一种双面电池单面封装用抗PID胶膜及制备方法技术

本发明专利技术提供一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，按重量份计，包括100份乙烯‑醋酸乙烯基体树脂、0.1~1份抗极化助剂二氧化硅及0.05~7.1份其他助剂；所述抗极化助剂二氧化硅和所述其他助剂分散在所述乙烯‑醋酸乙烯基体树脂中，另外还提供其制作方法。该抗PID胶膜针对PID机理中的极化机理，用于p型电池的背面或者n型电池的正面，通过添加抗极化助剂二氧化硅，提高组件在双85及‑1500V偏压下的抗极化能力，改善功率衰减的问题。在高湿高压环境下，二氧化硅表面水合，电离，使得表面带负电，中和p型双面电池在负偏压作用下背面钝化层SiNx表面积累的正电荷，降低对电池片钝化层的破坏，从而抑制PID效应中的极化效应的产生，改善组件的PID问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双面电池单面封装用抗PID胶膜及制备方法
本专利技术涉及光伏组件封装
，尤其涉及一种用于双面电池单面封装用抗PID的胶膜及其制备方法。
技术介绍
为了提高组件效率，晶硅太阳能电池经历了由单面电池向双面电池演变的过程，目前市场上双面电池已成为主流，预计2021年，PERC电池将占据70％以上的市场。但双面电池存在严重的电势诱导衰减(PID)问题，与单面电池由钠离子迁移引起的功率衰减不同，双面电池的PID效应更为复杂，这也引起了大批研究机构及行业内精英的关注。针对双面电池PID机理的研究，目前行业内较为认可的有PID-p机理(极化效应)，即在负偏压作用下SiNx表面积累正电荷导致极化，破坏了钝化效果，引起功率衰减。目前市场上的封装胶膜种类组要有透明EVA、白色EVA、PO及共挤PO等，随着双面电池的发展，以及双面电池PID效应的存在，目前市场上双面电池封装主要有三种方式，第一种为透明EVA搭配白色EVA制备单玻组件，第二种为透明EVA或PO搭配纯PO或者共挤PO制备双玻组件，第三种为透明EVA或PO搭配纯PO或共挤PO制备透明背板组件。虽然PO和共挤PO在光伏组件封装中有良好的抗PID性能，但从成本优势考虑，市场上PO粒子的价格远高于EVA粒子的价格，目前价格还在不断上涨，且2020年玻璃价格大幅上涨，双玻组件成本变高，市场份额减小，而透明背板自身的耐候性还有待时间的验证，目前透明背板组件市场需求也不大，所以单玻组件不管是从成本还是耐候性考虑，都占据市场主流地位，而单玻组件搭配的白色EVA相比透明EVA来说，白色EVA成本高，生产工艺困难，预交联度难控制，客户端使用易出现溢白、褶皱、电池片隐裂等多种问题，组件封装不良率高。所以，针对目前市场主流的双面电池，在封装材料的成本及层压工艺上还有进一步优化的空间。透明EVA作为一种光伏组件用封装材料，不仅具有优异的透光性，粘接力好，耐久性好，而且价格优势明显。此外EVA加工温度较低，目前国内产业链相对成熟，生产过程稳定，产品良率高，客户端使用组件层压良率高，规避了白色EVA加工及使用过程中出现的诸多问题，因此从成本、性能加工、使用性能等多方面考虑，透明EVA仍然占据主要优势，但透明EVA在双面电池封装中存在PID失效的风险，因此对透明EVA配方进行改进，使其适应目前双面电池单面封装中的抗PID需求，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，以便更有效的改善双面电池在白色背板组件中的PID效应。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，其包括乙烯-醋酸乙烯基体树脂及分散在其中的抗极化助剂二氧化硅粉体及其他助剂。进一步地，按重量份计算，每100份的乙烯-醋酸乙烯基体树脂中包含0.1～1份的抗极化助剂二氧化硅，优选的抗极化助剂二氧化硅为0.3～1份。进一步地，形成胶膜的其他助剂包括引发剂、助交联剂、偶联剂、紫外线吸收剂的一种或多种，优选地，按重量份计算，形成的高抗PID胶膜还包括：0.3～0.6份的引发剂，0.3～0.5份的助交联剂，0.2～1份的硅烷偶联剂，0.05～5份紫外线吸收剂。进一步地，抗极化助剂二氧化硅粉体选用亲水性二氧化硅。相比疏水性二氧化硅，亲水性二氧化硅不需进一步改性，制备工艺更为简单，且被水润湿性好，在双85环境条件下更易发生水合反应，对抑制PID-p更为有利。进一步地，抗极化助剂二氧化硅粉体选用沉淀法制备的二氧化硅。沉淀法制备的二氧化硅具有原料来源广泛，制备工艺简单，价格低廉，能耗较小，易于工业化等多种优点，是二氧化硅最常用的制备方法之一。进一步地，抗极化助剂二氧化硅粉体选用无定形的角形或球形二氧化硅。无定形二氧化硅相比结晶二氧化硅，反应活性更高，在双85条件下表面更易发生水合，电离，中和双面电池在负偏压下的电荷积累，抑制PID-p的产生。进一步地，抗极化助剂二氧化硅粉体的粒径在0.1～10μm，优选为0.5～3μm。二氧化硅的粒径选择与抗PID效果有很大的联系，粒径过大，比表面积小，吸附性差，中和的电荷减少，抗PID效果差。粒径过小，分散不均，会导致局部电荷积累，影响PID。另外，粒径越小，加工工艺升级，产品价格也越高，从成本角度考虑不划算。进一步地，抗极化助剂二氧化硅粉体的纯度在99.9％以上。低纯度的二氧化硅粉体会在胶膜中引入其他元素的杂质，影响胶膜的耐候性，使得胶膜更易氧化发黄。其他元素的杂质也有可能形成游离的离子，迁移到电池片表面，破坏电池片的钝化层，导致PID失效的风险。进一步地，所述引发剂主要为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中的一种或几种；所述助交联剂主要为三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种；所述偶联剂主要为乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述紫外线吸收剂为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺、2-(2'-羟基-3',5'-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、[4-(2-乙基己氧基)-2-羟基苯基]-苯基甲酮中的一种或几种。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，提供了一种双面电池单面封装用抗PID胶膜制备方法，包括以下步骤：S1、按比例称取乙烯-醋酸乙烯树脂，抗极化助剂二氧化硅及其他助剂加入到混料机中，搅拌均匀：S2、将S1的混合物料在单螺杆挤出机上熔融挤出，挤出温度控制在80～95℃，再经流延、冷却、收卷成膜得到双面单封抗PID胶膜。本专利技术提供了一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，该抗PID胶膜针对PID机理中的极化机理，用于p型电池的背面或者n型电池的正面，通过添加抗极化助剂二氧化硅，提高组件在双85及-1500V偏压下的抗极化能力，改善功率衰减的问题。在高湿高压环境下，二氧化硅表面水合，电离，使得表面带负电，中和p型双面电池在负偏压作用下背面钝化层SiNx表面积累的正电荷，降低对电池片钝化层的破坏，从而抑制PID效应中的极化效应的产生，改善组件的PID问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例中的无定形球形二氧化硅的扫描电镜图。图2为本专利技术实施例中的无定形角形二氧化硅的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术实施例一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，按重量份计，包括100份乙烯-醋酸乙烯基体树脂、0.1～1份抗极化助剂二氧化硅及0.05～7.1份其他助剂；所述抗极化助剂二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：按重量份计，包括100份乙烯-醋酸乙烯基体树脂、0.1~1份抗极化助剂二氧化硅及0.05~7.1份其他助剂；所述抗极化助剂二氧化硅和所述其他助剂分散在所述乙烯-醋酸乙烯基体树脂中。/n

【技术特征摘要】
1.一种双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：按重量份计，包括100份乙烯-醋酸乙烯基体树脂、0.1~1份抗极化助剂二氧化硅及0.05~7.1份其他助剂；所述抗极化助剂二氧化硅和所述其他助剂分散在所述乙烯-醋酸乙烯基体树脂中。


2.根据权利要求1所述的双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：所述抗极化助剂二氧化硅为0.3~1份。


3.根据权利要求1所述的双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：所述的抗极化助剂二氧化硅为亲水性二氧化硅。


4.根据权利要求1所述的双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：所述的抗极化助剂二氧化硅形貌为无定形球形或角形二氧化硅。


5.根据权利要求1所述的双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：所述的抗极化助剂二氧化硅为沉淀法制备的二氧化硅。


6.根据权利要求1所述的双面电池单面封装用抗PID胶膜，其特征在于：所述的抗极化助剂二氧化硅粒径为0.1~10μm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐炜琴，吕松，黄宝玉，张刚，季志超，杨求平，吴斌，吴丰华，刘俊，陈书亮，
申请(专利权)人：常州斯威克光伏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32