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一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法

阅读:736发布:2023-01-31

专利汇可以提供一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种抗 腐蚀 的光伏封装材料EVA胶膜,所述光伏封装材料主要由光伏封装材料EVA 树脂 、改性抗腐蚀助剂、引发剂、 增粘剂 、 光稳定剂 组成。改性抗腐蚀助剂是使用 硅 烷 偶联剂 、 钛 酸酯偶联剂或稀土偶联剂改性的金属氢 氧 化物、金属氧化物或金属 碳 酸化 合物。其 比表面积 为40~250m2/g。本发明使用的改性抗腐蚀助剂在 金属化 合物粒子表面包覆了一层有机物降低其表面能,使得金属化合物粒子处于稳定状态,颗粒之间均匀分散,比表面积相比未改性的金属化合物粒子有所增大, 吸附 醋酸 的效果更优异。本发明的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜能够抑制或阻止醋酸对组件内部焊带、汇流条和金属 栅线 金属的腐蚀,使组件保持持久稳定的光电转换效率,延长光伏组件的使用寿命。,下面是一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述光伏封装材料以质量份计的下述原料组成:
所述改性抗腐蚀助剂是使用偶联剂酸酯偶联剂或稀土偶联剂改性的金属氢化物、金属氧化物或金属酸化合物。所述改性抗腐蚀助剂的比表面积为40~280m2/g。
2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述改性抗腐蚀助剂的质量份为0.05~0.5,更优选的,质量份为0.1~0.5;所述的改性抗腐蚀助剂的粒径为0.02~50μm,优选0.02~10μm,更优选20~100nm。所述成核增透剂的质量份为0.1~3,更优选的,质量份为0.1~2,最优选的,质量份为0.1~1.0。所述的成核增透剂纳米颗粒的粒径为1~100nm,优选1~20nm,更优选1~10nm。
3.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂的化学式为YSiX3,其中,Y为非解基团,包括乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基,X优选甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等;所述改性抗腐蚀助剂所使用的钛酸酯偶联剂的化学式为RO-Ti(OX-R-Y)3,R-是长碳键烷基,Y是羟基、基、环氧基或含双键的基团等。
4.根据权利要求3所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷,优选乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸化合物包括但不限于氢氧化镁、氢氧化、氢氧化锌、氢氧化钡、氢氧化、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锌、碳酸钡等中的一种或多种按任意配比混合组成。
6.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述光伏封装材料EVA树脂的VA含量为12-34wt%。
7.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述成核增透剂为具有量子点效应的由IV-VI、II-VI,IV-VI或III-V元素组成的粒径小于100nm的量子点纳米颗粒,具体选自硫化镉、硒化镉、碲化镉、硫化锌、硒化锌、硫化铅、硒化铅、磷化铟、砷化铟、铟化镓、氮化镓、砷化镓、氮化铟砷、铟砷化镓、硫化硒镉。
8.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,其特征在于,所述引发剂由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-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)-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的一种或多种按任意配比混合组成。
所述助交联剂为多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类化合物,所述助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯。
所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-正辛氧基二苯甲、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑的一种或多种按任意配比混合组成。
所述增粘剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷。
所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂,具体选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-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)酯的一种或多种按任意配比混合组成。
所述颜料选自二氧化钛、二氧化硅、中空玻璃微珠、氧化锌、硫化锌、掺铝氧化锌、氧化铟、氧化锑锡、三氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑石墨烯、氧化石墨烯铬黑、氮化、碳化硅的一种或多种按任意配比混合组成。
9.一种权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜的制备方法,其特征在于,所述抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂按质量份0.01-10:100混合均匀后,与0~5.0份的成核增透剂、0.01~1.5份的引发剂、0~10份的助交联剂、0~0.4份的紫外光吸收剂0.1~3.0份的增粘剂、0.1~1.0份光稳定剂、0~40份的颜料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷工序制备得到所述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
10.一种权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜的制备方法,其特征在于,所述抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂混合均匀后挤出造粒,所述抗腐蚀助剂占母粒总质量的1~10wt%,所得母粒可单独使用或将母粒与光伏封装材料EVA树脂混合使用,混合后抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂的质量比为0.01-10:100,再与0~5.0份的成核增透剂、0.01~1.5份的引发剂、0~10份的助交联剂、0~0.4份的紫外光吸收剂、0.1~3.0份的增粘剂、0.1~1.0份光稳定剂、0~40份的颜料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷工序制备得到所述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。

说明书全文

一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于光伏组件用封装材料领域,尤其涉及一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。

背景技术

[0002] 光伏组件在高温、高湿及光照的条件下使用时,湿气或逐渐深入组件内部,在光和热的作用下,EVA发生Norrish typeⅡ脱乙酰反应,产生醋酸。在醋酸存在的环境下,焊带的两种金属之间形成电势电位差,电势电位低的金属将被腐蚀。涂锡铜焊带中两种金属的标准电极电位分别是Sn2+:-0.136V,Pb2+:-0.126V,两者电位虽然相近,但仍可能发生电化学腐蚀使涂锡铜焊带黄变。另外,EVA交联一般由过化物引发,由于层压工艺的限制,组件不可避免地有过氧化物的残留,当EVA胶膜的醋酸含量累积过高时,醋酸与EVA中残留的过氧化物交联剂反应,形成氢过氧化物,氢过氧化物活性较高,与之接触被腐蚀成黑色的氧化银,晶体电池表面的银栅线被氧化而变黑。醋酸还能腐蚀电池的背场,降低铝背场与硅片的附着,严重影响电池的电性能,降低组件的输出功率,组件的耐久性也降低。
[0003] 因此,为了防止组件内部焊带、汇流条和金属栅线等的腐蚀,同时保持组件输出功率的稳定,延长组件使用寿命,因此亟待解决光伏封装EVA胶膜水解产生的醋酸等对组件内部的金属腐蚀。
[0004] 目前,专利CN102318080 B提供一种太阳能电池密封膜,通过加入pH大于9.0的水滑石作为吸附剂,来抑制导线、电极生锈,但水滑石价格相对较贵,增加了密封膜的生产成本。专利CN101542748 B公开一种太阳能电池密封膜,该EVA薄膜受光侧含有酸吸收剂氢氧化镁,背光侧含有酸吸收剂氢氧化镁、氧化镁、氢氧化等,此类酸吸收剂为极性无机物,表面能大,表面活性高,与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的相容性很差,易造成界面缺陷,导致材料性能下降,不能很好的保证太阳能电池的耐久性,同时此类酸吸收剂的加入会造成EVA胶膜的透光率降低,进而引起组件的光电转换效率降低。CN108610546A提供一种太阳能电池用封装材料,通过加入氧化镁抑制乙烯-醋酸乙烯酯共聚物产生醋酸,但未改性的氧化镁粒子由于表面能相对较高,根据能量最低原理,使得氧化镁粒子之间相互吸引而降低表面能,因此氧化镁粒子之间可能发生严重的团聚现象,形成较大的颗粒,从而降低氧化镁粒子的比表面积,进一步降低封装胶膜的透光率,同时氧化镁为极性无机物,与EVA的相容性差,易造成界面缺陷,影响胶膜的力学性能。

发明内容

[0005] 本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案如下:一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜,以质量份计的下述原料组成:
[0007]
[0008] 所述改性抗腐蚀助剂是使用硅烷偶联剂酸酯偶联剂或稀土偶联剂对金属氢氧化物、金属氧化物或金属酸化合物进行改性。所述改性抗腐蚀助剂的比表面积为40~280m2/g。
[0009] 进一步地,所述改性抗腐蚀助剂的质量份为0.05~0.5,更优选的,质量份为0.1~0.5;所述的改性抗腐蚀助剂的粒径为0.02~50μm,优选0.02~10μm,更优选20~100nm。所述成核增透剂的质量份为0.1~3,更优选的,质量份为0.1~2,最优选的,质量份为0.1~
1.0。所述的成核增透剂纳米颗粒的粒径为1~100nm,优选1~20nm,更优选1~10nm。
[0010] 进一步地,所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂的化学式为YSiX3,其中,Y为非水解基团,包括乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基,X优选甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等;这些基团连接在钛酸酯分子的末端,可以与有机物进行化学反应而结合在一起。所述改性抗腐蚀助剂所使用的钛酸酯偶联剂的化学式为RO-Ti(OX-R-Y)3,R-是长碳键烷基,Y是羟基、基、环氧基或含双键的基团等。能和有机聚合物进行弯曲缠结,使有机物和无机物的相容性得到改善,提高材料的抗冲击强度;Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等。所述改性抗腐蚀助剂所使用的稀土偶联剂的化学式为(C3H7O)x Re(OCOR′)m(OCOR2)n(OAB)y。稀土偶联剂不仅能与所要改性的金属化合物起到双亲偶联作用,还因稀土元素独特的外电子层结构,与金属化合物无机粉体通过“核-壳”包裹和无机刚性粒子增韧,与封装材料基体树脂既具有较好的相容性,同时可以改善封装材料的其他性能。
[0011] 进一步地,所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂具体包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷,优选乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
[0012] 进一步地,所述金属化合物包括但不限于氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氢氧化钡、氢氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锌、碳酸钡等中的一种或多种按任意配比混合组成。
[0013] 进一步地,所述光伏封装EVA胶膜的VA含量为12-34wt%。
[0014] 进一步地,所述成核增透剂为具有量子点效应的由IV-Ⅵ、II-Ⅵ,IV-VI或III-V元素组成的量子点纳米颗粒,具体选自硫化镉、硒化镉、碲化镉、硫化锌、硒化锌、硫化铅、硒化铅、磷化铟、砷化铟、铟化镓、氮化镓、砷化镓、氮化铟砷、铟砷化镓、硫化硒镉。
[0015] 进一步地,所述引发剂由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-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)-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的一种或多种按任意配比混合组成。
[0016] 进一步地,所述助交联剂为多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类化合物。所述助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯。
[0017] 进一步地,所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-正辛氧基二苯甲、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑的一种或多种按任意配比混合组成。
[0018] 进一步地,所述增粘剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷。
[0019] 进一步地,所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂,具体选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-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)酯的一种或多种按任意配比混合组成。
[0020] 进一步地,所述颜料选自二氧化钛、二氧化硅、中空玻璃微珠、氧化锌、硫化锌、掺铝氧化锌、氧化铟锡、氧化锑锡、三氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑石墨烯、氧化石墨烯、铜铬黑、氮化、碳化硅的一种或多种按任意配比混合组成。
[0021] 一种上述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜的制备方法,所述抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂按质量份0.01-10:100混合均匀后,与0~5.0份的成核增透剂、0.01~1.5份的引发剂、0~10份的助交联剂、0~0.4份的紫外光吸收剂、0.1~3.0份的增粘剂、0.1~1.0份光稳定剂、0~40份的颜料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷工序制备得到所述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0022] 一种上述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜的制备方法,所述抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂按1~10wt%混合均匀后挤出造粒,所得母粒可单独使用或将母粒与光伏封装材料EVA树脂混合使用,混合后抗腐蚀助剂与光伏封装材料EVA树脂的质量比为0.01-10:100,再与0~5.0份的成核增透剂、0.01~1.5份的引发剂、0~10份的助交联剂、0~0.4份的紫外光吸收剂、0.1~3.0份的增粘剂、0.1~1.0份光稳定剂、0~40份的颜料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷工序制备得到所述抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0023] 本发明的有益效果是:本发明使用的改性抗腐蚀助剂在改性的金属化合物粒子表面包覆了一层有机物降低其表面能,使得金属化合物粒子处于稳定状态,颗粒之间能均匀分散,比表面积相比未改性的金属化合物粒子有所增大,吸附醋酸的效果更优异。因此,通过在封装材料体系中加入改性抗腐蚀助剂,一方面经过偶联剂疏水改性的金属化合物能与醋酸反应减少甚至消除光伏封装体系中的醋酸,杜绝引起焊带、汇流条和金属栅线等金属腐蚀的源头,抑制由于组件腐蚀而引起的功率衰减;另一方面由于偶联剂改性抗腐蚀助剂可以与EVA树脂间形成键合,提高改性抗腐蚀助剂与EVA粒子的相容性,使改性抗腐蚀助剂在EVA母粒中均匀分散,进一步提高了抗腐蚀助剂的抗腐蚀效果。本发明的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜能够抑制或阻止醋酸对组件内部焊带、汇流条和金属栅线等金属的腐蚀,使组件保持持久稳定的光电转换效率,延长光伏组件的使用寿命。

具体实施方式

[0024] 太阳能电池组件在户外高温高湿光照的环境使用时,组件内部焊带、汇流条和金属栅线等由于EVA胶膜水解产生的醋酸的影响而发生腐蚀,导致组件功率降低。因此,为延长光伏组件的使用寿命,使组件保持持久稳定的光伏转换效率,通过在金属化合物粒子表面包覆了一层有机物具有更低的表面能,使得金属化合物粒子处于稳定状态,颗粒之间均匀分散,比表面积有所增大,吸附醋酸的效果更优异。通过在封装材料体系中加入能与醋酸反应的改性的抗腐蚀助剂,经过偶联剂改性的金属化合物一方面能与醋酸反应减少甚至消除光伏封装体系中的醋酸,降低或阻止组件中金属的腐蚀。另一方面,偶联改性是偶联剂与无机金属化合物粒子表面发生化学偶联反应,两组分之间除了范德瓦斯力、氢键或配位键的相互作用外,还有离子键或共价键的相互结合,改性抗腐蚀助剂进一步与EVA形成键合,以提高抗腐蚀助剂与EVA粒子的相容性。本发明提供一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0025] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 本实施方式中使用的改性抗腐蚀助剂直接从专的生产厂家中购置。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0029] 本例中,以质量分数计,100质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)、0.01质量份氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化镁(比表面积280m2/g)、0.5质量份的硫化镉、1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、5质量份的季戊四醇三丙烯酸酯、1质量份的乙烯基三乙氧基硅烷、0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-1。
[0030] 实施例2
[0031] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0032] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%)(95wt%)与乙烯基三乙氧基硅烷改性的氢氧化镁(5wt%)(比表面积220m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到改性抗腐蚀母粒。
[0033] 本例中,以质量分数计,99质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%),加入1质量份的上述抗腐蚀母粒、1质量份的硫化锌、1.5质量份的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、5质量份的丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、2.5质量份的乙烯基三甲氧基硅烷、0.3质量份2,4-二羟基二苯甲酮、0.5质量份单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-2。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0036] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为20%)(89wt%)、氨丙基三甲氧基硅烷改性的氢氧化钙(10wt%)(比表面积40m2/g)和硒化锌(1wt%)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到改性抗腐蚀母粒。
[0037] 本例中,以质量分数计,99质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为20%),加入1质量份的上述抗腐蚀母粒、1.5质量份的过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯、10质量份的季戊四醇三丙烯酸酯、3质量份的氨丙基三甲氧基硅烷、0.2质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.5质量份聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-3。
[0038] 实施例4
[0039] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0040] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为30%)(99wt%)与甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的氧化钙(1wt%)(比表面积60m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到改性抗腐蚀母粒。
[0041] 本例中,以质量分数计,100质量份的上述抗腐蚀母粒,加入5质量份的砷化铟、1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、5质量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2质量份的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.4质量份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、1质量份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-4。
[0042] 实施例5
[0043] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0044] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%)(90wt%)与钛酸酯偶联剂改性的氢氧化锌(10wt%)(比表面积120m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机造粒得到抗腐蚀母粒。
[0045] 本例中,以质量分数计,95质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%),加入5质量份的上述抗腐蚀母粒,加入0.5质量份的砷化镓、1质量份的叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、5质量份的季戊四醇四丙烯酸酯、1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.2质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.5质量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-5。
[0046] 实施例6
[0047] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0048] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%)(99wt%)与改性碳酸钙2
(1wt%)(比表面积180m/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒。
[0049] 本例中,以质量分数计,99质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%),加入1质量份的上述抗腐蚀母粒,加入0.001质量份的氮化铟砷、0.1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、1质量份的乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,0.2质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.5质量份双(1,2,2,6,6-五甲基-
4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-6。
[0050] 实施例7
[0051] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0052] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与乙烯基三甲氧基硅烷改性的氧化钙(5wt%)(比表面积240m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K1;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与乙烯基三甲氧基硅烷改性的氢氧化镁(5wt%)(比表面积210m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K2。
[0053] 本例中,以质量分数计,98质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%),加入1质量份的上述抗腐蚀母粒K1、1质量份的上述抗腐蚀母粒K2、1质量份的硫化锌、
1质量份的过氧化碳酸叔戊酯、5质量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1质量份的氨丙基三甲氧基硅烷、0.3质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.8质量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-7。
[0054] 实施例8
[0055] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0056] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与乙烯基三甲氧基硅烷改性的氧化钙(5wt%)(比表面积230m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K1;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与甲基丙烯酰氧基2
丙基三甲氧基硅烷改性的氧化镁(5wt%)(比表面积240m/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K3。
[0057] 本例中,以质量分数计,99质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%),加入0.5质量份的上述抗腐蚀母粒K1、0.5质量份的上述抗腐蚀母粒K3、1质量份的1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、5质量份的乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、2质量份的乙烯基三乙氧基硅烷、0.2质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.4质量份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为E-8。
[0058] 实施例9
[0059] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0060] 本例中,以质量分数计,100质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)、0.01质量份的改性氧化钙(比表面积170m2/g)、1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、5质量份的季戊四醇三丙烯酸酯、1质量份的乙烯基三乙氧基硅烷、0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、40质量份的二氧化钛。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为EW-1。
[0061] 实施例10
[0062] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0063] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%)(95wt%)与稀土偶联剂改性的氢氧化镁(5wt%)(比表面积200m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到改性抗腐蚀母粒。
[0064] 本例中,以质量分数计,100质量份的上述抗腐蚀母粒,加入1.5质量份的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、5质量份的丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、2.5质量份的乙烯基三甲氧基硅烷、0.3质量份2,4-二羟基二苯甲酮、0.5质量份单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、15质量份的炭黑。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为EW-2。
[0065] 实施例11
[0066] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0067] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%)(99wt%)与三异硬脂酰基钛酸异丙酯改性的碳酸钙(1wt%)(比表面积160m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒。
[0068] 本例中,以质量分数计,90质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为12%),加入10质量份的上述抗腐蚀母粒,加入0.1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、1质量份的乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,0.2质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1质量份的氨丙基三乙氧基硅烷、0.5质量份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、5质量份的氧化石墨烯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为EW-3。
[0069] 实施例12
[0070] 本实施例提供一种封装材料,具有抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
[0071] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯改性的氧化钙(5wt%)(比表面积210m2/g)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K1;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)(95wt%)与单烷氧基钛酸酯改性的氢氧化镁(5wt%)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到抗腐蚀母粒K2。
[0072] 本例中,以质量分数计,80质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%),加入10质量份的上述抗腐蚀母粒K1、10质量份的上述抗腐蚀母粒K2、1质量份的过氧化碳酸叔戊酯、5质量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1质量份的氨丙基三甲氧基硅烷、0.3质量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.8质量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、
1质量份的三氧化二锑。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为EW-4。
[0073] 比较例1
[0074] 本例中,以质量分数计,100质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)、1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、5质量份的季戊四醇三丙烯酸酯、1质量份的乙烯基三乙氧基硅烷、0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为C-1。
[0075] 比较例2
[0076] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%)(95wt%)与常规未改性氢氧化镁(5wt%)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到母粒K0。
[0077] 本例中,以质量分数计,99质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%),加入1质量份的上述母粒K0、1.5质量份的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、5质量份的丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、2.5质量份的乙烯基三甲氧基硅烷、0.3质量份
2,4-二羟基二苯甲酮、0.5质量份单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为C-2。
[0078] 比较例3
[0079] 本例中,以质量分数计,100质量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为28%)、1质量份的叔丁基过氧化碳酸异丙酯、5质量份的季戊四醇三丙烯酸酯、1质量份的乙烯基三乙氧基硅烷、0.1份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、40质量份的二氧化钛。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为CW-1。
[0080] 比较例4
[0081] 造粒:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA质量含量为26%)(95wt%)与常规未改性氢氧化镁(5wt%)混合均匀,使用双螺杆挤出机挤出造粒得到母粒K0’。
[0082] 本例中,以质量分数计,100质量份的上述母粒K0’,加入1.5质量份的1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、5质量份的丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、2.5质量份的乙烯基三甲氧基硅烷、0.3质量份2,4-二羟基二苯甲酮、0.5质量份单(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、15质量份的炭黑。混合均匀,上述混合物经预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序,制得所述光伏封装材料,记为CW-2。
[0083] 性能测试
[0084] 通过上述实施例和对比例得到的封装胶膜应用于太阳能电池组件的封装,经过下列测试方法进行评价,评价结果列于下述表1和表2。
[0085] 1.受光面侧胶膜透光率测试:对实施例1~8和比较例1~2的封装材料层压后进行透光率测试,层压后各实施例及比较例胶膜的厚度为0.45mm,透光率测试依据GB/T 2410-2008进行测定,用紫外-可见分光光度计测定胶膜700~400nm的透光率。
[0086] 2.组件中电池片腐蚀情况外观评估:使用实施例1~12和比较例1~4的封装胶膜进行单玻组件封装试验,按玻璃/封装胶膜/电池片/封装胶膜/背板(BEC-301M)的次序放入真空层压机内,经过145℃层压(抽真空6min,层压12min)制得单玻组件,将上述组件进行PCT老化(121℃,100%RH)和DH老化(85℃,85%RH),通过EL跟踪观察组件电池片的外观腐蚀情况。
[0087] 3.玻璃/封装胶膜粘结强度测试:取3mm厚玻璃、封装胶膜、TPT背板,按玻璃/胶膜/背板次序放入真空层压机内,经过145℃层压16min。测试依据GB/T2790-1995进行测定,用拉力机进行测试,测试速度100mm/min,记录玻璃和胶膜的粘结强度值。
[0088] 表1:实施例1~12和比较例1~4的封装材料的透光率测试结果
[0089]
[0090] 表2:实施例1~12和比较例1~4的封装材料相关测试结果
[0091]
[0092] 由上述实施例和比较例的PCT老化和DH老化后EL测试数据对比可知:在封装材料体系中加入改性抗腐蚀助剂,本发明方案的比较例组胶膜制备组件在PCT120h后电池片边缘和金属栅线出现严重腐蚀,DH2000h后出现轻微腐蚀,而同等老化条件下的实施例组胶膜制备的组件的电池片边缘及栅线基本无腐蚀。在同时加入改性抗腐蚀助剂和成核增透剂后,本发明方案所得封装材料的透光率可以保持甚至高于常规配方的比较例C1,本发明方案实施例所得封装材料的透光率显著高于现有专利配方只加吸酸剂未加成核增透剂的比较例C2。由上述实施例可知,改性抗腐蚀助剂的加入可以抑制光伏组件电池片和栅线的腐蚀:一方面经过偶联剂改性的金属化合物能与醋酸反应减少甚至消除光伏封装体系中的醋酸,杜绝引起焊带、汇流条和栅线等金属腐蚀的源头,从而抑制组件中电池片的腐蚀;另一方面由于偶联剂基团包覆的抗腐蚀助剂可以与EVA树脂间形成键合,提高抗腐蚀助剂与EVA粒子的相容性,使其在EVA母粒中均匀分布,提高抗腐蚀效果,同时避免无机抗腐蚀助剂团聚而引起胶膜的透光率降低。另外,具有量子效应的成核增透剂一方面能改变树脂结构中可结晶的聚合物链段的结晶行为,促使晶粒尺寸微细化;另一方面能转换短波变长波的作用,实现将高能量光子转化为数量更多的低能量光子,提高入射到电池片的光线强度,提高光伏封装材料的透光率。
[0093] 以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,且本发明不限于上述的实施例,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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