一种三层结构的太阳能电池封装胶膜及制备方法技术

本发明专利技术公开一种三层结构型太阳能电池封装胶膜，其结构是由芯层和位于芯层上下两个皮层组成。通过紫外线辐照，选择性地使芯层发生预交联，皮层不发生预交联。因此，本发明专利技术的胶膜柔软、透明、粘接性好、耐蠕变，在缩短了组件端层压时间的同时，保持了胶膜较大的粘接性能。

A three layer structure of solar cell packaging film and preparation method

The invention discloses a three layer structured solar cell packaging film, which is composed of a core layer and two cortex on the core layer. Through ultraviolet radiation, the core layer is selectively crosslinked and the cortex does not have pre - crosslinking. Therefore, the adhesive film of the invention is soft, transparent, good adhesion and creep resistance, while shortening the lamination time of the component end, and maintaining the larger adhesive performance of the adhesive film.

【技术实现步骤摘要】
一种三层结构的太阳能电池封装胶膜及制备方法
本专利技术涉及光伏封装领域，具体涉及一种三层结构的太阳能电池封装胶膜及制备方法。
技术介绍
EVA，尤其是VA含量高于25wt％的EVA，因其具有高透明、柔软、粘接性能好、易交联，成本低的特点而成为自80年代以来光伏封装领域的主导材料。然而，EVA由于吸水性和水汽透过率偏高、使用过程中产生醋酸的固有特性，在面对越来越高的系统电压及高湿度使用环境下，显得不够可靠，如会产生电势诱导衰减。另外，醋酸及层压过程中残留的有机过氧化物，均会造成与之相接触的电池片的金属栅线被腐蚀，氧化，从而降低发电效率。基于茂金属催化技术的乙烯-α-烯烃共聚物具有分子量分布窄，共聚单体分布均匀的特点，因而力学性能优异，且具有吸水性和水汽透过率低的优点，逐渐受到行业的青睐，在双玻无边框组件，及高湿环境中的单玻组件应用广泛。目前聚烯烃封装胶膜的技术方式主要是交联型和热塑性两种。交联型聚烯烃主要选用熔点较低的聚烯烃，添加有机过氧化物，助交联剂，增粘剂等助剂通过熔融挤出制得，技术手段类似于EVA。然而，聚烯烃因其固有的分子结构特点，其交联速度都不如EVA，且在层压过程中易产生边角气泡，电池片拼片，溢胶等问题。热塑性聚烯烃胶膜则通过选用高熔点的乙烯-α-烯烃，熔点通常高于90℃，因其不需要交联，具有层压速度快，不宜产生气泡的优点，但同时也因其未经过交联，高温下，例如90℃下的耐蠕变性差，不能作为建筑使用的组件如BIPV，双玻组件的封装。再者，因其高熔点的特性，往往伴随而来的是胶膜的雾度偏高，在一定程度上影响电池的发电功率。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种三层结构的太阳能电池封装胶膜及制备方法，该封装胶膜粘结性和水汽阻隔性好，且耐蠕变，能够超快速层压。具体技术方案如下：一种三层结构的太阳能电池封装胶膜，其特征在于，该胶膜由芯层和位于芯层上下的两个皮层组成；所述的芯层包含54.8-98.85wt％的烯烃共聚物a、0.5-1.5wt％的助交联剂、0.5-3wt％光引发剂、0-0.3wt％的有机过氧化物、0-40wt％的颜/填料、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的皮层包含0-99.85wt％的烯烃共聚物b、0-99.85wt％的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的胶膜是通过三层共挤的方式制备，并通过在线或离线的方式进行紫外光辐射，使所述的芯层发生预交联，且预交联度大于5％，所述的皮层不发生预交联。进一步地，所述的烯烃共聚物a和烯烃共聚物b均由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸的离子化合物、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-甲基丙烯酸的离子化合物、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的助交联剂由多烯丙基化合物、多(甲基)丙烯酰氧基化合物，二乙烯基苯、肟、马来酰亚胺中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的光引发剂由单酰基膦氧化物、双酰基膦氧化物、苯偶姻及其烷基醚、二烷氧基苯乙酮类、α-羟基烷基苯酮类、α-胺烷基苯酮类、二苯甲酮及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的有机过氧化物的1分钟半衰期温度为100-170℃；所述的颜/填料选自钛白粉、二氧化硅、中空玻璃微珠、氧化锌、三氧化二铝、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、滑石粉、炭黑、云母粉、高岭土、偶氮黄、联苯胺黄HR、永固橙R、酞菁蓝、喹吖啶酮、铁红中的任意一种；所述的芯层和所述的皮层的抗氧剂均由受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两者按任意配比混合组成；所述的芯层和所述的皮层的光稳定剂均为受阻胺类光稳定剂；所述α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物中，α，β不饱和羰基化合物为马来酸、富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、α-甲基巴豆酸、肉桂酸以及上述酸的酸酐、酯、盐衍生物中的任意一种，接枝的基体聚合物为烯烃均聚物或烯烃共聚物。进一步地，所述的烯烃共聚物a的熔融指数为1-40g/10min，熔融峰值温度为40-90℃。进一步地，所述的烯烃共聚物a优选乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，且醋酸乙烯酯含量为18-33wt％。进一步地，所述的光引发剂由单酰基膦氧化物、双酰基膦氧化物、α-氨基苯酮类、α-羟基烷基苯酮类、二苯甲酮中的一种或多种按任意比例混合组成。进一步地，所述的烯烃共聚物b为乙烯-α烯烃共聚物，其熔融指数为1-15g/10min，熔融峰值温度为45-120℃，30℃下的储能模量E′为1.0MPa-20MPa；所述的α烯烃由丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯中的任意一种或两种按任意配比组成；所述的α烯烃在共聚物中所占的比重为10-40wt％。进一步地，所述的烯烃共聚物b为乙烯-(甲基)丙烯酸的离子聚合物，其离子聚合物熔融指数为1-15g/10min，熔融峰值温度为45-120℃，30℃下的储能模量E′为1.0MPa-20MPa；(甲基)丙烯酸单元在共聚物中占比为10-40wt％，其中(甲基)丙烯酸的20-90％被一价或二价或三价的金属阳离子中和。进一步地，所述的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物中，所接枝的聚合物与烯烃共聚物b相同；所述的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物中，接枝率大于0.3％。进一步地，所述的芯层的厚度为300-600微米，所述的皮层的厚度为40-100微米。进一步地，所选用的紫外光为UVA紫外光。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术的三层胶膜与玻璃及电池片直接接触时，吸水率和水汽透过率低，且不含醋酸成分，能够有效遏制电势诱导衰减(PID)现象；(2)本专利技术提供的胶膜，其芯层经过紫外预交联，而皮层不发生预交联，降低了层压过程中产生气泡、电池片拼片、溢胶的风险；由于有皮层的保护，阻隔了氧气的干扰，从而使得芯层紫外预交联的效率和速度提高；该胶膜的芯层在后期层压过程中还可进一步热交联，耐蠕变性提高；该胶膜不仅可缩短组件层压的时间还能保持皮层的粘接性能；(3)本专利技术提供的胶膜的皮层不含有机过氧化物，降低了电池片被腐蚀和氧化的风险，适合对过氧化物敏感的电池。(4)由于有皮层的保护，且芯层采取了紫外预交联，因此，在芯层中添加颜/填料在后期组件层压过程中不会发生上溢，保证组件的美观度。具体实施方式一种三层结构的太阳能电池封装胶膜，该胶膜由芯层和位于芯层上下的两个皮层组成；所述的芯层包含54.8-98.85wt％的烯烃共聚物a、0.5-1.5wt％的助交联剂、0.5-3wt％光引发剂、0-0.3wt％的有机过氧化物、0-40wt％的颜/填料、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的皮层包含0-99.85wt％的烯烃共聚物b、0-99.85wt％的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的胶膜是通过三层共挤的方式制备，并通过在线或离线的方式进行紫外光辐射，使所述的芯层发生预交联，且预交联度大于5％，所述的皮层不发生预交联。所述的烯烃共聚物a和烯烃共聚物b均由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸的离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三层结构的太阳能电池封装胶膜，其特征在于，该胶膜由芯层和位于芯层上下的两个皮层组成；所述的芯层包含54.8‑98.85wt％的烯烃共聚物a、0.5‑1.5wt％的助交联剂、0.5‑3wt％光引发剂、0‑0.3wt％的有机过氧化物、0‑40wt％的颜/填料、0.05‑0.2wt％的抗氧剂、0.1‑0.2wt％的光稳定剂；所述的皮层包含0‑99.85wt％的烯烃共聚物b、0‑99.85wt％的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物、0.05‑0.2wt％的抗氧剂、0.1‑0.2wt％的光稳定剂；所述的胶膜是通过三层共挤的方式制备，并通过在线或离线的方式进行紫外光辐射，使所述的芯层发生预交联，且预交联度大于5％，所述的皮层不发生预交联。

【技术特征摘要】
1.一种三层结构的太阳能电池封装胶膜，其特征在于，该胶膜由芯层和位于芯层上下的两个皮层组成；所述的芯层包含54.8-98.85wt％的烯烃共聚物a、0.5-1.5wt％的助交联剂、0.5-3wt％光引发剂、0-0.3wt％的有机过氧化物、0-40wt％的颜/填料、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的皮层包含0-99.85wt％的烯烃共聚物b、0-99.85wt％的α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物、0.05-0.2wt％的抗氧剂、0.1-0.2wt％的光稳定剂；所述的胶膜是通过三层共挤的方式制备，并通过在线或离线的方式进行紫外光辐射，使所述的芯层发生预交联，且预交联度大于5％，所述的皮层不发生预交联。2.如权利要求1所述的三层结构的太阳能电池封装胶膜，其特征在于，所述的烯烃共聚物a和烯烃共聚物b均由乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸的离子化合物、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-甲基丙烯酸的离子化合物、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的助交联剂由多烯丙基化合物、多(甲基)丙烯酰氧基化合物，二乙烯基苯、肟、马来酰亚胺中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的光引发剂由单酰基膦氧化物、双酰基膦氧化物、苯偶姻及其烷基醚、二烷氧基苯乙酮类、α-羟基烷基苯酮类、α-胺烷基苯酮类、二苯甲酮及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物中的一种或多种按任意配比混合组成；所述的有机过氧化物的1分钟半衰期温度为100-170℃；所述的颜/填料选自钛白粉、二氧化硅、中空玻璃微珠、氧化锌、三氧化二铝、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、滑石粉、炭黑、云母粉、高岭土、偶氮黄、联苯胺黄HR、永固橙R、酞菁蓝、喹吖啶酮、铁红中的任意一种；所述的芯层和所述的皮层的抗氧剂均由受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两者按任意配比混合组成；所述的芯层和所述的皮层的光稳定剂均为受阻胺类光稳定剂；所述α，β不饱和羰基化合物接枝聚合物中，α，β不饱和羰基化合物为马来酸、富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、α-甲基巴...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国栋，李伯耿，侯宏兵，周光大，林建华，倪丹卿，穆丹华，
申请(专利权)人：杭州福斯特应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33