一种光固化液体胶膜组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种光固化液体胶膜组合物及其在冷层压封装光伏组件中的应用，该光固化液体胶膜组合物包含以下质量百分比含量的原料：光敏聚合物45～90％；光活性单体5～70％；光敏剂0～5％；透明粒子0.1～5％；附着力促进剂1

【技术实现步骤摘要】
一种光固化液体胶膜组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及太阳能光伏组件封装胶膜，尤其涉及一种光固化液体胶膜组合物，可用于光伏组件的冷层压封装。

技术介绍

[0002]光伏电池是利用材料的光伏效应将太阳光能直接转换为电能的一种新型发电系统，包括晶硅(单晶、多晶)光伏电池、薄膜(碲化镉、铜铟镓硒)光伏电池和钙钛矿光伏电池等几个品种。
[0003]光伏电池的结构，从上往下由光伏玻璃、透明胶膜(EVA、POE或PVB)、电池片、胶膜和塑料背板或钢化玻璃组成光伏组件。常规光伏组件用EVA或POE胶膜粘结，厚度通常在0.3
‑
0.8毫米范围，建筑光伏幕墙组件采用PVB胶膜封装，厚度有0.38、0.76、1.14及1.52毫米不等。
[0004]标准的光伏组件均采用自动化流水线生产，生产周期通常为45
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60分钟，其中光伏组件的层压固化约需25
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30分钟，几乎占用了一半时间。一条全自动光伏组件生产线的投资约需几亿元，常要求几年折旧完毕，因此，缩短组件层压固化时间，提高生产效率，对降低组件的生产成本和光伏发电成本至关重要。
[0005]光伏组件的层压周期主要由固体胶膜的特性所决定。所有封装聚合物都是热塑性材料，必须在层压过程中发生交联反应，包括抽气、加热、熔化、充气、层压粘合(140
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170℃/15
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30分钟)、固化、放气、冷却等多个过程，每一个步骤都不能少，因此增加了生产周期和成本。尽管人们做出了很大努力，但始终无法大幅度降低层压固化时间。另外，由于钢化玻璃常存在波形弯、弓形弯等翘曲缺陷，固体胶膜流动性差，在层压过程中常出现胶膜与玻璃粘结不牢，导致局部脱胶或泛白现象。
[0006]因此，必须另辟蹊径，跳出用固体胶膜热层压粘合组件的传统思路，专利技术一种颠覆性的新材料和新工艺，才有可能大幅度缩短组件生产周期，降低光伏发电成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种光固化液体胶膜组合物，可代替热塑性固体胶膜用于光伏组件的层压封装，可大大缩短光伏组件生产周期，降低光伏发电成本。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种光固化液体胶膜组合物，包含以下质量百分比含量的原料：
[0010][0011]所述光敏聚合物为折光率在1.50
‑
1.52的光固化聚丁二烯聚合物和/或聚异戊二烯低聚物；
[0012]所述光敏剂为自由基型或阳离子型的大分子光敏剂；
[0013]所述透明粒子为刚性或弹性固态粒子，折光率为1.49
‑
1.52，粒径为0.05
‑
2.0毫米。
[0014]本专利技术的光固化液体胶膜组合物可代替热塑性固体胶膜用于光伏组件的冷层压封装，经胶液涂布、抽气、冷层压、辐射固化，快速粘结封装光伏玻璃和电池层，可大大缩短光伏组件生产周期，降低光伏发电成本；由于透明粒子具有适当的刚度，在固化时通过液体胶中的透明粒子支撑液体胶两侧的光伏玻璃或电池片，控制固化后胶膜的厚度，通过改变所述透明粒子的粒径大小，可直接控制固化胶膜的厚度，可满足不同类型组件的封装需求；采用大分子光敏剂使胶膜光固化过程中不产生小分子物质，无表面迁移、无气泡产生，胶膜透光率高，折光率与玻璃接近，界面反射率低；胶膜具有优异的电绝缘性能、耐水解、耐黄变和耐低温性能，断裂伸长率高。
[0015]所述的光敏聚合物含量优选为45
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75％。
[0016]所述的光敏聚合物为聚丁二烯丙烯酸酯、聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、环氧当量为200
‑
800的环氧基聚丁二烯低聚物、聚异戊二烯二丙烯酸酯中的至少一种。
[0017]所述的聚丁二烯/异戊二烯丙烯酸酯可选自大阪有机化学工业株式会社的BAC
‑
15、BAC
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45，PIPA(聚异戊二烯二丙烯酸酯)，沙多玛公司的CN301、CN302、CN303、Ricary3801等；所述的聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯可选自广州润奥化工公司的FSP8002，戴马斯(Dymax)的BR
‑
643，中山千佑公司的UV7697、UV7698(折光率1.51)；所述的氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯可选自沙多玛公司的CN9014，戴马斯(Dymax)的BR
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641D、BR641D、BR
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641E等；所述的环氧基聚丁二烯低聚物可选自沙多玛公司的PolyBD
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600E、605E等树脂中的至少一种。
[0018]光活性单体主要用于调节液体胶膜的粘度和固化胶膜的性能。所述的光活性单体为常用的低极性、低粘度、1
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3官能度的不饱和丙烯酸酯化合物，可选自异冰片丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸异葵酯(IDA)、丙烯酸异辛酯(IOA)、异冰片甲基丙烯酸酯(IBOMA)、3,3,5
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三羟甲基环己基丙烯酸酯(TMCHA)、己内脂丙烯酸酯(K
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CA)、1,6
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己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三(乙)丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等单体中的至少一种。
[0019]光固化液体胶膜厚度较大，固化膜内若含有挥发性小分子物质，无法很快挥发出去，会迁移至胶膜表面，还会导致真空抽气过程中形成气泡，严重影响胶膜的透光率和封装质量。
[0020]大部分自由基型小分子光敏剂光解后都会分解出小分子，如丙酮、甲醛、乙醛、苯甲醛、甲酸乙酯等挥发性物质，小分子碎片还会向涂层表面迁移，不但使固化膜气味难闻，还会使胶膜的透光率降低，影响胶膜与电池片及光伏玻璃的粘结强度。本专利技术的光敏剂为自由基型或阳离子型大分子光敏剂，大分子光敏剂光分解后无小分子气体产生，不会在胶膜中形成小气泡，具有低气味、低迁移、高速光固化特性，尤其适合于厚涂层及食品包装产品的应用。
[0021]光固化液体胶膜组合物可以通过紫外光照射或电子束辐射进行固化。通过紫外光照射进行固化时，光敏剂含量不为0；通过电子束辐射进行固化时，光敏剂含量可以为0。
[0022]优选的，所述的光敏剂为KIP系列大分子光敏剂、大分子二苯甲酮光敏剂、大分子硫杂蒽酮光敏剂、大分子氨基苯乙酮光敏剂、大分子苯甲酰甲酸酯光敏剂、大分子圬酮酯光敏剂、大分子酰基磷化氧光敏剂、大分子胺烷基酮光敏剂、大分子阳离子光敏剂和大分子助引发剂中的至少一种。
[0023]进一步的，所述的光敏剂选自IGM公司的2
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羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲基乙烯基
‑
苯基)丙酮KIP150，北京英力科技发展有限公司的聚合哌嗪基α
‑
氨基苯乙酮(polymeric 910)、聚合哌嗪基苯乙酮(PPA)，奇钛科技股份有限公司的大分子α
‑
羟基酮Chivacure150、Chiva本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光固化液体胶膜组合物，其特征在于，包含以下质量百分比含量的原料：所述光敏聚合物为折光率在1.50
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1.52的光固化聚丁二烯聚合物和/或聚异戊二烯低聚物；所述光敏剂为自由基型或阳离子型的大分子光敏剂；所述透明粒子为刚性或弹性固态粒子，折光率为1.49
‑
1.52，粒径为0.05
‑
2.0毫米。2.根据权利要求1所述的光固化液体胶膜组合物，其特征在于，所述的光敏聚合物为聚丁二烯丙烯酸酯、聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、环氧当量为200
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800的环氧基聚丁二烯低聚物、聚异戊二烯二丙烯酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的光固化液体胶膜组合物，其特征在于，所述的光敏剂为KIP系列大分子光敏剂、大分子二苯甲酮光敏剂、大分子硫杂蒽酮光敏剂、大分子氨基苯乙酮光敏剂、大分子苯甲酰甲酸酯光敏剂、大分子圬酮酯光敏剂、大分子酰基磷化氧光敏剂、大分子胺烷基酮光敏剂、大分子阳离子光敏剂和大分子助引发剂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的光固化液体胶膜组合物，其特征在于，透明粒子为玻璃颗粒、透明树脂颗粒、由光固化后的光固化液体胶膜裁切成的颗粒或由折光率为1.49
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1.52的透明塑料薄膜裁切成的颗粒。5.根据权利要求1或4所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：何平，何成坤，何青青，
申请(专利权)人：杭州科望特种油墨有限公司，
类型：发明
国别省市：