一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物及其制备方法，该组合物包括组分A和组分B，两者质量比为1：0.8

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及封装剂领域，特别涉及一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能具有无害、储量大、使用长久等优点，近年来得到快速发展。太阳能电池组件的核心发电部件为太阳能电池，由于太阳能电池容易受到水汽、腐蚀性气体以及外部的振动、冲击的影响，因此需要使用性能良好的封装剂将其进行密封保护。目前，主流的封装材料为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，这种封装材料虽然可以满足太阳能电池组件的基本要求，但仍存在许多不足，比如耐候性和耐高温高湿性较差，在长期的户外使用中会发生缓慢的降解，发生黄变并产生乙酸。降解产生的乙酸会对太阳能电池产生腐蚀，降低电池的长期发电效率，降解同时会对粘接界面造成破坏，降低EVA的长期粘接性能，使EVA和玻璃产生分层。此外，EVA对短波长光的透过率较低，尤其是经过湿热老化后其透光率会进一步降低，影响太阳能电池组件的转换效率。而且目前EVA的封装工艺一般为130-160℃热压20-40min，热压温度高，能耗大。
[0003]聚有机硅氧烷以兼具高键能和柔顺性的-Si-O-Si-为主链，具有优异的耐候性，非常宽的使用温度，优良的耐热性和耐湿热老化性，在长期的户外使用条件下仍能保持良好的性能，不会发生分解，同时透光率良好，非常适合用于太阳能电池的封装。中国专利CN 105765736 A公开了一种用于太阳能电池组件封装的有机硅粘接剂片，将聚硅氧烷组合物制备为胶片，然后用于封装。CN 107245303 A公开了一种具有高紫外透过性和耐候性的硅胶膜，用于太阳能电池组件的封装。聚有机硅胶膜虽然相比EVA具有耐候性好和透光率高的优点，但也存在不足，首先，由于胶膜为单一组分组合物，交联反应所需的组分均存在于一个组分中，虽然加入抑制剂抑制固化反应，但交联反应仍会随时间延长缓慢进行，导致胶膜在储存一段时间后交联密度上升，在升温热压时粘度过高难以充分填充空隙，影响封装效果。其次，聚有机硅胶膜一般为部分交联组合物，表面易发粘，给胶膜的裁切和铺设操作带来不便。美国专利US 8847063 B2公开了使用聚有机硅氧烷聚合物封装太阳能电池组件的方法，组件具有良好的透光性和耐候性，但其需要使用两种聚硅氧烷聚合物进行封装，两种组合物需要分别涂覆和固化，封装工艺复杂，且其粘接性较差，在封装之前需要采用特殊的助剂对电池片进行表面化处理之后才能实现粘接。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提出一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物及其制备方法，解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，包括组分A和组分B，两者质量
比为1：0.8-1.2；
[0007]所述组分A包括以下重量份原料：
[0008]A1.含乙烯基聚有机硅氧烷100份，
[0009]A2.补强填料1-5份，
[0010]A3.催化剂0.5-5份，
[0011]A4.抑制剂0.05-1份；
[0012]所述组分B包括以下重量份原料：
[0013]B1.含乙烯基聚有机硅氧烷100份，
[0014]B2.含氢聚有机硅氧烷2-15份，
[0015]B3.补强填料1-10份，
[0016]B4.模量调节剂1-10份，
[0017]B5.粘接促进剂1-5份。
[0018]进一步的，在组分A原料中，所述含乙烯基聚有机硅氧烷的结构中至少有两个乙烯基与硅原子相连，25℃时粘度为1000-100000mPa.s，乙烯基含量为0.06％-6.0％，该乙烯基位于分子链末端、分子链中间或者同时位于分子链末端和中间。
[0019]进一步的，在组分A原料中，所述补强填料为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，表面经过疏水化处理，处理剂为二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷或八甲基环四硅氧烷，比表面积为150-400m2/g。优选为经过二甲基二氯硅烷和六甲基二硅氮烷处理的气相二氧化硅，比表面积为200-300m2/g。
[0020]进一步的，所述催化剂为1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂络合物，铂含量为100-3000ppm。
[0021]进一步的，在组分A原料中，所述抑制剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1-乙炔基环己醇、2-甲基丁炔醇、富马酸二乙酯或马来酸二烯丙酯中的至少一种。优选为1-乙炔基环己醇、2-甲基丁炔醇、马来酸二烯丙酯中的至少一种。
[0022]进一步的，在组分B原料中，所述含乙烯基聚有机硅氧烷的分子结构中至少有两个乙烯基与硅原子相连，25℃时粘度为1000-100000mPa.s，乙烯基含量为0.06％-6.0％，该乙烯基位于分子链末端、分子链中间或者同时位于分子链末端和中间。优选为25℃时粘度为5000-50000mPa.s，乙烯基含量为0.50％-4.0％。
[0023]进一步的，在组分B原料中，所述含氢聚有机硅氧烷为25℃时粘度为10-100mPa.s，氢含量为0.10％-1.5％，其结构中至少含有三个Si-H基团。
[0024]进一步的，在组分B原料中，所述补强填料为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，表面经过疏水化处理，处理剂为二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷或八甲基环四硅氧烷，比表面积为150-400m2/g。优选为经过二甲基二氯硅烷和六甲基二硅氮烷处理的气相二氧化硅，比表面积为200-300m2/g。
[0025]进一步的，所述模量调节剂为单端含氢硅油，25℃时粘度为10-100mPa.s，氢含量为0.01％-0.20％。
[0026]进一步的，在组分B原料中，所述粘接促进剂包含以下B
5a
和B
5b
中至少一种硅烷偶联剂：
[0027][0028]其中，B
5a
的制备方法：将四甲基四氢环四硅氧烷50重量份，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂络合物0.5-2重量份加入四口烧瓶中，氮气气氛下滴加γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加量为90-120重量份，滴加结束后升温至90-110℃，保持温度反应2-4小时，反应结束后减压蒸馏得到反应产物；
[0029]B
5b
的制备方法：将γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷50重量份，3-氨丙基三甲氧基硅烷30-50重量份，碱性催化剂0.1-5重量份加入三口烧瓶中，氮气气氛下升高温度至50-70℃，氮气保护下反应2-4小时，反应结束后减压蒸馏得到反应产物。
[0030]进一步的，所述组分A的制备方法为：按重量份比，将含乙烯基聚有机硅氧烷A1、补强填料A2在真空度大于0.095MPa的条件下高速搅拌40-60min混合均匀脱气泡，加入催化剂A3、抑制剂A4，在真空度大于0.095Mpa的条件下搅拌20-40min混合均匀；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，包括组分A和组分B，两者质量比为1：0.8-1.2；所述组分A包括以下重量份原料：A1.含乙烯基聚有机硅氧烷100份，A2.补强填料1-5份，A3.催化剂0.5-5份，A4.抑制剂0.05-1份；所述组分B包括以下重量份原料：B1.含乙烯基聚有机硅氧烷100份，B2.含氢聚有机硅氧烷2-15份，B3.补强填料1-10份，B4.模量调节剂1-10份，B5.粘接促进剂1-5份；所述粘接促进剂包含以下B
5a
和B
5b
中至少一种硅烷偶联剂：2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，在组分A原料中，所述含乙烯基聚有机硅氧烷的结构中至少有两个乙烯基与硅原子相连，25℃时粘度为1000-100000mPa.s，乙烯基含量为0.06％-6.0％，该乙烯基位于分子链末端、分子链中间或者同时位于分子链末端和中间。3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，在组分A原料中，所述补强填料为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅，表面经过疏水化处理，处理剂为二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷或八甲基环四硅氧烷，比表面积为150-400m2/g；所述催化剂为1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂络合物，铂含量为100-3000ppm。4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，在组分A原料中，所述抑制剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1-乙炔基环己醇、2-甲基丁炔醇、富马酸二乙酯或马来酸二烯丙酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，在
组分B原料中，所述含乙烯基聚有机硅氧烷的分子结构中至少有两个乙烯基与硅原子相连，25℃时粘度为1000-100000mPa.s，乙烯基含量为0.06％-6.0％，该乙烯基位于分子链末端、分子链中间或者同时位于分子链末端和中间。6.根据权利要求1所述的太阳能电池组件封装用聚有机硅氧烷组合物，其特征在于，在组分B原料中，所述含氢聚有机硅氧烷为25℃时粘度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德波，王艺臻，赵志斌，彭鸿雁，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
国别省市：