封装材料存在透光率不高、绝缘性不良以及不耐老化等缺点，光利用率低，使得转换的光能不高，且已转换的电能在较高电导的封装材料中消耗较大，不利于光电转化效率的提高，同时太阳能电池长期暴露在强辐射、大温差、易氧化等恶劣环境中，对电池的可靠性以及寿命等造成了较大的负面影响。
目前太阳能电池一般采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)作封装材料，虽然能够满足太阳能电池的一般需求，但仍存在上述的缺点。有必要开发一种新的封装材料以改善太阳能电池的性能。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供种用于太阳能电池的封装材料及其制备方法，以解决目前封装材料存在的透光率不高、绝缘性不良以及不耐老化等问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种用于太阳能电池的封装材料，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
作为优选，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂40-60份、固化剂5-12份、无机填料15-35份、偶联剂2-7份、抗氧剂1-5份、溶剂60-80份。
作为优选，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂50份、固化剂9份、无机填料25份、偶联剂4.5份、抗氧剂3份、溶剂70份。
作为优选，所述树脂选自环氧树脂或羧基丙烯酸树脂。
作为优选，所述环氧树脂选自树脂E51或E44；所述羧基丙烯酸树脂选自4364A或2060A。
作为优选，所述固化剂选自低分子聚酰胺、T31和701B类固化剂中的一种或多种的混合。
作为优选，所述无机填料选自硅粉、白炭黑、滑石粉中的一种或几种；所述无机填料的平均粒径为0.5-50微米。
作为优选，所述偶联剂选自KH-560、KH550或钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂选自双磷酸乙基酯、硫代二丙酸硬脂酸酯，硫代二丙酸月桂酸酯中的一种；所述溶剂选自二甲苯、乙酸丁酯或正丁醇中的一种。
本发明还提供一种用于太阳能电池的封装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取分散缸，称取所述的重量份数，先添加树脂，再添加抗氧剂、无机填料，最后添加溶剂，同时进行加热，保证混合物温度为50-70℃，以40-60r/min的速度搅拌0.5-2h；
（2）向步骤（1）所述的混合物中添加偶联剂，边添加边搅拌，搅拌速度为70-120r/min，继续加热，保证混合物温度为70-90℃，反应时间为3-5h；
（3）向步骤（2）所述的混合物中固化剂，以70-120r/min的速度搅拌4-6h，并同时控制分散缸温度为95-110℃；
（4）将反应产物真空抽滤，然后在50-60℃烘箱中干燥2-3h；
（5）将步骤（4）制得的混合物倒入双螺杆挤出造粒机中造粒，双螺杆挤出机共分三段，即入口段、中间段和出口端，其温度分别控制为：75-85℃，90-100℃，75-85℃；
（6）将步骤（5）制得的颗粒物经成膜系统，即制得所述的用于太阳能电池的封装材料。
本发明提供的一种有机硅纳米防水涂料及其制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明的封装材料解决目前封装材料存在的透光率不高、绝缘性不良以及不耐老化等问题。
（2）本发明通过选取环氧树脂或羧基丙烯酸树脂作为成膜剂，并配以固化剂对成膜剂进行固化，可以有效提高封装材料的抗老化性，另外，添加的无机填料，在增加该封装材料的绝缘性同时，又进一步提高的该封装材料的抗老化性能，而抗氧剂添加提高封装材料的抗老化性能；本发明通过优化组方和比例，从而实现了封装材料的透光率、绝缘性、耐老化性能功；
（3）本发明的封装材料制备方法简单、操作方便，工艺条件温和，适合工业化推广生产。
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
一种用于太阳能电池的封装材料，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
其中，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂50份、固化剂9份、无机填料25份、偶联剂4.5份、抗氧剂3份、溶剂70份。
其中，所述树脂选自环氧树脂。
其中，所述环氧树脂选自树脂E51。
其中，所述固化剂选自701B类固化剂。
其中，所述无机填料选自硅粉和白炭黑组成的混合物；所述无机填料的平均粒径为26微米。
其中，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂选自双磷酸乙基酯；所述溶剂选自正丁醇。
本发明还提供一种用于太阳能电池的封装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取分散缸，称取所述的重量份数，先添加树脂，再添加抗氧剂、无机填料，最后添加溶剂，同时进行加热，保证混合物温度为60℃，以50r/min的速度搅拌1.2h；
（2）向步骤（1）所述的混合物中添加偶联剂，边添加边搅拌，搅拌速度为95r/min，继续加热，保证混合物温度为80℃，反应时间为4h；
（3）向步骤（2）所述的混合物中固化剂，以95r/min的速度搅拌5h，并同时控制分散缸温度为103℃；
（4）将反应产物真空抽滤，然后在65℃烘箱中干燥2.5h；
（5）将步骤（4）制得的混合物倒入双螺杆挤出造粒机中造粒，双螺杆挤出机共分三段，即入口段、中间段和出口端，其温度分别控制为：80℃，95℃，80℃；
（6）将步骤（5）制得的颗粒物经成膜系统，即制得所述的用于太阳能电池的封装材料。
实施例2
一种用于太阳能电池的封装材料，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
其中，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂40份、固化剂5份、无机填料15份、偶联剂2份、抗氧剂1份、溶剂60份。
其中，所述树脂选自羧基丙烯酸树脂。
其中，所述羧基丙烯酸树脂选自4364A。
其中，所述固化剂选自低分子聚酰胺和T31的混合物。
其中，所述无机填料选白炭黑和滑石粉的混合物；所述无机填料的平均粒径为5微米。
其中，所述偶联剂选自KH-560；所述抗氧剂选自硫代二丙酸月桂酸酯中的一种；所述溶剂选自乙酸丁酯。
本发明还提供一种用于太阳能电池的封装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取分散缸，称取所述的重量份数，先添加树脂，再添加抗氧剂、无机填料，最后添加溶剂，同时进行加热，保证混合物温度为50℃，以40r/min的速度搅拌0.5h；
（2）向步骤（1）所述的混合物中添加偶联剂，边添加边搅拌，搅拌速度为70r/min，继续加热，保证混合物温度为70℃，反应时间为3h；
（3）向步骤（2）所述的混合物中固化剂，以70r/min的速度搅拌4h，并同时控制分散缸温度为95℃；
（4）将反应产物真空抽滤，然后在50℃烘箱中干燥2h；
（5）将步骤（4）制得的混合物倒入双螺杆挤出造粒机中造粒，双螺杆挤出机共分三段，即入口段、中间段和出口端，其温度分别控制为：75℃，90℃，75℃；
（6）将步骤（5）制得的颗粒物经成膜系统，即制得所述的用于太阳能电池的封装材料。
实施例3
一种用于太阳能电池的封装材料，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
其中，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂60份、固化剂12份、无机填料35份、偶联剂7份、抗氧剂5份、溶剂80份。
其中，所述树脂选自环氧树脂。
其中，所述环氧树脂选自树脂E44；。
其中，所述固化剂选自T31和701B类固化剂的混合物。
其中，所述无机填料选自硅粉和滑石粉的混合物；所述无机填料的平均粒径为50微米。
其中，所述偶联剂选自KH550；所述抗氧剂选自硫代二丙酸硬脂酸酯；所述溶剂选自乙酸丁酯。
本发明还提供一种用于太阳能电池的封装材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）选取分散缸，称取所述的重量份数，先添加树脂，再添加抗氧剂、无机填料，最后添加溶剂，同时进行加热，保证混合物温度为70℃，以60r/min的速度搅拌2h；
（2）向步骤（1）所述的混合物中添加偶联剂，边添加边搅拌，搅拌速度120r/min，继续加热，保证混合物温度为90℃，反应时间为5h；
（3）向步骤（2）所述的混合物中固化剂，以120r/min的速度搅拌6h，并同时控制分散缸温度为110℃；
（4）将反应产物真空抽滤，然后在60℃烘箱中干燥3h；
（5）将步骤（4）制得的混合物倒入双螺杆挤出造粒机中造粒，双螺杆挤出机共分三段，即入口段、中间段和出口端，其温度分别控制为：85℃，100℃，85℃；
（6）将步骤（5）制得的颗粒物经成膜系统，即制得所述的用于太阳能电池的封装材料。
性能测试
对本实施例1-3的封装材料的透光率、绝缘性和耐老化性能进行测试，参照的标准如下：
透光率按照国家标准GB/T 2410-2008执行；
绝缘性按照国家标准GB2900.5-2013执行；
耐老化性按照国家标准GB/T 15596-2009执行。
具体测试的结果见表1：
表1 性能测试结果
| 项目 | 透光率/% | 绝缘性/Ω.cm | 耐老化 |
| 实施例1 | 97 | 1.3 ✕1018 | 无变黄、无裂纹或银纹 |
| 实施例2 | 95 | 3.6✕1017 | 无变黄、无裂纹或银纹 |
| 实施例3 | 98 | 0.6✕1019 | 无变黄、无裂纹或银纹 |
从表1可知，实施例1-3制得的封装材料在透光率、绝缘性和耐老化性能都得到改善，都能生产要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述封装材料由包含如下成分制备得到：树脂、固化剂、无机填料、偶联剂、抗氧剂、溶剂。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂40-60份、固化剂5-12份、无机填料15-35份、偶联剂2-7份、抗氧剂1-5份、溶剂60-80份。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，以重量份数计，所述封装材料各组分所占份数如下：树脂50份、固化剂9份、无机填料25份、偶联剂4.5份、抗氧剂3份、溶剂70份。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述树脂选自环氧树脂或羧基丙烯酸树脂。
5.根据权利要求4所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述环氧树脂选自树脂E51或E44；所述羧基丙烯酸树脂选自4364A或2060A。
6.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述固化剂选自低分子聚酰胺、T31和701B类固化剂中的一种或多种的混合。
7.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述无机填料选自硅粉、白炭黑、滑石粉中的一种或几种；所述无机填料的平均粒径为0.5-50微米。
8.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的封装材料，其特征在于，所述偶联剂选自KH-560、KH550或钛酸酯偶联剂；所述抗氧剂选自双磷酸乙基酯、硫代二丙酸硬脂酸酯，硫代二丙酸月桂酸酯中的一种；所述溶剂选自二甲苯、乙酸丁酯或正丁醇中的一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的用于太阳能电池的封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选取分散缸，称取所述的重量份数，先添加树脂，再添加抗氧剂、无机填料，最后添加溶剂，同时进行加热，保证混合物温度为50-70℃，以40-60r/min的速度搅拌0.5-2h；
（2）向步骤（1）所述的混合物中添加偶联剂，边添加边搅拌，搅拌速度为70-120r/min，继续加热，保证混合物温度为70-90℃，反应时间为3-5h；
（3）向步骤（2）所述的混合物中固化剂，以70-120r/min的速度搅拌4-6h，并同时控制分散缸温度为95-110℃；
（4）将反应产物真空抽滤，然后在50-60℃烘箱中干燥2-3h；
（5）将步骤（4）制得的混合物倒入双螺杆挤出造粒机中造粒，双螺杆挤出机共分三段，即入口段、中间段和出口端，其温度分别控制为：75-85℃，90-100℃，75-85℃；
（6）将步骤（5）制得的颗粒物经成膜系统，即制得所述的用于太阳能电池的封装材料。
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|---|---|---|---|
| CN201810122080.6A CN108384192A (zh) | 2018-02-07 | 2018-02-07 | 一种用于太阳能电池的封装材料及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109438922A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-03-08 | 深圳市普光太阳能有限公司 | 一种太阳能电池钢化封装材料及制备方法 |
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- 2018-02-07 CN CN201810122080.6A patent/CN108384192A/zh not_active Withdrawn
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