一种采用成核增透剂的高透光率的光伏封装材料制造技术

本发明专利技术公开了一种采用成核增透剂的高透光率的光伏封装材料，它由光伏封装材料基体树脂、接枝改性的基体树脂、成核增透剂与其他助剂经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备得到，通过在封装材料体系中加入具有量子点纳米颗粒的成核增透剂，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，加快结晶速率，增加结晶密度，促使晶粒尺寸微细化，晶粒尺寸小于可见光波长，从而提高光伏封装材料的透光率，另一方面，量子点纳米颗粒可以起到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，有光子倍增的功效，提高入射到电池片的光线强度，增加组件对太阳光的利用率，优化并提高组件光电转换效率。

A Photovoltaic Packaging Material with High Transparency Using Nucleating Antireflective Agent

The invention discloses a photovoltaic packaging material with high transmittance using nucleating antireflective agent, which is prepared by pre-mixing, melt extrusion, tape film forming, cooling, cutting and winding of matrix resin, grafting modified matrix resin, nucleating antireflective agent and other additives of photovoltaic packaging material, and by adding quantum dot nanoparticles into the packaging material system. Nuclear antireflective agents, on the one hand, can change the crystallization behavior of crystallizable polymer chains in resin structure, accelerate the crystallization rate, increase the crystallization density, promote the grain size to be fine, and the grain size is smaller than the wavelength of visible light, so as to improve the transmittance of photovoltaic packaging materials. On the other hand, quantum dot nanoparticles can play the role of converting short wave to long wave to achieve high energy light. Electrons can be converted into more low-energy photons, which has the effect of photon multiplication. It can improve the light intensity of the incident cells, increase the utilization of sunlight, optimize and improve the photoelectric conversion efficiency of the modules.

【技术实现步骤摘要】
一种采用成核增透剂的高透光率的光伏封装材料
本专利技术属于光伏组件用封装材料领域，尤其涉及一种高透光率的光伏封装材料。
技术介绍
太阳光是连续的光谱，其分布范围以从零点几微米的紫外光到数微米的红外光为主。硅的能隙为1.12eV，晶体硅太阳能电池主要吸收400～1100nm左右的光，对400nm以下的光(紫光和紫外光)有很低的量子效率，因此造成400nm以下的太阳光能的损失。量子点纳米颗粒具有光稳定性好，吸收带宽，能够吸收低于半导体材料吸收谱波长的光，然后产生与半导体材料吸收谱相同波长的光，所产生的发射光被半导体材料吸收，增加了半导体材料对低于其吸收谱波长太阳光的利用，拓宽了半导体材料对太阳光的吸收谱，增强了太阳能电池对太阳光的利用率，显著提高太阳能电池光电转换效率。封装材料，诸如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、线型低密度聚乙烯等含有规整的聚乙烯链段，可以发生结晶，上述封装材料母粒一般缓慢结晶形成相对较大的晶体，称为“粒晶”。这种粒晶尺寸由于大于可见光波长，入射光被晶体散射，从而减少封装材料母粒的透明度。根据成核增透剂作用机理，当封装材料母粒经纳米颗粒类成核增透剂处理后，在熔融状态下，成核剂提供结晶所需的晶核，聚合物由原来的均相成核转变成异相成核，上述聚合物的结晶速率显著增加，由于在同样体积内晶粒产生数目增多而尺寸减少，晶粒结构细化，从而使晶粒尺寸小于可见光波长而使透光率增强。关于提高封装胶膜透光率的方法也有报道。专利申请101353558A不使用紫外光吸收剂，通过增加光的吸收提高透光率，但材料由于不含紫外光吸收剂，而EVA胶膜的长期抗紫外性能和机械性能或许受到影响。专利申请CN102656705A通过波长转换用有机荧光染料掺杂封装材料，提高其透光率，但其吸收带较窄，存在明显的自吸收损失，长期使用会出现黄变和透光率下降的问题。专利申请CN107502232A在EVA树脂中添加由螺吡喃与邻苯二甲酸酯类的复合增塑剂来提高其透光率，但这种增塑剂易在高温高湿环境下迁移，影响组件的长期可靠性，其在体系中加入的氧化石墨烯纳米价格昂贵。而目前尚无通过加入具有量子效应的纳米颗粒的成核增透剂提高封装材料透光率的专利报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种采用成核增透剂的高透光率的光伏封装材料。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种采用成核增透剂的高透光率的光伏封装材料，以质量份计的下述原料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备而成。进一步地，所述光伏封装材料基体树脂为透明的聚合物材料，所述聚合物材料包括但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、线型低密度聚乙烯中的一种或多种按照任意配比混合而成。进一步地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中醋酸乙烯酯(VA)的含量20wt％～33wt％，所述乙烯-α烯烃共聚物，α烯烃为下列之一：1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、5-甲基-1-庚烯。进一步地，所述接枝改性的基体树脂由基体树脂与接枝单体通过自由基接枝的熔融反应进行接枝改性得到；接枝单体选自乙烯基硅氧烷、不饱和一元酸、不饱和二元酸、α，β不饱和羰基化合物，所述α，β不饱和羰基化合物包括马来酸、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。进一步地，所述接枝改性的基体树脂中，接枝率为0.1～20wt％；优选接枝率为1～10wt％，更优选接枝率为1～5wt％。进一步地，加入的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，具体包括但不限于硫化镉、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、铟砷化镓或硫化硒镉等。进一步地，所述成核增透剂的质量含量0.01～5wt％，优选0.1～3wt％，更优选的，0.1～2wt％，最优选的，0.1～1.0wt％。进一步地，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。进一步地，所述成核增透剂可以与基体树脂进行混合直接使用，也可以先与基体树脂按1～5wt％共混造粒制成母粒后使用。进一步地，所述光伏封装材料中加入的引发剂包括但不限于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、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中的一种或一种以上的混合物。进一步地，所述光伏封装材料中加入的助交联剂包括但不限于多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类化合物，如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、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等；优选为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、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯。进一步地，所述紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，所述增粘剂为KH550和KH570，所述光稳定剂为癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯。进一步地，所述封装材料的厚度为(0.10～1.00)mm，优选为(0.20～0.80)mm，更优选为(0.30～0.60)mm，最优选为(0.40～0.50)mm。根据上述技术方案的实施，本专利技术的有益效果是：本专利技术的高透光率的光伏封装材料，不仅具有较高的透光率，而且提高了组件的光电转换效率，提高了封装胶膜的强度、热稳定性和韧性。通过在封装材料体系中加入具有量子点效应的纳米颗粒的成核增透剂，一方面，改变基体树脂中可结晶的聚合物链段的结晶行为，加快结晶速率，增加结晶密度，促使晶粒尺寸微细化，以缩短成型周期，提高光伏封装材料的透光率，另一方面，量子点纳米颗粒可以起到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，有光子倍增的功效，提高入射到电池片的光线强度，增加组件对太阳光的利用率，优化并提高组件光电转换效率。另外，聚乙烯链段结晶的晶核以交联中心的形式存在，提高了分子间的键合力，增加了胶膜的强度、韧性和结构稳定性。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高透光率的光伏封装材料，其特征在于，以质量份计的下述原料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种高透光率的光伏封装材料，其特征在于，以质量份计的下述原料经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备而成：2.根据权利要求1所述的高透光率的光伏封装材料，其特征在于，所述光伏封装材料基体树脂为透明的聚合物材料，所述聚合物材料由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、线型低密度聚乙烯中的一种或多种按照任意配比混合而成。所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，醋酸乙烯酯的含量约为20wt％～33wt％；所述乙烯-烯烃共聚物中，烯烃选自：1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、5-甲基-1-庚烯。3.根据权利要求2所述的高透光率的光伏封装材料，其特征在于，所述接枝改性的基体树脂由基体树脂与接枝单体通过自由基接枝的熔融反应进行接枝改性得到；接枝单体选自乙烯基硅氧烷、不饱和一元酸、不饱和二元酸、α,β不饱和羰基化合物，所述α,β不饱和羰基化合物选自马来酸、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。4.根据权利要求3所述的接枝改性的基体树脂，其特征在于，所述接枝改性的基体树脂中，接枝率约为0.1～20wt％；优选接枝率为1～10wt％，更优选接枝率为1～5wt％。5.根据权利要求1所述的高透光率的光伏封装材料，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元素组成的量子点纳米颗粒，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。6.根据权利要求5所述的高透光率的光伏封装材料，其特征在于，所述的成核增透...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏梦娟，周光大，侯宏兵，桑燕，
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