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太陽能電池封裝材料、相關(guān)膠膜及太陽能電池組件

317   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司  
2024-02-22 11:49:56
權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池封裝材料,所述封裝材料包含以下組分:A)66?99.5重量%的乙烯共聚物,B)0.4?1重量%的有機過氧化物,C)0.1?3重量%的烷氧基硅烷低聚物,以及D)任選的0?30重量%的其他助劑;

其中各組分重量百分比的加和為100%;以及其中所述烷氧基硅烷低聚物為烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物,其數(shù)均分子量為300?2000g/mol,其中聚合度Xn為2?7的組分質(zhì)量占比大于50重量%;以及其中所述烷氧基硅烷低聚物由式1制備,其中,R1各自為相同或不同的碳原子數(shù)為1?8個的烷基,R1任選地被甲氧基取代;Y為R1或?O?R1;基團X為含有一個雙鍵的基團或為碳原子數(shù)為3?20的烷基。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝材料,其中組分B與組分C的重量百分比的比值為0.2?6,以及

組分A、B和C的重量百分比滿足以下關(guān)系:(lnB+lnC)/lnA=200?1800。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝材料,其中所述有機過氧化物為一種或多種選自過氧化二酰、二烷基過氧化物、過氧化酯、過氧化縮酮的過氧化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝材料,其中所述烷氧基硅烷低聚物由其中X為含有一個雙鍵的基團的式1制備,其聚合度Xn為2?20的自然數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝材料,其中所述烷氧基硅烷低聚物由其中X為含有一個雙鍵的基團和碳原子數(shù)為3?20的烷基的式1制備,其包括由X為含有一個雙鍵的基團的結(jié)構(gòu)單元組成的均聚物、由X為碳原子數(shù)為3?20的烷基的結(jié)構(gòu)單元組成的均聚物以及由上述兩種結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝材料,其中在所述烷氧基硅烷低聚物中X為含有一個雙鍵的基團的式1的結(jié)構(gòu)單元數(shù)的比例為50%?95%,基于式1的結(jié)構(gòu)單元總數(shù)量計。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝材料,其中其他助劑為偶聯(lián)劑、助交聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、增塑劑、顏料或填料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝材料,其中其他助劑為偶聯(lián)劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝材料,其中偶聯(lián)劑為γ?環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ?氨基丙基三乙氧基硅烷、γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝材料,其中光穩(wěn)定劑為紫外線吸收劑。

11.根據(jù)權(quán)利要求1?10中任一項所述的封裝材料,其中所述封裝材料的硫化達到平衡扭矩值10%的時間為40?110秒,硫化達到平衡扭矩值50%的時間為180?290秒。

12.一種由權(quán)利要求1?11中任一項所述的封裝材料制備的太陽能電池封裝膠膜。

13.一種包含權(quán)利要求12的封裝膠膜的太陽能電池組件,其由玻璃、權(quán)利要求12的封裝膠膜、太陽能電池板、權(quán)利要求12的封裝膠膜以及背板依次排列后層壓制備。

說明書: 一種太陽能電池封裝材料、相關(guān)膠膜及太陽能電池組件技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種光伏封裝材料,尤其涉及一種快速固化的太陽能電池封裝材料、相關(guān)膠膜及太陽能電池組件。

背景技術(shù)[0002] 太陽能電池的封裝材料通常有五個基本的性能要求,即透明性、粘結(jié)性、耐熱性、柔軟性和絕緣性。乙烯?醋酸乙烯酯(EA)、乙烯?甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、乙烯?α?烯

烴共聚物等乙烯共聚物配合交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑等助劑在熱引發(fā)、光引發(fā)或者電磁輻射下發(fā)生

交聯(lián)反應(yīng),達到預(yù)期的凝膠含量,從而得到實現(xiàn)上述性能的封裝材料,滿足太陽能電池組件

的正常運行。

[0003] 目前,實現(xiàn)太陽能電池封裝材料的快速固化(交聯(lián))是該領(lǐng)域研發(fā)人員共同的目標。一般而言,最常用的方法是增加有機過氧化物的含量,這能夠有效提高交聯(lián)速度,但過

氧化物在高溫層壓過程中會分解成二氧化碳、甲醇等小分子,在光伏組件層壓過程會導致

比較多氣泡。過氧化物的增加也會帶來封裝材料加熱成型加工過程中出現(xiàn)過早交聯(lián)的負面

作用,從而導致螺桿堵塞無法成膜。CN103045105描述了一種快速引發(fā)劑和慢速引發(fā)劑以及

接枝單體搭配的方法,但仍然不能解決上述負面作用。

[0004] 增加助交聯(lián)劑也是一種加快交聯(lián)速度的方法,但交聯(lián)速度的提升并不明顯,例如三烯丙基異氰尿酸酯(TAIC)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等多官能團的小分子助劑。

這些助交聯(lián)劑在交聯(lián)過程中不產(chǎn)生氣體,可以有效抑制氣泡作用,但屬于小分子,過量的殘

余助交聯(lián)劑會影響產(chǎn)品的導電性能,對絕緣性能和高系統(tǒng)電壓應(yīng)用不利。

[0005] 另一方面,面對更高的系統(tǒng)電壓,例如1500伏特,對太陽能模組的抗漏電性能以及與之相隨的抗電勢誘導衰減(PID)的能力提出更高要求。封裝材料的絕緣性能被認為是這

其中的關(guān)鍵因素,EA、乙烯?α?烯烴共聚物等封裝材料在經(jīng)過工藝制備上的改進后體積電

阻率得到了很大提高,但對于上述高的絕緣性要求還是不夠的。CN105164198公開了一種含

有聚氨酯聚(甲基)丙烯酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯的乙烯共聚物,其體積電阻率得到提

升,但是提升的幅度并不明顯。

[0006] 隨著光伏行業(yè)繼續(xù)向電池組件高效率、系統(tǒng)高電壓的方向發(fā)展,對光伏封裝材料提升交聯(lián)速度及平衡絕緣性能的方案是一直追求的方向。

發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明的目的在于,在不增加過氧化物含量的前提下添加烷氧基硅烷低聚物,提供一種快速固化的太陽能電池封裝材料以及由它形成的膠膜。該封裝膠膜擁有顯著提高的

體積電阻率,且對玻璃、背板等具有長久的粘結(jié)力。

[0008] 一方面,本發(fā)明提供一種太陽能電池封裝材料,所述封裝材料包含以下組分:[0009] A)66?99.5重量%的乙烯共聚物,[0010] B)0.4?1重量%有機過氧化物,[0011] C)0.1?3重量%烷氧基硅烷低聚物,以及[0012] D)任選的0?30重量%的其他助劑;[0013] 其中各組分重量百分比的加和為100%;以及[0014] 其中所述烷氧基硅烷低聚物為烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物,其數(shù)均分子量為300?2000g/mol。

[0015] 另一方面,本發(fā)明還提供一種由上述封裝材料制備的太陽能電池封裝膠膜。[0016] 另一方面,本發(fā)明提供一種制備上述太陽能電池封裝膠膜的方法,所述方法包括將上述太陽能電池封裝材料經(jīng)過螺帶式混料機充分混合,然后制成膜(例如使用螺桿擠出

機擠出流延或壓延成膜),從而獲得所述封裝膠膜。

[0017] 本發(fā)明的太陽能電池封裝材料以及由它形成的膠膜具有快速固化的性能,還具有顯著提高的體積電阻率,且與玻璃的粘結(jié)力在經(jīng)受2000小時的濕熱老化后衰減不超過

50%。

附圖說明[0018] 圖1為實施例5中烷氧基硅烷低聚物的質(zhì)譜圖,其示出了不同聚合度的低聚物的分子量分布。

[0019] 圖2為本發(fā)明的一個具體實施例5和對比例1的膠膜的交聯(lián)度曲線。其中上部的曲線為實施例5的交聯(lián)度曲線,下部曲線為對比例1的交聯(lián)度曲線。

具體實施方式[0020] 下面,通過實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例并不限于以下所揭示的內(nèi)容,只要不脫離本發(fā)明要旨的情況下,可以變更為多種發(fā)明主題。

[0021] 本發(fā)明提供一種太陽能電池封裝材料,所述封裝材料包含以下組分:[0022] A)66?99.5重量%的乙烯共聚物,[0023] B)0.4?1重量%有機過氧化物,[0024] C)0.1?3重量%烷氧基硅烷低聚物,以及[0025] D)任選的0?30重量%的其他助劑;[0026] 其中各組分重量百分比的加和為100%;以及[0027] 其中所述烷氧基硅烷低聚物為烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物,其數(shù)均分子量為300?2000g/mol。

[0028] 所述烷氧基硅烷低聚物的數(shù)均分子量由電噴霧?飛行時間質(zhì)譜儀(ESI?TOF?MS)測定。

[0029] 優(yōu)選地,組分B與組分C的重量百分比的比值為0.2?6,優(yōu)選0.6?1.2,更優(yōu)選為0.6?0.7,以及

[0030] 組分A、B和C的重量百分比(例如90%以0.90計入算式)滿足以下關(guān)系:[0031] (lnB+lnC)/lnA=200?1800,優(yōu)選245?950,更優(yōu)選410?665。[0032] 乙烯共聚物[0033] 所述的乙烯共聚物為一種或多種選自乙烯?醋酸乙烯共聚物(EA)、乙烯?(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯?α?烯烴共聚物的乙烯共聚物。所述EA中醋酸乙烯酯(A)含量為15?

40重量%,優(yōu)選為18?33重量%;熔融指數(shù)(MFR)為1?40g/10min,優(yōu)選為4?35g/10min,更優(yōu)

選為6?30g/10min,其根據(jù)GB?T3682?2000測定。所述乙烯?(甲基)丙烯酸酯共聚物中(甲基)

丙烯酸酯的含量為15?40重量%,優(yōu)選為18?33重量%;熔融指數(shù)為1?40g/10min,優(yōu)選為5?

35g/10min,更優(yōu)選為10?30g/10min,其根據(jù)GB?T3682?2000測定。所述乙烯?α?烯烴共聚物

由乙烯和一種或多種碳原子數(shù)為3?20個的α?烯烴在通過茂金屬催化劑催化下聚合而制備。

所述碳原子數(shù)為3?20個的α?烯烴優(yōu)選為丙烯、1?丁烯、1?己烯、4?甲基?1?戊烯、1?辛烯。

[0034] 優(yōu)選地,所述乙烯?α?烯烴共聚物為乙烯?1?丁烯共聚物、乙烯?1?辛烯共聚物、乙烯?丙烯?1?己烯共聚物。

[0035] 更優(yōu)選地,所述乙烯?α?烯烴共聚物中,α?烯烴的質(zhì)量分數(shù)為10重量%?50重量%,3

優(yōu)選為20重量%?40重量%;所述乙烯?α?烯烴共聚物的密度為0.86?0.89g/cm ,優(yōu)選為

3 3

0.865?0.88g/cm ,更優(yōu)選為0.868?0.875g/cm ;所述乙烯?α?烯烴共聚物的熔融指數(shù)為1?

30g/10min,優(yōu)選為3?20g/10min,更優(yōu)選為5?15g/10min,其根據(jù)GB?T3682?2000測定。

[0036] 在所述封裝材料中,乙烯共聚物的重量百分比為66?99.5重量%,優(yōu)選76?99.0重量%,更優(yōu)選87.6?98.5重量%,基于封裝材料所含的組分的總重量計。

[0037] 有機過氧化物[0038] 所述有機過氧化物為一種或多種選自過氧化二酰、二烷基過氧化物、過氧化酯、過氧化縮酮的過氧化物。優(yōu)選地,所述有機過氧化物的1分鐘半衰期溫度為145℃?175℃,若1

分鐘半衰期溫度超過175℃,則封裝材料的固化速度慢,若1分鐘半衰期溫度低于145℃,則

有存在封裝材料在成型加工過程中出現(xiàn)凝膠的風險。這些有機過氧化物的實例為過氧化苯

甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化醋酸叔丁酯、過氧化醋酸叔戊酯、過氧化?3,5,5?

三甲基己酸叔丁酯、過氧化?3,5,5?三甲基己酸叔戊酯、2,5?二甲基?2,5?雙(苯甲酰過氧)?

己烷、過氧化異丙基碳酸叔丁酯、過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、過氧化?2?乙基己基碳酸

叔戊酯、過氧化異丁酸叔戊酯、3,3?雙(叔丁基過氧)丁酸乙酯、3,3?雙(叔戊基過氧)丁酸乙

酯、4,4?雙(叔丁基過氧)戊酸正丁酯、2,2?雙(叔丁基過氧)丁烷、1,1?雙(叔丁基過氧)環(huán)己

烷、1,1?雙(叔丁基過氧)?3,3,5?三甲基環(huán)己烷、1,1?雙(叔戊基過氧)環(huán)己烷、1,1?雙(叔戊

基過氧)?3,3,5?三甲基環(huán)己烷。其中,優(yōu)選為過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、過氧化?2?乙

基己基碳酸叔戊酯、過氧化?3,5,5?三甲基己酸叔丁酯、1,1?雙(叔丁基過氧)?3,3,5?三甲

基環(huán)己烷。

[0039] 在所述封裝材料中,有機過氧化物的重量百分比為0.4?1重量%,優(yōu)選0.5?0.6重量%,更優(yōu)選0.58?0.6重量%,基于封裝材料所含的組分的總重量計。

[0040] 有機過氧化物與乙烯共聚物的重量比為0.1?1:100,優(yōu)選為0.2?0.8:100,更優(yōu)選為0.3?0.7:100。若有機過氧化物與乙烯共聚物的重量比超過1:100,則容易造成封裝材料

成型加工過程中出現(xiàn)凝膠,若有機過氧化物與乙烯共聚物的重量比低于0.1:100則會造成

封裝材料交聯(lián)不充分。

[0041] 烷氧基硅烷低聚物[0042] 所述烷氧基硅烷低聚物為烷氧基硅烷均聚物、共聚物或其混合物,其數(shù)均分子量為300?2000g/mol,優(yōu)選為400?1500g/mol,更優(yōu)選為500?1000g/mol。所述烷氧基硅烷低聚

物的數(shù)均分子量由電噴霧?飛行時間質(zhì)譜儀(ESI?TOF?MS)測定。

[0043] 所述烷氧基硅烷低聚物通過使烷氧基硅烷發(fā)生水解縮合從而聚合或共聚得到,因此其可包含少量的未反應(yīng)的烷氧基硅烷單體。其中未反應(yīng)的烷氧基硅烷單體的含量不超過

20重量%,基于烷氧基硅烷低聚物的總重量計。

[0044] 本發(fā)明的一個實施方案中,烷氧基硅烷低聚物由以下式1通過水解縮合反應(yīng)制備,[0045][0046] 在式1中,R1為碳原子數(shù)為1?8的烷基,優(yōu)選為甲基和乙基,更優(yōu)選為乙基;R1還可任選地被甲氧基取代,優(yōu)選為2?甲氧基乙氧基;其中R1各自可相同或不同;

[0047] Y為R1或?O?R1;[0048] X為含有一個雙鍵的基團,優(yōu)選為乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰氧基,更優(yōu)選為乙烯基,

[0049] 或者X為碳原子數(shù)為3?20的烷基,可為直鏈或支鏈烷基,優(yōu)選為丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基;

[0050] 優(yōu)選地,式1為乙烯基三乙氧基硅烷。[0051] 在一個實施方案中,烷氧基硅烷低聚物由其中X為含有一個雙鍵的基團的式1制備。因此,在該實施方案中,由式1制得的烷氧基硅烷低聚物的聚合度Xn為2?20的自然數(shù),優(yōu)

選Xn≤10。在本文的上下文中,聚合度Xn意指組成聚合物的結(jié)構(gòu)單元數(shù),即聚合物分子鏈上

所含的單個結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目??紤]到交聯(lián)的快速性,Xn優(yōu)選為≥2;從合成的難易程度以及

避免過早交聯(lián)帶來加工的困難性,Xn≤20,優(yōu)選Xn≤10。

[0052] 所得烷氧基硅烷低聚物的數(shù)均分子量為300?2000g/mol,優(yōu)選為400?1500g/mol,更優(yōu)選為500?1000g/mol;其中Xn為2?10的組分質(zhì)量占比大于60重量%,Xn為2?7的組分質(zhì)

量占比大于50重量%。在低聚物中,X基團在過氧化物的引發(fā)下可以快速和乙烯共聚物基體

發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),Xn值越大,X基團就越多,其交聯(lián)的速度就越快。R1基團在高溫層壓下和玻

璃、背板等基材發(fā)生化學縮合反應(yīng)從而起到粘結(jié)的作用。

[0053] 在另一個實施方案中,烷氧基硅烷低聚物由其中X為含有一個雙鍵的基團和碳原子數(shù)為3?20的烷基的式1制備。所制得的烷氧基硅烷低聚物包括由X為含有一個雙鍵的基團

的結(jié)構(gòu)單元組成的均聚物、由X為碳原子數(shù)為3?20的烷基的結(jié)構(gòu)單元組成的均聚物以及由

上述兩種結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物,其中上述兩種結(jié)構(gòu)單元均來源于上文中定義的式1。

[0054] 在所述實施方案中的烷氧基硅烷低聚物中,X為含有一個雙鍵的基團的式1的結(jié)構(gòu)單元數(shù)的比例為50%?95%,優(yōu)選60%?90%,甚至優(yōu)選70%?90%,基于式1的結(jié)構(gòu)單元總數(shù)

量計。來自其中X為含有一個雙鍵的基團的式1的結(jié)構(gòu)單元數(shù)的比例小于50%,則會引起乙

烯共聚物交聯(lián)速度變慢,與玻璃、背板等基材的粘結(jié)力變差等現(xiàn)象。

[0055] 在所述實施方案中,所得烷氧基硅烷低聚物的數(shù)均分子量為300?2000g/mol,優(yōu)選為400?1500g/mol,更優(yōu)選為500?1000g/mol;其中聚合度Xn為2?10的組分質(zhì)量占比大于60

重量%,Xn為2?7的組分質(zhì)量占比大于50重量%。所述烷氧基硅烷低聚物可為均聚物或共聚

物。當所述烷氧基硅烷低聚物為共聚物時,其可為無規(guī)共聚物和嵌段共聚物。在無規(guī)共聚物

的情況下,X為含有至少一個雙鍵的基團的結(jié)構(gòu)單元和X為碳原子數(shù)為3?20的烷基的結(jié)構(gòu)單

元交替;這種交替是隨機的,例如,兩個X為碳原子數(shù)為3?20的烷基的結(jié)構(gòu)單元之后可為一

個X為含有至少一個雙鍵的基團的結(jié)構(gòu)單元,其后接著為一個X為碳原子數(shù)為3?20的烷基的

結(jié)構(gòu)單元,然后是包含三個X為含有至少一個雙鍵的基團的結(jié)構(gòu)單元。在嵌段共聚物中,形

成X為含有至少一個雙鍵的基團的單元嵌段和X為含有至少一個雙鍵的基團的單元嵌段,這

兩種單元嵌段可交替排列。在所述封裝材料中,烷氧基硅烷低聚物的重量百分比為0.1?3重

量%,優(yōu)選0.49?0.98重量%,基于封裝材料所含的組分的總重量計。

[0056] C)烷氧基硅烷低聚物與A)乙烯共聚物的質(zhì)量比為0.1?3:100,優(yōu)選為0.2?2:100,更優(yōu)選為0.3?1.5:100,甚至更優(yōu)選為0.4?1.3:100,最優(yōu)選為0.5?1:100。如果所述烷氧基

硅烷低聚物與乙烯共聚物的重量比低于0.1:100,則乙烯共聚物的交聯(lián)速度慢,與玻璃和背

板等基材的粘結(jié)力不足,體積電阻率提升不明顯;若所述烷氧基硅烷低聚物與乙烯共聚物

的重量比大于3:100,則乙烯共聚物在成型加工過程中有出現(xiàn)凝膠的現(xiàn)象。

[0057] 優(yōu)選地,組分B與組分C的重量百分比的比值為0.2?6,優(yōu)選0.6?1.2,更優(yōu)選為0.6?0.7,以及

[0058] 組分A、B和C的重量百分比滿足以下關(guān)系:[0059] (lnB+lnC)/lnA=200?1800,優(yōu)選245?950,更優(yōu)選410?662。[0060] 其他助劑[0061] 本發(fā)明的太陽能電池封裝材料,除了包含乙烯共聚物、有機過氧化物、三烷氧基硅烷低聚物外,還任選地包含其他助劑,例如偶聯(lián)劑、助交聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸

收劑、增塑劑、顏料或填料等。

[0062] 所述偶聯(lián)劑是一些增粘的小分子助劑,可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于此領(lǐng)域的化合物,用于進一步提高乙烯共聚物與玻璃、背板等基材的粘結(jié)力。其實例為例如γ?環(huán)

氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ?氨基丙基三乙氧基硅烷、γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧

基硅烷,優(yōu)選γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

[0063] 所述助交聯(lián)劑是能夠增加乙烯共聚物的交聯(lián)密度的小分子助劑,是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。其實例為例如三烯丙基異氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸

酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化甘油三丙酸酯、四羥甲

基甲烷三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二羥甲基丙烷四丙烯酸酯、三羥甲基乙

烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙

烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四甲基丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四甲基

丙烯酸酯、二季戊四醇聚丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇聚甲基丙烯酸酯、

二季戊四醇六甲基丙烯酸酯。優(yōu)選三烯丙基異氰脲酸酯。

[0064] 所述光穩(wěn)定劑用來使耐候性提高,優(yōu)選受阻胺系化合物。其實例為例如雙(2,2,6,6?四甲基?4?哌啶基)葵二酸酯、雙(1?辛氧基?2,2,6,6?四甲基?4?哌啶基)葵二酸酯、4?(甲

基)丙烯酰氧基?2,2,6,6?四甲基哌啶與α?烯類單體聚合得到的接枝共聚物、4?羥基?2,2,

6,6?四甲基?1?哌啶醇、3,5?二叔丁基?4?羥基?苯甲酸十六烷基酯、葵二酸雙?2,2,6,6?四

甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6?五甲基?4?哌啶基)亞磷酸酯。

[0065] 所述抗氧劑用來使膠膜在擠出加工過程中以及高溫環(huán)境長期使用的穩(wěn)定性??寡鮿﹥?yōu)選為受阻酚系化合物和亞磷酸酯系化合物。例如,受阻酚系化合物的實例為2,6?二?叔

丁基?4?乙基苯酚、2,2’?亞甲基?雙?(4?甲基?6?叔丁基苯酚)、2,2’?亞甲基?雙?(4?乙基?

6?叔丁基苯酚)、4,4’?亞丁基?雙?(3?甲基?6?叔丁基苯酚)、十八烷基?3?(3,5?二?叔丁基?

4?羥基苯基)丙酸酯、季戊四醇?四[3?(3,5?二?叔丁基?4?羥基苯基)丙酸酯]、7?十八烷基?

3?(4’?羥基?3’,5’?二?叔丁基苯基)丙酸酯、四?[亞甲基?3?(3’,5’?二?叔丁基?4’?羥基苯

基)丙酸酯]甲烷;亞磷酸酯系化合物的實例為三(2,4?二?叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙[2,4?

雙(1,1?二甲基乙基)?6?甲基苯基]乙基酯亞磷酸、四(2,4?二?叔丁基苯基)[1,1?連苯基]?

4,4’?二基雙亞磷酸酯和雙(2,4?二?叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。

[0066] 所述紫外光吸收劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成:2?羥基?4?正辛氧基二苯甲酮、2,2?四亞甲基雙(3,1?苯并噁嗪?4?酮)、2?(2’?羥基?5?甲基苯基)苯

并三唑、2,2’?二羥基?4,4’?二甲氧基二苯甲酮。

[0067] 所述的顏料或填料可由以下物質(zhì)中的一種或者多種按照任意比例混合而成:二氧化鈦、氧化鋅、中空玻璃珠、三氧化二鋁、摻鋁氧化鋅、氧化銦錫、氧化二銻、碳酸鈣、硫酸鋇、

蒙脫土、高嶺土、滑石粉、長石粉、炭黑、銅鉻黑、群青藍、靛藍和鐵紅。

[0068] 優(yōu)選地,本發(fā)明的太陽能電池封裝材料,除了包含乙烯共聚物、有機過氧化物、烷氧基硅烷低聚物外,還任選地包含0?1重量份的偶聯(lián)劑、0?1重量份的助交聯(lián)劑、0?3重量份

的光穩(wěn)定劑、0?2重量份的抗氧劑、0?2重量份的紫外線吸收劑、0?3重量份的增塑劑、0?40重

量份的顏料或填料,各自相對于100質(zhì)量份的乙烯共聚物計。

[0069] 在所述封裝材料中,其他助劑的重量百分比為0?30重量%。另外,所述封裝材料可不含其他助劑。

[0070] 所述封裝材料的硫化達到平衡扭矩值10%的時間(TC10)為40?110秒,優(yōu)選70?95秒,更優(yōu)選85?91秒;硫化達到平衡扭矩值50%的時間(TC50)為180?290秒,優(yōu)選200?290秒,

更優(yōu)選250?290秒。其在硫化溫度145℃下測定。

[0071] 本發(fā)明還提供一種由上述封裝材料制備的太陽能電池封裝膠膜。[0072] 本發(fā)明的太陽能電池封裝膠膜的厚度為0.3?0.8mm。[0073] 本發(fā)明還提供一種包含本發(fā)明的封裝膠膜的太陽能電池組件,其由玻璃、本發(fā)明的封裝膠膜、太陽能電池板、本發(fā)明的封裝膠膜以及背板依次排列后層壓制備。

[0074] 為降低膜的流動性或填料的溢出性,本發(fā)明形成的膠膜還可通過微波交聯(lián)、電子束輻射交聯(lián)或熱交聯(lián)的方式進行預(yù)處理,使得在基體樹脂之間形成局部交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而達

到限制膜流動性或填料溢出的目的。

[0075] 實施例[0076] 實施例1[0077] 將1摩爾的乙烯基三乙氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為2的水0.75摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50℃,繼續(xù)反應(yīng),總共反應(yīng)5小時,反應(yīng)結(jié)束

后將產(chǎn)生的乙醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物即為所需的乙烯基三乙氧基硅烷低聚

物。其中聚合度Xn為2?7的組分質(zhì)量占比為70重量%,數(shù)均分子量為688g/mol。

[0078] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量為38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.4重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物經(jīng)過螺

帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,螺套溫度按照區(qū)間2

至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻

收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0079] 實施例2[0080] 將1摩爾的乙烯基三乙氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為1.5的水0.7摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50℃,繼續(xù)反應(yīng)??偣卜磻?yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束

后將產(chǎn)生的乙醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物即為所需的乙烯基三乙氧基硅烷低聚

物。其中聚合度Xn為2?7的組分質(zhì)量占比為80重量%,數(shù)均分子量為528g/mol。

[0081] 將100重量份乙烯?丁烯共聚物(MFR:14g/10min;丁烯含量28重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔戊酯、3重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷低聚物經(jīng)過螺帶

式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,螺套溫度按照區(qū)間2至

區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻收

卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0082] 實施例3[0083] 將1摩爾的乙烯基三甲氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為1的水0.6摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50℃,繼續(xù)反應(yīng)??偣卜磻?yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束

后將產(chǎn)生的甲醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物即為所需的乙烯基三甲氧基硅烷低聚

物。其中聚合度Xn為2?7的組分質(zhì)量占比為75重量%,數(shù)均分子量為440g/mol。

[0084] 將100重量份乙烯?醋酸乙烯共聚物(MFR:25g/10min;A含量28重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.5重量份上述制得的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物經(jīng)過

螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,螺套溫度按照區(qū)

間2至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷

卻收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0085] 實施例4[0086] 將1摩爾的γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為2.5的水0.75摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50℃,繼續(xù)反應(yīng)??偣卜?br />
應(yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)生的甲醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物即為所需的γ?甲基

丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷低聚物。其中聚合度Xn為2?7的組分之和質(zhì)量占比為75重

量%,數(shù)均分子量量為804g/mol。

[0087] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.9重量份上述制得的γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅

烷低聚物經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,螺

套溫度按照區(qū)間2至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓

花棍壓花后冷卻收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0088] 實施例5[0089] 將0.8摩爾的乙烯基三乙氧基硅烷單體和0.2摩爾的丙基三乙氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為0.5的水0.75摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50

℃,繼續(xù)反應(yīng)。總共反應(yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)生的乙醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物

即為所需的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚混合物。所述乙烯基三乙氧基硅

烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、丙基三乙氧基硅烷均

聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物組成,其中聚合度Xn為2?7的組

分質(zhì)量占比為80重量%,數(shù)均分子量為688g/mol。

[0090] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基

硅烷共聚物混合物經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出

成膜,螺套溫度按照區(qū)間2至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠

膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0091] 實施例6[0092] 將0.7摩爾的乙烯基三乙氧基硅烷單體和0.3摩爾的丙基三乙氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為0的水0.75摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50

℃,繼續(xù)反應(yīng)??偣卜磻?yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束后將生產(chǎn)的乙醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物

即為所需的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物。所述乙烯基三乙氧基

硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、丙基三乙氧基硅烷

均聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷共聚物組成,其中聚合度Xn為2?7的

組分質(zhì)量占比為80重量%,數(shù)均分子量為678g/mol。

[0093] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基

硅烷共聚物混合物、0.6重量份三烯丙基異氰尿酸酯經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通

過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,螺套溫度按照區(qū)間2至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升

到80℃,,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻收卷,得到厚度為0.5mm的封

裝膠膜。

[0094] 實施例7[0095] 將0.9摩爾的乙烯基三乙氧基硅烷單體和0.1摩爾的辛基三乙氧基硅烷單體置于1L的反應(yīng)釜中,緩慢滴加PH值為2的水0.8摩爾,均勻攪拌,待水加完后,將溫度升高至50℃,

繼續(xù)反應(yīng)??偣卜磻?yīng)5小時。反應(yīng)結(jié)束后將生產(chǎn)的乙醇經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去,剩下的產(chǎn)物即

為所需的乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物混合物。所述乙烯基三乙氧基硅

烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物的混合物由乙烯基三乙氧基硅烷均聚物、辛基三乙氧基硅烷

均聚物以及乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷共聚物組成,其中聚合度Xn為2?7的

組分質(zhì)量占比為80重量%,數(shù)均分子量為623g/mol。

[0096] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.7重量份上述制得的乙烯基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基

硅烷共聚物混合物、0.6重量份三烯丙基異氰尿酸酯、0.2重量份γ?甲基丙烯酰氧基丙基三

甲氧基硅烷經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機擠出成膜,

螺套溫度按照區(qū)間2至區(qū)間10逐漸遞增,從50℃升到80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過

壓花棍壓花后冷卻收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0097] 對比例1[0098] 將100重量份乙烯?辛烯共聚物(MFR:5g/10min;辛烯含量38重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯、0.9重量份三烯丙基異氰尿酸酯、0.3重量份γ?甲基丙烯酰

氧基丙基三甲氧基硅烷經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠出機

擠出成膜,螺桿溫度設(shè)定50?80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻收

卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0099] 對比例2[0100] 將100重量份乙烯?醋酸乙烯共聚物(MFR:25g/10min;A含量28重量%)、0.6重量份過氧化?2?乙基己基碳酸叔丁酯,0.6重量份三烯丙基異氰尿酸酯、0.2重量份γ?甲基丙

烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷經(jīng)過螺帶式混料機充分混合均勻后通過帶有T型模頭單螺桿擠

出機擠出成膜,螺桿溫度設(shè)定50?80℃,模頭溫度設(shè)定為100℃,膠膜經(jīng)過壓花棍壓花后冷卻

收卷,得到厚度為0.5mm的封裝膠膜。

[0101] 實施例和對比例的各組分配料比如表1所示。[0102] 表1實施例和對比例的配料比[0103][0104] 應(yīng)用實施例??封裝膠膜性能的評估[0105] 1.交聯(lián)速度[0106] 取3g封裝膠膜使用購自優(yōu)肯科技股重量份有限公司的UR?2010SD型號無轉(zhuǎn)子硫化儀測試封裝膠膜的硫化達到平衡扭矩值10%的時間(TC10,單位秒(s))和硫化達到平衡扭

矩值50%的時間(TC50,單位s),精確到1秒,測試溫度145℃。

[0107] 2.交聯(lián)度[0108] 采用二甲苯加熱萃取的方法測試。未經(jīng)二甲苯溶解的質(zhì)量與初始質(zhì)量的比值即為交聯(lián)度。取三個樣品的算術(shù)平均值作為膠膜的交聯(lián)度,單位%。并得到交聯(lián)度與層壓時間的

關(guān)系圖,如附圖2所示。層壓溫度145℃。

[0109] 3.體積電阻率[0110] 將封裝膠膜按145℃、18分鐘的層壓條件層壓,層壓后厚度0.5mm。將層壓后的樣品裁切成8cm*8cm的尺寸,放置在25℃、50%相對濕度的環(huán)境下24小時。根據(jù)IEC62788?1?2的

標準,采用KEITHLEY6517B高阻儀測試樣品在1000、60分鐘的極化時間下體積電阻率。取

三個樣品的算術(shù)平均值作為膠膜的體積電阻率。

[0111] 4.粘結(jié)力[0112] 按照300mm×150mm的玻璃/膠膜(兩層)/柔性背板依次疊好放入真空層壓機中,按照145℃、18分鐘的層壓工藝進行層壓,得到層壓件。

[0113] 在寬度方向上每隔5mm將柔性背板/膠膜切割成10mm±0.5mm的試樣用于測試膠膜與玻璃之間的粘結(jié)力。按照GB/T2790?1995的試驗方法,以100mm/min±10mm/min的拉伸速

度在拉力試驗機上測試膠膜與玻璃之間的剝離力,取三個試驗的算術(shù)平均值作為膠膜的剝

離力,精確到0.1N/cm。樣件放入高溫高濕老化箱(85℃,85%相對濕度)老化后即可測試老

化后的粘結(jié)力。

[0114] 評價結(jié)果如下表2所示。[0115] 表2:實施例和比較例的評價結(jié)果[0116][0117] 注:DH0表示直接受熱0小時;[0118] DH500表示直接受熱500小時;[0119] DH1000表示直接受熱1000小時;[0120] DH1500表示直接受熱1500小時;以及[0121] DH2000表示直接受熱2000小時。[0122] 從上表2中可以看出,本發(fā)明的太陽能電池封裝膠膜,不僅具有快速的固化能力,而且體積電阻率顯著提高,且與玻璃等基材具有長久的粘結(jié)力。

[0123] 上述實施例用來解釋說明本發(fā)明,而不是對本發(fā)明進行限制,在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi),對本發(fā)明作出的任何修改和改變,都落入本發(fā)明的保護范圍。



聲明:
“太陽能電池封裝材料、相關(guān)膠膜及太陽能電池組件” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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