CN116404057A - 一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池组件领域，具体涉及一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜及其制备方法，包括如下重量份的原料：第一聚烯烃树脂90‑110份、第二聚烯烃树脂30‑50份和功能母粒10‑30份。本发明针对现有太阳能电池片的薄片和无主栅的技术降本趋势要求，通过对封装薄膜原料的选择和工艺的优化，制备出高粘结力低收缩率的封装薄膜，可搭配不同类型的电池片使用，满足其对收缩率和粘结力的要求，同时封装薄膜具有较高的透光率，良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的替代，从而实现更大的降本空间。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件领域，具体涉及一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜及其制备方法。
背景技术
近年来在太阳能电池组件领域，都面临着增效降本的问题，现有最有效的降本方式为降低电池片厚度、无主栅设计以达到降低银耗量，这两种降本方式都需要使用载体薄膜搭配栅线进行电池片串联的技术，这就需要载体薄膜具备高透光率，以保证封装组件实现电池片的设计转化效率。
目前很多载体膜和胶膜均面临着与电池片的初始粘结力较低，导致电池片在高温高湿的情况下易发生脱离，在增加初始粘结力时，又会导致薄膜的收缩率大，易使栅线发生错位的情况，因此，载体膜在实际使用中面临着较大的阻力。同时载体膜如具有较高的透光率、良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的部分或全部替代，从而实现更大的降本空间。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，本发明针对现有太阳能电池片的薄片和无主栅的技术降本趋势要求，通过对封装薄膜原料的选择和工艺的优化，制备出高粘结力低收缩率的封装薄膜，可搭配不同类型的电池片使用，满足其对收缩率和粘结力的要求，同时封装薄膜具有较高的透光率，良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的替代，从而实现更大的降本空间。
本发明的另一目的在于提供一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，有利于工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，包括如下重量份的原料：第一聚烯烃树脂90-110份、第二聚烯烃树脂30-50份、功能母粒10-30份。
更优选的，第一聚烯烃树脂的用量为90、100或110份，第二聚烯烃树脂的用量为30、40或50份，功能母粒的用量为10、15或30份。
本发明针对现有太阳能电池片的薄片和无主栅的技术降本趋势要求，通过对封装薄膜原料的选择和工艺的优化，制备出高粘结力低收缩率的封装薄膜，可搭配不同类型的电池片使用，满足其对收缩率和粘结力的要求，同时封装薄膜具有较高的透光率，良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的替代，从而实现更大的降本空间。
优选的，所述功能母粒包括第三聚烯烃树脂90-110份、抗氧剂10-20份、光稳定剂10-20份和偶联剂5-15份。
本发明中采用上述原料制得的功能母粒具有很好的耐候性和耐水汽透过性能；其中，通过添加光稳定剂可使功能母粒包具有一定的抗紫外线性，而抗氧剂的加入不仅增加了功能母粒的抗氧化性能，而且还使其具有一定的耐候性，通过将功能母粒添加到封装薄膜的原料中配合第一聚烯烃树脂和第二聚烯烃树脂可使制得封装薄膜的综合性能得到进一步提升。
优选的，所述第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂、第三聚烯烃树脂均为聚乙烯、交联聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯-环烯烃乙烯-环烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-环烯烃共聚物、聚丙烯中的至少一种。
本发明中第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂和第三聚烯烃树脂采用的上述具体树脂的组成可以在一定程度提封装薄膜的拉伸强度，剥离强度等力学性能。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、硫代二丙酸双酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种；可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而提升了封装薄膜的老化并延长其使用寿命。
优选的，所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、2,4-二羟基二苯甲酮、辛基三嗪酮、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
本发明中的光稳定剂可延缓或抑制材被料紫外光破，从而阻止封装薄膜的黄变老化并延长其使用寿命。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的至少一种。
优选的，所述封装薄膜的厚度为50-150μm，优选50μm、100μm或150μm。
本发明还公开了一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照重量份，将第三聚烯烃树脂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂混合均匀后加入造粒机，造粒得到功能母粒，备用；
S2、按照重量，将功能母粒与第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂混合，经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切处理，收卷，得到封装薄膜半成品，备用；
S3、将步骤S2中得到封装薄膜半成品置于热风烘道中，加热定型，从而制得低收缩率高粘结性的封装薄膜。
优选的，步骤S2中，熔融挤出时的熔融温度为温度180-230℃，压力为3-10MPa；步骤S3中，加热定型时的温度为40-90℃。
优选的，制得所述高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜的纵向热收缩率≤2％，横向热收缩率≤1％；封装薄膜与电池片的粘结力≥40N/cm；封装薄膜的波段为380～1100下的透光率≥90％；封装薄膜的纵向拉伸强度≥15Mpa，横向拉伸强度≥15Mpa。
制得的封装薄膜搭配栅线使用时，与电池组件结构有以下的搭配方式：
1、双玻组件(见附图1)
附图中：1-玻璃、2-封装胶膜、3-封装薄膜、4-电池片；
其中电池片可为Perc电池片、HJT电池片、TOPCon电池片或IBC电池片(仅背面有栅线)，使用封装薄膜对组件进行封装，其高粘结性和高透光度，可以降低电池片厚度，增大电池片与玻璃之间的粘结力，并且替代导电胶实现了定位粘结的作用，其低收缩性避免了栅线的错位情况，可实现对传统EVA及POE等热固性封装胶膜的部分或全部替代。
2、单玻组件(见附图2)
附图中：1-玻璃、2-封装胶膜、3-封装薄膜、4-电池片、5-BO背板；
其中电池片可为topcon电池片、Perc电池片等，使用封装薄膜对组件进行封装，其高粘结性和热稳定性，增大电池片与BO背板之间的粘结力，提高其耐候性，避免了热斑现象的发生，其低收缩性避免了栅线的错位情况，可实现对传统EVA及POE等热固性封装胶膜的部分或全部替代。
本发明的有益效果在于：本发明针对现有太阳能电池片的薄片和无主栅的技术降本趋势要求，通过对封装薄膜原料的选择和工艺的优化，制备出高粘结力低收缩率的封装薄膜，可搭配不同类型的电池片使用，满足其对收缩率和粘结力的要求，同时封装薄膜具有较高的透光率，良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的替代，从而实现更大的降本空间。
附图说明
图1是本发明的封装薄膜与电池组件搭配使用方式1的剖视图；
图2是本发明的封装薄膜与电池组件搭配使用方式2的剖视图。
附图标记为：1-玻璃、2-封装胶膜、3-封装薄膜、4-电池片和5-BO背板。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例
一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，包括如下重量份的原料：第一聚烯烃树脂100份、第二聚烯烃树脂30份、功能母粒10份。
所述功能母粒包括第三聚烯烃树脂90-110份、抗氧剂10-20份、光稳定剂10-20份和偶联剂5-15份。
所述第一聚烯烃树脂为聚乙烯；第二聚烯烃树脂为乙烯-丙烯共聚物。
其中功能母粒采取平行对比实施例，如下表1所示：
表1
所述高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将第三聚烯烃树脂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂混合均匀，采用螺旋挤出机在220℃温度下挤出，造粒得到功能母粒，备用；
S2、按照重量，将功能母粒与第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂混合，经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切处理，收卷，得到厚度为100μm封装薄膜半成品，备用；
S3、将步骤S2中得到封装薄膜半成品置于热风烘道中，加热定型，从而制得低收缩率高粘结性的封装薄膜。
步骤S2中，熔融挤出时的熔融温度为温度210℃，压力为5MPa；步骤S3中，加热定型时的温度为80℃。
对实施例1-3中制得的封装薄膜与不同电池片及光伏玻璃的剥离力进行测试(层压参数140℃，5min，10min制作层压样品，使用GB/T 2790-1995、胶粘剂180°剥离强度试验方法进行测试)测得剥离力对比如下表2所示：
表2
对实施例1-3中制得的封装薄膜使用NB/T 10200-5.11收缩率的测试方法进行制样测试，测得收缩率对比如下表3所示：
表3
实施例
一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，包括如下原料：第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂和功能母粒。
所述功能母粒包括第三聚烯烃树脂100份、抗氧剂20份、光稳定剂15份和偶联剂5份。
所述第三聚烯烃树脂为聚乙烯，抗氧剂为亚磷酸三苯酯，光稳定剂为2,4-二羟基二苯甲酮，偶联剂为丙基三乙氧基硅烷。
所述第一聚烯烃树脂为聚乙烯；第二聚烯烃树脂为乙烯-丙烯共聚物，其中第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂和功能母粒采取平行对比实施例，如下表4所示：
表4
| 项目 | 第一聚烯烃树脂/份数 | 第二类聚烯烃/份数 | 功能母粒/份数 |
| 实施例4 | 聚乙烯/100 | 乙烯-丙烯共聚物/30 | 10 |
| 实施例5 | 聚乙烯/100 | 乙烯-丙烯共聚物/30 | 15 |
| 实施例6 | 聚乙烯/100 | 乙烯-丙烯共聚物/40 | 10 |
| 实施例7 | 聚乙烯/100 | 乙烯-丙烯共聚物/40 | 15 |
所述高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜通过如下步骤制得：
S1、按照重量份，将第三聚烯烃树脂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂混合均匀，采用螺旋挤出机在200℃温度下挤出，造粒得到功能母粒，备用；
S2、按照重量，将功能母粒与第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂混合，经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切处理，收卷，得到厚度为100μm封装薄膜半成品，备用；
S3、将步骤S2中得到封装薄膜半成品置于热风烘道中，加热定型，从而制得低收缩率高粘结性的封装薄膜。
步骤S2中，熔融挤出时的熔融温度为温度210℃，压力为5MPa；步骤S3中，加热定型时的温度为70℃。
对实施例4-7中制得封装薄膜与不同电池片及光伏玻璃的剥离力进行测试(层压参数140℃，5min，10min制作层压样品，使用GB/T 2790-1995、胶粘剂180°剥离强度试验方法进行测试)测得剥离力对比如下表5所示：
表5
对实施例4-7中制得的封装薄膜使用NB/T 10200-5.11收缩率的测试方法在120℃/3min条件下进行制样测试，测得收缩率对比如下表6所示：
表6
由上表可知，本发明中制得的高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，可搭配不同类型的电池片使用，满足其对收缩率和粘结力的要求，同时薄膜如具有较高的透光率、良好的与电池片及玻璃的粘结性以及耐老化特性的优点，可实现对封装胶膜的进一步替代，从而实现更大的降本空间。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：包括如下重量份的原料：第一聚烯烃树脂90-110份、第二聚烯烃树脂30-50份和功能母粒10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：包括如下重量份的原料：第一聚烯烃树脂100份、第二聚烯烃树脂30-50份、功能母粒10-30份。
3.根据权利要求1所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述功能母粒包括第三聚烯烃树脂90-110份、抗氧剂10-20份、光稳定剂10-20份和偶联剂5-15份。
4.根据权利要求3所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂、第三聚烯烃树脂均为聚乙烯、交联聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯-环烯烃乙烯-环烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-环烯烃共聚物、聚丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、硫代二丙酸双酯、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂、2,4-二羟基二苯甲酮、辛基三嗪酮、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜，其特征在于：所述封装薄膜的厚度为50-150μm。
9.一种如权利要求3-8任一项所述的高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、按照重量份，将第三聚烯烃树脂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂混合均匀后加入造粒机，造粒得到功能母粒，备用；
S2、按照重量，将功能母粒与第一聚烯烃树脂、第二聚烯烃树脂混合，经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切处理，收卷，得到封装薄膜半成品，备用；
S3、将步骤S2中得到封装薄膜半成品置于热风烘道中，加热定型，从而制得低收缩率高粘结性的封装薄膜。
10.根据权利要求9所述的一种高粘结性低收缩率太阳能电池组件用封装薄膜的制备方法，其特征在于：步骤S2中，熔融挤出时的熔融温度为温度180-230℃，压力为3-10MPa；步骤S3中，加热定型时的温度为40-90℃。
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