CN117447928A - 一种异质结电池用封装胶膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种异质结电池用封装胶膜及其制备方法和应用，所述异质结电池用封装胶膜包括层叠设置的支撑层和粘接层；所述支撑层的制备原料包括聚乙烯‑马来酸酐共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝物或聚乙烯硅烷接枝物中的任意一种或至少两种的组合。本发明的支撑层既耐层压温度又透明，在组件的制备过程中其可以提供一定的支撑性(硬度)将焊带压实粘接在电池片上，同时，本发明提供的封装胶膜不会影响电池片的发电功率。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件技术领域，涉及一种异质结电池用封装胶膜及其制备方法和应用。
背景技术
随着电池技术的不断进步，光伏行业的度电成本也在不断下降，但由于主流PERC电池转换效率逐渐接近极限，进一步提升非常困难，新的电池技术已获得越来越多的关注。
异质结电池，是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，具有制备过程简单、工艺温度低、开路电压高、光电转换效率高、温度系数低等诸多优点，是目前应用最广的高效晶硅太阳能技术之一。
异质结电池在组件中与PERC电池不同，异质结电池并不完全像PERC电池一样通过焊接将焊带和电池片粘在一起。各家设备厂商技术路线不同，焊带和异质结电池粘接方式不同，比如：点胶或胶粘，就是通过UV胶将焊带预固定在电池片上仅一定数量的胶点，其它位置上的焊带和电池片没有接触。在组件制成工艺中的层压阶段再将焊带压到电池片上。普通封装胶膜在层压阶段会流到焊带和电池片之间阻碍焊带粘接到电池片上造成EL检测时电池片暗不亮。
因此，在本领域中，期望开发一种封装胶膜，其能够解决焊带和电池片在层压过程中无法很好的粘接的问题。
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异质结电池用封装胶膜及其制备方法和应用。本发明提供的封装胶膜能够解决焊带和电池片在层压过程中无法很好的粘接的问题。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种异质结电池用封装胶膜，所述异质结电池用封装胶膜包括层叠设置的支撑层和粘接层；
所述支撑层的制备原料包括聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝物或聚乙烯硅烷接枝物中的任意一种或至少两种的组合。
本发明的支撑层既耐层压温度又透明，在组件的制备过程中其可以提供一定的支撑性(硬度)将焊带压实粘接在电池片上，同时，本发明提供的封装胶膜不会影响电池片的发电功率。
优选地，所述支撑层的制备原料还包括聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺6和聚酰胺66的共聚物、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，以所述支撑层的制备原料的总质量为100％计，所述聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝物或聚乙烯硅烷接枝物中的任意一种或至少两种的组合的用量为30-100％，例如30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、100％等。
本发明提供的封装胶膜的支撑层透明耐高温。
优选地，所述支撑层的厚度为50-150μm，例如50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm等。
优选地，所述支撑层为一层或两层结构。为了方便表述，可以命名为第一支撑层、第二支撑层；第一支撑层和第二支撑层的制备原料可以相同，也可以不同，均选自上文所述的原料；第一支撑层和第二支撑层的厚度可以相同，也可以不同，二者的总厚度为50-150μm。
优选地，所述粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：基体树脂90-99份(例如90份、91份、92份、93份、94份、95份、96份、97份、98份、99份等)、主交联剂0.1-1份(例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等)、助交联剂0.2-1.5份(例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份等)、硅烷偶联剂0.1-1.5份(例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份等)。
优选地，所述基体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和/或聚乙烯辛烯共聚弹性体(POE)。
优选地，所述主交联剂包括过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化-3,5,5-三甲基乙酸叔丁基酯、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、特丁基过氧化新己酸酯或异丙苯基过氧化辛酸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三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙氧三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙氧三甲氧基硅烷、γ-疏丙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述粘接层的制备原料还包括抗氧剂0.1-1份，例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等。
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂245、抗氧剂618或抗氧剂B215中的任意一种或至少两种的组合，优选抗氧剂1010。
优选地，所述粘接层的制备原料还包括光稳定剂0.1-0.5份，例如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份等。
优选地，所述光稳定剂包括7001EF、光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂123或光稳定剂3853中的任意一种或至少两种的组合，优选/>7001EF。
优选地，所述粘接层的厚度为500-600μm，例如500μm、510μm、520μm、530μm、540μm、550μm、560μm、570μm、580μm、590μm、600μm等。
优选地，所述粘接层为一层、两层或三层结构。为了方便表述，可以命名为第一粘接层、第二粘接层、第三粘接层；第一粘接层、第二粘接层和第三粘接层的制备原料可以相同，也可以不同，均选自上文所述的原料；第一粘接层、第二粘接层和第三粘接层的厚度可以相同，也可以不同，三者的总厚度为500-600μm。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的异质结电池用封装胶膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将支撑层的制备原料通过流延，得到支撑层；
(2)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的异质结电池用封装胶膜在光伏组件中的应用。
本发明提供的异质结电池用封装胶膜，粘接层与光伏组件中的玻璃接触，支撑层与光伏组件中的电池片接触。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的支撑层既耐层压温度又透明，在组件的制备过程中其可以提供一定的支撑性(硬度)将焊带压实粘接在电池片上，同时，本发明提供的封装胶膜不会影响电池片的发电功率。
附图说明
图1为实施例1提供的异质结电池用封装胶膜的结构示意图；
其中，1-支撑层、2-粘接层。
图2为实施例3提供的异质结电池用封装胶膜的结构示意图；
其中，1-支撑层、21-第一粘接层、22-第二粘接层、23-第三粘接层。
图3为实施例6提供的异质结电池用封装胶膜的结构示意图；
其中，12-第二支撑层、11-第一支撑层、21-第一粘接层、22-第二粘接层、23-第三粘接层。
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。
本发明实施例及对比例所用的部分原料信息如下：
聚乙烯-马来酸酐共聚物：3430；
聚乙烯马来酸酐接枝物：18334；
聚丙烯马来酸酐接枝物：18722；
低密度聚乙烯：FB3003
线性低密度聚乙烯：1420LX
聚乙烯硅烷接枝物：将2％的乙烯基三乙氧基硅烷、0.15％的光氧化二异丙苯和97.85％的聚乙烯混合均匀，通过180℃挤出机反应挤出得到接枝产物。
POE：8480；
EVA：20F20。
实施例1
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，其结构示意图如图1所示，所述异质结电池用封装胶膜包括层叠设置的支撑层1和粘接层2；
其中，支撑层的制备原料为聚乙烯-马来酸酐共聚物，支撑层的厚度为150μm；
粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：98份POE，0.8份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.6份三烯丙基异氰脲酸酯，0.1份抗氧剂1010，0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷；粘接层的厚度为550μm；
制备方法包括以下步骤：
(1)将支撑层的制备原料通过250℃流延机制成膜，作为支撑层；
(2)将粘接层的制备原料通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例2
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，所述异质结电池用封装胶膜包括依次层叠设置的支撑层、第一粘接层和第二粘接层；
其中，支撑层的制备原料为聚乙烯马来酸酐接枝物，支撑层的厚度为50μm；
第一粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：95份EVA，1份过氧化-3,5,5-三甲基乙酸叔丁基酯，1.5份三烯丙基异氰脲酸酯，1份抗氧剂1010，1.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙氧三甲氧基硅烷；第一粘接层的厚度为300μm；
第二粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：98份POE，0.8份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.6份三烯丙基异氰脲酸酯，0.1份抗氧剂1010，0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷；第二粘接层的厚度为300μm；
制备方法包括以下步骤：
(1)将支撑层的制备原料通过250℃流延机制成膜，作为支撑层；
(2)将第一粘接层和第二粘接层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例3
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，其结构示意图如图2所示，所述异质结电池用封装胶膜包括依次层叠设置的支撑层1、第一粘接层21、第二粘接层22和第三粘接层23；
其中，支撑层的制备原料为质量比为5:5的聚乙烯-马来酸酐共聚物和聚乙烯马来酸酐接枝物，支撑层的厚度为100μm；
第一粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：99份EVA，0.5份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，0.1份抗氧剂1010，0.1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，0.1份光稳定剂622；第一粘接层的厚度为160μm；
第二粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：98份POE，0.8份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.6份三烯丙基异氰脲酸酯，0.1份抗氧剂1010，0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷；第二粘接层的厚度为180μm；
第三粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：98份EVA，0.8份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，0.6份三烯丙基异氰脲酸酯，0.1份抗氧剂1010，0.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷；第二粘接层的厚度为170μm；
制备方法包括以下步骤：
(1)将支撑层的制备原料通过250℃流延机制成膜，作为支撑层；
(2)将第一粘接层、第二粘接层以及第三粘接层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例4
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，所述异质结电池用封装胶膜包括依次层叠设置的第二支撑层、第一支撑层和粘接层；
其中，第二支撑层的制备原料为聚乙烯硅烷接枝物，第二支撑层的厚度为50μm；
第一支撑层的制备原料为聚乙烯马来酸酐接枝物，第一支撑层的厚度为50μm；
粘接层的制备原料、用量及厚度同实施例1。
制备方法包括以下步骤：
(1)将第一支撑层和第二支撑层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在250℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成支撑层；
(2)将粘接层的制备原料通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例5
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，所述异质结电池用封装胶膜包括依次层叠设置的第二支撑层、第一支撑层、第一粘接层和第二粘接层；
其中，第二支撑层的制备原料为聚乙烯-马来酸酐共聚物，第二支撑层的厚度为75μm；
第一支撑层的制备原料为聚乙烯马来酸酐接枝物，第一支撑层的厚度为50μm；
第一粘接层和第二粘接层的制备原料、用量及厚度同实施例2。
制备方法包括以下步骤：
(1)将第一支撑层和第二支撑层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在250℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成支撑层；
(2)将第一粘接层和第二粘接层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例6
在本实施例中提供一种异质结电池用封装胶膜，其结构示意图如图3所示，所述异质结电池用封装胶膜包括依次层叠设置的第二支撑层12、第一支撑层11、第一粘接层21、第二粘接层22和第三粘接层23；
其中，第二支撑层的制备原料为聚乙烯-马来酸酐共聚物，第二支撑层的厚度为100μm；
第一支撑层的制备原料为聚乙烯马来酸酐接枝物，第一支撑层的厚度为50μm；
第一粘接层、第二粘接层和第三粘接层的制备原料、用量及厚度同实施例3。
制备方法包括以下步骤：
(1)将第一支撑层和第二支撑层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在250℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成支撑层；
(2)将第一粘接层、第二粘接层和第三粘接层的制备原料分别通过混料机混合均匀后投入流延机中，在100℃经过塑化共挤、拉伸、牵引、收卷，制成粘接层；
(3)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处仅在于，支撑层的制备原料有所不同，具体为：支撑层的制备原料为质量比为8:2的聚乙烯-马来酸酐共聚物和聚酰胺12。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处仅在于，支撑层的制备原料有所不同，具体为：支撑层的制备原料为质量比为3:2:5的聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚酰胺6和低密度聚乙烯。
实施例9
本实施例与实施例4的区别之处仅在于，支撑层的制备原料有所不同，具体为：第一支撑层的制备原料为质量比为5:2:3的聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚酰胺6和线性低密度聚乙烯；第二支撑层制备原料为聚乙烯硅烷接枝物。
对比例1
本对比例与实施例1不同之处仅在于，支撑层的制备原料有所不同，具体为：支撑层的制备原料仅为聚酰胺12。
对比例2
本对比例与实施例1不同之处仅在于，支撑层的制备原料有所不同，具体为：支撑层的制备原料为聚丙烯马来酸酐接枝物。
对实施例以及对比例提供的异质结电池用封装胶膜进行性能测试，测试方法如下：
(1)透过率：通过紫外分光光度计测试380-1100nm波段的胶膜透过率；
(2)组件EL是否存在阴影：通过EL测试在屏幕上目测观察组件中电池片是否存在不亮发暗的电池片或部分；
(3)与电池片剥离力：将胶膜夹在电池片和背板之间经过层压，通过测试180°剥离力测试胶膜与电池片的剥离力。
性能测试结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，本发明实施例1-9提供的封装胶膜均具有较高的透过率(89.3％-90.9％)，以及较高的与电池片剥离力(23-33N/cm)，并且不会影响电池片的发电功率(组件EL不存在阴影)。
与实施例1相比，对比例1-2提供的封装胶膜的透过率以及与电池片的粘接力均下降。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的异质结电池用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)
1.一种异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述异质结电池用封装胶膜包括层叠设置的支撑层和粘接层；
所述支撑层的制备原料包括聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝物或聚乙烯硅烷接枝物中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述支撑层的制备原料还包括聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺6和聚酰胺66的共聚物、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，以所述支撑层的制备原料的总质量为100％计，所述聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯马来酸酐接枝物或聚乙烯硅烷接枝物中的任意一种或至少两种的组合的用量为30-100％。
3.根据权利要求1或2所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述支撑层的厚度为50-150μm；
优选地，所述支撑层为一层或两层结构。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述粘接层的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：基体树脂90-99份、主交联剂0.1-1份、助交联剂0.2-1.5份、硅烷偶联剂0.1-1.5份。
5.根据权利要求4所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述基体树脂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和/或聚乙烯辛烯共聚弹性体；
优选地，所述主交联剂包括过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化-3,5,5-三甲基乙酸叔丁基酯、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、特丁基过氧化新己酸酯或异丙苯基过氧化辛酸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三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙氧三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙氧三甲氧基硅烷、γ-疏丙基三甲氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求4或5所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述粘接层的制备原料还包括抗氧剂0.1-1份；
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂245、抗氧剂618或抗氧剂B215中的任意一种或至少两种的组合，优选抗氧剂1010。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述粘接层的制备原料还包括光稳定剂0.1-0.5份；
优选地，所述光稳定剂包括7001EF、光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂123或光稳定剂3853中的任意一种或至少两种的组合，优选/>7001EF。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的异质结电池用封装胶膜，其特征在于，所述粘接层的厚度为500-600μm；
优选地，所述粘接层为一层、两层或三层结构。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的异质结电池用封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将支撑层的制备原料通过流延，得到支撑层；
(2)通过淋膜将粘接层和支撑层复合，得到所述异质结电池用封装胶膜。
10.一种如权利要求1-8中任一项所述的异质结电池用封装胶膜在光伏组件中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311392535.3A CN117447928A (zh) | 2023-10-25 | 2023-10-25 | 一种异质结电池用封装胶膜及其制备方法和应用 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN117447928A true CN117447928A (zh) | 2024-01-26 |
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Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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