技术领域
[0001] 本
发明涉及
太阳能电池封装用的EVA胶膜。
背景技术
[0002] 太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式；其中，光—电直接转换方式是利用
光电效应，将
太阳辐射能直接转换成
电能，这一转换的核心、基本装置便是太阳能电池。为了确保太阳能电池的光电转换性能不被衰减，必须要将太阳能电池封装在具有相应保护作用的胶膜内，要求该胶膜具有高透光率，这样才能保证太阳能电池有较高的光电转换效率。
[0003] 传统太阳能电池封装胶膜是以乙烯-
醋酸乙烯酯共聚物为主要原料，再配以有机过
氧化物交联剂、助交联剂、紫外线
光稳定剂、抗氧剂等功能性助剂，经混合、挤出、流延、冷却、分切、卷取等工序加工成品。该胶膜的防老化体系是由抗氧剂（受阻酚抗氧剂或
亚磷酸酯抗氧剂）完成的，抗氧剂能够有效捕获胶膜内的烷氧自由基（RO·）、烷基过氧自由基（ROO·），从而提高胶膜的耐紫外线老化性能、耐高低温老化性能和耐湿冻老化性能，延缓胶膜的老化黄变，提高胶膜的透光率。但是，当胶膜处于稀氧或者无氧的状态时（例如胶膜加工过程、太阳能电池封装的
层压过程、湿热老化过程等，尤其以湿热老化过程更为凸显），胶膜内的
聚合物以及过氧化物引发剂会产生大量的烷基自由基（R·），烷基自由基（R·）是抗氧剂所不能捕获的，烷基自由基（R·）会造成胶膜的老化
进程加速，导致胶膜发生黄变等现象，直接降低了胶膜的透光率，使胶膜无法在十分严酷、复杂的户外
气候环境中长期服用，从而严重影响了太阳能电池的光电转换效率，使胶膜的使用寿命大幅缩短，增加了太阳能发电的运营成本。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于：针对上述
现有技术的不足，提供一种在稀氧或者无氧状态时能够有效捕获有害的烷基自由基（R·），提高耐湿热、耐紫外线、耐高低温和耐湿冻等老化性能，降低老化黄变指数的太阳能电池封装胶膜。
[0005] 本发明采用的技术方案是，一种太阳能电池封装胶膜，所述胶膜的原料配比按以下重量份计：
[0006] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 100份，
[0007] 有机过氧化物 0.1～5份，
[0008] 紫外线吸收剂 0.05～10份，
[0009] 光稳定剂 0.05～5份，
[0010] 抗氧剂 0.01～10份，
[0012] 所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为25～35%；
[0013] 所述碳自由基捕获剂是苯并呋喃
酮、羟胺、叔胺、双酚单
丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合物。
[0014] 优选的，所述胶膜的原料配比按以下重量份计：
[0015] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 100份，
[0016] 有机过氧化物 0.5～2份，
[0017] 紫外线吸收剂 0.1～0.6份，
[0018] 光稳定剂 0.1～0.3份，
[0019] 抗氧剂 0.1～0.3份，
[0020] 碳自由基捕获剂 0.1～1份；
[0021] 所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为28～33%；
[0022] 所述碳自由基捕获剂是苯并呋喃酮。
[0023] 所述苯并呋喃酮的结构式具体如下：
[0024]
[0025] 式中，R1和R2分别表示3～6个碳
原子的支链烷
烃，R1和R2可以是相同或不同的基团；R3表示6～10个碳原子的烷基取代苯基；
[0026] 所述苯并呋喃酮具体是5,7-二叔丁基-3-（3,4-二甲基苯基）3H-苯并呋喃-2-酮和5,7-二叔丁基-3-（2,3-二甲基苯基）3H-苯并呋喃-2-酮的混合物，二者的混合
质量比为85～95：5～15。
[0027] 所述羟胺的结构式具体如下：
[0028]
[0029] 式中，R4 和R5分别表示1～30个碳原子的直链烷烃；
[0030] 所述羟胺具体是N,N-二（十八）烷基羟胺。
[0031] 所述叔胺的结构式具体如下：
[0032]
[0033] 式中，R6表示甲基；R7 和R8分别表示14～24个碳原子的烷烃；
[0034] 所述叔胺具体是N,N,-二氢化
菜籽油烷基-N-甲基氮氧化物。
[0035] 所述双酚单丙烯酸酯的结构式具体如下：
[0036]
[0037] 式中，R9表示H或者甲基；R10和R11分别表示1～6个碳原子的直链烷烃；R12和R13分别表示2～6个碳原子的支链烷烃；
[0038] 所述双酚单丙烯酸酯具体是2-特丁基-6-（3-特丁基-2-羟基-5甲基苄基）-4-甲基苯基丙烯酸酯和/或2,4-二特戊基-6-（1-（3,5-二特戊基-2-羟基）苯基）乙基苯基丙烯酸酯。
[0039] 所述有机过氧化物为过氧化酯交联剂，具体是邻邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯和/或邻邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯。
[0040] 所述紫外线吸收剂为二苯甲酮系紫外线吸收剂，具体是2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮中的一种或两种以上的混合物。
[0041] 所述光稳定剂为受阻胺系光稳定剂，具体是N,N’-双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-（1,1,3,3-四甲基丁基）
氨基-1,3,5-三嗪的聚合物。
[0042] 所述抗氧剂为亚磷酸酯系抗氧剂，具体是亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、四（2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基）双亚磷酸酯、二亚磷酸季戊二硬脂醇酯、季戊四醇双亚磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯中的一种或两种以上的混合物。
[0043] 本发明的有益效果是：上述胶膜以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为主要原料，再配以有机过氧化物、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂和碳自由基捕获剂，通过碳自由基捕获剂有效捕获胶膜在稀氧或者无氧状态时（也就是在湿热老化过程中）所产生的烷基自由基（R·），提高胶膜的耐湿热、耐紫外线、耐高低温和耐湿冻等老化性能，有效降低胶膜老化黄变指数，确保胶膜具有较高的透光率，保证了太阳能电池光电转换效率的高效性。
具体实施方式
[0045] 本发明的原料配比按以下重量份计。
[0046]
基础原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物-100份；本发明对乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量具有特定要求，若乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量过高（通常≥40%），会使乙烯-醋酸乙烯共聚物的粘性降低、强度下降、极性增大，导致在使用过程中容易从太阳能
电池组件中流出，同时会影响太阳能电池组件在使用过程中的抗撕裂性；若乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量过低（通常＜25%），会使加工性能降低，成品胶膜变得过硬，太阳能电池组件制造时不容易脱气泡；因而，应对乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量进行优选，本发明优选的醋酸乙烯酯含量为33%；
[0047] 有机过氧化物：邻邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)单-过氧化碳酸酯-1.5份；
[0048] 紫外线吸收剂： 2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-0.5份；
[0049] 光稳定剂：N,N’-双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-（1,1,3,3-四甲基丁基）氨基-1,3,5-三嗪的聚合物-0.2份；
[0050] 抗氧剂：亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯-0.3份；
[0051] 碳自由基捕获剂：5,7-二叔丁基-3-（3,4-二甲基苯基）3H-苯并呋喃-2-酮和5,7-二叔丁基-3-（2,3-二甲基苯基）3H-苯并呋喃-2-酮的混合物-0.1份，二者混合的质量比为85～95:5～15，例如90：10，或86:14，亦或93:7等。
[0052] 本发明通过常规的制备方法即可容易获得，具体是：将上述各组分混合均匀，混o合物经
挤出机共混后挤出，
温度控制在90C左右，挤出物经流延、冷却、分切、卷取工序，即得厚度约为0.5mm的胶膜；将所制得的胶膜，以玻璃、2层胶膜、玻璃的方式叠在一起，然后在
真空层压机中加热至约145℃，脱气约6分钟，加压约12分钟，加
热压粘制得测试用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜样片E1。
[0053] 实施例2
[0054] 本发明的原料配比按以下重量份计。
[0055] 基础原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物-100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为30%；
[0056] 有机过氧化物：邻邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯-0.6份；
[0057] 紫外线吸收剂：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-0.2份、2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮-0.2份、2,4-二羟基二苯甲酮-0.2份；
[0058] 光稳定剂：N,N’-双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-（1,1,3,3-四甲基丁基）氨基-1,3,5-三嗪的聚合物-0.3份；
[0059] 抗氧剂：四（2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基）双亚磷酸酯-0.1份、二亚磷酸季戊二硬脂醇酯-0.1份；
[0060] 碳自由基捕获剂：N,N-二（十八）烷基羟胺-0.7份。
[0061] 按照实施例1的制备方法制得测试用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜样片E2。
[0062] 实施例3
[0063] 本发明的原料配比按以下重量份计。
[0064] 基础原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物-100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为28%；
[0065] 有机过氧化物：邻邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯-0.5份、邻邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯-0.5份；
[0066] 紫外线吸收剂：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮-0.1份、2-羟基-4-丙烯酰氧乙氧基二苯甲酮-0.1份；
[0067] 光稳定剂：N,N’-双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-（1,1,3,3-四甲基丁基）氨基-1,3,5-三嗪的聚合物-0.1份；
[0068] 抗氧剂：季戊四醇双亚磷酸二（2,4-二特丁基苯基）酯-0.07份、三(壬基苯基)亚磷酸酯-0.07份；
[0069] 碳自由基捕获剂：N,N,-二氢化菜籽油烷基-N-甲基氮氧化物-1份。
[0070] 按照实施例1的制备方法制得测试用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜样片E3。
[0071] 实施例4
[0072] 本发明的原料配比按以下重量份计。
[0073] 基础原料：乙烯-醋酸乙烯共聚物-100份，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯酯含量为32%；
[0074] 有机过氧化物：邻邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)单过氧化碳酸酯-1.9份；
[0075] 紫外线吸收剂：2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮-0.3份；
[0076] 光稳定剂：N,N’-双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）-1,6-己二胺和2,4-二氯-6-（1,1,3,3-四甲基丁基）氨基-1,3,5-三嗪的聚合物-0.15份；
[0077] 抗氧剂：亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯-0.3份；
[0078] 碳自由基捕获剂：2,4-二特戊基-6-（1-（3,5-二特戊基-2-羟基）苯基）乙基苯基丙烯酸酯-0.4份；前述2,4-二特戊基-6-（1-（3,5-二特戊基-2-羟基）苯基）乙基苯基丙烯酸酯也可以采用2-特丁基-6-（3-特丁基-2-羟基-5甲基苄基）-4-甲基苯基丙烯酸酯代替，还可以采用2-特丁基-6-（3-特丁基-2-羟基-5甲基苄基）-4-甲基苯基丙烯酸酯和2,4-二特戊基-6-（1-（3,5-二特戊基-2-羟基）苯基）乙基苯基丙烯酸酯的混合物代替。
[0079] 按照实施例1的制备方法制得测试用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜样片E4。
[0080] 上述每个实施例中的碳自由基捕获剂只是在苯并呋喃酮、羟胺、叔胺和双酚单丙烯酸酯中选用了一个单一的系列，除此之外，碳自由基捕获剂还可以是苯并呋喃酮、羟胺、叔胺和双酚单丙烯酸酯中的至少两种以上系列的混合物，同样能达到本发明的发明目的。
[0081] 上述实施例只是本发明的四个较佳方案，只能用作理解本发明内容，不能用作限定本发明的保护范围。
[0082] 下面将上述四个实施例制得的样片（E1～E4）与传统乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜样片C1的耐湿热老化性能进行测试对比，耐湿热老化性能按照GB/T 2423.3试验方法进o行试验，试验条件是，试验温度85 C，
相对湿度85%，试验时间1000h，在试验中需要得出每种样片的透光率保持率和黄变指数，透光率保持率和黄变指数通过以下方法进行测定。
