CN110079244B - 一种太阳能电池封装材料、相关胶膜及太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池封装材料及由它形成的胶膜，所述封装材料包含以下组分：A)66‑99.5重量％的乙烯共聚物，B)0.5‑0.6重量％的有机过氧化物，C)0.1‑3重量％的烷氧基硅烷低聚物，以及D)任选的0‑30重量％的其他助剂；其中各组分重量百分比的加和为100％；以及所述烷氧基硅烷低聚物为烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物，其平均分子量为300‑2000g/mol。另外本发明还涉及包含所述封装胶膜的太阳能电池组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏封装材料，尤其涉及一种快速固化的太阳能电池封装材料、相关胶膜及太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池的封装材料通常有五个基本的性能要求，即透明性、粘结性、耐热性、柔软性和绝缘性。乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙烯-α-烯烃共聚物等乙烯共聚物配合交联剂、偶联剂等助剂在热引发、光引发或者电磁辐射下发生交联反应，达到预期的凝胶含量，从而得到实现上述性能的封装材料，满足太阳能电池组件的正常运行。
目前，实现太阳能电池封装材料的快速固化(交联)是该领域研发人员共同的目标。一般而言，最常用的方法是增加有机过氧化物的含量，这能够有效提高交联速度，但过氧化物在高温层压过程中会分解成二氧化碳、甲醇等小分子，在光伏组件层压过程会导致比较多气泡。过氧化物的增加也会带来封装材料加热成型加工过程中出现过早交联的负面作用，从而导致螺杆堵塞无法成膜。CN103045105描述了一种快速引发剂和慢速引发剂以及接枝单体搭配的方法，但仍然不能解决上述负面作用。
增加助交联剂也是一种加快交联速度的方法，但交联速度的提升并不明显，例如三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等多官能团的小分子助剂。这些助交联剂在交联过程中不产生气体，可以有效抑制气泡作用，但属于小分子，过量的残余助交联剂会影响产品的导电性能，对绝缘性能和高系统电压应用不利。
另一方面，面对更高的系统电压，例如1500伏特，对太阳能模组的抗漏电性能以及与之相随的抗电势诱导衰减(PID)的能力提出更高要求。封装材料的绝缘性能被认为是这其中的关键因素，EVA、乙烯-α-烯烃共聚物等封装材料在经过工艺制备上的改进后体积电阻率得到了很大提高，但对于上述高的绝缘性要求还是不够的。CN105164198公开了一种含有聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基异氰尿酸酯的乙烯共聚物，其体积电阻率得到提升，但是提升的幅度并不明显。
随着光伏行业继续向电池组件高效率、系统高电压的方向发展，对光伏封装材料提升交联速度及平衡绝缘性能的方案是一直追求的方向。
发明内容
本发明的目的在于，在不增加过氧化物含量的前提下添加烷氧基硅烷低聚物，提供一种快速固化的太阳能电池封装材料以及由它形成的胶膜。该封装胶膜拥有显著提高的体积电阻率，且对玻璃、背板等具有长久的粘结力。
一方面，本发明提供一种太阳能电池封装材料，所述封装材料包含以下组分：
A)66-99.5重量％的乙烯共聚物，
B)0.4-1重量％有机过氧化物，
C)0.1-3重量％烷氧基硅烷低聚物，以及
D)任选的0-30重量％的其他助剂；
其中各组分重量百分比的加和为100％；以及
其中所述烷氧基硅烷低聚物为烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物，其数均分子量为300-2000g/mol。
另一方面，本发明还提供一种由上述封装材料制备的太阳能电池封装胶膜。
另一方面，本发明提供一种制备上述太阳能电池封装胶膜的方法，所述方法包括将上述太阳能电池封装材料经过螺带式混料机充分混合，然后制成膜(例如使用螺杆挤出机挤出流延或压延成膜)，从而获得所述封装胶膜。
本发明的太阳能电池封装材料以及由它形成的胶膜具有快速固化的性能，还具有显著提高的体积电阻率，且与玻璃的粘结力在经受2000小时的湿热老化后衰减不超过50％。
附图说明
图1为实施例5中烷氧基硅烷低聚物的质谱图，其示出了不同聚合度的低聚物的分子量分布。
图2为本发明的一个具体实施例5和对比例1的胶膜的交联度曲线。其中上部的曲线为实施例5的交联度曲线，下部曲线为对比例1的交联度曲线。
具体实施方式
下面，通过实施例对本发明进行详细说明。实施例并不限于以下所揭示的内容，只要不脱离本发明要旨的情况下，可以变更为多种发明主题。
本发明提供一种太阳能电池封装材料，所述封装材料包含以下组分：
A)66-99.5重量％的乙烯共聚物，
B)0.4-1重量％有机过氧化物，
C)0.1-3重量％烷氧基硅烷低聚物，以及
D)任选的0-30重量％的其他助剂；
其中各组分重量百分比的加和为100％；以及
其中所述烷氧基硅烷低聚物为烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物，其数均分子量为300-2000g/mol。
所述烷氧基硅烷低聚物的数均分子量由电喷雾-飞行时间质谱仪(ESI-TOF-MS)测定。
优选地，组分B与组分C的重量百分比的比值为0.2-6，优选0.6-1.2，更优选为0.6-0.7，以及
组分A、B和C的重量百分比(例如90％以0.90计入算式)满足以下关系：
(lnB+lnC)/lnA＝200-1800，优选245-950，更优选410-665。
乙烯共聚物
所述的乙烯共聚物为一种或多种选自乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物的乙烯共聚物。所述EVA中醋酸乙烯酯(VA)含量为15-40重量％，优选为18-33重量％；熔融指数(MFR)为1-40g/10min,优选为4-35g/10min，更优选为6-30g/10min，其根据GB-T3682-2000测定。所述乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物中(甲基)丙烯酸酯的含量为15-40重量％，优选为18-33重量％；熔融指数为1-40g/10min,优选为5-35g/10min，更优选为10-30g/10min，其根据GB-T3682-2000测定。所述乙烯-α-烯烃共聚物由乙烯和一种或多种碳原子数为3-20个的α-烯烃在通过茂金属催化剂催化下聚合而制备。所述碳原子数为3-20个的α-烯烃优选为丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯。
优选地，所述乙烯-α-烯烃共聚物为乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-1-己烯共聚物。
更优选地，所述乙烯-α-烯烃共聚物中，α-烯烃的质量分数为10重量％-50重量％，优选为20重量％-40重量％；所述乙烯-α-烯烃共聚物的密度为0.86-0.89g/cm3，优选为0.865-0.88g/cm3，更优选为0.868-0.875g/cm3；所述乙烯-α-烯烃共聚物的熔融指数为1-30g/10min,优选为3-20g/10min，更优选为5-15g/10min，其根据GB-T3682-2000测定。
在所述封装材料中，乙烯共聚物的重量百分比为66-99.5重量％，优选76-99.0重量％，更优选87.6-98.5重量％，基于封装材料所含的组分的总重量计。
有机过氧化物
所述有机过氧化物为一种或多种选自过氧化二酰、二烷基过氧化物、过氧化酯、过氧化缩酮的过氧化物。优选地，所述有机过氧化物的1分钟半衰期温度为145℃-175℃，若1分钟半衰期温度超过175℃，则封装材料的固化速度慢，若1分钟半衰期温度低于145℃，则有存在封装材料在成型加工过程中出现凝胶的风险。这些有机过氧化物的实例为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔戊酯、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、过氧化异丁酸叔戊酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、4,4-双(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、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(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷。其中,优选为过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷。
在所述封装材料中，有机过氧化物的重量百分比为0.4-1重量％，优选0.5-0.6重量％，更优选0.58-0.6重量％，基于封装材料所含的组分的总重量计。
有机过氧化物与乙烯共聚物的重量比为0.1-1:100，优选为0.2-0.8:100，更优选为0.3-0.7:100。若有机过氧化物与乙烯共聚物的重量比超过1:100，则容易造成封装材料成型加工过程中出现凝胶，若有机过氧化物与乙烯共聚物的重量比低于0.1:100则会造成封装材料交联不充分。
烷氧基硅烷低聚物
所述烷氧基硅烷低聚物为烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物，其数均分子量为300-2000g/mol，优选为400-1500g/mol,更优选为500-1000g/mol。所述烷氧基硅烷低聚物的数均分子量由电喷雾-飞行时间质谱仪(ESI-TOF-MS)测定。
所述烷氧基硅烷低聚物通过使烷氧基硅烷发生水解缩合从而聚合或共聚得到，因此其可包含少量的未反应的烷氧基硅烷单体。其中未反应的烷氧基硅烷单体的含量不超过20重量％，基于烷氧基硅烷低聚物的总重量计。
本发明的一个实施方案中，烷氧基硅烷低聚物由以下式1通过水解缩合反应制备，
在式1中，R1为碳原子数为1-8的烷基，优选为甲基和乙基，更优选为乙基；R1还可任选地被甲氧基取代，优选为2-甲氧基乙氧基；其中R1各自可相同或不同；
Y为R1或-O-R1；
X为含有一个双键的基团，优选为乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰氧基，更优选为乙烯基，
或者X为碳原子数为3-20的烷基，可为直链或支链烷基，优选为丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基；
优选地，式1为乙烯基三乙氧基硅烷。
在一个实施方案中，烷氧基硅烷低聚物由其中X为含有一个双键的基团的式1制备。因此，在该实施方案中，由式1制得的烷氧基硅烷低聚物的聚合度Xn为2-20的自然数，优选Xn≤10。在本文的上下文中，聚合度Xn意指组成聚合物的结构单元数，即聚合物分子链上所含的单个结构单元的数目。考虑到交联的快速性，Xn优选为≥2；从合成的难易程度以及避免过早交联带来加工的困难性，Xn≤20，优选Xn≤10。
所得烷氧基硅烷低聚物的数均分子量为300-2000g/mol，优选为400-1500g/mol,更优选为500-1000g/mol；其中Xn为2-10的组分质量占比大于60重量％，Xn为2-7的组分质量占比大于50重量％。在低聚物中，X基团在过氧化物的引发下可以快速和乙烯共聚物基体发生交联反应，Xn值越大，X基团就越多，其交联的速度就越快。R1基团在高温层压下和玻璃、背板等基材发生化学缩合反应从而起到粘结的作用。
在另一个实施方案中，烷氧基硅烷低聚物由其中X为含有一个双键的基团和碳原子数为3-20的烷基的式1制备。所制得的烷氧基硅烷低聚物包括由X为含有一个双键的基团的结构单元组成的均聚物、由X为碳原子数为3-20的烷基的结构单元组成的均聚物以及由上述两种结构单元组成的共聚物，其中上述两种结构单元均来源于上文中定义的式1。
在所述实施方案中的烷氧基硅烷低聚物中，X为含有一个双键的基团的式1的结构单元数的比例为50％-95％，优选60％-90％，甚至优选70％-90％，基于式1的结构单元总数量计。来自其中X为含有一个双键的基团的式1的结构单元数的比例小于50％，则会引起乙烯共聚物交联速度变慢，与玻璃、背板等基材的粘结力变差等现象。
在所述实施方案中，所得烷氧基硅烷低聚物的数均分子量为300-2000g/mol，优选为400-1500g/mol,更优选为500-1000g/mol；其中聚合度Xn为2-10的组分质量占比大于60重量％，Xn为2-7的组分质量占比大于50重量％。所述烷氧基硅烷低聚物可为均聚物或共聚物。当所述烷氧基硅烷低聚物为共聚物时，其可为无规共聚物和嵌段共聚物。在无规共聚物的情况下，X为含有至少一个双键的基团的结构单元和X为碳原子数为3-20的烷基的结构单元交替；这种交替是随机的，例如，两个X为碳原子数为3-20的烷基的结构单元之后可为一个X为含有至少一个双键的基团的结构单元，其后接着为一个X为碳原子数为3-20的烷基的结构单元，然后是包含三个X为含有至少一个双键的基团的结构单元。在嵌段共聚物中，形成X为含有至少一个双键的基团的单元嵌段和X为含有至少一个双键的基团的单元嵌段，这两种单元嵌段可交替排列。在所述封装材料中，烷氧基硅烷低聚物的重量百分比为0.1-3重量％，优选0.49-0.98重量％，基于封装材料所含的组分的总重量计。
C)烷氧基硅烷低聚物与A)乙烯共聚物的质量比为0.1-3:100，优选为0.2-2:100，更优选为0.3-1.5:100，甚至更优选为0.4-1.3:100，最优选为0.5-1:100。如果所述烷氧基硅烷低聚物与乙烯共聚物的重量比低于0.1:100，则乙烯共聚物的交联速度慢，与玻璃和背板等基材的粘结力不足，体积电阻率提升不明显；若所述烷氧基硅烷低聚物与乙烯共聚物的重量比大于3:100，则乙烯共聚物在成型加工过程中有出现凝胶的现象。
优选地，组分B与组分C的重量百分比的比值为0.2-6，优选0.6-1.2，更优选为0.6-0.7，以及
组分A、B和C的重量百分比满足以下关系：
(lnB+lnC)/lnA＝200-1800，优选245-950，更优选410-662。
其他助剂
本发明的太阳能电池封装材料，除了包含乙烯共聚物、有机过氧化物、三烷氧基硅烷低聚物外，还任选地包含其他助剂，例如偶联剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、增塑剂、颜料或填料等。
所述偶联剂是一些增粘的小分子助剂，可使用本领域技术人员已知的用于此领域的化合物，用于进一步提高乙烯共聚物与玻璃、背板等基材的粘结力。其实例为例如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述助交联剂是能够增加乙烯共聚物的交联密度的小分子助剂，是本领域技术人员已知的。其实例为例如三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙酸酯、四羟甲基甲烷三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二羟甲基丙烷四丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇聚丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇聚甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯。优选三烯丙基异氰脲酸酯。
所述光稳定剂用来使耐候性提高，优选受阻胺系化合物。其实例为例如双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶与α-烯类单体聚合得到的接枝共聚物、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯。
所述抗氧剂用来使胶膜在挤出加工过程中以及高温环境长期使用的稳定性。抗氧剂优选为受阻酚系化合物和亚磷酸酯系化合物。例如，受阻酚系化合物的实例为2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基-双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇-四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、7-十八烷基-3-(4’-羟基-3’,5’-二-叔丁基苯基)丙酸酯、四-[亚甲基-3-(3’,5’-二-叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]甲烷；亚磷酸酯系化合物的实例为三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙基酯亚磷酸、四(2,4-二-叔丁基苯基)[1,1-连苯基]-4,4’-二基双亚磷酸酯和双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述紫外光吸收剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
所述的颜料或填料可由以下物质中的一种或者多种按照任意比例混合而成：二氧化钛、氧化锌、中空玻璃珠、三氧化二铝、掺铝氧化锌、氧化铟锡、氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑、铜铬黑、群青蓝、靛蓝和铁红。
优选地，本发明的太阳能电池封装材料，除了包含乙烯共聚物、有机过氧化物、烷氧基硅烷低聚物外，还任选地包含0-1重量份的偶联剂、0-1重量份的助交联剂、0-3重量份的光稳定剂、0-2重量份的抗氧剂、0-2重量份的紫外线吸收剂、0-3重量份的增塑剂、0-40重量份的颜料或填料，各自相对于100质量份的乙烯共聚物计。
在所述封装材料中，其他助剂的重量百分比为0-30重量％。另外，所述封装材料可不含其他助剂。
所述封装材料的硫化达到平衡扭矩值10％的时间(TC10)为40-110秒，优选70-95秒，更优选85-91秒；硫化达到平衡扭矩值50％的时间(TC50)为180-290秒，优选200-290秒，更优选250-290秒。其在硫化温度145℃下测定。
本发明还提供一种由上述封装材料制备的太阳能电池封装胶膜。
本发明的太阳能电池封装胶膜的厚度为0.3-0.8mm。
本发明还提供一种包含本发明的封装胶膜的太阳能电池组件，其由玻璃、本发明的封装胶膜、太阳能电池板、本发明的封装胶膜以及背板依次排列后层压制备。
为降低膜的流动性或填料的溢出性，本发明形成的胶膜还可通过微波交联、电子束辐射交联或热交联的方式进行预处理，使得在基体树脂之间形成局部交联结构，从而达到限制膜流动性或填料溢出的目的。
实施例
实施例1
将1摩尔的乙烯基三乙氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为2的水0.75摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应，总共反应5小时，反应结束后将产生的乙醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物。其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为70重量％，数均分子量为688g/mol。
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量为38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.4重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例2
将1摩尔的乙烯基三乙氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为1.5的水0.7摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将产生的乙醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物。其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为80重量％，数均分子量为528g/mol。
将100重量份乙烯-丁烯共聚物(MFR：14g/10min；丁烯含量28重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、3重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例3
将1摩尔的乙烯基三甲氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为1的水0.6摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将产生的甲醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物。其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为75重量％，数均分子量为440g/mol。
将100重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物(MFR：25g/10min；VA含量28重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.5重量份上述制得的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例4
将1摩尔的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为2.5的水0.75摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将产生的甲醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷低聚物。其中聚合度Xn为2-7的组分之和质量占比为75重量％，数均分子量量为804g/mol。
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9重量份上述制得的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷低聚物经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例5
将0.8摩尔的乙烯基三乙氧基硅烷单体和0.2摩尔的丙基三乙氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为0.5的水0.75摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将产生的乙醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚混合物。所述乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、丙基三乙氧基硅烷均聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物组成，其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为80重量％，数均分子量为688g/mol。
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例6
将0.7摩尔的乙烯基三乙氧基硅烷单体和0.3摩尔的丙基三乙氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为0的水0.75摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将生产的乙醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物。所述乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、丙基三乙氧基硅烷均聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物组成，其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为80重量％，数均分子量为678g/mol。
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物、0.6重量份三烯丙基异氰尿酸酯经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例7
将0.9摩尔的乙烯基三乙氧基硅烷单体和0.1摩尔的辛基三乙氧基硅烷单体置于1L的反应釜中，缓慢滴加PH值为2的水0.8摩尔，均匀搅拌，待水加完后，将温度升高至50℃，继续反应。总共反应5小时。反应结束后将生产的乙醇经过旋转蒸发仪除去，剩下的产物即为所需的乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物混合物。所述乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物的混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、辛基三乙氧基硅烷均聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物组成，其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比为80重量％，数均分子量为623g/mol。
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物混合物、0.6重量份三烯丙基异氰尿酸酯、0.2重量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺套温度按照区间2至区间10逐渐递增，从50℃升到80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
对比例1
将100重量份乙烯-辛烯共聚物(MFR：5g/10min；辛烯含量38重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9重量份三烯丙基异氰尿酸酯、0.3重量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺杆温度设定50-80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
对比例2
将100重量份乙烯-醋酸乙烯共聚物(MFR：25g/10min；VA含量28重量％)、0.6重量份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.6重量份三烯丙基异氰尿酸酯、0.2重量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷经过螺带式混料机充分混合均匀后通过带有T型模头单螺杆挤出机挤出成膜，螺杆温度设定50-80℃，模头温度设定为100℃，胶膜经过压花棍压花后冷却收卷，得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
实施例和对比例的各组分配料比如表1所示。
表1实施例和对比例的配料比
应用实施例--封装胶膜性能的评估
1.交联速度
取3g封装胶膜使用购自优肯科技股重量份有限公司的UR-2010SD型号无转子硫化仪测试封装胶膜的硫化达到平衡扭矩值10％的时间(TC10，单位秒(s))和硫化达到平衡扭矩值50％的时间(TC50，单位s)，精确到1秒，测试温度145℃。
2.交联度
采用二甲苯加热萃取的方法测试。未经二甲苯溶解的质量与初始质量的比值即为交联度。取三个样品的算术平均值作为胶膜的交联度，单位％。并得到交联度与层压时间的关系图，如附图2所示。层压温度145℃。
3.体积电阻率
将封装胶膜按145℃、18分钟的层压条件层压，层压后厚度0.5mm。将层压后的样品裁切成8cm*8cm的尺寸，放置在25℃、50％相对湿度的环境下24小时。根据IEC62788-1-2的标准，采用KEITHLEY 6517B高阻仪测试样品在1000V、60分钟的极化时间下体积电阻率。取三个样品的算术平均值作为胶膜的体积电阻率。
4.粘结力
按照300mm×150mm的玻璃/胶膜(两层)/柔性背板依次叠好放入真空层压机中，按照145℃、18分钟的层压工艺进行层压，得到层压件。
在宽度方向上每隔5mm将柔性背板/胶膜切割成10mm±0.5mm的试样用于测试胶膜与玻璃之间的粘结力。按照GB/T 2790-1995的试验方法，以100mm/min±10mm/min的拉伸速度在拉力试验机上测试胶膜与玻璃之间的剥离力，取三个试验的算术平均值作为胶膜的剥离力，精确到0.1N/cm。样件放入高温高湿老化箱(85℃，85％相对湿度)老化后即可测试老化后的粘结力。
评价结果如下表2所示。
表2：实施例和比较例的评价结果
注：DH 0表示直接受热0小时；
DH500表示直接受热500小时；
DH1000表示直接受热1000小时；
DH1500表示直接受热1500小时；以及
DH2000表示直接受热2000小时。
从上表2中可以看出，本发明的太阳能电池封装胶膜，不仅具有快速的固化能力，而且体积电阻率显著提高，且与玻璃等基材具有长久的粘结力。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种太阳能电池封装材料，所述封装材料包含以下组分：
A)66-99.5重量％的乙烯共聚物，
B)0.4-1重量％的有机过氧化物，
C)0.1-3重量％的烷氧基硅烷低聚物，以及
D)任选的0-30重量％的其他助剂；
其中各组分重量百分比的加和为100％；以及
其中所述烷氧基硅烷低聚物为烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物，其数均分子量为300-2000g/mol，其中聚合度Xn为2-7的组分质量占比大于50重量％；以及
其中所述烷氧基硅烷低聚物由式1制备，
其中，R1各自为相同或不同的碳原子数为1-8个的烷基，R1任选地被甲氧基取代；Y为R1或-O-R1；基团X为含有一个双键的基团或为碳原子数为3-20的烷基。
2.根据权利要求1所述的封装材料，其中组分B与组分C的重量百分比的比值为0.2-6，以及
组分A、B和C的重量百分比满足以下关系：
(lnB+lnC)/lnA＝200-1800。
3.根据权利要求1或2所述的封装材料，其中所述有机过氧化物为一种或多种选自过氧化二酰、二烷基过氧化物、过氧化酯、过氧化缩酮的过氧化物。
4.根据权利要求1所述的封装材料，其中所述烷氧基硅烷低聚物由其中X为含有一个双键的基团的式1制备，其聚合度Xn为2-20的自然数。
5.根据权利要求1所述的封装材料，其中所述烷氧基硅烷低聚物由其中X为含有一个双键的基团和碳原子数为3-20的烷基的式1制备，其包括由X为含有一个双键的基团的结构单元组成的均聚物、由X为碳原子数为3-20的烷基的结构单元组成的均聚物以及由上述两种结构单元组成的共聚物。
6.根据权利要求5所述的封装材料，其中在所述烷氧基硅烷低聚物中X为含有一个双键的基团的式1的结构单元数的比例为50％-95％，基于式1的结构单元总数量计。
7.根据权利要求1或2所述的封装材料，其中其他助剂为偶联剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂、增塑剂、颜料或填料。
8.根据权利要求7所述的封装材料，其中其他助剂为偶联剂。
9.根据权利要求8所述的封装材料，其中偶联剂为γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
10.根据权利要求7所述的封装材料，其中光稳定剂为紫外线吸收剂。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的封装材料，其中所述封装材料的硫化达到平衡扭矩值10％的时间为40-110秒，硫化达到平衡扭矩值50％的时间为180-290秒。
12.一种由权利要求1-11中任一项所述的封装材料制备的太阳能电池封装胶膜。
13.一种包含权利要求12的封装胶膜的太阳能电池组件，其由玻璃、权利要求12的封装胶膜、太阳能电池板、权利要求12的封装胶膜以及背板依次排列后层压制备。
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