CN115851163A - 一种封装胶膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种封装胶膜及其制备方法和应用，所述封装胶膜的一侧表面设置有凹陷结构，所述封装胶膜的制备原料包括基体树脂、增粘树脂、主交联剂、助交联剂和偶联剂的组合；通过在所述封装胶膜靠近电池片的一侧表面设置凹陷结构，搭配预交联的制备工艺以及特定的制备原料，使得所述封装胶膜具有较低的质量，且对电池片具有较好的粘结性能和封装效果，且还具有防止焊带电池片滑移以及层压时焊带挤压走封装胶膜导致焊带与玻璃或背板接触而导致的失效问题。
Description
技术领域
本发明属于胶膜技术领域，具体涉及一种封装胶膜及其制备方法和应用。
背景技术
太阳能光伏电池在使用过程中容易受到热、光、氧、水分等自然因素的影响而导致光电转换效率下降甚至失效。封装胶膜作为光伏组件中的重要组成部分，其主要作用是保护太阳能电池并将电池与玻璃、背板等材料紧密贴合成一个整体。
封装材料在组件中起到封装保护等作用，光伏组件所用电池片在更新换代，P型电池、Topcon、HJT、钙钛矿电池多种类型同时存在于市场，各种电池片的性能不一样，对封装胶膜的需求也不一样；比如P型电池片需要高抗PID性能的胶膜；异质结电池片需要与该电池片粘接力较好的胶膜，钙钛矿电池需要热塑性胶膜等。随着对封装胶膜的要求越来越高，具有不同性能的封装胶膜引起了人们的广泛关注。
CN110066609A公开了一种太阳能电池用散热封装胶膜及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：将胶膜基体、无机填料、交联剂、紫外吸收剂、光稳定剂混匀后采用双螺杆挤出机挤出造粒，然后将造好的粒用单螺杆挤出机挤出，挤出物经磨头挤出成型，即得；胶膜基体、无机填料、交联剂、紫外吸收剂、光稳定剂的质量比为800～1200:5～100:0.1～5:0.01～2:0.01～5；胶膜基体为电气绝缘树脂，无机填料为石墨烯、碳纳米管、碳纤维、氮化硼、二氧化钛、硫酸钡中的任意一种或几种。该技术方案提供的封装胶膜具有较好的热传导率和较高的反射率。
但是近年来，随着光伏产业的快速发展，国内外市场对太阳能电池及光伏组件的需求越来越大，组件的轻量化及将本得到越来越多的关注。光伏组件厂为了将本以及组件轻量化，而采用低克重胶膜，由460g/m2减重到小于380g/m2，随胶膜克重降低，其厚度由600微米降低到小于400微米，这增加了层压时电池片上焊带与玻璃或背板接触进而导致绝缘失效、粘结力不足、脱层等风险。
因此，开发一种克重低且粘结力高的封装胶膜，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种封装胶膜及其制备方法和应用，通过在所述封装胶膜在靠近电池片的一侧表面设置凹陷结构，搭配特定的制备原料和制备工艺，使得所述封装胶膜具有较低的质量，且对电池片具有较好的粘结性能和封装效果。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种封装胶膜，所述封装胶膜的一侧表面设置有凹陷结构；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：基体树脂60～95重量份、增粘树脂5～40重量份、主交联剂0.4～1重量份、助交联剂0.6～1重量份和偶联剂0.2～0.8重量份。
本发明提供的封装胶膜的剖面结构示意图如图1所示，从图1可以看出，所述封装胶膜的一侧表面设置有凹陷结构，当所述封装胶膜用于电池片的封装时，具有凹陷结构一侧的表面与电池片接触，进而可以将焊带固定在封装胶膜的凹陷结构内，后续将封装胶膜进行辐照预交联处理降低封装胶膜的流动性(通常辐照预交联的封装胶膜会因为预交联而导致与玻璃、电池片、背板的粘结力下降，造成脱层、气泡等质量问题)，使得焊带固定在封装胶膜的凹陷结构内，不容易打滑，同时层压时因为胶膜经过预交联处理进而不会被焊带挤压走，起到很好的封装效果；同时还有效降低了封装胶膜的克重，最终搭配特定的制备原料，得到了兼具克重低、粘结力高以及封装效果好的封装胶膜。
优选地，所述封装胶膜的厚度为300～400μm，例如310μm、320μm、330μm、340μm、350μm、360μm、370μm、380μm或390μm等。
优选地，所述凹陷结构的深度为0.05～0.25mm，例如0.07mm、0.09mm、0.11mm、0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm、0.21mm或0.23mm等。
优选地，所述凹陷结构为矩形凹陷结构。
优选地，所述矩形凹陷结构的长度为0.5～0.7mm，例如0.52mm、0.54mm、0.56mm、0.58mm、0.6mm、0.62mm、0.64mm、0.66mm或0.68mm等。
优选地，相邻两个所述凹陷结构之间的距离为0.5～0.7mm，例如0.52mm、0.54mm、0.56mm、0.58mm、0.6mm、0.62mm、0.64mm、0.66mm或0.68mm等。
优选地，所述基体树脂选自EVA树脂或POE树脂。
优选地，所述增粘树脂包括乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、POE-马来酸酐接枝物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物或POE-丙烯酸缩水甘油酯接枝物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述主交联剂包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯(TAEC)、过氧化二异丙苯(DCP)和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷或碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基丙基)-O-(2-乙基己基)酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三甲代烯丙基异氰酸酯(TMAIC)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(乙氧化TMPTA)或丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(丙氧化TMPTA)中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的组合。
优选地，所述封装胶膜的制备原料中第一硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份或0.35重量份等。
优选地，所述封装胶膜的制备原料中第二硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份或0.35重量份等。
优选地，所述第一硅烷偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷或1,3,5-三(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述第二硅烷偶联剂为硅烷低聚物。
优选地，所述硅烷低聚物包括3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物和/或乙烯基三甲氧基硅烷低聚物。
优选地，所述封装胶膜的制备原料中还包括增粘剂。
优选地，所封装胶膜的制备原料中增粘剂的含量为0.2～0.6重量份，例如0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份或0.55重量份等。
优选地，所述增粘剂包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯多聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯多聚体、六亚甲基二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯多聚体中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述封装胶膜的制备原料还包括紫外线吸收剂和/或光稳定剂。
优选地，所述封装胶膜的制备原料中紫外线吸收剂的含量为0.1～0.3重量份，例如0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份、0.2重量份、0.22重量份、0.24重量份、0.26重量份或0.28重量份等。
优选地，所述封装胶膜的制备原料中光稳定剂的含量为0.1～0.5重量份，例如0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份或0.45重量份等。
优选地，所述光稳定剂包括双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光稳定剂770)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯或聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚已基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]}中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述封装胶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将基体树脂、增粘树脂、主交联剂、助交联剂、偶联剂、任选地增粘剂和任选地紫外线吸收剂进行混合，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A进行，压花处理、辐照预交联，得到所述封装胶膜。
在本发明中，通过辐射预交联可使封装胶膜层具有一定的预交联度，使其熔融温度较高，流动性较差，结合封装胶膜表面的凹陷结构用作电池的封装胶膜使，在层压过程中，不易流动、不易被焊带挤压，进而可使焊带与玻璃、背板有一定距离，取得较好的封装效果。
优选地，步骤(2)所述辐照预交联的计量为10～60KGY，例如15KGY、20KGY、25KGY、30KGY、35KGY、40KGY、45KGY、50KGY或55KGY等。
优选地，步骤(2)所述辐照交联为电子束辐照交联。
优选地，步骤(2)所述辐照预交联后的封装胶膜的预交联度为10～40％，例如15％、20％、25％、30％或35％等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的封装胶膜在电池中的应用。
优选地，所述电池为异质结电池。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的封装胶膜的一侧表面设置有凹陷结构，所述封装胶膜的制备原料包括基体树脂、增粘树脂、主交联剂、助交联剂和偶联剂的组合；通过在所述封装胶膜在靠近电池片的一侧设置凹陷结构，搭配辐照预交联的之别工艺以及特定的制备原料，使得所述封装胶膜具有较低的质量，且对电池片具有较好的粘结性能和封装效果，且还具有防止焊带电池片滑移、层压时焊带不会挤压走胶膜导致焊带与玻璃或背板接触导致的失效问题。
附图说明
图1为本发明提供的封装胶膜的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
具体实施方式部分的部分原料信息如下：
EVA：韩华，EP282；
POE树脂：陶氏，PV 8660、PV 8669；
乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物：阿科玛，AX8900；
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷：硅宝，KH570；
乙烯丙烯酸酯共聚物：阿科玛，AX8840；
六亚甲基二异氰酸酯多聚体：万华化学，HT-100。
实施例1
一种封装胶膜，其厚度为400μm、其剖面结构示意图1所示，从图1可以看出，封装胶膜的一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.1mm，长度为0.6mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.6mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：EVA树脂90重量份、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物10重量份、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯0.5重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.7重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.8重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.3重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.1重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.3重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.2重量份和光稳定剂770 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将EVA树脂、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂770混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为15KGY，得到交联度为20％的封装胶膜。
实施例2
一种封装胶膜，其厚度为400μm，其剖面结构示意图与实施例1相同，一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.1mm，长度为0.6mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.6mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：EVA树脂80重量份、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物20重量份、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯0.6重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.8重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.6重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.2重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.1重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.3重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.2重量份和光稳定剂770 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将EVA树脂、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂770混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为30KGY，得到交联度为30％的封装胶膜。
实施例3
一种封装胶膜，其厚度为360μm，其剖面结构示意图与实施例1相同，一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.05mm，长度为0.5mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.5mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：EVA树脂80重量份、乙烯丙烯酸酯共聚物20重量份、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯0.8重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.6重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.6重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.6重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.2重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.3重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.3重量份和光稳定剂770 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将EVA树脂、乙烯丙烯酸酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂770混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为30KGY，得到交联度为35％的封装胶膜。
实施例4
一种封装胶膜，其厚度为400μm，其剖面结构示意图与实施例1相同，一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.15mm，长度为0.7mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.7mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：POE树脂90重量份、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物10重量份、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯0.8重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.5重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.7重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.4重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.1重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.3重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.2重量份和光稳定剂531 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将POE树脂、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂531混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为15KGY，得到交联度为10％的封装胶膜。
实施例5
一种封装胶膜，其厚度为400μm，其剖面结构示意图与实施例1相同，一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.1mm，长度为0.6mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.6mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：POE树脂80重量份、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物20重量份、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯0.8重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.4重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.6重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.5重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.1重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.2重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.2重量份和光稳定剂531 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将POE树脂、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂531混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为30KGY，得到交联度为15％的封装胶膜。
实施例6
一种封装胶膜，其厚度为360μm，其剖面结构示意图与实施例1相同，一侧表面设置有矩形凹陷结构，矩形凹陷结构的深度为0.1mm，长度为0.6mm，相邻两个凹陷结构的距离为0.6mm；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：POE树脂80重量份、乙烯/丙烯酸酯共聚物20重量份、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯0.8重量份、三烯丙基异氰脲酸酯0.4重量份、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.5重量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷0.6重量份、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷0.2重量份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物0.2重量份、六亚甲基二异氰酸酯多聚体0.3重量份和光稳定剂531 0.1重量份；
所述封装胶膜的制备方法包括如下步骤：
(1)将POE树脂、乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯共聚物、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物、六亚甲基二异氰酸酯多聚体和光稳定剂531混合均匀，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A流延后经印花处理，进行电子束辐射预交联，辐射预交联的计量为30KGY，得到交联度为20％的封装胶膜。
实施例7
一种封装胶膜，其与实施例1的区别仅在于，不添加3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种封装胶膜，其与实施例1的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，且制备方法步骤(2)未经辐照预交联处理，其他结构、参数和步骤均与实施例1相同。
对比例2
一种封装胶膜，其与实施例1的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，其他结构、参数和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种封装胶膜，其与实施例3的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，且制备方法步骤(2)未经辐照预交联处理，其他结构、参数和步骤均与实施例3相同。
对比例4
一种封装胶膜，其与实施例4的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，且制备方法步骤(2)未经辐照预交联处理，其他结构、参数和步骤均与实施例4相同。
对比例5
一种封装胶膜，其与实施例4的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，其他结构、参数和制备方法骤均与实施例1相同。
对比例6
一种封装胶膜，其与实施例6的区别仅在于，表面未设置凹陷结构，且制备方法步骤(2)未经辐照预交联处理，其他结构、参数和步骤均与实施例6相同。
性能测试：
(1)剥离力：按照《GB/T 29848-2018》提供的测试方法进行测试；
(2)EL(electroluminescence，电致发光)测试：按照由上至下依次设置的前板、上层封装胶膜、电池片、下层封装胶膜和后板，其中，前板和后板均为玻璃板，进行层压；层压后进行EL(electroluminescence，电致发光)测试，具体测试方法参考《IEC 61215&61730》提供的测试方法进行；
(3)TC200后EL测试：将按照(2)里面步骤层压的电池组件，按照IEC61215&61730提供的要求TC200热循环后进行EL测试；
(4)组件层压情况：将上述实施例和对比例提供的封装胶膜用于太阳能电池的封装，并在145℃下抽真空5min后层压10min，层压压力为-100KPa，观察层压后得到的电池组件外观。
按照上述测试方法对实施例1～7和对比例1～6提供的封装胶膜进行测试，测试结果如表1所示：
表1
根据表1内容可以看出：
本发明提供的封装胶膜层具有低克重(290～330g/cm3)和较好的粘结性能(与玻璃的剥离强度为108.1～130.6N/cm)，又不会在层压时被焊带挤压走而使焊带与玻璃或者背板接触，层压后经EL测试无阴影产生，特别适用于低克重组件中使用。
与实施例1～6相比，若封装胶膜不进行辐照预交联(对比例2、3、5、6)，则制备的封装胶膜在层压后外观测试会发现焊带与玻璃或背板有接触，且层压后EL测试有明显阴影；
与实施例1～6相比，若封装胶膜不进行凹陷结构的设计，只进行辐照预交联(对比例1、4)，则制备的胶膜在层压后外观测试会发现焊带与玻璃或背板有接触，且层压后EL测试有明显阴影。
与实施例1相比，若封装胶膜的制备原料中不添加硅烷低聚物(实施例7)，则制备得到的胶膜与玻璃的剥离强度较低。
综上所述，本发明通过对封装胶膜表面凹陷的设计、辐照预交联处理以及对封装胶膜层的制备原料的设计，进一步通过增粘树脂、硅烷偶联剂低聚物和增粘剂的配合使用，其得到的封装胶膜具有较低的克重，较好粘结性，又不会在层压时被焊带挤压走而使焊带与玻璃或者背板接触，层压后经EL测试无阴影产生，特别适用于普通角膜及低克重薄胶膜要求的光伏组件封装。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种封装胶膜及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的一侧表面设置有凹陷结构；
所述封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：基体树脂60～95重量份、增粘树脂5～40重量份、主交联剂0.4～1重量份、助交联剂0.6～1重量份和偶联剂0.2～0.8重量份。
2.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的厚度为300～400μm；
优选地，所述凹陷结构的深度为0.05～0.25mm；
优选地，所述凹陷结构为矩形凹陷结构；
优选地，所述矩形凹陷结构的长度为0.5～0.7mm；
优选地，相邻两个所述凹陷结构之间的距离为0.5～0.7mm。
3.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述基体树脂选自EVA树脂或POE树脂；
优选地，所述增粘树脂包括乙烯/丙烯酸酯共聚物、POE-马来酸酐接枝物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物或POE-丙烯酸缩水甘油酯接枝物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述主交联剂包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷或碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基丙基)-O-(2-乙基己基)酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯、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、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的封装胶膜，其特征在于，所述偶联剂包括第一硅烷偶联剂和第二硅烷偶联剂的组合；
优选地，所述封装胶膜的制备原料中第一硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份；
优选地，所述封装胶膜的制备原料中第二硅烷偶联剂的含量为0.1～0.4重量份；
优选地，所述第一硅烷偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷或1,3,5-三(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述第二硅烷偶联剂为硅烷低聚物；
优选地，所述硅烷低聚物包括3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷低聚物和/或乙烯基三甲氧基硅烷低聚物。
5.根据权利要求1～4任一项所述的封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的制备原料中还包括增粘剂；
优选地，所述封装胶膜的制备原料中增粘剂的含量为0.2～0.6重量份；
优选地，所述增粘剂包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯多聚体、二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯多聚体、六亚甲基二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯多聚体中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1～5任一项所述的封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜的制备原料还包括紫外线吸收剂和/或光稳定剂；
优选地，所述封装胶膜的制备原料中紫外线吸收剂的含量为0.1～0.3重量份；
优选地，所述封装胶膜的制备原料中光稳定剂的含量为0.1～0.5重量份；
优选地，所述光稳定剂包括双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯或聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚已基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]}中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种如权利要求1～6任一项所述封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将基体树脂、增粘树脂、主交联剂、助交联剂、偶联剂、任选地增粘剂、任选地紫外线吸收剂和任选地光稳定剂进行混合，得到混合物A；
(2)将步骤(1)得到的混合物A进行流延，印花处理、辐照预交联，得到所述封装胶膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述辐照预交联的计量为10～60KGY；
优选地，步骤(2)所述辐照预交联后的封装胶膜的预交联度为10～40％。
9.一种如权利要求1～6任一项所述的封装胶膜在电池中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述电池为异质结电池。
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2022
- 2022-12-22 CN CN202211658855.4A patent/CN115851163B/zh active Active
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