一种用于IBC太阳电池的绝缘胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于IBC太阳电池的绝缘胶及其制备方法。该绝缘胶包含：10％～60％双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种；10％～60％二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂；5％～50％合成橡胶；0.01％～30％表面处理片状滑石粉；0.1％～10％固化剂；0.1％～5％偶联剂；0.1％～5％促进剂；0.1％～5％抗氧剂；其中，所述表面处理片状滑石粉通过将片状滑石粉使用环氧丙醇和三氟化硼乙醚进行表面处理获得。本发明专利技术的绝缘胶通过添加片状滑石粉填料，在增加绝缘胶阻水能力的同时，增高绝缘胶的击穿电压强度，进一步满足大尺寸、高功率的电池片组件的要求。的要求。的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于IBC太阳电池的绝缘胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及绝缘胶领域，具体涉及一种用于IBC太阳电池的绝缘胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]在光伏平价上网的时代，光伏转换效率的提升以及降低单瓦发电成本，显得尤为重要。IBC(Interdigitated Back Contact，交叉指式背接触)电池技术，其特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，并交叉指式分布，正面没有金属电极遮挡的影响，吸光面积最大，转换效率高达26％
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27％，素有光伏“转换效率之王”的赞誉。IBC电池，除具备现有PERC路线更低的度电成本(LCOE)的发展潜力外，由于IBC电池表面无栅线精美美观，轻薄化后比其他光伏电池技术更适合应用在光伏建筑(BIPV)、电子消费等市场。
[0003]在将IBC电池封装成组件的过程中，由于发射极和基极电极根数较多、线宽较窄，相邻电池之间的对准焊接非常困难。这对设备对准精度要求以及批量化生产均提出了新的挑战。IBC太阳能电池的正负极细栅线呈叉指状排列在电池背面，主栅线与副细栅线垂直印刷，如果通过在正极主栅段与负极细栅线连接处印刷绝缘胶的方式实现隔离，则可极大降低了组件串焊难度以及短路的可能性，方便大规模生产。
[0004]绝缘胶作为一种常用的绝缘材料涂覆于导体外层，不仅在使用时极为方便，且能提供较好的绝缘效果，因而在导体的制备过程中是一种经常使用的绝缘材料。而绝缘胶粘结和绝缘性能的好坏，则将大大影响其涂覆于导体表层时的使用效果。伴随着182、210等大尺寸组件的发力，光伏技术“超预期”发展，大功率组件应用加速。随着大功率组件的普及，为IBC太阳能电池用绝缘胶的绝缘效果提出了新的挑战。
[0005]有报道可利用“聚氨酯丙烯酸寡聚物+无机填料”(CN111635718A)、“酚醛环氧树脂+纤维”(CN111635725A)以及“聚氨酯丙烯酸寡聚物+酚醛环氧树脂+硅烷化硅胶”(CN111635730A)复合体系来作为IBC电池封装用绝缘胶，以上三类体系可将最高适用温度提升至190℃左右，其体积电阻率在3～4
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10
13
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cm。CN103107208A公开一种三层结构体用于太阳能电池组件的电极隔离，该结构第一层为PET\聚碳酸脂等；至少两个第二层和一个第三层，第二层为乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物EVA组成，第三层为质量分数为90～99％的EVA，以及抗紫外助剂。该结构体对紫外光有着很好的阻隔作用，然而该胶带结构体的耐热性不佳，同时不能适用于自动化生产工艺，效率偏低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于IBC太阳电池的绝缘胶及其制备方法。本专利技术通过在绝缘胶中添加特定片状填料，该片状填料在电绝缘橡胶中能够形成防止击穿的障碍物，使击穿路线不能直线进行，使最终绝缘胶的击穿电压强度增高。进一步满足大尺寸、高功率的电池片组件的要求。该片状填料经过特殊表面处理，可大幅增加填料在胶水体系中的分散能力，防止填料团聚而不能发挥作用。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术一方面提供一种用于IBC太阳电池的绝缘胶，所述绝缘胶包含以下质量分数的组分：
[0009]10％～60％双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种；
[0010]10％～60％二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂；
[0011]5％～50％合成橡胶；
[0012]0.01％～30％表面处理片状滑石粉；
[0013]0.1％～10％固化剂；
[0014]0.1％～5％偶联剂；
[0015]0.1％～5％促进剂；
[0016]0.1％～5％抗氧剂；
[0017]其中，所述表面处理片状滑石粉通过将片状滑石粉使用环氧丙醇和三氟化硼乙醚进行表面处理获得。
[0018]根据本专利技术的绝缘胶，优选地，所述表面处理片状滑石粉通过以下过程获得：
[0019]将片状滑石粉、环氧丙醇、三氟化硼乙醚加入二氯甲烷中，在保护气氛围中，于0至
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20℃(优选
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20℃)条件下进行反应，反应一段时间后恢复至室温并放置至反应完成，过滤后即获得所述表面处理片状滑石粉。
[0020]片状滑石粉的表面处理反应如图1所示。片状滑石粉经过该表面处理后，可显著提高在体系中的相容性，防止在使用或是储存过程中发生沉降，影响其最后性能。
[0021]本专利技术绝缘胶中的滑石粉为片状，优选地，所述片状滑石粉的酸溶铁含量小于0.5％，平均粒径为800～3000目；由于滑石粉中酸溶铁含量的增加会致使绝缘胶电阻下降，对最终材料的电绝缘性不利，因此，本专利技术需要较低酸溶铁含量的滑石粉以发挥更好的电绝缘性能。更优选地，所述滑石粉的酸溶铁含量小于0.3％，平均粒径为1250～3000目。
[0022]在以上表面处理过程中，优选地，于0至
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20℃条件下进行反应的时间为5小时。
[0023]在以上表面处理过程中，优选地，所述保护气为氮气。
[0024]根据本专利技术的绝缘胶，优选地，所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环型类环氧树脂可选择市售：EPON 826(美国瀚森特殊化学品公司)，JER828、JER1001、JER1256、JER4250、JER4276(日本三菱化学)，Araldite GY 285(亨斯曼公司)，NC
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3000H(日本化药)，ELA127(住友化学工业)等。
[0025]根据本专利技术的绝缘胶，优选地，所述二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂选自苯基二酚类缩水甘油醚环氧树脂或萘基二酚类缩水甘油醚环氧树脂；更优选为萘基二酚类缩水甘油醚环氧树脂。可选为市售Denacol EX
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201IM(长濑有限公司、苯基二酚类缩水甘油醚环氧树脂)、HP4032D(DIC公司，萘基二酚类缩水甘油醚环氧树脂)、NPPA
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431A70，NPPN638(南亚科技股份有限公司，酚醛环氧树脂)等。
[0026]在本专利技术的绝缘胶中，所述二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂可提高固化后绝缘胶的耐高温能力，同时还可调节绝缘胶的粘度。
[0027]在本专利技术的绝缘胶中，所述合成橡胶的添加量为5％～50％，若小于5％，所制备的绝缘胶耐环境老化测试效果不明显，如果合成橡胶的添加量高于50％，所制备的绝缘胶对硅片粘结性能下降较快，且耐热性以及绝缘性有所下降。
[0028]在本专利技术的绝缘胶中，优选地，所述合成橡胶选自端羟基液体聚丁二烯橡胶(HTPB)、液体聚异戊二烯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、以及丁腈橡胶中的至少一种。具体可选例如杜邦系类(乙烯丙烯酸类橡胶)、JSR
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NBR
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N240S(丁腈橡胶)、JSR
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于IBC太阳电池的绝缘胶，其特征在于，所述绝缘胶包含以下质量分数的组分：10％～60％双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的至少一种；10％～60％二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂；5％～50％合成橡胶；0.01％～30％表面处理片状滑石粉；0.1％～10％固化剂；0.1％～5％偶联剂；0.1％～5％促进剂；0.1％～5％抗氧剂；其中，所述表面处理片状滑石粉通过将片状滑石粉使用环氧丙醇和三氟化硼乙醚进行表面处理获得。2.根据权利要求1所述的绝缘胶，其特征在于，所述表面处理片状滑石粉通过以下过程获得：将片状滑石粉、环氧丙醇、三氟化硼乙醚加入二氯甲烷中，在保护气氛围中，于0至
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20℃条件下进行反应，反应一段时间后恢复至室温并放置至反应完成，过滤后即获得所述表面处理片状滑石粉。3.根据权利要求2所述的绝缘胶，其特征在于，所述片状滑石粉的酸溶铁含量小于0.5％，平均粒径为800～3000目。4.根据权利要求2所述的绝缘胶，其特征在于，所述滑石粉的酸溶铁含量小于0.3％，平均粒径为1250～3000目。5.根据权利要求1所述的绝缘胶，其特征在于，所述二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂选自苯基二酚类缩水甘油醚环氧树脂或萘基二酚类缩水甘油醚环氧树脂。6.根据权利要求5所述的绝缘胶，其特征在于，所述二羟基芳香类缩水甘油醚类环氧树脂选自萘基二酚类缩水甘油醚环氧树脂。7.根据权利要求1所述的绝缘胶，其特征在于，所述合成橡胶选自端羟基液体聚丁二烯橡胶、液体聚异戊二烯橡胶、液体聚丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、以及丁腈橡胶中的至少一种。8.根据权利要求1所述的绝缘胶，其特征在于，所述固化剂选自多...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明波，刘旭，杨涛，喻志刚，张磊，马院红，
申请(专利权)人：镇江贝斯特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：