CN115044308A - 一种黑色反红外封装胶膜及其制备方法及光伏组件 - Google Patents

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CN115044308A CN202210690049.9A CN202210690049A CN115044308A CN 115044308 A CN115044308 A CN 115044308A CN 202210690049 A CN202210690049 A CN 202210690049A CN 115044308 A CN115044308 A CN 115044308A
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Abstract

本申请涉及光伏组件领域，具体公开了一种黑色反红外封装胶膜及其制备方法及光伏组件。黑色反红外封装胶膜包括依次连接的黑色透红外层、透明层和白色高反红外层，所述黑色透红外层中每100重量份的基础树脂包含0.05‑1重量份的黑色透红外颜料、0.1‑4.8重量份助剂和1‑25重量份填料。本申请的黑色封装胶膜具有黑度高，且对近红外光反射率高，太阳光利用率大，光电转换效率好，兼顾建筑美观和光伏组件效率的优点。

Description

一种黑色反红外封装胶膜及其制备方法及光伏组件
技术领域
本申请涉及光伏组件技术领域，更具体地说，它涉及一种黑色反红外封装胶膜及其制备方法及光伏组件。
背景技术
随着化石能源的不断消耗和全世界能源需求、环境保护需求的不断提高，太阳能作为一种最清洁、最普遍的能源，具有巨大的开发潜力，太阳能发电是新兴的可再生能源技术，已实现产业化应用的主要是太阳能光伏发电和太阳能光热发电，太阳能光伏发电具有电池组件模块化、安装维护方便、使用方式灵活等特点，是太阳能发电应用最多的技术。一些商用屋顶、建筑屋顶或者是城市高楼外墙装饰上搭设的光伏组件往往有美观要求和防止光污染，因此采用黑色光伏组件。
相对于美观而言，通过黑膜来实现外观全黑的双玻组件更加符合光伏建筑一体化(BIPV)的需求，但由常规黑色胶膜封装的黑色组件对全波段光均具有较强的吸收，而相对于电池片可用的760-1200mm的近红外的吸收会导致组件升温5℃以上，这也使得电池片发电效率下降，功率低于常规透明组件或瓷白组件。
针对黑色组件存在的这些问题，现有技术中，申请号为CN201410120277.8的中国发明专利文件中公开了一种黑色红外反射型光伏EVA胶膜，该光伏EVA胶膜包含EVA树脂，及以EVA树脂的质量计，0.1～2％的交联剂、0.1～2％的助交联剂和0.05～0.5％的红外反射颜料。其通过在胶膜中直接添加特定红外反射颜料，能降低光伏组件的功率损失和温升，但成本较高，并且主要是提高了800-3300nm的红外反射率，且平均反射率小于45％，对于760-1100nm的反射率更低，且产品不具有高导热性，组件温度降低少。
现有技术中，申请号为CN202110315771.X的中国发明专利文件公开了一种黑色高反射高导热抗PID的EVA封装胶膜，EVA封装胶膜主要由按重量份数计的如下组分制得：EVA树脂100份、母粒5～20份、引发剂0.4～3份、助交联剂0.5～7份、光稳定剂1～5份和抗氧化剂0.1～2份；母粒主要由质量比为100﹕(1～8)﹕(1～8)﹕(5～10)﹕(1～6.5)﹕(0.5～6.5)的EVA树脂、黑色颜料、高光反射颜料、高导热填料、偶联剂和增粘树脂制得。虽然能降低光伏组件温度，提高CIM和功率，但对于760-1100nm近红外光的反射率仅为51.5％左右，且胶膜黑度不高，颜色不纯正。
发明内容
为了提高胶膜的黑度和对近红外光的反射率，本申请提供一种黑色反红外封装胶膜及其制备方法及光伏组件。
第一方面，本申请提供一种黑色反红外封装胶膜，采用如下的技术方案：
一种黑色反红外封装胶膜，包括依次连接的黑色透红外层、透明层和白色高反红外层，所述黑色透红外层中每100重量份的基础树脂包含0.05-1重量份的黑色透红外颜料、0.1-4.8重量份助剂和1-25重量份填料；
所述黑色透红外颜料选自黑色苝系颜料、苯胺黑、铁铬棕、丙烯黑和偶氮金属络合染料中的一种或几种；
所述黑色苝系颜料选自结构式(I)所示的颜料、结构式(II)所示的颜料、结构式(III)所示的颜料和结构式(IV)所示的颜料中的一种或几种：
Figure BDA0003701258070000021
所述苯胺黑选自如结构式(V)所示的颜料：
Figure BDA0003701258070000022
通过采用上述技术方案，光线首先通过黑色透红外层，再经过白色高反红外层，黑色透红外层用于将透过电池片间隙的光进行反射，白色高反红外层用于将透过黑色透红外层的光进行反射，经过调整黑色透红外层中的黑色透红外颜料的添加量，使黑色透红外层可以实现自身反射一部分红外线，透过的剩余部分红外线再经过白色高反红外层二次反射，从而减少了封装胶膜对红外波段的吸收，制成颜色较深，且在760-1100nm波段的红外反射率达到70-75％，红外线利用率高的封装胶膜，进而提高光伏组件的发电效率；黑色苝系颜料、苯胺黑等颜料可以采用直接化学合成方法获得，也可以选用市售产品，例如黑色苝系颜料可以选择含有结构式(I)或(II)或(III)或(V)所示颜料的巴斯夫苝系颜料黑L0086和巴斯夫苝系颜料黑L0084，还可以选自含有结构式(IV)所示颜料的辽宁联港苝艳紫红S-6020，比如还可以选择含有结构式(III)所示颜料的辽宁联港苝系固黑S-1086，苯胺黑颜料可以选择含有结构式(V)所示成分的市售产品，例如上海臣莱化工T650系列、上海臣莱化工T680系列、上海臣莱化工T700系列、上海臣莱化工T720系列、上海臣莱化工T750系列，丙烯黑可以选自市售精颜化工丙烯黑P6020，铁铬棕可以选自市售铁铬棕2715K，偶氮金属络合染料可以是偶氮铬络合染料，具体可以选择市售奥丽素黑X54、X51和X55系列产品。
可选的，所述黑色透红外颜料为黑色苝系颜料，以100重量份的基础树脂计，添加量为0.8-1重量份。
通过采用上述技术方案，使用一种黑色颜料，且掺量较大，能改善黑色胶膜的黑度，提高近红外光的反射率。
可选的，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和铁铬棕，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.5-0.8重量份，铁铬棕的添加量为0.01-0.2重量份。
通过采用上述技术方案，以黑色苝系颜料和铁铬棕为黑色透红外颜料，二者以一定用量加入到基础树脂中，以改善黑色胶膜的黑度和黑色胶膜对760-1100nm红外光的反射率。
可选的，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和偶氮金属络合染料，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.5-0.8重量份，偶氮金属络合染料的添加量为0.01-0.05重量份。
可选的，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和丙烯黑，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.4-0.8重量份，丙烯黑的添加量为0.01-0.1重量份。
通过采用上述技术方案，以黑色苝系颜料和丙烯黑为黑色透红外颜料，且二者以一定比例添加，改善黑色胶膜的黑色深度，提高近红外光的反射率。
可选的，所述黑色透红外颜料为苯胺黑，以100重量份的基础树脂计，苯胺黑的添加量为0.05-0.5重量份。
通过采用上述技术方案，使用苯胺黑以0.05-0.5重量份的用量加入到100份基础树脂中，能使制成的黑色胶膜黑度高，颜色纯正，且对近红外光的反射率高。
可选的，所述黑色透红外颜料为苯胺黑与黑色苝系颜料形成的混合物，以100重量份的基础树脂计，苯胺黑添加量为0.05-0.5重量份，黑色苝系颜料的添加量为0.1-0.5重量份。
通过采用上述技术方案，以苯胺黑与黑色苝系颜料共混，能使黑色胶膜的颜色较深，黑度高，且对760-1100nm波段的红外线反射率高。
可选的，所述黑色透红外层的厚度为100-250μm，透明层厚度为50-100μm，白色高反红外层厚度为300-500μm。
通过采用上述技术方案，透明层作为黑色透红外层和白色高反红外层的粘结层，能提升黑色透红外层和白色高反红外层的粘接性能，且在制作光伏组件时，防止白色高反红外层在层压中容易穿透黑色透红外层。
优选的，白色高反红外层中每100重量份基础树脂包括0.01-5重量份交联剂、0.01-5重量份助交联剂、0.01-5重量份抗氧剂0.05-1份改性剂和1-30份填料，填料包括质量比为1:1的反红外填料和导热填料。
可选的，所述黑色透红外层中填料和白色高反红外层中的反红外填料均选自中空玻璃微球、二氧化硅、氮化铝、钛白粉、硫酸钡、氧化铝、滑石粉中的一种或几种；
所述导热填料选自二氧化硅、碳化硅、氮化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、多壁碳纳米管、氢氧化镁、氮化硅、石墨烯中的一种或几种。
可选的，透明层包括以下重量份的原料：80-99.95份基础树脂、0.01-5份交联剂、0.01-5份助交联剂、0.01-5份抗氧剂和0.01-5份硅烷偶联剂。
可选的，基础树脂为POE或EVA。
通过采用上述技术方案，POE和EVA具有较好的耐老化性能，且具有较低的水气透过率，没有电势诱导衰减现象，可以应用在高湿环境。
可选的，所述改性剂选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯中的一种或几种。
可选的，所述抗氧剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类、对苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类衍生物、邻羟基二苯甲酮类、水杨酸酯类、三嗪类中的一种或多种。
可选的，所述交联剂选自叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1,1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧化)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、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮和1,3-双(叔丁基过氧异丙基)中的一种或多种的组合物。
可选的，所述助交联剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、2-丙烯酸羧乙酯、异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯和二缩三丙二醇丙烯酸酯中的一种或多种。
可选的，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或多种。
第二方面，本申请提供一种黑色反红外封装胶膜的制备方法，采用如下的技术方案：一种黑色反红外封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：
黑色透红外母粒制备：将黑色透红外颜料和基础树脂混合造粒，制得黑色透红外母粒；
反红外母粒的制备：将反红外填料和基础树脂混合造粒，制成反红外母粒；
导热填料母粒的制备：将导热填料、基础树脂和改性剂混合，挤出造粒，制成导热填料母粒；共混成型：黑色透红外层混料：将黑色透红外母粒与基础树脂、填料、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料A；
白色高反红外层混料：将反红外母粒、导热填料母粒、基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料B；
透明层混料：将基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂和抗氧剂混合，作为共混料C；将共混料A、共混料B和共混料C经过三层共挤流延成型，经过电子束预交联，制得黑色反红外封装胶膜。
通过采用上述技术方案，因为颜料和填料的颗粒度好，比重大，直接与其他助剂混合，不易分散均匀，所以先将颜料或/和填料先与基础树脂进行共混挤出，提高填料和颜料的分散均匀性，防止沉底。
可选的，黑色透红外颜料的重量占黑色透红外母粒总重量的10-30％；反红外填料的重量占反红外母粒总重量的30-60％；导热填料重量占导热填料母粒总重量的10-30％，改性剂质量占导热填料母粒总重量的0.1-1％。
优选的，黑色透红外母粒的添加量为1-10重量份；反红外母粒的添加量为5-15重量份，导热填料母粒的添加量为10-30重量份。
可选的，预交联采用高能电子束、γ射线和X射线中的一种，辐射总剂量为20-100kGy。
光伏组件在使用过程中，温度通常在50℃-70℃之间，组件温度每上升一度，组件的光电转换率会下降0.3-0.4％，所以在封装材料上需要一些导热性能良好的材料经过改性处理，降低组件使用过程中的温度以提高组件发电率。黑色反红外胶膜在光伏组件中时，因为黑色透红外层会吸收紫外光和自然光以及少部分的红外光，使得光伏组件使用过程中，温度会有所上升，从而影响光电转换率。
通过采用上述技术方案，为了能够使黑色组件发挥出更大的光电转换率，特此在白色高反红外层中添加导热填料，使得白色高反红外层不但能够反射红外，还能将未反射红外产生的热量和电池片产生的热量传递到背板散热到环境中，从而使得组件工作温度得到降低提高组件效率。
第三方面，本申请提供一种光伏组件，采用如下的技术方案：
一种光伏组件，应用了所述黑色反红外封装胶膜。
通过采用上述技术方案，包含黑色反红外封装胶膜的光伏组件不仅满足了组件颜色与周围其他建筑物屋顶、地面、车棚等颜色的协调，满足了使用者多样化的审美需求，还提高了对红外光的反射率，增大了发电效率。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用EVA或POE作为基础树脂，并在黑色透红外层掺入黑色透红外颜料，使封装胶膜呈现黑度较深的黑色，不仅有利于封装胶膜对光线的吸收，同时满足了光伏组件颜色与周围建筑，如屋顶、地面和车棚等颜色的协调，同时加入的适量的填料，能有效提高胶膜的导热性能，降低光伏组件的工作温度，弥补因黑色颜料的加入而引起光伏组件标称工作温度过大而导致光伏组件功率降低的缺陷。
2、本申请中优选采用黑色封装胶膜能始终呈现黑色，不会因封装胶膜长期在户外而产生老化黄变，颜色较稳定。
具体实施方式
实施例
实施例1：一种黑色反红外封装胶膜，包括依次连接的黑色透红外层、透明层和白色高反红外层，黑色透红外层的厚度为200μm，白色高反红外层的厚度为400μm，透明层的厚度为80μm。
上述黑色反红外封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取原料：(1)黑色透红外层中每100kg的基础树脂包含0.8kg黑色透红外颜料、4.8kg助剂和25kg填料，基础树脂为EVA，VA含量为28％，黑色透红外颜料为巴斯夫苝系颜料黑L0086，助剂包括0.6kg交联剂、1.5kg助交联剂、1.5kg硅烷偶联剂、0.6kg抗氧剂，交联剂为2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷，助交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，抗氧剂为受阻酚类，具体为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，填料为粒径为200目的中空玻璃微球。
(2)白色高反层原料如下：基础树脂100kg、交联剂0.05kg、助交联剂0.05kg、硅烷偶联剂0.05kg、抗氧剂0.05kg、填料30kg、改性剂1kg，基础树脂为EVA，VA含量为28％，交联剂为2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷，助交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，抗氧剂为受阻酚类，具体为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，改性剂为丙烯酸甲酯，填料包括15kg反红外填料和15kg导热填料，反红外填料为粒径为200目的二氧化硅，导热填料为粒径为200目的碳化硅。
(3)透明层原料如下：基础树脂80kg、交联剂5kg、助交联剂5kg、硅烷偶联剂5kg、抗氧剂5kg，基础树脂为EVA，VA含量为28％，交联剂为2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷，助交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，抗氧剂为受阻酚类，具体为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。
S2、黑色透红外母粒制备：将0.8kg黑色透红外颜料和4.2kg基础树脂混合，混合造粒，制得黑色透红外母粒，黑色透红外颜料质量占黑色透红外母粒总重量的16％，基础树脂占黑色透红外母粒总重量的84％；
S3、反红外母粒制备：将15kg反红外填料和35kg基础树脂混合均匀，挤出造粒，制得反红外母粒，反红外填料重量占反红外母粒总重量的30％；
S4、导热填料母粒的制备：将15kg导热填料、34.95kg基础树脂和0.05kg混合，挤出造粒，制成导热填料母粒，导热填料重量占导热填料母粒总重量的30％，基础树脂重量占导热填料母粒总重量的69.9％；
S5、共混成型：黑色透红外层混料：将5kg黑色透红外母粒与95.8kg基础树脂、填料、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料A；
白色高反红外层混料：将5kg反红外母粒、30kg导热填料母粒和剩余的30.05kg基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料B；
透明层混料：将基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂和抗氧剂混合，作为共混料C；将共混料A、共混料B和共混料C经过三层共挤流延成型，经过电子束预交联，制得黑色反红外封装胶膜，预交联辐照参数为500kV，电子速流比为0.5:1，制得深色反红外封装胶膜。
实施例2：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料巴斯夫苝系颜料黑L0086的添加量为1kg，占黑色透红外母粒总重量的20％，基础树脂用量为4kg。
实施例3：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料巴斯夫苝系颜料黑L0086的添加量为0.2kg，占黑色透红外母粒总重量的20％，基础树脂用量为0.8kg。
实施例4：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为2kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料巴斯夫苝系颜料黑L0086的添加量为0.4kg，占黑色透红外母粒总重量的20％，基础树脂用量为1.6kg。
实施例5：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.515kg，占黑色透红外母粒总重的10.3％，其中包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和奥丽素黑X51，奥丽素黑X51的加入量为0.015kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086的加入量为0.5kg。
实施例6：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.81kg，占黑色透红外母粒总重的16.2％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和奥丽素黑X51，奥丽素黑X51的加入量为0.01kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086的加入量为0.8kg。
实施例7：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.7kg，占黑色透红外母粒总重的14％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和铁铬棕2715K，铁铬棕2715K的加入量为0.2kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086的加入量为0.5kg。
实施例8：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.65kg，占黑色透红外母粒总重的13％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和铁铬棕2715K，铁铬棕2715K的加入量为0.05kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086的加入量为0.6kg。
实施例9：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为3kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.45kg，占黑色透红外母粒总重的15％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和精颜化工丙烯黑P6020，精颜化工丙烯黑P6020的加入量为0.05kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086的加入量为0.4kg。
实施例10：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.35kg，占黑色透红外母粒总重的35％，黑色透红外颜料为上海臣莱化工T650系列，上海臣莱化工T650系列加入量为0.35kg。
实施例11：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.4kg，占黑色透红外母粒总重的40％，黑色透红外颜料为上海臣莱化工T680系列，以100重量份基础树脂计，上海臣莱化工T680系列加入量为0.4kg。
实施例12：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.5kg，占黑色透红外母粒总重的50％，黑色透红外颜料为上海臣莱化工T700系列，上海臣莱化工T700系列加入量为0.5kg。
实施例13：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.15kg，占黑色透红外母粒总重的15％，黑色透红外颜料为上海臣莱化工T720系列，上海臣莱化工T650系列加入量为0.15kg。
实施例14：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为1kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.15kg，占黑色透红外母粒总重的15％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和上海臣莱化工T650系列，上海臣莱化工T650系列加入量为0.05kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086加入量为0.1kg。
实施例15：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.6kg，占黑色透红外母粒总重的12％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和上海臣莱化工T680系列，上海臣莱化工T680系列加入量为0.5kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086加入量为0.1kg。
实施例16：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为0.55kg，占黑色透红外母粒总重的11％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和上海臣莱化工T700系列，上海臣莱化工T700系列加入量为0.05kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086加入量为0.5kg。
实施例17：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒的添加量为5kg，黑色透红外母粒中黑色透红外颜料的添加量为1kg，占黑色透红外母粒总重的20％，黑色透红外颜料包括巴斯夫苝系颜料黑L0086和上海臣莱化工T720系列，上海臣莱化工T720系列加入量为0.5kg，巴斯夫苝系颜料黑L0086加入量为0.5kg。
实施例18：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外层厚度100μm，透明层50μm，白色高反红外层300μm。
对比例
对比例1：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒用量为5kg，黑色透红外颜料用量为0.01kg，占黑色透红外母粒总重量的0.2％。
对比例2：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，黑色透红外母粒用量为5kg，黑色透红外颜料用量为2kg，占黑色透红外母粒总重量的40％。
对比例3：一种黑色反红外封装胶膜，与实施例1的区别在于，未设置透明层，且黑色透红外层的厚度为50μm。
对比例4：一种黑色高反射高导热抗PID的EVA封装胶膜，所述封装胶膜的原料组成如下：EVA树脂100重量份、母粒20重量份、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷3重量份、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯3份、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1重量份和助交联剂5重量份；助交联剂由质量比为1﹕5的三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和N-羟甲基丙烯酰胺组成；
母粒原料为：质量比为100﹕8﹕8﹕10﹕6﹕6的EVA树脂、苯胺黑、硬化靛蓝(3,3′-二氧-2,2′-联吲哚基-5,5′-二磺酸二钠盐)、二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和环氧丙烯酸酯增粘树脂。
封装胶膜和母粒原料中的EVA树脂均为：VA含量28wt％，熔融指数25g/10min，体积电阻率为1.0×1015Ω·cm的EVA树脂。
所述黑色高反射高导热抗PID的EVA封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)取母粒原料中的EVA树脂、苯胺黑、靛青颜料、二氧化钛，在室温下在混料釜中搅拌约30min直至混合均匀，形成第一混合物；向所述第一混合物中加入母粒原料中的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂和环氧丙烯酸酯增粘树脂，加料速度为60g/min，然后在50℃加热搅拌混合50min至混合料完全干燥，形成第二混合物；将所述第二混合物通过双螺杆造粒机混炼并挤出，挤出温度控制在150℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成母粒。
(2)按封装胶膜的原料组成比例称重后，在40℃加热搅拌混合70min至混合料完全干燥，形成第三混合物；将所述第三混合物加入单螺杆挤出流延机中，在90℃条件下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷制得膜材，膜材厚度为0.5mm；然后将所述膜材经过电子束EB辐照处理，预交联度为5％，得到所述黑色高反射高导热抗PID的EVA封装胶膜。
应用例
应用例1：一种光伏组件，包括由上至下依次层叠的压花玻璃前板、透明封装胶膜、晶硅电池片层、由实施例1制成的黑色反红外封装胶膜和透明背板，经层压机在145℃层压制得相应的光伏组件，黑色反红外封装胶膜的黑色透红外层与晶硅电池片接触。
应用例2-22：一种光伏组件，与应用例1的区别在于，深色反红外封装胶膜分别由实施例2-18和对比例1-4制成。
应用例23：一种光伏组件按照从上到下顺序放置压花玻璃、常规透明封装胶膜、晶硅电池片、常规透明EVA封装胶膜F806PS、黑色背板BEC306HB，经层压机在145℃层压制得相应的黑色光伏组件。
性能检测试验
一、封装胶膜性能检测：按照上述方法制备封装胶膜，参考以下方法检测封装胶膜的性能，将检测结果记录于表1中。
1、反射率：按照GB/T2948-2013《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)》进行检测，测试仪器为紫外可见光光度计，测试条件分别为760-1100mm；
2、预交联度：按照GB/T29848-2013《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》中5.5.3二甲苯萃取法进行检测，试样尺寸为3mm×3mm，测试条件为140℃，5h；
3、体积电阻率：按照GB/T1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率测试方法》进行检测；
4、高温高湿老化性：按照GB/T29848-2018《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》进行检测，试验条件为+85℃，相对湿度95％，试验前后试样黄变指数(△Y)按照GB/T2409《塑料黄色指数试验方法》测定；
5、交联度：按照GB/T2948-2013《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)》进行检测。
6、胶膜颜色黑度：取一块标准黑板，对比黑色封装胶膜与标准黑板之间的色差值。
表1黑色反红外封装胶膜的性能检测
Figure BDA0003701258070000111
Figure BDA0003701258070000121
实施例1和实施例2中均使用巴斯夫苝系颜料黑L0086作为黑色透红外颜料，且加入量以100kgEVA树脂计，分别为0.8kg和1kg，表1内显示，实施例1和实施例2制成的黑色胶膜对760-1100nm的红外光反射率高，且黑色胶膜的黑度深，颜色均一纯正。
实施例3和实施例4中采用的巴斯夫苝系颜料黑L0086加入量分别为0.2kg和0.4kg，用量比实施例1小，制成的黑色封装胶膜，虽然对于760-1100nm的近红外光的反射率高达到80％以上，但胶膜的颜色偏绿。
实施例5和实施例6中采用巴斯夫苝系颜料黑L0086和奥丽素黑X51作为黑色透红外颜料，相较于实施例5，实施例6中制备的黑色胶膜黑度更深。
实施例7和实施例8中采用巴斯夫苝系颜料黑L0086和铁铬棕2715K作为黑色透红外颜料，实施例8中巴斯夫苝系颜料黑L0086的用量比实施例7大，实施例8制成的胶膜反射率更高，虽然实施例7制备的胶膜黑色纯正，但反射率较低。
实施例9中采用巴斯夫苝系颜料黑L0086和精颜化工丙烯黑P6020，且巴斯夫苝系颜料黑L0086和精颜化工丙烯黑P6020的加入量，相较于100lg基础树脂，分别为0.4kg和0.05kg，制成的黑色封装胶膜的反射率达到81.5％，且胶膜颜色呈紫黑色。
实施例10-13中依次采用上海臣莱化工T650、T680、T700、T720中的一种作为黑色透红外颜料，制成的胶膜具有较好的反射率，且黑度深，颜色纯正。
实施例14-17中使用上海臣莱化工T650、T680、T700、T750中任一种与巴斯夫苝系颜料黑L0086组合，制成的黑色胶膜具有较高的反射率，太阳光利用率大。
实施例18与实施例1相比，改变了黑色透红外层、透明度和白色高反红外层的厚度，制成的黑色胶膜的反射率有所变化，但与标准板的色差值无较大变化。
对比例1与实施例1相比，降低了黑色透红外颜料的用量，表1内显示，胶膜与标准黑板相比，黑度不深。对比例2中增大黑色透红外颜料的用量，虽然黑色较深，但反射率反而降低。对比例3将黑色透红外层的厚度控制为50μm，且未设置透明层，胶膜的反射率较低。
对比例4为现有技术制备的黑色胶膜，其对于760-1100nm的近红外光反射率较小，不及本申请，且黑度不深。
二、光伏组件性能检测：按照上述应用例1-16制备光伏组件，其中透明封装胶膜均采用F406PS透明胶膜，晶硅电池片采用P型晶体硅双面电池，采用IECTS62804-1-2015进行检测，测定光伏组件功率提升和组件温升，然后将光伏组件在波长范围为280-400nm、60kWh/m2的条件下紫外线老化1000h，检测老化前后的色差值，将检测结果记录于表2中。
表2
Figure BDA0003701258070000131
Figure BDA0003701258070000141
结合表1和表2内的数据可以看出，实施例1-18制备的封装胶膜不仅能实现光伏组件的黑色外观而降低光污染，而且能最大限度的利用太阳光，提高光伏组件整体的光电转换效率，进而提高太阳能电池的效率和寿命，用于建筑上，能兼顾建筑美观与光伏组件的效率。
对比例3中因黑色透红外层厚度小于100μm，在层压制成光伏组件时，出现白色高反红外层穿透黑色透红外层的现象，无法进行检测。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种黑色反红外封装胶膜，其特征在于，包括依次连接的黑色透红外层、透明层和白色高反红外层，所述黑色透红外层中每100重量份的基础树脂包含0.05-1重量份的黑色透红外颜料、0.1-4.8重量份助剂和1-25重量份填料；
所述黑色透红外颜料选自黑色苝系颜料、苯胺黑、铁铬棕、丙烯黑和偶氮金属络合染料中的一种或几种；
所述黑色苝系颜料选自结构式(I)所示的颜料、结构式(II)所示的颜料、结构式(III)所示的颜料和结构式(IV)所示的颜料中的一种或几种：
Figure FDA0003701258060000011
所述苯胺黑选自如结构式(V)所示的颜料：
Figure FDA0003701258060000012
2.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于：所述黑色透红外颜料为黑色苝系颜料，以100重量份的基础树脂计，添加量为0.8-1重量份。
3.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和铁铬棕，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.5-0.8重量份，铁铬棕的添加量为0.01-0.2重量份。
4.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和偶氮金属络合染料，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.5-0.8重量份，偶氮金属络合染料的添加量为0.01-0.05重量份。
5.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外颜料包括黑色苝系颜料和丙烯黑，以100重量份的基础树脂计，黑色苝系颜料添加量为0.4-0.8重量份，丙烯黑的添加量为0.01-0.1重量份。
6.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外颜料为苯胺黑，以100重量份的基础树脂计，苯胺黑的添加量为0.05-0.5重量份。
7.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外颜料为苯胺黑与黑色苝系颜料形成的混合物，以100重量份的基础树脂计，苯胺黑添加量为0.05-0.5重量份，黑色苝系颜料的添加量为0.1-0.5重量份。
8.根据权利要求1所述的黑色反红外封装胶膜，其特征在于，所述黑色透红外层的厚度为100-250μm，透明层厚度为50-100μm，白色高反红外层厚度为300-500μm。
9.权利要求1-8任一项所述的黑色反红外封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
黑色透红外母粒制备：将黑色透红外颜料和基础树脂混合造粒，制得黑色透红外母粒；
反红外母粒的制备：将反红外填料和基础树脂混合造粒，制成反红外母粒；
导热填料母粒的制备：将导热填料、基础树脂和改性剂混合，挤出造粒，制成导热填料母粒；
共混成型：黑色透红外层混料：将黑色透红外母粒与基础树脂、填料、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料A；
白色高反红外层混料：将反红外母粒、导热填料母粒、基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂混合，作为共混料B；
透明层混料：将基础树脂、交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂和抗氧剂混合，作为共混料C；
将共混料A、共混料B和共混料C经过三层共挤流延成型，经过电子束预交联，制得黑色反红外封装胶膜。
10.一种光伏组件，其特征在于，应用了权利要求1-8任一项所述的黑色反红外封装胶膜。
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