CN114806457A - 一种TOPCon电池专用封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种封装胶膜，尤其涉及一种TOPCon电池专用封装胶膜及其制备方法，涉及太阳能电池组件技术领域。主材料为：根据实际需求选择：EVA树脂70‑98份或POE树脂70‑98份；辅材料为：耐老化助剂0‑3份，偶联剂0.3‑2份，交联剂0.5‑3份，抗PID助剂0.2‑2份，改性树脂，1‑15份，加工助剂：0‑5份。运用树脂改性技术，解决POE胶膜助剂析出与封装胶膜上溢带来的湿热老化功率衰减。解决POE胶膜打滑改为解决POE胶膜助剂析出。

Description

一种TOPCon电池专用封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种封装胶膜，尤其涉及一种TOPCon电池专用封装胶膜及其制备方法，涉及太阳能电池组件技术领域。
背景技术
现有技术胶膜制备方法存在以下不足：
1、TOPCon电池涂层结构决定在高温高湿环境中易导致电池氧化，组件功率衰减，主要原因是TOPCon电池对水汽侵蚀更敏感；
2、常规P型电池其涂层结构，受水汽影响相对较小，寿命高于TOPCon电池，但转化率低于TOPCon电池；
3、TOPCon电池为多主栅SMBB，所用焊带更细，封装胶膜更易溢到焊带缝隙处，引起湿热老化后组件功率衰减；
4、TOPCon组件需要更加优异的封装胶膜来封装，解决在高温高湿环境下组件功率衰减的问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种解决TOPCon电池组件湿热老化功率衰减，封装胶膜打滑问题，显著提升TOPCon电池在光伏组件中的比重的一种TOPCon电池专用封装胶膜及其制备方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种TOPCon电池专用封装胶膜，包括按照重量份数计的原料组成：
主材料为：根据实际需求选择：EVA树脂70-98份或POE树脂70-98份；
辅材料为：耐老化助剂0-3份，偶联剂0.3-2份，交联剂0.5-3份，抗PID助剂0.2-2份，改性树脂，1-15份，加工助剂：0-5份
作为优选，所述的EVA树脂的熔指为6-20g/10min，VA含量为20-30％；POE树脂的熔指为2-30g/10min，体阻电阻率在1.0*1014Ω*cm以上。
作为优选，耐老化助剂按照重量份由抗氧剂0-1份、紫外光吸收剂0-1与光稳定剂0-1.组成。
作为优选，所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类一种或多种；所述的光稳定剂受阻胺类光稳定剂；所述的抗氧剂为AO1010，AO168，AO1024，AO1098一种或多种。
作为优选，偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧叔丁基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰基氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-(2，3-环氧丙氧)-丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基改性聚硅氧烷、三乙氧基乙烯基硅烷其中的一种或多种。
作为优选，偶联剂为单体C9H20Si2O4、C8H18Si204、C7H16Si2O4、C5H12SiO2，聚合度为10-90的低聚物偶联剂一种或多种。
作为优选，交联剂为过氧化异丙苯、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乙烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯其中一种或多种。
作为优选，抗PID助剂为液体碳化二亚胺，纳米水滑石，双季戊四醇，多元醇，脂环族环氧化合物，带乙烯基的脂环族环氧树脂，多官能度脂环族环氧树脂，脂环族环氧基甲基丙烯酸酯其中一种或多种。
作为优选，抗PID助剂的结构式为C14H20O4，C20Ha0O6，C8H12O，CnH16Oa。
作为优选，改性树脂为聚烯烃接枝马来酸酐树脂，聚烯烃接枝烷基硅树脂、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油树脂、EVA弹性体，EVM弹性体，POE弹性体其中一种或多种。
作为优选，改性树脂为POE-g-MAH，PE-g-MAH，POE-g-GMA，PE-g-GMA，EVA-g-GMA，EVA-g-MAH，EMA-GMA。
作为优选，加工助剂为聚硅氧烷，PE蜡，PPA，PMMA，ACR，硬脂酸钠其中一种或多种。
一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合3-10h，待助剂完全吸收后，工艺温度75-110℃流延挤出成型，胶膜预处理，制得太阳能组件TOPCon电池专用封装胶膜。
作为优选，封装胶膜经过高能电子束轰击活化预交联处理后形成产品。
作为优选，所述高能电子束能量为0～25Kgy。
加工方式采用：流延成型或压延成型，胶膜结构为单层结构或双层结构。
本发明的优点：
1、运用抗PID助剂，从结构中抑制EVA降解，降低POE剥离强度衰减，解决组件PID功率衰减、DH老化功率衰减。
2、运用树脂改性技术，解决POE胶膜打滑与封装胶膜上溢带来的湿热老化功率衰减。
3、运用大分子量、低聚物偶联剂，提升封装胶膜与背板、玻璃剥离强度保持率。
4、运用多层结构、预交联技术，解决封装胶膜上溢带来的湿热老化功率衰减。
运用树脂改性技术，解决POE胶膜助剂析出与封装胶膜上溢带来的湿热老化功率衰减。解决POE胶膜打滑改为解决POE胶膜助剂析出。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：一种TOPCon电池专用封装胶膜，包括按照重量份数计的原料组成：
主材料为：根据实际需求选择：EVA树脂70份；
辅材料为：耐老化助剂0份，偶联剂0.3份，交联剂0.5份，抗PID助剂0.2份，改性树脂，1份，加工助剂：0份；
所述的EVA树脂的熔指为6g/10min，VA含量为20％；POE树脂的熔指为2g/10min，体阻电阻率在1.0*1014Ω*cm以上。
耐老化助剂按照重量份由抗氧剂0份、紫外光吸收剂1份与光稳定剂1份组成。
所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类一种或多种；所述的光稳定剂受阻胺类光稳定剂；所述的抗氧剂为AO1010，AO168，AO1024，AO1098一种或多种。
偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧叔丁基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰基氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-(2，3-环氧丙氧)-丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基改性聚硅氧烷、三乙氧基乙烯基硅烷其中的一种或多种。
偶联剂为单体C9H20Si2O4、C8H18Si2O4、C7H16Si2O4、C5H12SiO2，聚合度为10-90的低聚物偶联剂一种或多种。
交联剂为过氧化异丙苯、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乙烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯其中一种或多种。
抗PID助剂为液体碳化二亚胺，纳米水滑石，双季戊四醇，多元醇，脂环族环氧化合物，带乙烯基的脂环族环氧树脂，多官能度脂环族环氧树脂，脂环族环氧基甲基丙烯酸酯其中一种或多种。
抗PID助剂的结构式为C14H20O4，C20H30O6，C8H12O，C11H16O3。
改性树脂为聚烯烃接枝马来酸酐树脂，聚烯烃接枝烷基硅树脂、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油树脂、EVA弹性体，EVM弹性体，POE弹性体其中一种或多种。
改性树脂为POE-g-MAH，PE-g-MAH，POE-g-GMA，PE-g-GMA，EVA-g-GMA，EVA-g-MAH，EMA-GMA。
加工助剂为聚硅氧烷，PE蜡，PPA，PMMA，ACR，硬脂酸钠其中一种或多种。
一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合3h，待助剂完全吸收后，工艺温度75℃流延挤出成型，胶膜预处理，制得太阳能组件TOPCon电池专用封装胶膜。
封装胶膜经过高能电子束轰击活化预交联处理后形成产品。
所述高能电子束能量为1Kgy。
实施例2：一种TOPCon电池专用封装胶膜，包括按照重量份数计的原料组成：
主材料为：根据实际需求选择：POE树脂80份；
辅材料为：耐老化助剂1份，偶联剂1份，交联剂1份，抗PID助剂1份，改性树脂，3份，加工助剂：2份
所述的EVA树脂的熔指为10g/10min，VA含量为25％；POE树脂的熔指为10g/10min，体阻电阻率在1.0*1014Ω*cm以上。
耐老化助剂按照重量份由抗氧剂0.5份、紫外光吸收剂0.5份与光稳定剂0.5份组成。
所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类一种或多种；所述的光稳定剂受阻胺类光稳定剂；所述的抗氧剂为AO1010，AO168，AO1024，AO1098一种或多种。
偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧叔丁基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰基氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-(2，3-环氧丙氧)-丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基改性聚硅氧烷、三乙氧基乙烯基硅烷其中的一种或多种。
偶联剂为单体C9H20Si2O4、C8H18Si2O4、C7H16Si2O4、C5H12SiO2，聚合度为10-90的低聚物偶联剂一种或多种。
交联剂为过氧化异丙苯、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乙烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯其中一种或多种。
抗PID助剂为液体碳化二亚胺，纳米水滑石，双季戊四醇，多元醇，脂环族环氧化合物，带乙烯基的脂环族环氧树脂，多官能度脂环族环氧树脂，脂环族环氧基甲基丙烯酸酯其中一种或多种。
抗PID助剂的结构式为C14H20O4，C20H30O6，C8H12O，C11H16O3。
改性树脂为聚烯烃接枝马来酸酐树脂，聚烯烃接枝烷基硅树脂、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油树脂、EVA弹性体，EVM弹性体，POE弹性体其中一种或多种。
改性树脂为POE-g-MAH，PE-g-MAH，POE-g-GMA，PE-g-GMA，EVA-g-GMA，EVA-g-MAH，EMA-GMA。
加工助剂为聚硅氧烷，PE蜡，PPA，PMMA，ACR，硬脂酸钠其中一种或多种。
一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合6h，待助剂完全吸收后，工艺温度100℃流延挤出成型，胶膜预处理，制得太阳能组件TOPCon电池专用封装胶膜。
封装胶膜经过高能电子束轰击活化预交联处理后形成产品。
所述高能电子束能量为10Kgy。
实施例3：一种TOPCon电池专用封装胶膜，包括按照重量份数计的原料组成：
主材料为：根据实际需求选择：EVA树脂98份；
辅材料为：耐老化助剂3份，偶联剂2份，交联剂3份，抗PID助剂2份，改性树脂，15份，加工助剂，5份
所述的EVA树脂的熔指为20g/10min，VA含量为30％；POE树脂的熔指为30g/10min，体阻电阻率在1.0*1014Ω*cm以上。
耐老化助剂按照重量份由抗氧剂1份、紫外光吸收剂1份与光稳定剂1份组成。
所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类一种或多种；所述的光稳定剂受阻胺类光稳定剂；所述的抗氧剂为AO1010，AO168，AO1024，AO1098一种或多种。
偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧叔丁基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰基氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-(2，3-环氧丙氧)-丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基改性聚硅氧烷、三乙氧基乙烯基硅烷其中的一种或多种。
偶联剂为单体C9H20Si2O4、C8H18Si2O4、C7H16Si2O4、C5H12SiO2，聚合度为10-90的低聚物偶联剂一种或多种。
交联剂为过氧化异丙苯、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乙烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2＝三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯其中一种或多种。
抗PID助剂为液体碳化二亚胺，纳米水滑石，双季戊四醇，多元醇，脂环族环氧化合物，带乙烯基的脂环族环氧树脂，多官能度脂环族环氧树脂，脂环族环氧基甲基丙烯酸酯其中一种或多种。
抗PID助剂的结构式为C14H20O4，C20H30O6，C8H12O，C11H16O3。
改性树脂为聚烯烃接枝马来酸酐树脂，聚烯烃接枝烷基硅树脂、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油树脂、EVA弹性体，EVM弹性体，POE弹性体其中一种或多种。
改性树脂为POE-g-MAH，PE-g-MAH，POE-g-GMA，PE-g-GMA，EVA-g-GMA，EVA-g-MAH，EMA-GMA。
加工助剂为聚硅氧烷，PE蜡，PPA，PMMA，ACR，硬脂酸钠其中一种或多种。
一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合10h，待助剂完全吸收后，工艺温度110℃流延挤出成型，胶膜预处理，制得太阳能组件TOPCon电池专用封装胶膜。
封装胶膜经过高能电子束轰击活化预交联处理后形成产品。
所述高能电子束能量为25Kgy。
以下测试都是功率衰减，单玻或者双玻，这是实际测试结果。
DH1000h DH2000h DH1000h+静载 TC400衰减 PID192h PID288h
-1.79％ -3.88％ -1.5％ -2.5％ -2.1％ -3.89％
TC50+HF10 TC100+HF20
-0.14％ -2.86％

Claims (15)

1.一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：包括按照重量份数计的原料组成：
主材料为：根据实际需求选择：EVA树脂70-98份或POE树脂70-98份；
辅材料为：耐老化助剂0-3份，偶联剂0.3-2份，交联剂0.5-3份，抗PID助剂0.2-2份，改性树脂，1-15份，加工助剂：0-5份。
2.根据权利要求1所述的一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：所述的EVA树脂的熔指为6-20g/10min，VA含量为20-30％；POE树脂的熔指为2-30g/10min，体阻电阻率在1.0*1014Ω*cm以上。
3.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：耐老化助剂按照重量份由抗氧剂0-1份、紫外光吸收剂0-1份与光稳定剂0-1份组成。
4.根据权利要求3所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：所述的紫外光吸收剂为二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类一种或多种；所述的光稳定剂受阻胺类光稳定剂；所述的抗氧剂为A01010，A0168，A01024，A01098一种或多种。
5.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三过氧叔丁基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰基氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-(2，3-环氧丙氧)-丙基甲基二乙氧基硅烷、环氧基改性聚硅氧烷、三乙氧基乙烯基硅烷其中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：偶联剂为单体C9H20Si2O4、C8H18Si2O4、C7H16Si2O4、C5H12SiO2，聚合度为10-90的低聚物偶联剂一种或多种。
7.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：交联剂为过氧化异丙苯、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乙烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯其中一种或多种。
8.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其它特征在于：抗PID助剂为液体碳化二亚胺，纳米水滑石，双季戊四醇，多元醇，脂环族环氧化合物，带乙烯基的脂环族环氧树脂，多官能度脂环族环氧树脂，脂环族环氧基甲基丙烯酸酯其中一种或多种。
9.根据权利要求8所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其它特征在于：抗PID助剂的结构式为C14H20O4，C20H30O6，C8H12O，C11H16O3。
10.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：改性树脂为聚烯烃接枝马来酸酐树脂，聚烯烃接枝烷基硅树脂、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油树脂、EVA弹性体，EVM弹性体，POE弹性体其中一种或多种。
11.根据权利要求10所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：改性树脂为POE-g-MAH，PE-g-MAH，POE-g-GMA，PE-g-GMA，EVA-g-GMA，EVA-g-MAH，EMA-GMA。
12.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜，其特征在于：加工助剂为聚硅氧烷，PE蜡，PPA，PMMA，ACR，硬脂酸钠其中一种或多种。
13.根据权利要求1所述一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合3-10h，待助剂完全吸收后，工艺温度75-110℃流延挤出成型，胶膜预处理，制得太阳能组件TOPCon电池专用封装胶膜。
14.根据权利要求13所述一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，其特征在于：封装胶膜经过高能电子束轰击活化预交联处理后形成产品。
15.根据权利要求13所述一种TOPCon电池专用封装胶膜的制备方法，其特征在于：所述高能电子束能量为0～25Kgy。
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