一种HJT专用封装胶膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种HJT专用封装胶膜及其制备方法和应用，所述HJT专用封装胶膜包括基体树脂和功能性助剂；所述功能性助剂包括含有功能基团的丙烯酸酯类聚合物及其衍生物中的任意一种或至少两种的组合；所述功能性助剂参与交联反应，其分子链与基体树脂形成交联网状结构；所述功能基团包括含磷基团、氨基或羧基中的任意一种或至少两种的组合。本发明专利技术所述封装胶膜与HJT电池片属于面面接触，所述封装胶膜与HJT电池片的粘结强度较高，还具有优异的耐紫外和耐湿热老化性能，保证光伏组件的长使用寿命和低光转换效率衰减率。寿命和低光转换效率衰减率。

【技术实现步骤摘要】
一种HJT专用封装胶膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种HJT专用封装胶膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着光伏技术的迅速发展，晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。在当前光伏工业界，单晶硅太阳额电池的转换效率已达到20％以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达19％以上。然而大规模量产的、转换效率达22％以上的硅基太阳电池仅背接触太阳电池(IBC)和带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HJT)。和IBC电池相比，HJT电池具有能耗少、工艺流程简单、结构对称、低温制造工艺、高开路电压、温度特性好、无LID与PID效应等诸多优点。由于HJT电池具有较低的温度系数，温度升高后效率和输出功率下降的相对较少。单片HJT电池比常规晶体硅电池在一天中能多发电8～10％。同时，由于结构对称，能够制作成双面HJT电池，双面比单面能多发电10％以上。双面沉积的透明导电氧化物薄膜(TCO)不仅可以建设收集电流时的串联电阻，还能起到类似晶体硅电池上氮化硅层的减反作用，从而形成较高的开路电压，提高转换效率。另外，HJT电池制造工艺中最高温度就是非晶硅薄膜的形成温度(200℃)，避免了传统晶体硅电池形成P
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N结的高温(950℃)，采用低温工艺在降低能耗的同时也可以减少对硅片的热损伤。HJT电池无LID效应，这归结于HJT电池衬底为N型单晶硅。HJT电池也无PID效应，因为其表面沉积TCO薄膜，无绝缘层，无表面带电的机会，从结构上避免了PID现象的发生。
[0003]HJT电池表面沉积层为特殊的惰性金属氧化物氧化铟锡(ITO)，疏水性强，对于HJT电池，其封装材料的选择至关重要，但是常规的EVA、POE材料对其封装后粘结力较差，复合老化后容易出现脱层、发黄、粘结力大幅度下降等问题。
[0004]CN112980340A公开了一种封装HJT电池用封装胶膜及其制备方法、制得的光伏组件。其公开的封装HJT电池用封装胶膜，包括粘结层和EVA层；所述粘结层主要由按重量份数计的如下组分制得：基体树脂100份、改性树脂5～10份和助剂1～5份；所述改性树脂主要由基体树脂、引发剂和粘结单体反应制得，其公开的封装胶膜通过在粘结层中引入特定的改性树脂，使封装胶膜的增粘机理适应HJT表面复合ITO减反陷光层，实现胶膜与异质结电池片的完整粘合，提高胶膜与HJT电池片的剥离强度；同时，EVA层对钢化玻璃或背板表面具有强剥离强度，提高HJT组件长期可靠性及使用寿命。但该方法工艺复杂，成本较高，且该粘结层与HJT电池表面之间为简单的物理粘合，在户外复杂的紫外高温高湿环境中容易出现脱层、黄变等风险。
[0005]综上所述，开发一种与HJT电池片的粘结强度高、具有优异的耐紫外和耐湿热老化性能的HJT专用封装胶膜至关重要。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种HJT专用封装胶膜及其制备方法和应用，所述HJT专用封装胶膜与HJT电池片属于面面接触，所述HJT专用封装胶膜与HJT
电池片的粘结强度较高，还具有优异的耐紫外和耐湿热老化性能，保证光伏组件的长使用寿命和低光转换效率衰减率。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种HJT专用封装胶膜，所述HJT专用封装胶膜包括基体树脂和功能性助剂；
[0009]所述功能性助剂包括含有功能基团的丙烯酸酯类聚合物及其衍生物中的任意一种或至少两种的组合；
[0010]所述功能性助剂参与交联反应，其分子链与基体树脂形成交联网状结构；
[0011]所述功能基团包括含磷基团、氨基或羧基中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：含磷基团和氨基的组合，氨基和羧基的组合，含磷基团、氨基和羧基的组合等。
[0012]常规晶体硅电池表面为氮化硅结构，表面亲水，与常规封装胶膜粘结力强，不容易在长期高温高湿环境中脱层、发黄。HJT电池表面结构为ITO，胶膜与电池片的粘结不能深入到齿状沉积层的内部，基本是与电池片表面栅线的点线状接触，这种粘结状态容易在户外紫外光照射和高温高湿的环境下出现粘结力急剧下降的行为。本专利技术提供的封装胶膜，添加了功能性助剂，所述功能性助剂的功能基团包括含磷基团、氨基或羧基中的任意一种或至少两种的组合，所述功能基团为活性基团，使封装胶膜能够与HJT电池表面ITO层发生反应形成氢键、共价键等稳定结构，不同于简单的机械结合力和范德华力，这些化学键的键能较高，可为胶膜与电池片提供长久稳定的粘结力，提高与HJT的粘结强度；而且还使所述封装胶具有优异的耐紫外和耐湿热老化性能，因此，其进一步形成的光伏组件具有长使用寿命和低光转换效率衰减率。
[0013]除此之外，所述封装胶膜具有优秀的浸润性和延展性，能够在胶膜层压过程中极短的时间内流动到HJT电池片的各个角落，胶膜可以与电池片不规则表面实现完整紧密均匀粘合，不容易在复杂环境中出现脱层、黄变、粘结力下降等异常。
[0014]优选地，所述功能性助剂的数均分子量为100
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5000g/mol，例如500g/mol、1000g/mol、1500g/mol、2000g/mol、2500g/mol、3000g/mol、3500g/mol、4000g/mol、4500g/mol等。
[0015]本专利技术所述功能性助剂的数均分子量为100
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5000g/mol，具有较小的粘性，与基体树脂具有良好的可吸收性，混合搅拌后粒子表面干爽，可以保证生产工艺的可操作性。
[0016]优选地，所述功能性助剂的主链至少含有2个双键，例如3个、4个、5个等。
[0017]本专利技术所述功能性助剂的至少含有2个双键，不饱和键促使所述功能性助剂与基体树脂在层压后能形成交联网状结构。
[0018]优选地，所述含磷基团包括磷酸类取代基和/或磷酸酯类取代基。
[0019]优选地，所述功能基团为含磷基团时，所述功能性助剂包括甲基丙烯酸磷酸酯、丙烯酸磷酸二甲酯、丙烯酸磷酸酯、十六十八醇磷酸酯或月桂醇醚磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：甲基丙烯酸磷酸酯和丙烯酸磷酸二甲酯的组合，丙烯酸磷酸二甲酯、丙烯酸磷酸酯和十六十八醇磷酸酯的组合，丙烯酸磷酸二甲酯、丙烯酸磷酸酯、十六十八醇磷酸酯和月桂醇醚磷酸酯的组合等。
[0020]本专利技术优选上述功能性助剂的原因在于分子量低，粘性低，可以直接与其它材料混合挤出成膜。
[0021]优选地，所述功能性助剂包括改性低聚物及其衍生物和/或改性齐聚物及其衍生物；
[0022]所述改性低聚物及其衍生物的数均分子量为100
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1000g/mol，例如200g/mol、300g/mol、400g/mol、500g/mol、600g/mol、700g/mol、800g/mol、900g/mol等；
[0023]所述改性齐聚物及其衍生物的数均分子量为10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述HJT专用封装胶膜包括基体树脂和功能性助剂；所述功能性助剂包括含有功能基团的丙烯酸酯类聚合物及其衍生物中的任意一种或至少两种的组合；所述功能性助剂参与交联反应，其分子链与基体树脂形成交联网状结构；所述功能基团包括含磷基团、氨基或羧基中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述功能性助剂的数均分子量为100
‑
5000g/mol；优选地，所述功能性助剂的主链至少含有2个双键；优选地，所述含磷基团包括磷酸类取代基和/或磷酸酯类取代基；优选地，所述功能基团为含磷基团时，所述功能性助剂包括甲基丙烯酸磷酸酯、丙烯酸磷酸二甲酯、丙烯酸磷酸酯、十六十八醇磷酸酯或月桂醇醚磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述功能性助剂包括改性低聚物及其衍生物和/或改性齐聚物及其衍生物；所述改性低聚物及其衍生物的数均分子量为100
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1000g/mol；所述改性齐聚物及其衍生物的数均分子量为1000
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5000g/mol；优选地，所述功能性助剂为改性低聚物及其衍生物时，所述功能性助剂包括十六十八醇磷酸酯、月桂醇醚磷酸酯、丙烯酸磷酸酯、丙烯酸磷酸二甲酯、四氢呋喃丙烯酸酯、2
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苯氧乙基丙烯酸酯、两官能聚氨酯丙烯酸酯、2
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羟乙基甲基丙烯酸磷酸酯或烷基丙烯酸磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述功能性助剂为改性齐聚物及其衍生物时，所述功能性助剂包括磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、多官能度丙烯酸酯磷酸酯、聚磷酸酯、磷氮聚氨酯或聚(磷酸酯
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己内酯
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磷酸酯)中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
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3任一项所述的HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述基体树脂的透光率≥91％；优选地，所述基体树脂包括可交联聚烯烃树脂；优选地，所述基体树脂包括乙烯
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醋酸乙烯共聚物和/或POE塑料；优选地，所述乙烯
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醋酸乙烯共聚物中，醋酸乙烯结构单元的质量占比为28％
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33％，熔融指数为3
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28g/10min。5.根据权利要求1
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4任一项所述的HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述HJT专用封装胶膜包括其他助剂；优选地，所述封装胶膜按照重量份数包括如下组分：基体树脂
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100份功能性助剂
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0.1
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15份其他助剂
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8份。6.根据权利要求5所述的HJT专用封装胶膜，其特征在于，所述其他助剂包括引发剂、助交联剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收剂、润滑剂或硅烷偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清明，李元，黄冰艳，苗鲁滨，孔庆宁，彭丽霞，
申请(专利权)人：常熟特固新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：