CN112812703A - 一种抗力学冲击的光伏胶膜、制备工艺及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

一种抗力学冲击的光伏胶膜，包括韧性高分子层，镶嵌在所述韧性高分子层内的加强骨架。按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜与现有技术相比具有如下优点：本发明通过在光伏胶膜中韧性高分子层内镶嵌加强骨架，使得该光伏胶膜在生产成型后为刚性的，并且连续的能够收卷的胶膜材料，生产、加工、运输都非常方便；加强骨架与韧性高分子层的这种结构类似于钢筋混凝土结构，用在光伏组件时，能够有效提高光伏组件的抗力学冲击性能，大大减小如冰雹、其他硬质物，撞击光伏组件时对其造成的损坏。

Description

一种抗力学冲击的光伏胶膜、制备工艺及光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏组件领域，尤其涉及一种抗力学冲击的光伏胶膜、制备工艺及光伏组件。
背景技术
随着人们环保意识的日益提升，以及众多国家对于化石能源燃烧气体排放限制政策的实施，使得以太阳能发电为代表的可再生能源发展迅速，尤其是近年来光伏行业在我国的迅猛发展，使得太阳能发电越来越为大众所熟知，目前，太阳能发电已经进入到平价上网年代。
常见的以晶硅太阳能电池作为发电核心的光伏组件的基本单元从上至下一次包括玻璃前板、光伏胶膜、太阳能晶硅电池、光伏胶膜、以及太阳能电池背膜五部分经高温层压而成的类三明治结构；这种太阳能光伏组件为了保证其本身强度和户外安全，通常会使用一块厚度相对较厚(约3.2mm)的钢化玻璃作为前板，而钢化玻璃相对较重，这样就使得光伏组件重量剧增，限制了其在屋顶分布式和其他民用场景下的使用。同时，从市场信息了解到，西欧和北欧国家的劳工保护法律较完善，法律对于光伏组件安装工人规定单人手持组件重量不能超过23公斤，当前大多数的大版型光伏组件的重量都超过了23公斤。因此，降低光伏组件重量势在必行。
为了降低光伏组件的重量，一种可行的技术路线是将前板玻璃减薄，同时使用重量相对较轻的小型金属边框，但这种技术方案带来了新的问题，即光伏组件的雪载和风载测试不能达到设计规范，即该种光伏组件的机械强度较差，同时，由于将前板玻璃减薄该种光伏组件的抗力学冲击的性能也大大下降，如冰雹、大风天气刮起的杂物如树枝、其他硬质物，撞击在光伏组价上时很容易将减薄的前板玻璃、背板击损，因此如何提高轻质光伏组件的抗力学冲击性能是普及轻质光伏组件的重要前提。
如中国专利号201611215902.2的发明专利，公告日为2018年03月07日，公开的一种彩色光伏组件，所述的彩色光伏组件包括层压结构，所述的层压结构采用层压工艺制备而成，所述的层压结构由第一封装部、第一光伏胶膜层、太阳能晶硅电池片和第二封装部层压而成，所述的第一封装部包括透明薄膜层，所述的透明薄膜层由彩色热塑性高分子聚合物制备而成，所述的彩色热塑性高分子聚合物的相对分子质量大于20000；所述的第二封装部包括封装层，其中，所述的封装层由30-50重量份纤维布和50-70重量份封装粉末涂料制备而成，所述的封装粉末涂料均匀地涂覆在所述的纤维布上。该技术方案中，封装层采用纤维布和封装粉末涂料制备而成，用在光伏组件时有助于提高光伏组件的抗冲击性能，但是该封装层的制备只能在再光伏组件的层压工序中完成，不能单独生产，导致该种光伏组件生产时工序多，工艺复杂，存在合格率低等缺陷。
又如中国专利号201480056482.0的发明专利，公告日为2016年6月01日，公开的光伏板以及用于制造光伏板的方法，一种具有至少一个太阳能电池的光伏板，所述至少一个太阳能电池至少在面朝光线的一侧以及背离光线的相对侧上覆盖有透明复合材料，所述复合材料是基于含环氧基团的丙烯酸酯的塑料，并且用玻璃纤维加强，所述光伏板通过包括以下步骤的制造方法获得：在玻璃纤维的第一织物上施加粉末状的含环氧基团丙烯酸酯并且对所述第一织物进行回火；在已回火的所述第一织物上，放置至少一个太阳能电池和与所述太阳能电池相连的电气支路以及连接多个太阳能电池的可能的连接线；在所述至少一个太阳能电池、所述支路和所述可能的连接线上放置玻璃纤维的第二织物；在所述第二织物上施加粉末状的含环氧基团丙烯酸酯并且对所述第二织物进行回火；以及对整个结构进行层压。同样该技术方案中，透明复合材料层采用纤维布和封装粉末涂料制备而成，用在光伏组件中虽然有助于提高光伏组件的抗冲击性能，但是该透明复合材料层的制备只能在光伏组件的层压工序中完成，不能单独生产，导致该种光伏组件生产时工序多，工艺复杂，存在合格率低等缺陷。
光伏胶膜是太阳能光伏技术产业中的重要材料，起到封装光伏组件的作用。由于目前光伏组件日益向轻薄化、柔性化方向发展，原来作为光伏组件中重要的强度支撑部件光伏玻璃逐渐减薄甚至需要被替代，这就要求光伏胶膜增强机械力学性能，同时起到抗力学冲击的功能；如能够将该种具有抗力学冲击性能的光伏胶膜直接生产为与现有技术中的EVA光伏胶膜同样状态的卷材，在与光伏组件层压时，只需裁出所需的尺寸即可，使得抗力学冲击的光伏组件的生产效率，以及合格率大大提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种抗力学冲击性能优良，并且与光伏组件压制成型之前能够收卷存放、运输的抗力学冲击的光伏胶膜、及其制备工艺以及使用该光伏胶膜的光伏组件。
按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜采用的主要技术方案为：包括韧性高分子层，镶嵌在所述韧性高分子层内的加强骨架。
发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜还采用如下附属技术方案：
所述加强骨架为纤维布或纤维网。
所述抗力学冲击的光伏胶膜为可卷曲的连续的膜材料。
所述抗力学增强的光伏胶膜的总厚度为310-1050μm。
所述加强骨架的体积占所述韧性高分子层总体积的5％-50％。
所述韧性高分子层包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比0％～45％；
热熔热固型树脂体系20-95％；
玻璃纤维0％～5％。
所述弹性体树脂体系包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂95-99％；
抗氧剂含量为0.05％～5％；
交联剂含量为0.25％～5％；
硅烷偶联剂含量为0％～4％。
所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(ESBS)、聚丁二烯橡胶、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或几种任意配比的混合。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；
所述主抗氧基为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
所述辅抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；
所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；
所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合。
所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的任意一种或几种任意配比的混合。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：小分子增塑剂占比1-8％；以下热熔型环氧树脂、热熔型不饱和聚酯树脂、端羟基热熔型聚酯树脂、端羧基热熔型聚酯树脂、热熔型环氧改性丙烯酸树脂、热熔型丙烯酸树脂中的任意一种或多种任意配比的混合料占比92％-99％。
所述热熔热固型树脂体系包括小分子增塑剂1-8％与以下：
热熔型环氧树脂70％～98％，有机二羧酸2％～30％；
热熔型不饱和聚酯树脂70％～95％，交联剂5％～30％；
端羟基热熔型聚酯树脂70％～95％，异氰酸酯固化剂5％～30％；
端羧基热熔型聚酯树脂70％～95％，环氧固化剂0％～30％，异氰酸酯固化剂0％～30％；
热熔型环氧改性丙烯酸树脂70％～99％，有机二羧酸1％～30％；
热熔型丙烯酸树脂80％～95％，环氧固化剂0％～20％，异氰酸酯固化剂0％～20％；中的任意一体系或多个体系混合。
所述小分子增塑剂包括邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二价酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
所述有机二羧酸包括马来酸酐、马来酸、富马酸，丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸中的任意一种或几种任意配比的混合；
所述异氰酸酯固化剂是指包含多个异氰酸酯基团的有机化合物，包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯及其三聚体、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体；
所述环氧固化剂是指包含多个环氧基团的有机化合物，包括但不限于2,2'-[[2,2-双[(氧杂环丙基甲氧基)甲基]-1,3-亚丙基]双(氧亚甲基)]双-环氧乙烷、1,4-丁二醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚；
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合；
所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1将韧性高分子层的原材料充分混合后密炼塑化；采用挤出流延工艺生产，流延出的韧性高分子层；
S2在步骤S1流延的过程中韧性高分子层的一侧与加强骨架复合，加强骨架的一侧被韧性高分子层渗透、浸润；收卷得到韧性高分子层和加强骨架复合在一起的半成品；
S3重复步骤S1的原材料和工艺，再次采用挤出流延工艺生产，挤出韧性高分子层，与步骤S2中的半成品中的外露加强骨架的另一侧复合，加强骨架的另一侧被韧性高分子层渗透、浸润；
S4待步骤S3中的韧性高分子材料冷却后，得到抗力学冲击的光伏胶膜，收卷。
按照发明提供的光伏组件采用的主要技术方案为：所述光伏组件从上之下依次包括前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板；通过将所述前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板进行高温高压真空热压成型，形成所述光伏组件，所述第一光伏胶膜和/或所述第二光伏胶膜包括韧性高分子层，镶嵌在所述韧性高分子层内的加强骨架。
按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜与现有技术相比具有如下优点：本发明中镶嵌在韧性高分子层内的加强骨架，对光伏胶膜起到的了一定的支撑作用，使得该光伏胶膜在生产成型后为刚性的胶膜材料，但是具有满足收卷的柔韧度，生产、加工、运输都非常方便；该光伏胶膜用于光伏组件时，与光伏组件中的其他部件通过高温高压热压成型后，韧性高分子层的硬度会较之前大大增加，加强骨架与韧性高分子层的这种结构类似于钢筋混凝土结构；韧性高分子层局部收到冲击时，内部的加强骨架会将局部受到的冲击力向周边扩散，从而减少单位面积内的压力，减小冲击力对韧性高分子层的破坏强度，从而有效保护了与该光伏胶膜接触的晶硅电池片；用在光伏组件时，能够有效提高光伏组件的抗力学冲击性能，大大减小了自然灾害如冰雹、大风天气刮起的杂物如树枝、其他硬质物，撞击光伏组件时对其造成的损坏，有效延长了光伏组件的使用寿命，尤其适用于轻薄化、柔性化的光伏组件。
按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺与现有技术相比具有如下优点：本发明中的光伏胶膜采用在加强骨架两侧流延韧性高分子材料，形成内部镶嵌有加强骨架的韧性高分子层，使得产品可以直接生产为可收卷的连续的膜材料，生产、运输、以及后期作为光伏组件的光伏胶膜使用均非常方便；与现有技术中的轻薄化、柔性化的光伏组件为了提高自身机械强度需要在光伏组件热压成型的步骤中，加入一块裁剪好的纤维布来提高光伏组件的机械强度相比，本发明直接将玻璃纤维布加工到光伏胶膜中，直接就可以判断该玻璃纤维布与光伏胶膜的融合是否合格，不合格的部分可以直接裁掉；而现有技术中只有将纤维布与光伏组件热压成型后才能检测下纤维布与封装材料的融合度是否合格，若纤维布与封装材料的融合存在瑕疵，则导致整个光伏组件废弃，因此，本发明中的光伏胶膜与现有技术相比，能够减少光伏组件的加工工序，同时有助于降低产品的生产成本，提高产品的加工效率、合格率。
按照发明提供的光伏组件与现有技术相比具有如下优点：光伏组件使用上述抗力学冲击的光伏胶膜，能够大大提高光伏组件的抗力学冲击性能、机械强度，减少了光伏组件非正常损耗导致的损坏，间接延长了光伏组件的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，按照发明提供的抗力学冲击的光伏胶膜实施例，包括韧性高分子层1，镶嵌在所述韧性高分子层1内的加强骨架2。本发明中镶嵌在韧性高分子层1内的加强骨架2，对光伏胶膜起到的了一定的支撑作用，使得该光伏胶膜在生产成型后为刚性的胶膜材料，但是具有满足收卷的柔韧度，生产、加工、运输都非常方便；该光伏胶膜用于光伏组件时，与光伏组件中的其他部件通过高温高压热压成型后，韧性高分子层1的硬度会较之前大大增加，加强骨架2与韧性高分子层1的这种结构类似于钢筋混凝土结构，韧性高分子层1局部收到冲击时，内部的加强骨架2会将局部受到的冲击力向周边扩散，从而减少单位面积内的压力，减小冲击力对韧性高分子层1的破坏力度，从而有效保护了与该胶膜接触的晶硅电池片；用在光伏组件时，能够有效提高光伏组件的抗力学冲击性能，大大减小了自然灾害如冰雹、大风天气刮起的杂物如树枝、其他硬质物，撞击光伏组件时对其造成的损坏，有效延长了光伏组件的使用寿命，尤其适用于轻薄化、柔性化的光伏组件。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述加强骨架2为纤维布或纤维网。优选采用纤维布作为加强骨架2，本实施例中的纤维布为玻璃纤维布。玻璃纤维布强度高、具有良好的机械特性，同时具有高绝缘性能、防紫外线、防静电耐化学腐蚀，能耐强酸、强碱、王水及各种有机溶剂的腐蚀，有助于提高封装胶膜的使用寿命。具体使用时，可以根据抗冲击力度的需要，以及透光度等因素去选择适当厚度规格、孔隙规格的玻璃纤维布。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述抗力学冲击的光伏胶膜为可卷曲的连续的膜材料。本发明中的光伏胶膜采用在韧性高分子层1内镶嵌加强骨架2，使得产品可以直接生产为可收卷的连续的膜材料，生产、运输、以及后期作为光伏组件的封装胶膜使用均非常方便；与现有技术中的轻薄化、柔性化的光伏组件为了提高自身机械强度需要在光伏组件热压成型的步骤中，加入一块裁剪好的纤维布来提高光伏组件的机械强度相比，本发明直接将玻璃纤维布加工到封装胶膜中，直接就可以判断该玻璃纤维布与封装胶膜的融合是否合格，不合格的部分可以直接裁掉；而现有技术中只有将纤维布与光伏组件热压成型后才能检测下纤维布与封装材料的融合度是否合格，若纤维布与封装材料的融合存在瑕疵，则导致整个光伏组件废弃，因此，本发明中的光伏胶膜与现有技术相比，能够减少光伏组件的加工工序，同时有助于降低产品的生产成本，提高产品的加工效率、合格率。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述抗力学增强的光伏胶膜的总厚度为300-1000μm。既能使加强骨架2镶嵌在韧性高分子层1中，保证热压成型后具有良好的机械强度及抗力学冲击性能，又能使光伏胶膜产出后为可卷曲的连续的膜材料。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述加强骨架2的体积占所述韧性高分子层1总体积的5％-50％。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述韧性高分子层1包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比0％～45％；
热熔热固型树脂体系20-95％；
玻璃纤维0％～5％。
韧性高分子层1包括了热固性的坚韧树脂和弹性体的混合体。
在韧性高分子层1中设置弹性体树脂体系，使得韧性高分子层1中的弹性树脂体系能够很好的与光伏组件中的玻璃、晶硅电池片、光伏背板粘结在一起。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述弹性体树脂体系包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂95-99％；
抗氧剂含量为0.05％～5％；
交联剂含量为0.25％～5％；
硅烷偶联剂含量为0％～4％。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(ESBS)、聚丁二烯橡胶、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或几种任意配比的混合。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；
所述主抗氧基为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
所述辅抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
优选为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；
所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；
所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的任意一种或几种任意配比的混合。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：小分子增塑剂占比1-8％；以下热熔型环氧树脂、热熔型不饱和聚酯树脂、端羟基热熔型聚酯树脂、端羧基热熔型聚酯树脂、热熔型环氧改性丙烯酸树脂、热熔型丙烯酸树脂中的任意一种或多种任意配比的混合料占比92％-99％。上述热熔热固型树脂体系的软化点在50-130℃。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述热熔热固型树脂体系包括小分子增塑剂1-8％与以下：
热熔型环氧树脂70％～98％，有机二羧酸2％～30％；
热熔型不饱和聚酯树脂70％～95％，交联剂5％～30％；
端羟基热熔型聚酯树脂70％～95％，异氰酸酯固化剂5％～30％；
端羧基热熔型聚酯树脂70％～95％，环氧固化剂0％～30％，异氰酸酯固化剂0％～30％；
热熔型环氧改性丙烯酸树脂70％～99％，有机二羧酸1％～30％；
热熔型丙烯酸树脂80％～95％，环氧固化剂0％～20％，异氰酸酯固化剂0％～20％；中的任意一体系或多个体系任意配比的混合。小分子增塑剂的添加保证本发明中的抗力学的光伏胶膜没有外侧弹性体层的保护，也能满足收卷而不碎裂的情况，与现有技术相比在胶膜的厚度能够大大降低，同时节约了生产成本，缩短了生产工序，提高了产品的生产效率。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述小分子增塑剂包括邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二价酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
参见图1，根据发明上述的实施例，所述有机二羧酸包括马来酸酐、马来酸、富马酸，丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸中的任意一种或几种任意配比的混合；
所述异氰酸酯固化剂是指包含多个异氰酸酯基团的有机化合物，包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯及其三聚体、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体；
所述环氧固化剂是指包含多个环氧基团的有机化合物，包括但不限于2,2'-[[2,2-双[(氧杂环丙基甲氧基)甲基]-1,3-亚丙基]双(氧亚甲基)]双-环氧乙烷、1,4-丁二醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚；
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合；
所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
本发明给出的制备上述实施例的一种抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1将韧性高分子层1的原材料充分混合后密炼塑化；采用挤出流延工艺生产，流延出的韧性高分子层1；
S2在步骤S1流延的过程中韧性高分子层1的一侧与加强骨架2复合，加强骨架2的一侧被韧性高分子层1渗透、浸润；收卷得到韧性高分子层1和加强骨架2复合在一起的半成品；
S3重复步骤S1的原材料和工艺，再次采用挤出流延工艺生产，挤出韧性高分子层1，与步骤S2中的半成品中的外露加强骨架2的另一侧复合，加强骨架2的另一侧被韧性高分子层1渗透、浸润；
S4待步骤S3中的韧性高分子材料冷却后，得到抗力学冲击的光伏胶膜，收卷。
韧性高分子层1采用挤出流延工艺生产，保证了韧性高分子层1加强骨架2的交融度，使得韧性高分子材料能够完全浸透加强骨架2的缝隙，保证了抗力学冲击的光伏胶膜的刚性及柔韧性。
经过上述加工工艺完成抗力学冲击的封装胶膜的加工，这种抗力学冲击的封装胶膜可以作为成品销售，并用于光伏组件。
下面将以具体的实施例对本发明的抗力学冲击的光伏胶膜进行详细地说明。
实施例一
韧性高分子层采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比20％；
热熔热固型树脂体系79％；
玻璃纤维1％。
其中，弹性体树脂体系采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂95％；
抗氧剂含量为1％；
交联剂含量为2％；
硅烷偶联剂含量为2％。
所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃弹性体(POE)按照1:1的混合料。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的混合料；其中，
主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
辅抗氧剂三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂按照1:1的混合料；其中，
交联固化剂为偶氮化合物；
助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：
邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯8％，热熔型环氧树脂和热熔型不饱和聚酯树脂按照1:2的混合料92％；
其中，热熔型环氧树脂98％，有机二羧酸2％；热熔型不饱和聚酯树脂95％，交联剂5％；
所述有机二羧酸采用马来酸酐；
所述交联剂采用偶氮化合物和三烯丙基异氰脲酸酯按照1:1的混合料。
按照上述抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，制得总厚度为800μm的抗力学冲击的光伏胶膜，所述玻璃纤维布的体积占所述韧性高分子层总体积的30％。
实施例二
韧性高分子层采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比40％；
热熔热固型树脂体系60％；
玻璃纤维0％。
其中，弹性体树脂体系采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂98％；
抗氧剂含量为1％；
交联剂含量为0.5％；
硅烷偶联剂含量为0.5％。
所述弹性体树脂包括聚丁二烯橡胶和聚醋酸乙烯酯按照1:1的混合料。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的混合料；其中，
主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
辅抗氧剂三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂按照1:1的混合料；其中，
交联固化剂为过氧化异丙苯；
助交联剂为二甲基丙烯酸二乙二醇酯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：
邻苯二价酸二丁酯6％，热熔型环氧树脂和热熔型不饱和聚酯树脂按照1:2的混合料94％；
其中，端羟基热熔型聚酯树脂90％，异氰酸酯固化剂10％；热熔型不饱和聚酯树脂95％，交联剂5％；
所述异氰酸酯固化剂采用六亚甲基二异氰酸酯；
所述交联剂采用偶氮化合物和三烯丙基异氰脲酸酯按照1:1的混合料。
按照上述抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，制得总厚度为700μm的抗力学冲击的光伏胶膜，所述玻璃纤维布的体积占所述韧性高分子层总体积的20％。
实施例三
韧性高分子层采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比30％；
热熔热固型树脂体系69％；
玻璃纤维1％。
其中，弹性体树脂体系采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂96％；
抗氧剂含量为2％；
交联剂含量为2％；
所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚醋酸乙烯酯按照1:1的混合料。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的混合料；其中，
主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
辅抗氧剂三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂按照1:1的混合料；其中，
交联固化剂为偶氮化合物；
助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：
邻苯二甲酸二乙酯4％，热熔型环氧树脂和热熔型不饱和聚酯树脂按照1:2的混合料96％；
其中，热熔型环氧树脂98％，有机二羧酸2％；端羟基热熔型聚酯树脂80％，异氰酸酯固化剂20％；
所述有机二羧酸采用马来酸酐；
所述异氰酸酯固化剂采用六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体。
按照上述抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，制得总厚度为600μm的抗力学冲击的光伏胶膜，所述玻璃纤维布的体积占所述韧性高分子层总体积的15％。
实施例四
韧性高分子层采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比5％；
热熔热固型树脂体系93％；
玻璃纤维2％。
其中，弹性体树脂体系采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂98％；
抗氧剂含量为1％；
交联剂含量为0.5％；
硅烷偶联剂含量为0.5％。
所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃弹性体(POE)按照1:1的混合料。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的混合料；其中，
主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
辅抗氧剂三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂按照1:1的混合料；其中，
交联固化剂为偶氮化合物；
助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：
邻苯二甲酸二乙酯1％，热熔型环氧树脂和热熔型不饱和聚酯树脂按照1:2的混合料99％；
其中，热熔型环氧树脂98％，有机二羧酸2％；热熔型不饱和聚酯树脂95％，交联剂5％；
所述有机二羧酸采用马来酸酐；
所述交联剂采用偶氮化合物和三烯丙基异氰脲酸酯按照1:1的混合料。
按照上述抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，制得总厚度为500μm的抗力学冲击的光伏胶膜，所述玻璃纤维布的体积占所述韧性高分子层总体积的5％。
实施例五
韧性高分子层采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比25％；
热熔热固型树脂体系74％；
玻璃纤维1％。
其中，弹性体树脂体系采用以下重量百分比的原料：
弹性体树脂95％；
抗氧剂含量为1％；
交联剂含量为2％；
硅烷偶联剂含量为2％。
所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃弹性体(POE)按照1:1的混合料。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂按照1:1的混合料；其中，
主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
辅抗氧剂三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂按照1:1的混合料；其中，
交联固化剂为偶氮化合物；
助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：
邻苯二价酸二丁酯3％，热熔型环氧树脂和热熔型不饱和聚酯树脂按照1:2的混合料97％；
其中，热熔型环氧树脂98％，有机二羧酸2％；热熔型不饱和聚酯树脂95％，交联剂5％；
所述有机二羧酸采用马来酸酐；
所述交联剂采用偶氮化合物和三烯丙基异氰脲酸酯按照1:1的混合料。
按照上述抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，制得总厚度为400μm的抗力学冲击的光伏胶膜，所述玻璃纤维布的体积占所述韧性高分子层总体积的18％。
下表1为不同实施例性能测试
Figure BDA0002881926300000171
表1
按照发明提供的光伏组件实施例，所述光伏组件从上之下依次包括前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板；通过将所述前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板进行高温高压真空热压成型，形成所述光伏组件，上述前板玻璃、晶硅电池片、光伏背板均为现有技术中较为成熟的技术，此处不再详细赘述，所述第一光伏胶膜和所述第二光伏胶膜为上述实施例中所述的抗力学冲击的光伏胶膜。光伏组件使用上述抗力学冲击的光伏胶膜，能够大大提高光伏组件的机械强度、抗力学冲击性能，减少了光伏组件非正常损耗导致的损坏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (18)

1.一种抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：包括韧性高分子层，镶嵌在所述韧性高分子层内的加强骨架。
2.根据权利要求1所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述加强骨架为纤维布或纤维网。
3.根据权利要求1所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述抗力学冲击的光伏胶膜为可卷曲的连续的膜材料。
4.根据权利要求1所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述抗力学增强的光伏胶膜的总厚度为310-1050μm。
5.根据权利要求1所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述加强骨架的体积占所述韧性高分子层总体积的5％-50％。
6.根据权利要求1所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述韧性高分子层包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂体系占比0％～45％；
热熔热固型树脂体系20-95％；
玻璃纤维0％～5％。
7.根据权利要求6所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述弹性体树脂体系包括以下重量百分比的原料：
弹性体树脂95-99％；
抗氧剂含量为0.05％～5％；
交联剂含量为0.25％～5％；
硅烷偶联剂含量为0％～4％。
8.根据权利要求7所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述弹性体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(ESBS)、聚丁二烯橡胶、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或几种任意配比的混合。
9.根据权利要求7所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；
所述主抗氧基为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；
所述辅抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
10.根据权利要求7所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；
所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；
所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合。
11.根据权利要求10所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
12.根据权利要求7所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的任意一种或几种任意配比的混合。
13.根据权利要求6所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述热熔热固型树脂体系包括以下重量百分比的原料：小分子增塑剂占比1-8％；以下热熔型环氧树脂、热熔型不饱和聚酯树脂、端羟基热熔型聚酯树脂、端羧基热熔型聚酯树脂、热熔型环氧改性丙烯酸树脂、热熔型丙烯酸树脂中的任意一种或多种任意配比的混合料占比92％-99％。
14.根据权利要求13所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述热熔热固型树脂体系包括小分子增塑剂1-8％与以下：
热熔型环氧树脂70％～98％，有机二羧酸2％～30％；
热熔型不饱和聚酯树脂70％～95％，交联剂5％～30％；
端羟基热熔型聚酯树脂70％～95％，异氰酸酯固化剂5％～30％；
端羧基热熔型聚酯树脂70％～95％，环氧固化剂0％～30％，异氰酸酯固化剂0％～30％；
热熔型环氧改性丙烯酸树脂70％～99％，有机二羧酸1％～30％；
热熔型丙烯酸树脂80％～95％，环氧固化剂0％～20％，异氰酸酯固化剂0％～20％；中的任意一体系或多个体系任意配比的混合。
15.根据权利要求13所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：所述小分子增塑剂包括邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二价酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
16.根据权利要求14所述的抗力学冲击的光伏胶膜，其特征在于：
所述有机二羧酸包括马来酸酐、马来酸、富马酸，丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸中的任意一种或几种任意配比的混合；
所述异氰酸酯固化剂是指包含多个异氰酸酯基团的有机化合物，包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯及其三聚体、六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体；
所述环氧固化剂是指包含多个环氧基团的有机化合物，包括但不限于2,2'-[[2,2-双[(氧杂环丙基甲氧基)甲基]-1,3-亚丙基]双(氧亚甲基)]双-环氧乙烷、1,4-丁二醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚；
所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂；所述交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或多种混合；
所述有机过氧化物包括为过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的任意一种或几种任意配比的混合。
17.一种抗力学冲击的光伏胶膜的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1将韧性高分子层的原材料充分混合后密炼塑化；采用挤出流延工艺生产，流延出的韧性高分子层；
S2在步骤S1流延的过程中韧性高分子层的一侧与加强骨架复合，加强骨架的一侧被韧性高分子层渗透、浸润；收卷得到韧性高分子层和加强骨架复合在一起的半成品；
S3重复步骤S1的原材料和工艺，再次采用挤出流延工艺生产，挤出韧性高分子层，与步骤S2中的半成品中的外露加强骨架的另一侧复合，加强骨架的另一侧被韧性高分子层渗透、浸润；
S4待步骤S3中的韧性高分子材料冷却后，得到抗力学冲击的光伏胶膜，收卷。
18.一种光伏组件，所述光伏组件从上之下依次包括前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板；通过将所述前板玻璃、第一光伏胶膜、晶硅电池片、第二光伏胶膜和光伏背板进行高温高压真空热压成型，形成所述光伏组件，其特征在于：所述第一光伏胶膜和/或所述第二光伏胶膜为上述权利要求1-17任意一项所述的抗力学冲击的光伏胶膜。
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