太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及其制備方法，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂15~30份，鄰苯二甲酸1~3份，氧化鋅1~3份，甲基丙烯酸1.8~6.6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯2~5份，鄰苯二甲酸二辛酯3~6份，聚氯乙烯5~15份，環(huán)氧硬酯酸丁酯1~4份，熱穩(wěn)定劑1~3份，抗氧劑1~5份，紫外吸收劑1~3份。還包括無機(jī)填料3~8份，玻璃纖維0.5~1.5份。封裝膠膜透光率高、粘結(jié)性能好、耐老化性能好。
【專利說明】太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽能電池材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 短缺的能源已嚴(yán)重影響人們的生活和制約社會(huì)的發(fā)展。豐富的太陽能是重要的清 潔能源，是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。第一次石油危機(jī) 之后，各國競相開展太陽能、水能、風(fēng)能等清潔和可再生能源的應(yīng)用研究，尤其是太陽能的 應(yīng)用研究最為廣泛。
[0003] 太陽能作為一種綠色能源對(duì)環(huán)境沒有任何無污染性，而且它的來源簡單，可以說 是在人類的生存年限內(nèi)其是取之不盡用之不竭的。太陽能不僅是一次性能源，還是清潔能 源，它資源豐富、普遍存在、無需運(yùn)輸、還可免費(fèi)使用、最重要的是對(duì)環(huán)境沒有任何污染。太 陽能電池也因太陽能的特殊性具有許多其他發(fā)電方式所不具備的優(yōu)點(diǎn)：不受地域限制、不 消耗燃料、規(guī)?？纱罂尚?、靈活性大、無污染、無噪音、安全可靠、建設(shè)周期短、維護(hù)簡單、最 具有大規(guī)模應(yīng)用的可能性。所以很多專家把太陽能能源作為可替代的能源去開發(fā)，希望太 陽能夠造福于人類。現(xiàn)如今所使用的太陽能有很大一部分是由太陽電池轉(zhuǎn)換得來的。因?yàn)?太陽能電池對(duì)光有感應(yīng)，能夠把照射在其表面的光能轉(zhuǎn)換為電能。目前，在有關(guān)專家的努 力下，太陽能電池己經(jīng)走向了商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
[0004] 單個(gè)太陽能電池片能夠產(chǎn)生的電壓只有0. 4~0. 5V，輸出功率很小，不適用于大功 率電器的供電，因此需要通過串、并聯(lián)的方式將太陽能電池片連接起來形成太陽能電池板 以提升輸出功率。太陽電池片本身強(qiáng)度較小，受到應(yīng)力容易損壞，如果直接置于空氣中，又 會(huì)受到空氣中水汽腐蝕和和氧氣的氧化作用，導(dǎo)致電極表面出現(xiàn)銹蝕和電極剝落現(xiàn)象，因 此想要獲得長期使用的太陽能電池，需要將太陽能電池進(jìn)行封裝，與外界隔絕。太陽能電池 組件的封裝就是將太陽能電池片的正反兩面各用一層透光率高、粘結(jié)能力強(qiáng)、耐老化性能 好的封裝膠膜包封；在電池板的上方用高透光且抗沖擊的鋼化玻璃做上蓋板，下方用耐腐 蝕阻隔濕氣的聚氟乙烯復(fù)合膜或玻璃做背板，最后用抽真空模壓的方法將電池片、上蓋板 和背板封裝為一個(gè)完整的太陽能電池板。由于太陽能電池長期在戶外使用，受到暴曬，雨雪 的影響，對(duì)封裝膠膜的性能要求很高，需要選擇透光率高、粘結(jié)性能好、耐老化性能優(yōu)異的 封裝膠膜對(duì)太陽能電池片進(jìn)行封裝。目前常用太陽能電池板選擇EVA做為包封材料，具 有透光率高、高彈性、加工溫度低、熔體流動(dòng)性好和熔融粘結(jié)性等特點(diǎn)，EVA本身也存在一 些問題，如耐濕熱老化能力和耐紫外老化性能較差，容易降解變黃，這將使得太陽能電池的 能量轉(zhuǎn)換效率大大降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及其制備方法，封裝膠膜透光 率高、粘結(jié)性能好、耐老化性能好。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為： 一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂15~30份，鄰 苯二甲酸Γ3份，氧化鋅Γ3份，甲基丙烯酸1.8飛.6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯2飛份，鄰苯二 甲酸二辛酯:Γ6份，聚氯乙烯5~15份，環(huán)氧硬酯酸丁酯廣4份，熱穩(wěn)定劑廣3份，抗氧劑 1飛份，紫外吸收劑廣3份。
[0007] 還包括無機(jī)填料：Γ8份，玻璃纖維0. 51. 5份。
[0008] 所述熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣或者硬脂酸鋅。
[0009] 所述抗氧劑為硫代二丙酸二月桂酯。
[0010] 所述紫外吸收劑為水楊酸苯酯。
[0011] 所述無機(jī)填料為碳酸鈣或者滑石粉。
[0012] 太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂18~28份，鄰 苯二甲酸1.5~2.5份，氧化鋅1.2~2.4份，甲基丙烯酸3~6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯：Γ4份，鄰 苯二甲酸二辛酯4飛份，聚氯乙烯8~12份，環(huán)氧硬酯酸丁酯2~3份，熱穩(wěn)定劑廣3份，抗氧 劑2~4份，紫外吸收劑1~3份，無機(jī)填料4飛份，玻璃纖維0. 5~1. 5份。
[0013] 所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜的制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以12(T300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌l?3h，然后加入聚氯乙烯、 鄰苯二甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌， 加熱至6(T80°C，繼續(xù)攪拌2~4h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，ΚΚΓΗΟ?條件下攪拌，保溫2飛h， 然后混合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn) 光封裝膠膜。
[0014] 步驟2)中擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C， 口膜溫度為180°C。
[0015] 步驟2)中吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C， 口膜溫度為2KTC。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)選向環(huán)氧樹脂中加入無機(jī)填料，在環(huán)氧表面形成一個(gè)阻隔層，防止氧氣 的滲入，有效提高了環(huán)氧樹脂的耐光氧老化性能。
[0017] 添加 ZnO納米材料，納米顆粒的紫外熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，而在可見光區(qū)的熒光減弱，可 提高抗穿透性能以及與玻璃之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0018] 有益效果：本發(fā)明提供的一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜及其制備方法，封裝膠膜 透光率高、粘結(jié)性能好、耐老化性能好。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂30份，鄰苯二 甲酸3份，氧化鋅3份，甲基丙烯酸6. 6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯5份，鄰苯二甲酸二辛酯6份， 聚氯乙烯15份，環(huán)氧硬酯酸丁酯4份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣3份，抗氧劑硫代二丙酸二月 桂酯5份，水楊酸苯酯3份。
[0020] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0021] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0022] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0023] 實(shí)施例2 一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂15份，鄰苯二 甲酸1份，氧化鋅1份，甲基丙烯酸1.8份，環(huán)氧脂肪酸辛酯2份，鄰苯二甲酸二辛酯3份， 聚氯乙烯5份，環(huán)氧硬酯酸丁酯1份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鈣1份，抗氧劑硫代二丙酸二月 桂酯1份，水楊酸苯酯1份。
[0024] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0025] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0026] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0027] 實(shí)施例3 太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂18份，鄰苯二甲酸 1.5份，氧化鋅1.2份，甲基丙烯酸3份，環(huán)氧脂肪酸辛酯3份，鄰苯二甲酸二辛酯4份，聚 氯乙烯8份，環(huán)氧硬酯酸丁酯2份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鋅1份，抗氧劑硫代二丙酸二月桂 酯2份，紫外吸收劑水楊酸苯酯1份，無機(jī)填料碳酸鈣4份，玻璃纖維0.5份。
[0028] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0029] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0030] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0031] 實(shí)施例4 太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂28份，鄰苯二甲酸 2. 5份，氧化鋅2. 4份，甲基丙烯酸6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯4份，鄰苯二甲酸二辛酯5份，聚 氯乙烯12份，環(huán)氧硬酯酸丁酯3份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鋅3份，抗氧劑硫代二丙酸二月桂 酯4份，紫外吸收劑水楊酸苯酯3份，無機(jī)填料碳酸鈣6份，玻璃纖維1.5份。
[0032] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0033] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0034] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0035] 實(shí)施例5 太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂22份，鄰苯二甲酸 2份，氧化鋅1.8份，甲基丙烯酸4份，環(huán)氧脂肪酸辛酯3. 4份，鄰苯二甲酸二辛酯4. 5份， 聚氯乙烯10份，環(huán)氧硬酯酸丁酯2. 5份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鋅1.8份，抗氧劑硫代二丙酸 二月桂酯3份，紫外吸收劑水楊酸苯酯2份，無機(jī)填料碳酸鈣5份，玻璃纖維0.9份。
[0036] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0037] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0038] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0039] 實(shí)施例6 太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂26份，鄰苯二甲酸 2份，氧化鋅2份，甲基丙烯酸5份，環(huán)氧脂肪酸辛酯3. 8份，鄰苯二甲酸二辛酯4. 3份，聚 氯乙烯11份，環(huán)氧硬酯酸丁酯2. 2份，熱穩(wěn)定劑硬脂酸鋅1.9份，抗氧劑硫代二丙酸二 月桂酯3份，紫外吸收劑水楊酸苯酯2.4份，無機(jī)填料碳酸鈣5份，玻璃纖維1.3份。
[0040] 制備方法，包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以180rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2h，然后加入聚氯乙烯、鄰苯二 甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌，加熱至 70°C，繼續(xù)攪拌3h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，130°C條件下攪拌，保溫4h，然后混 合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝 膠膜。
[0041] 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為 180。。。
[0042] 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為 21(TC。
[0043] 實(shí)施例7 實(shí)施例7與實(shí)施例6區(qū)別僅在于未添加無機(jī)填料碳酸鈣和玻璃纖維，其余組分及各組 分質(zhì)量份數(shù)與實(shí)施例6相同。
[0044] 將實(shí)施例1~7中制備得到的太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試方法及 結(jié)果如下。
[0045] 透光率測(cè)試：測(cè)試儀器選用紫外-可見分光光度計(jì)Cary 100,取空氣為背景，將 膠膜貼于通光口上，遮住光路，測(cè)試材料在25(T800nm光區(qū)內(nèi)的透光率。
[0046] 熱氧老化性能測(cè)試：根據(jù)GB/T7144耐熱老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，將制備好的樣品置于烘 箱中，設(shè)定溫度為85°C，熱氧老化lOOOh，測(cè)定老化以后材料的透光率。
[0047] 紫外老化性能測(cè)試：依照GB/T19394紫外老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，將制備好的樣品置于紫 外老化箱中，設(shè)定溫度為50°C，紫外光波長在28(T400nm之間，紫外老化lOOOh，測(cè)定老 化以后材料的透光率。結(jié)果見表1。
[0048] 表 1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于組分及各組分質(zhì)量份數(shù)如下：環(huán)氧樹脂 15?30份，鄰苯二甲酸1?3份，氧化鋅廣3份，甲基丙烯酸1.8?6. 6份，環(huán)氧脂肪酸辛酯2飛 份，鄰苯二甲酸二辛酯3~6份，聚氯乙烯5~15份，環(huán)氧硬酯酸丁酯廣4份，熱穩(wěn)定劑1~3 份，抗氧劑1~5份，紫外吸收劑1~3份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于：還包括無機(jī)填料：T8 份，玻璃纖維〇. 5~1. 5份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于：所述熱穩(wěn)定劑為硬脂 酸鈣或者硬脂酸鋅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于：所述抗氧劑為硫代二 丙酸二月桂酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于：所述紫外吸收劑為水 楊酸苯酯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于：所述無機(jī)填料為碳酸 隹丐或者滑石粉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜，其特征在于組分及各組分質(zhì)量份 數(shù)如下：環(huán)氧樹脂18~28份，鄰苯二甲酸1. 5~2. 5份，氧化鋅1. 2~2. 4份，甲基丙烯酸3~6 份，環(huán)氧脂肪酸辛酯：T4份，鄰苯二甲酸二辛酯4~5份，聚氯乙烯8~12份，環(huán)氧硬酯酸丁酯 2~3份，熱穩(wěn)定劑1~3份，抗氧劑2~4份，紫外吸收劑1~3份，無機(jī)填料4~6份，玻璃纖維 0? 5?1. 5 份。
8. 權(quán)利要求1所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 將氧化鋅加入到環(huán)氧樹脂中，以12(T300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌l?3h，然后加入聚氯乙烯、 鄰苯二甲酸、甲基丙烯酸、環(huán)氧脂肪酸辛酯、鄰苯二甲酸二辛酯以及環(huán)氧硬酯酸丁酯，攪拌， 加熱至6(T80°C，繼續(xù)攪拌2~4h，得到成膜混合料； 2) 將剩余物料按比例添加到步驟1)成膜混合料中，10(Tl4(rC條件下攪拌，保溫2飛h， 然后混合均勻后經(jīng)單螺桿擠出造粒，將造好的粒料由單螺桿吹膜成型，得到太陽能電池轉(zhuǎn) 光封裝膠膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜的制備方法，其特征在于：步驟2)中 擠出造粒條件為：一段120°C，二段140°C，三段150°C，四段180°C，口膜溫度為180°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述太陽能電池轉(zhuǎn)光封裝膠膜的制備方法，其特征在于：步驟2)中 吹膜成型條件為：一段130°C，二段150°C，三段180°C，四段210°C，口膜溫度為210°C。
【文檔編號(hào)】C09J7/00GK104388002SQ201410639573
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】黃新東, 劉天人 申請(qǐng)人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司