CN108395855A - 一种太阳能电池专用封装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂18～25份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物20～40份、聚醚多元醇13～27份、乙烯基硅油2～5份、交联剂0.1～0.9份、氮化硅1～4份、填充剂3～9份、紫外线稳定剂2～3份、氧气阻隔剂1～3份、水汽阻隔剂1～3份、固化剂6～10份。所述太阳能电池专用封装材料具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性，抗老化性能高，使用寿命长。

Description

一种太阳能电池专用封装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池专用封装材料及其制备方法。
背景技术
太阳能电池封装用EVA胶膜是以EVA树脂为基料，添加各种改性助剂，经螺杆挤出机熔融挤出成型的具有抗紫外、抗老化黄变、剥离强度高等特点的热固性胶膜。主要用于太阳能电池组件的封装，对电池组件起到提高透光率，阻止水汽渗透，耐高低温，抗紫外光老化等作用，确保电池组件的长期稳定高效使用。
EVA胶膜在户外长期使用过程中会产生降解，出现变色、褪色、脱层、产生乙酸和腐蚀电极等老化现象。除了受紫外光辐照外，EVA胶膜还可能暴露于高温高湿的恶劣环境中。长期处于高温高湿环境下的EVA会发生会水解反应，产生气泡、黄变、脱层等现象，导致光伏组件的光电转换效率明显降低。
发明内容
本发明提供了一种太阳能电池专用封装材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述太阳能电池专用封装材料具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性，抗老化性能高，使用寿命长。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂18～25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～40份、聚醚多元醇13～27份、乙烯基硅油2～5份、交联剂0.1～0.9份、氮化硅1～4份、填充剂3～9份、紫外线稳定剂2～3份、氧气阻隔剂1～3份、水汽阻隔剂1～3份、固化剂6～10份。
优选的，所述太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂20～24份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25～36份、聚醚多元醇18～22份、乙烯基硅油3～4份、交联剂0.2～0.8份、氮化硅1.9～3.4份、填充剂5～7份、紫外线稳定剂2.1～2.9份、氧气阻隔剂1.5～2.6份、水汽阻隔剂1.8～2.3份、固化剂7～9份。
优选的，所述太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份、聚醚多元醇20份、乙烯基硅油3.4份、交联剂0.7份、氮化硅2.8份、填充剂6份、紫外线稳定剂2.7份、氧气阻隔剂2.5份、水汽阻隔剂1.9份、固化剂8份。
优选的，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇Diol-2000、聚醚三元醇330N、聚醚三元醇3050中的一种或几种。
优选的，所述交联剂为氧化缩酮类交联剂、过氧碳酸酯类交联剂和烷基过氧化物类交联剂中的一种或多种。
优选的，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
优选的，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述太阳能电池专用封装材料具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性，抗老化性能高，使用寿命长，具体如下：
（1）本发明所述太阳能电池专用封装材料采用环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油作为原料，添加交联剂、氮化硅、填充剂作为辅助剂，不仅有利于改善填充剂与环氧树脂的相容性，有利于组件散热，而且有助于提高封装材料的耐候性能，从而增加组件的光电转换效率，延长组件的使用年限；
（2）本发明所述太阳能电池专用封装材料在原料中还添加了紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂，可以有效的阻挡紫外线，防止紫外线进入背板，防止对基材的降解，提高了产品的水汽阻隔性和氧气阻隔性，增加了背板的耐候性，延长其使用寿命。
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专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂18份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20份、聚醚多元醇13份、乙烯基硅油2份、交联剂0.1份、氮化硅1份、填充剂3份、紫外线稳定剂2份、氧气阻隔剂1份、水汽阻隔剂1份、固化剂6份。
其中，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇Diol-2000。
其中，所述交联剂为氧化缩酮类交联剂。
其中，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
其中，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
实施例2
本实施例涉及一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份、聚醚多元醇27份、乙烯基硅油5份、交联剂0.9份、氮化硅4份、填充剂9份、紫外线稳定剂3份、氧气阻隔剂3份、水汽阻隔剂3份、固化剂10份。
其中，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇Diol-2000、聚醚三元醇330N的混合物。
其中，所述交联剂为氧化缩酮类交联剂、过氧碳酸酯类交联剂的混合物。
其中，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
其中，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
实施例3
本实施例涉及一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂20份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25份、聚醚多元醇18份、乙烯基硅油3份、交联剂0.2份、氮化硅1.9份、填充剂5份、紫外线稳定剂2.1份、氧气阻隔剂1.5份、水汽阻隔剂1.8份、固化剂7份。
其中，所述聚醚多元醇选自聚醚三元醇330N、聚醚三元醇3050的混合物。
其中，所述交联剂为过氧碳酸酯类交联剂和烷基过氧化物类交联剂的混合物。
其中，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
其中，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
实施例4
本实施例涉及一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂24份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物36份、聚醚多元醇22份、乙烯基硅油4份、交联剂0.8份、氮化硅3.4份、填充剂7份、紫外线稳定剂2.9份、氧气阻隔剂2.6份、水汽阻隔剂2.3份、固化剂9份。
其中，所述聚醚多元醇选自聚醚三元醇330N。
其中，所述交联剂为烷基过氧化物类交联剂。
其中，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
其中，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
实施例5
本实施例涉及一种太阳能电池专用封装材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份、聚醚多元醇20份、乙烯基硅油3.4份、交联剂0.7份、氮化硅2.8份、填充剂6份、紫外线稳定剂2.7份、氧气阻隔剂2.5份、水汽阻隔剂1.9份、固化剂8份。
其中，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇Diol-2000、聚醚三元醇330N、聚醚三元醇3050的混合物。
其中，所述交联剂为氧化缩酮类交联剂、过氧碳酸酯类交联剂和烷基过氧化物类交联剂的混合物。
其中，所述固化剂为胺类固化剂。
一种制备所述太阳能电池专用封装材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
其中，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
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)

1.一种太阳能电池专用封装材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂18～25份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～40份、聚醚多元醇13～27份、乙烯基硅油2～5份、交联剂0.1～0.9份、氮化硅1～4份、填充剂3～9份、紫外线稳定剂2～3份、氧气阻隔剂1～3份、水汽阻隔剂1～3份、固化剂6～10份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池专用封装材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂20～24份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25～36份、聚醚多元醇18～22份、乙烯基硅油3～4份、交联剂0.2～0.8份、氮化硅1.9～3.4份、填充剂5～7份、紫外线稳定剂2.1～2.9份、氧气阻隔剂1.5～2.6份、水汽阻隔剂1.8～2.3份、固化剂7～9份。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池专用封装材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂22份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30份、聚醚多元醇20份、乙烯基硅油3.4份、交联剂0.7份、氮化硅2.8份、填充剂6份、紫外线稳定剂2.7份、氧气阻隔剂2.5份、水汽阻隔剂1.9份、固化剂8份。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池专用封装材料，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚醚二元醇Diol-2000、聚醚三元醇330N、聚醚三元醇3050中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池专用封装材料，其特征在于，所述交联剂为氧化缩酮类交联剂、过氧碳酸酯类交联剂和烷基过氧化物类交联剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池专用封装材料，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂。
7.一种制备权利要求1～6任一项所述太阳能电池专用封装材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇、乙烯基硅油、交联剂、氮化硅、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂、固化剂，备用；
（2）将环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚醚多元醇及乙烯基硅油依次加入至高温反应釜中，加热并搅拌，直至物料混合均匀，并保温；
（3）将氮化硅粉碎成粉末，过200～400目筛，然后和交联剂、填充剂、紫外线稳定剂、氧气阻隔剂、水汽阻隔剂及固化剂一起加入至高温反应釜中，保温搅拌混合均匀，并抽真空，得熔融物料；
（4）将步骤（3）所得的熔融物料送入压延滚筒进行压延处理，然后牵引、冷却，即得所述太阳能电池专用封装材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中加热速率为5℃/min，加热至130℃即可。
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