CN108963024B - 一种高反射率的一体化光伏封装材料及应用 - Google Patents

一种高反射率的一体化光伏封装材料及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高反射率的一体化光伏封装材料及应用，该一体化光伏封装材料依次由耐候外层、支撑层、底涂层、缓冲层、夹层、封装层构成。本发明制得的一体化光伏封装材料，应用在晶硅组件电池片背面，可替代传统的后层封装胶膜和光伏背板材料两种材料的组合。本发明产品热稳定性优异，在组件制作的层叠过程中使用方便，消除了溢白、翻边、褶皱问题，大大降低组件制作工艺成本和次品率。同时，该一体化封装材料还具有高的反射率，有利于光伏组件的太阳光利用率，对功率有明显的增益效果，是适用于晶硅组件的一种高可靠性的一体化封装材料。

Description

一种高反射率的一体化光伏封装材料及应用
技术领域
本发明属于光伏封装材料领域，涉及一种高反射率的一体化光伏封装材料。
背景技术
光伏发电系统是一种利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。因其具有可 靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行的特点，一直受到各国企业组 织的青睐。
对于组件端，提高组件发电量、降低成本是支持平价上网方案的主要解决办法。对于组 件用辅材端，能够对组件功率具有增益效果、又能降低工艺成本的材料，是目前辅材的优选 标准。从传统组件的结构来看，晶硅太阳电池组件一般由低铁钢化玻璃、前层封装胶膜、太 阳电池片、后层封装胶膜和背板构成。在制作组件时，五层材料需要分别定位铺设，工艺较 繁琐，人工成本较大。其中把背板和后层封装胶膜这两种材料，合二为一，集成为一种材料 是较好的方案。CN103252953B报道了一种一体化光伏组件背板材料，具有很好的抗PID效 果以及机械性能、粘结性能、绝缘性能。在功率增加方面，类似于CN1032522953B、 CN105315992A报道的方法比较普遍。主要是将后层封装胶膜的反射率提高，以增加太阳光 在组件内部的利用率，达到提升功率的效果。然而，这类方案并未被应用，主要原因是白色 的后层封装胶膜高温下流动性较好，在组件层压过程中极易出现溢白、翻边、褶皱的问题。 不仅影响组件外观美观，还对电池和焊带产生遮挡，影响组件可靠性和发电功率。行业内， 一直在不断寻求好的改进的方案，如CN104497899B，采用预交联的方式，使表面预交联深 度0.05mm～0.10mm处的交联度大于75％，以解决组件层压过程中出现的问题。然而，该种 方案制备的封装材料交联度较高，表面硬度较大，会导致层压工艺中电池片裂片，尤其是厚 度较薄的高效电池片，从而降低组件的成品率。
因此，开发出一类一体化封装材料，既能替代现有的后层封装胶膜和背板材料，又能具 有高的反射率，还可以对电池片的裂片不产生影响，是光伏电池封装行业急切需要的材料。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种高反射率的一体化光伏封装材料及 应用，这种封装材料不仅可以替代传统的后层封装胶膜和背板，还具有高反射率和低流动性， 同时在粘结性、耐热性、机械性能以及耐候性等方面也具有优异的长期可靠性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：.一种高反射率的一体化光伏封装材料，依次 由耐候外层、支撑层、底涂层、缓冲层、夹层、封装层构成；所述支撑层厚度为50～300μm， 为由质量分数为60％～90％的第一主体树脂、1％～30％的无机填料、0.1％～10％的水解稳定剂、 0～0.1％紫外助剂和0.01％～0.1％抗热氧老化剂组成；所述第一主体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种按 照任意配比组成；
所述耐候外层厚度为3～30μm，由溶质和溶剂按质量比例10～50：50～90混合均匀后，涂 布于支撑层下表面，在60～200℃温度下，经0.5～5min固化制得；所述溶质由质量分数为 60％～90％的第二主体树脂、1％～30％的无机填料、1％～15％的固化剂、0.01％～5％的催化剂组 成；所述第二主体树脂由羟基聚三氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚三氟乙烯酯型氟碳树脂、羟 基聚四氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯酯型氟碳树脂中的一种或多种按照任意配比组 成；
所述底涂层厚度为0.1～5μm，由由溶质和溶剂按质量比例10～30：70～90混合均匀后，涂 覆在支撑层上表面，在60～200℃温度下，经0.1～2min固化制得；所述溶质由质量分数为 60％～90％的第三主体树脂、3％～20％的改性树脂、0～20％的无机填料、0.5％～15％的固化剂及 0.01％～5％的催化剂组成；所述第三主体树脂由丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、端 羟基聚酯树脂、端羟基聚醚树脂中的一种或多种按照任意配比组成；
所述缓冲层厚度为50～400μm，由质量分数为65～90％的第四主体树脂、0.5～30％的交联 剂、0.1～5％的抗热氧老化剂、0.1～5％的引发剂混合均匀后在60～250℃熔融加工后，流延成膜 到底涂层表面制得；所述第四主体树脂为乙烯与丙烯、丁烯、庚烯、辛烯、降冰片烯、醋酸 乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种单体按照任意配比共聚而成烯烃共聚 物。
所述夹层厚度为10～300μm，由玻璃纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟 乙烯、聚四氟乙烯中的一种制成的网格膜；所述网格为面积10μm2～30mm2的圆形或多边形；
所述封装层厚度为50～300μm，由质量分数为45％～95％的第五主体树脂、1％～50％的无 机填料、0.5％～20％的交联剂、0～1％的紫外助剂、0.01％～1％的抗热氧老化剂、0.01％～1.5％的 引发剂混合均匀后在60～250℃熔融加工后，流延到夹层一侧，经辊压后，再经紫外光固化、 热固化、电子束辐照固化、微波固化中的一种方式定型制得；所述封装层的交联度为1％～30％； 所述第五主体树脂为乙烯与丙烯、丁烯、庚烯、辛烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种单体按照任意配比共聚而成的烯烃共聚物。
进一步地，所述改性树脂通过以下方法制备得到：
1)将质量分数为0.05％～5％的偶联剂、0.1％～5％的碳化二亚胺、10％～45％的丙烯酸树脂 与50％～85％的聚酯树脂,加入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至100～260℃，搅拌10～180min，制得溶质；
3)自然冷却至80℃后，边搅拌边加入与溶质质量相同的溶剂进行稀释后备用。
进一步地，所述无机填料为由钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化镁、高岭土、蒙脱土、长石粉、氧化锑、氧化铝、白刚玉粉、云母粉、玻璃粉、陶瓷粉、硅微粉、氮化硼、 偶氮染料、重氮染料中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
进一步地，所述固化剂为由六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、 异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、 丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂中的一种或多种按任意配比组 成的混合物。
进一步地，所述催化剂为由辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异 辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或 多种按任意配比组成的混合物；所述交联剂为由γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ- (2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯 基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸 酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯 酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇三丙烯酸酯、 季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
进一步地，所述紫外助剂为由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、 2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯 并三氮唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、3-[3-(2-H-苯并三唑 -2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、 2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、 2-[4-[2-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[2- 羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、双(1,2,2,6,6- 五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(2,2,6,6-四 甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基- 哌啶基)亚氨、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸 酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物；
进一步地，所述抗热氧老化剂为由2，2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、β-(4-羟 基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1，3，5-三(4- 叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、2，2’- 亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳 醇酯、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基) 苯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二 甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、3,9- 双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、 4,4'-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物；
进一步地，所述引发剂为由偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、叔丁基过氧化碳酸异丙酯、 1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷叔丁 基过氧化碳酸异丙酯、1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-双 (叔丁过氧基)己烷、邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基 乙氧基)苯基]-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、叔丁基 过氧化碳酸-2-乙基己酯、邻,邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、2，5-二甲基-2， 5-二(叔丁基过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己 烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、 2,5-二甲基2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化-3,3,5-三甲基己酸叔丁酯中 的一种或多种按任意配比组成的混合物；
进一步地，所述偶联剂为由γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基 硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基 硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、 3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、二(焦磷酸辛酯)羟乙酸钛酸酯、二(磷酸二辛酯)钛酸乙二(醇) 酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、酯异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基二油 酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(正乙氨基 —乙氨基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、 异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸 酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。所述溶剂由乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、 二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
进一步地，所述水解稳定剂为碳化二亚胺类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解 稳定剂中的一种或多种组成的混合物。
本发明还提供了一种上述一体化光伏封装材料在封装晶硅光伏组件方面的应用，该应用 具体为：将前板玻璃、前层封装胶膜、电池片、一体化封装材料依次层叠，放入的层压机， 在真空度90～100KPa及140℃～165℃温度下层压5～18分钟。
本发明所用原料均可市购获得。六层结构中的支撑层可以由本领域熟知的高温熔融共混 后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层和底涂层可以通过喷涂、辊涂等方式涂布到支撑层表 面后在热固化制得；缓冲层采用熔融流延成膜后，一侧与底涂层贴合，另一侧与夹层贴合到 一起制得；封装层则采用熔融流延成膜后与夹层另一侧贴合到一起，先经辊压，再经紫外光 固化、热固化、电子束辐照固化、微波固化中的一种方式定型制得。
紫外光固化条件为300～2000mJ/cm2，固化时间0.3～120s；热固化条件为80～200℃，固化 时间120～600s；电子束辐照固化条件为0.1～200kGray，固化时间0.1～180s；微波固化条件为 500～5000W，固化时间0.5～300s。
本发明的有益效果主要体现在：
1)通过配方体系和生产工艺创新方案，制作出适用于晶硅组件用的高反射率一体化光伏 封装材料，可以替代传统的两种后层封装胶膜和背板材料，减少组件制作过程的工艺流程；
2)封装层具有高的反射率，在380nm-1200nm范围内反射率超过90％，对光伏组件的功 率具有明显的增益效果；
3)封装层具有高的耐热性，夹层的网格结构对封装层具有固定作用，减少了在高温时流 动性，用于组件层压时可有效解决溢白、翻边、褶皱问题；
4)封装层具有好的封装性能，表面交联度低于30％，大大降低了电池片破片率；
5)底涂层具有高的粘结性，底涂与缓冲层之间剥离强度在湿热老化、紫外老化中具有持 久的保持率。
附图说明
图1为本发明一种晶硅组件封装用高压背板的剖面图。其中，耐候外层1、支撑层2、底 涂层3、缓冲层4、夹层5、封装层6。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。
需要说明的是，光伏背板的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的：
1.反射率
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》 中带积分球的有分光光度计方法。
测试仪器：紫外可见光分光光度计。
测试条件：380nm～1100nm。
2.交联度
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试样尺寸：3mm*3mm。
测试条件：140℃，5h。
3.收缩率
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试样尺寸：200mm*200mm。
测试条件：150℃，30min。4.拉伸强度和断裂伸长率
测试方法参照标准GB/T 13542.2《电气绝缘用薄膜》。
试样尺寸：200mm*15mm。
拉伸速度：100mm/min.
5.层间剥离强度
测试方法参照标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
试样尺寸：200mm*15mm。
拉伸速度：100mm/min
6.高温高湿老化性能
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试验条件：+85℃，相对湿度85％。
试验前、后对试样黄变指数(ΔYI)按国标GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》测定。
7.湿冻老化性能
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试验条件：-40℃～+85℃，相对湿度85±5％。
试验前、后对试样黄变指数(ΔYI)按国标GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》测定。
8.耐紫外老化性能
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
试验条件：60±5℃。
试验前、后对试样黄变指数(ΔYI)按国标GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》测定。
9.最大功率
测试方法参照标准IEC61215《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》。
样品尺寸：PERC电池片，60片组件。
试验条件：AM 1.5，辐照度1000W/m2，25℃，50％RH。
实施例1：
各层厚度：
Figure RE-GDA0001821273090000071
耐候外层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000072
支撑层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000073
底涂层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000074
缓冲层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000075
Figure RE-GDA0001821273090000081
封装层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000082
其中，
夹层为玻璃纤维网格膜，网格为面积50μm2的圆形。
底涂层中改性树脂经如下步骤制得：
1)将质量分数为0.05％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、5％的碳化二亚 胺UN150(尤恩化工)、40％的丙烯酸树脂HK77010(浩人国际)与54.95％的聚酯树脂GK110(东 洋纺),加入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至100℃，搅拌180min，制得溶质；3)自然冷却至80℃后，边缓慢搅拌边加入与溶质质量相等的乙酸乙酯溶剂稀释后备用。
制备过程为：支撑层在250-260℃高温熔融共混后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层， 由溶质和二甲苯溶剂按质量比例50：50混合均匀后，在125℃固化3min制得；底涂层，由 溶质和乙酸乙酯溶剂按质量比例10：90混合均匀后，在125℃固化1.5min制得；缓冲层原料 混合均匀后在150～200℃熔融加工后，流延成膜到底涂层，另一面与夹层一起贴合制得；封 装层原料混合均匀后在60～120℃熔融加工后，流延到夹层另一面，过辊，使封装层渗入夹层 网格中，再经0.1kGray电子束辐照固化180s，制得一种高反射一体化光伏封装材料S1，具 体结构如图1所示。
实施例2：
各层厚度：
Figure RE-GDA0001821273090000083
Figure RE-GDA0001821273090000091
耐候外层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000092
支撑层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000093
底涂层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000094
缓冲层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000095
封装层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000096
Figure RE-GDA0001821273090000101
其中，
夹层为玻璃纤维网格膜，网格为面积10μm2的长方形。
底涂层中改性树脂经如下步骤制得：
1)将质量分数为0.1％的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、4％的碳化二亚胺AS4 (莱茵化学)、10.9％的丙烯酸树脂HU57024(浩人国际)与85％的聚酯树脂220#(东洋纺),加 入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至150℃，搅拌120min，制得溶质；
3)自然冷却至80℃后，边缓慢搅拌边加入与溶质质量相等的丁酮溶剂稀释后备用。
制备过程为：支撑层在250-260℃高温熔融共混后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层， 由溶质和溶剂按质量比例30：70混合均匀后，在150℃固化2.5min制得；底涂层由溶质和溶 剂按质量比例20：80混合均匀后，在150℃固化1min制得；缓冲层原料混合均匀后在170～250℃ 熔融加工后，流延成膜到底涂层，另一面与夹层一起贴合制得；封装层原料混合均匀后在 170～250℃熔融加工后，流延到夹层另一面，过辊，使封装层渗入夹层网格中，再经5000W 微波固化0.5s，制得一种高反射一体化光伏封装材料S2。
实施例3：
各层厚度：
Figure RE-GDA0001821273090000102
耐候外层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000103
Figure RE-GDA0001821273090000111
支撑层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000112
底涂层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000113
缓冲层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000114
封装层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000115
其中，
夹层为聚酰胺网格膜，网格为面积30mm2的六边形。
底涂层中改性树脂经如下步骤制得：
1)将质量分数为5％的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、5％的碳化二亚胺 AS1(莱茵化学)、38％的丙烯酸树脂LR7664(三菱丽阳)与52％的聚酯树脂GK680(东洋纺),加 入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至260℃，搅拌10min，制得溶质；3)自然冷却至80℃后，边缓慢搅拌边加入与溶质质量相等的醋酸丁酯溶剂稀释后备用。
制备过程为：支撑层在250-260℃高温熔融共混后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层由 溶质和溶剂按质量比例25：75混合均匀后，在60℃固化5min制得；底涂层，由溶质和溶剂 按质量比例40：60混合均匀后，在60℃固化2min制得；缓冲层原料混合均匀后在170～250℃ 熔融加工后，流延成膜到底涂层，另一面与夹层一起贴合制得；封装层原料混合均匀后在 60～120℃熔融加工后，流延到夹层另一面，过辊，使封装层渗入夹层网格中，再经80-120℃ 热固化300s，制得一种高反射一体化光伏封装材料S3。
实施例4：
各层厚度：
Figure RE-GDA0001821273090000121
耐候外层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000122
支撑层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000123
底涂层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000131
缓冲层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000132
封装层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000133
其中，
夹层为聚四氟乙烯网格膜，网格为面积100μm2的圆形。
底涂层中改性树脂经如下步骤制得：
1)将质量分数为3％的异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、2％的碳化二 亚胺I powder(莱茵化学)、10％的丙烯酸树脂HK8021(华凯树脂有限公司)与85％的聚酯树 脂ST5790(东洋纺),加入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至120℃，搅拌140min，制得溶质；3)自然冷却至80℃后，边缓慢搅拌边加入与溶质质量相等的乙酸乙酯溶剂稀释后备用。
制备过程为：支撑层在250-260℃高温熔融共混后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层， 由溶质和溶剂按质量比例10：90混合均匀后，在200℃固化0.5min制得；底涂层，由溶质和 溶剂按质量比例50：50混合均匀后，在200℃固化0.1min制得；缓冲层原料混合均匀后在 170～250℃熔融加工后，流延成膜到底涂层，另一面与夹层一起贴合制得；封装层原料混合均 匀后在60～120℃熔融加工后，流延到夹层另一面，过辊，使封装层渗入夹层网格中，再经 2000mJ/cm2紫外固化0.3s，制得一种高反射一体化光伏封装材料S4。
实施例5：
各层厚度：
Figure RE-GDA0001821273090000141
耐候外层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000142
支撑层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000143
底涂层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000144
缓冲层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000151
封装层配方：
Figure RE-GDA0001821273090000152
其中，
夹层为聚乙烯膜网格膜，网格为面积1mm2的正方形。
底涂层中改性树脂经如下步骤制得：
1)将质量分数为4.9％的γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、0.1％的碳化二亚胺P400 (德国莱茵化学)、45％的丙烯酸树脂HK76041(浩人国际)与50％的聚酯树脂226(东洋纺), 加入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至200℃，搅拌30min，制得溶质；
3)自然冷却至80℃后，边缓慢搅拌边加入与溶质等质量的二甲苯溶剂稀释后备用。
制备过程为：支撑层在250-260℃高温熔融共混后挤出并双向拉伸工艺制得；耐候外层， 由溶质和溶剂按质量比例35：65混合均匀后，在185℃固化2min制得；底涂层，由溶质和 溶剂按质量比例30：70混合均匀后，在185℃固化0.7min制得；缓冲层原料混合均匀后在60～120℃熔融加工后，流延成膜到底涂层，另一面与夹层一起贴合制得；封装层原料混合均 匀后在170～250℃熔融加工后，流延到夹层另一面，过辊，使封装层渗入夹层网格中，再经 200kGray电子束辐照固化0.5s，制得一种高反射一体化光伏封装材料S5。
比较例1：
市场上购得白色光伏封装胶膜G401W，厚度450微米。制作组件时，与CPC型背板BEC-301匹配使用。
对实施例1、2、3、4、5制得的一种一体化封装材料及比较例1的材料进行性能检测，结果如表1所示。其中60片组件结构为：钢化玻璃/F406S/电池片/一体化封装材料，真空层压机条件为：-100KPa&150℃&15分钟。后层封装材料使用透明封装胶膜F806S与BEC-301 时组件功率为283W。
表1：制得的封装材料的性能参数
Figure RE-GDA0001821273090000161
Figure RE-GDA0001821273090000171
由表1中数据可知，本发明高反射率的一体化光伏封装材料，在380nm-1200nm范围内 具有高反射率，对光伏组件功率增益超过3W。在使用时，对电池片不产生碎片影响，且组件无溢白、翻边、褶皱等外观问题。另外，在粘结性能、机械强度、耐候性方面也具有很好 的可靠性，可完全满足太阳能电池背面作为封装和保护材料的要求。本发明产品性能稳定，使用方便，不仅大大提升了光伏组件的功率，还减少了在组件制作工序，提高了组件制作效率。

Claims (12)

1.一种高反射率的一体化光伏封装材料，依次由耐候外层、支撑层、底涂层、缓冲层、夹层、封装层构成，其特征在于：
所述支撑层厚度为50～300μm，由质量分数为60％～90％的第一主体树脂、1％～30％的无机填料、0.1％～10％的水解稳定剂、0～0.1％紫外助剂和0.01％～0.1％抗热氧老化剂组成；所述第一主体树脂由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯中的一种或多种按照任意配比组成；
所述耐候外层厚度为3～30μm，由溶质和溶剂按质量比例10～50：50～90混合均匀后，涂布于支撑层下表面，在60～200℃温度下，经0.5～5min固化制得；所述溶质由质量分数为60％～90％的第二主体树脂、1％～30％的无机填料、1％～15％的固化剂、0.01％～5％的催化剂组成；所述第二主体树脂由羟基聚三氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚三氟乙烯酯型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯醚型氟碳树脂、羟基聚四氟乙烯酯型氟碳树脂中的一种或多种按照任意配比组成；
所述底涂层厚度为0.1～5μm，由溶质和溶剂按质量比例10～30：70～90混合均匀后，涂覆在支撑层上表面，在60～200℃温度下，经0.1～2min固化制得；所述溶质由质量分数为60％～90％的第三主体树脂、3％～20％的改性树脂、0～20％的无机填料、0.5％～15％的固化剂及0.01％～5％的催化剂组成；所述第三主体树脂由丙烯酸树脂、环氧树脂、端羟基聚酯树脂、端羟基聚醚树脂中的一种或多种按照任意配比组成；
所述缓冲层厚度为50～400μm，由质量分数为65～90％的第四主体树脂、0.5～30％的交联剂、0.1～5％的抗热氧老化剂、0.1～5％的引发剂混合均匀后在60～250℃熔融加工后，流延成膜到底涂层表面制得；所述第四主体树脂为乙烯与丙烯、丁烯、庚烯、辛烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯中的一种或多种单体按照任意配比共聚而成烯烃共聚物；
所述夹层为由玻璃纤维、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种材料制成的网格膜，厚度为10～300μm；所述网格为面积10μm2～30mm2的圆形或多边形；
所述封装层厚度为50～300μm，由质量分数为45％～95％的第五主体树脂、1％～50％的无机填料、0.5％～20％的交联剂、0～1％的紫外助剂、0.01％～1％的抗热氧老化剂、0.01％～1.5％的引发剂混合均匀后在60～250℃熔融加工后，流延到夹层一侧，经辊压后，再经紫外光固化、热固化、电子束辐照固化、微波固化中的一种方式定型制得；所述封装层的交联度为1％～30％；所述第五主体树脂为乙烯与丙烯、丁烯、庚烯、辛烯、降冰片烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯中的一种或多种单体按照任意配比共聚而成的烯烃共聚物；
所述高反射率指在380nm-1200nm范围内反射率超过90％；
所述改性树脂通过以下方法制备得到：
1)将质量分数为0.05％～5％的偶联剂、0.1％～5％的碳化二亚胺、10％～45％的丙烯酸树脂与50％～85％的聚酯树脂,加入无水反应器中混合均匀；
2)将反应器温度升至100～260℃，搅拌10～180min，制得溶质；
3)自然冷却至80℃后，边搅拌边加入与溶质质量相同的溶剂进行稀释后备用。
2.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述支撑层、耐候外层、底涂层、封装层中的无机填料为由钛白粉、碳酸钙、硫酸钡、硅酸镁、氢氧化镁、高岭土、蒙脱土、长石粉、氧化锑、氧化铝、白刚玉粉、云母粉、玻璃粉、陶瓷粉、硅微粉、氮化硼中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述耐候外层、底涂层中的固化剂为由六亚甲基二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、甲醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化多羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化多羟甲基三聚氰胺树脂中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述耐候外层、底涂层中的催化剂为由辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡、醋酸、对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、月桂酸、异辛酸中的一种或多种按任意配比组成的混合物；所述缓冲层、封装层中的交联剂为由γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述支撑层、封装层中的紫外助剂为由2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇酯、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-[4-[2-羟基-3-十三烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4-[2-羟基-3-十二烷氧基丙基]氧基]-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述支撑层、缓冲层、封装层中的抗热氧老化剂为由β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、2，2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、3,9-双十八烷氧基-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷螺环[5.5]十一烷、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、4,4'-对开异丙基二苯基C12-15-醇亚磷酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物；
所述缓冲层、封装层中的引发剂为由偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、叔丁基过氧化碳酸异丙酯、1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)-己烷、邻,邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、邻,邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化-3,3,5-三甲基己酸叔丁酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述偶联剂为由γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、二(焦磷酸辛酯)羟乙酸钛酸酯、二(磷酸二辛酯)钛酸乙二(醇)酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、异丙基二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，制备所述耐候外层、底涂层所用的溶剂由乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种按任意配比组成的混合物。
9.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述水解稳定剂为碳化二亚胺类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂中的一种或多种组成的混合物。
10.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述丙烯酸树脂为甲基丙烯酸树脂。
11.根据权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料，其特征在于，所述丙烯酸甲酯为甲基丙烯酸甲酯。
12.一种权利要求1所述的高反射率的一体化光伏封装材料在封装晶硅光伏组件方面的应用，其特征在于，该应用具体为：将前板玻璃、前层封装胶膜、电池片、一体化光伏封装材料依次层叠，放入层压机，在真空度90～100KPa及140℃～165℃温度下层压5～18分钟。
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