一种增强型光伏封装胶膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种增强型光伏封装胶膜及其制备方法。该增强型光伏封装胶膜由基本封装胶膜和增强材料复合而成：所述基本封装胶膜包括：POE树脂、抗氧剂、交联剂、偶联剂和油性纳米填料；其中，所述POE树脂的含量为87‑98％，所述抗氧剂的含量为0.05‑5％，所述交联剂的含量为0.25‑2％，所述偶联剂的含量为0.1‑4％，所述油性纳米填料的含量为0.1‑4％；基本封装胶膜整体材料与增强材料的重量比为0.01～1。本发明专利技术通过向基本封装胶膜中添加增强材料，可以使光伏组件的整体强度得到提升，搭配减薄前板玻璃和小型金属边框，在组件整体重量降低30％以上的前提下，组件也能很好地满足IEC标准中的风载、雪载和冰雹的认证要求。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型光伏封装胶膜及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种增强型光伏封装胶膜及其制备方法。
技术介绍
光伏封装胶膜是太阳能光伏技术产业中的重要材料，起到粘接电池片与光伏玻璃、背板的重要作用，同时兼具对光伏组件的力学缓冲、保护和组件抗PID、对背板的抗紫外保护的多重功能。由于光伏胶膜作为高分子材料，必然会受到自然环境的侵蚀而产生老化，所以光伏胶膜是影响光伏组件的使用寿命和发电功率的关键材料之一。光伏胶膜的研究和改进对光伏产业的推动具有重要的意义。传统的光伏胶膜是以乙烯-醋酸乙烯酯聚合物为基本材料制成，称为EVA光伏胶膜。醋酸乙烯酯的化学结构具有极性，具有水汽透过率高、易水解老化等缺陷，在海岸等潮湿环境下，无法对光伏组件起到有效的保护，尤其是光伏产业的双面电池逐渐兴起，EVA光伏胶膜无法起到抗PID的功效。产业链需要符合要求的新型光伏胶膜，在这种背景下，乙烯-辛烯聚合物光伏胶膜呼之欲出。由于乙烯-辛烯聚合物是全碳-碳和碳-氢结构，没有极性，水汽透过率低且不会水解老化，潮湿环境下也不会丧失对光伏组件的保护功能；同时在电势条件下，乙烯-辛烯聚合物分子结构不会产生电荷的极化和迁移，对双面电池仍然可以起到抗PID的功效。乙烯-辛烯聚合物光伏胶膜的使用已然成为光伏产业的大势所趋。光伏胶膜一般由胶粒和抗氧剂、交联剂、硅烷偶联剂等助剂组成，这些助剂大多是液体，由于乙烯-辛烯聚合物没有极性，所以对液体助剂的吸收不完全，随着放置时间的延长，液体助剂容易逐渐析出到胶膜表面，导致胶膜性能下降，批次稳定性和尺寸均匀性不佳，使用时造成污染等一系列问题。因此，必须解决乙烯-辛烯聚合物胶膜液体助剂析出的问题，采用比表面积大、多孔纳米材料来吸附液体助剂是一种有效的方法。常见的以晶硅太阳能电池作为发电核心的光伏组件的基本单元的是一种从上到下分别由玻璃前板、封装胶膜、太阳能晶硅电池、封装胶膜、太阳能电池背膜五部分经高温层压而成的类三明治结构；这种太阳能光伏组件为了保证其本身强度和户外安全，通常会使用一块厚度相对较厚，约3.2mm的钢化玻璃作为前板，而钢化玻璃相对较重，这样就使得光伏组件重量剧增，限制了其在屋顶分布式和其他民用场景下的使用。为了降低光伏组件的重量，一种可行的技术路线是将前板玻璃减薄，同时使用重量相对较轻的小型金属边框，但这样带来了新的问题，即光伏组件的雪载和风载测试不能达到设计规范。究其原因，主要是由于减薄前板玻璃和使用小型金属边框后带来的组件强度不够。基于此，本专利技术提出了通过增强光伏封装胶膜强度来增强光伏组件的强度技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种增强型光伏封装胶膜及其制备方法。本专利技术提供一种增强型光伏封装胶膜，该封装胶膜由基本封装胶膜和增强材料复合而成：基本封装胶膜包括：POE树脂、抗氧剂、交联剂、偶联剂和油性纳米填料；其中，POE树脂的含量为87-98％，抗氧剂的含量为0.05-5％，交联剂的含量为0.25-2％，偶联剂的含量为0.1-4％，油性纳米填料的含量为0.1-4％；基本封装胶膜整体材料与增强材料的重量比为0.01～1。本专利技术提供的一种增强型光伏封装胶膜，还包括如下附属技术方案：其中，增强材料为纤维织布、熔喷布换和无纺布中的一种或任几种的组合物；将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在纤维织布、熔喷布换和无纺布中的一种或任几种的组合物的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成增强型光伏封装胶膜。其中，增强材料为将热固性粉末在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在连续一体化材料的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成增强型光伏封装胶膜。其中，增强材料为将热固性粉末铺设在纤维织布、熔喷布、无纺布、短切纤维或纤维研磨物中的一种或任几种形成的组合物的一侧或两侧上；在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在连续一体化材料的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成增强型光伏封装胶膜。其中，所述增强材料为短切纤维、纤维研磨物或热固性树脂材料中的一种或任几种形成的组合物；将短切纤维、纤维研磨物或热固性树脂材料中的一种或任几种形成的组合物加入基本封装胶膜的原料中，在混料机中混合均匀，经挤出机挤出，并进行压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜。其中，热固性粉末的粒径为10-200μm，增强型光伏封装胶膜的厚度为300～1000μm。其中，POE树脂中辛烯的摩尔含量为20％～50％，POE树脂的熔体流动速率为1～10g/10min。其中，抗氧剂包括：主抗氧剂和辅抗氧剂；其中，主抗氧基包括β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；辅抗氧剂包括三(4-壬基酚)亚磷酸酯和/或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。其中，交联剂包括：交联固化剂和助交联剂；交联固化剂包括有机过氧化物和/或偶氮化合物；有机过氧化物包括过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯或3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的一种或任几种的组合；助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或任几种的组合。其中，偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或任几种的组合。本专利技术还提供了一种增强型光伏封装胶膜制备方法，所述方法包括如下步骤：将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在纤维织布、熔喷布换和无纺布中的一种或任几种的组合物的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜；或，先将热固性粉末在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；然后将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在所述连续一体化材料的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜；或，先将热固性粉末铺设在纤维织布、熔喷布、无纺布、短切纤维或纤维研磨物中的一种或任几种形成的组合物的一侧或两侧上；在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；然后将基本封装胶膜的原料在混料机中混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强型光伏封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜由基本封装胶膜和增强材料复合而成：所述基本封装胶膜包括：POE树脂、抗氧剂、交联剂、偶联剂和油性纳米填料；其中，/n所述POE树脂的含量为87-98％，所述抗氧剂的含量为0.05-5％，所述交联剂的含量为0.25-2％，所述偶联剂的含量为0.1-4％，所述油性纳米填料的含量为0.1-4％；/n基本封装胶膜整体材料与增强材料的重量比为0.01～1。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强型光伏封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜由基本封装胶膜和增强材料复合而成：所述基本封装胶膜包括：POE树脂、抗氧剂、交联剂、偶联剂和油性纳米填料；其中，
所述POE树脂的含量为87-98％，所述抗氧剂的含量为0.05-5％，所述交联剂的含量为0.25-2％，所述偶联剂的含量为0.1-4％，所述油性纳米填料的含量为0.1-4％；
基本封装胶膜整体材料与增强材料的重量比为0.01～1。


2.根据权利要求1所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述增强材料为纤维织布、熔喷布换和无纺布中的一种或任几种的组合物；
将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在纤维织布、熔喷布换和无纺布中的一种或任几种的组合物的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜。


3.根据权利要求1所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述增强材料为将热固性粉末在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；
将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在所述连续一体化材料的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜。


4.根据权利要求1所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述增强材料为将热固性粉末铺设在纤维织布、熔喷布、无纺布、短切纤维或纤维研磨物中的一种或任几种形成的组合物的一侧或两侧上；在温度为130-180℃、压力为10-1000kPa的工况下，加热5-30min，使热固性粉末完全交联固化，冷却后，形成连续一体化材料；
将基本封装胶膜的原料在混料机中混合均匀，经挤出机挤出后涂布在所述连续一体化材料的一侧或两侧，经压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜。


5.根据权利要求1所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述增强材料为短切纤维、纤维研磨物或热固性树脂材料中的一种或任几种形成的组合物；
将短切纤维、纤维研磨物或热固性树脂材料中的一种或任几种形成的组合物加入基本封装胶膜的原料中，在混料机中混合均匀，经挤出机挤出，并进行压花、定型处理后，形成所述增强型光伏封装胶膜。


6.根据权利要求3或4所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述热固性粉末包括以热固性聚酯、热固性聚丙烯酸、热固性环氧树脂、热固性聚氨酯、热固性聚酰胺中一种或任几种为主体树脂，并添加固化剂、助剂和耦合剂，经过后加工、造粒、研磨而成的高分子粉末材料。


7.根据权利要求5所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述热固性粉末的粒径为10-200μm，所述增强型光伏封装胶膜的厚度为300～1000μm。


8.根据权利要求1-5任一项所述的增强型光伏封装胶膜，其特征在于，
所述POE树脂中辛烯的摩尔含量为20％～50％，所述POE树脂的熔体流动速率为1～10g...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建伟，张付特，赵磊，曾金栋，余艺华，
申请(专利权)人：苏州中来光伏新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32