基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于光伏技术领域，具体涉及一种基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法，包括如下步骤：步骤S1，通过W/O的形式制备得到微胶囊，所述微胶囊的芯材为强碱弱酸盐，所述微胶囊的壁材遇酸产生刺激响应发生膨胀释放芯材；步骤S2，将微胶囊与基材树脂颗粒及各种助剂混合均匀，得到预混颗粒；步骤S3，将预混颗粒通过流延成膜的方法制备得到基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜；本发明专利技术通过将强碱弱酸盐微球作为芯材并用长链聚合物包覆在表面形成壁材，再通过W/O的乳液聚合形式得到微胶囊，微胶囊的壁材在酸性环境下会产生刺激响应发生膨胀释放芯材，有效抑制了EVA胶膜老化过程中释放的酸根离子，避免了PID现象的加剧。避免了PID现象的加剧。避免了PID现象的加剧。

【技术实现步骤摘要】
基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于光伏
，具体涉及一种基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池，是一种半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。现阶段晶硅太阳能电池片为行业内主流产品。单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
[0003]光伏组件因其对环境的低影响而成为最有前途的系统之一。尽管长期以来光伏组件在现场条件下非常可靠,退化率和故障率较低,但仍然容易受到腐蚀和分层等故障的影响。在常见的可靠性问题中,光伏组件的电势诱导衰减效应(PID)会导致现场条件下光伏组件发生灾难性故障。PID效应被定义为太阳能电池和光伏模块框架之间施加高电压而引起的功率退化。PID效应不仅会导致光伏组件的衰减,还会导致晶硅太阳能组件的失效,在实际生产应用中会造成不可逆转的损失,对产能有巨大影响。PID效应已被证明在双面光伏组件和系统中会引发严重的功率衰减和快速断电问题。
[0004]引发PID效应的原因较为复杂,主要包含以下几方面:光伏电站模块框架的接地安装方式使得太阳能电池与地面之间产生高电位；温度、湿度、电压、光照、玻璃表面的接地条件等外部条件；模块有无框架；光伏组件所包含玻璃、封装胶膜、电池片、背板等组件材料的实际应用中,引发的不同程度Na+移动。晶硅电池主要有n型和p型两种,n型电池中硅片掺杂磷使电池带负电,PID效应的原因是增透膜的表面极化；p型电池中硅片掺杂硼使电池带正电,PID效应的原因是p
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n结中Na+的漂移和扩散。
[0005]作为光伏组件的重要组成部分,封装材料的主要作用有:在制造、搬运、储存、安装和操作中保护组件并在模块设计布局中提供太阳能电池的结构支撑；保持太阳能电池和玻璃之间的良好粘合,避免气体、水汽的进入和液态水的积聚,从而提供防腐蚀保护；保护运行环境中的电路,使其免受潜在的侵蚀性和退化性因素的影响；在光伏模块的工作寿命内,实现并保持太阳能电池和电路元件之间的电绝缘；具备光传输和透光率的属性。光伏组件封装材料根据其封装形式的不同可以分为两大类:封装胶与封装膜。常见的封装膜有EVA、聚乙烯醇缩丁酸、聚氨酯薄膜及其它封装膜。组件封装常用封装材料中,EVA在高热高湿条件下的性能衰减较显著,PVB、TPO略好。但对光伏组件而言,PVB、TPO价格较高,因此EVA是目前应用最广泛的封装材料,约占封装材料市场的80％。
[0006]EVA封装胶膜的稳定性受环境影响较大,特别是紫外线、红外线辐射和湿度。EVA封装胶膜老化引起的失效模式归纳为三种:变色、分层和腐蚀。EVA封装胶膜的老化会由于变色(黄变、褐变)而导致光学解耦,随之而来的是功率损失、附着力下降、分层以及由醋酸产
生的金属件腐蚀。EVA封装胶膜老化脱乙酰反应生成醋酸,从而降低了膜的酸碱度并加快了组件表面腐蚀的速度；老化产生的酸根离子引起玻璃层Na+的迁移,进而诱发PID效应。因此，如何能抑制EVA胶膜老化过程中的酸根离子产生，将有助于提高EVA胶膜的抗PID性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法，以解决EVA胶膜老化过程中酸根离子的产生问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，通过W/O的形式制备得到微胶囊，所述微胶囊的芯材为强碱弱酸盐，所述微胶囊的壁材遇酸产生刺激响应发生膨胀释放芯材；步骤S2，将微胶囊与基材树脂颗粒及各种助剂混合均匀，得到预混颗粒；步骤S3，将预混颗粒通过流延成膜的方法制备得到基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜；所述步骤S1中通过W/O的形式制备得到微胶囊包括：先将强碱弱酸盐微球和长链聚合物溶于水中，再加入壁材原料和引发剂进行超声处理10～60min，得到水相；将乳化剂溶于溶剂中，得到油相；将水相加入至油相中，在500～1500rpm转速下，搅拌0.5～2h，得到稳定的乳液；在乳液中加入催化剂进行聚合反应，得到微胶囊，并经过滤、洗涤、干燥后收藏备用；以及所述制备方法中原料的质量份数比为：水100份；强碱弱酸盐微球1～5份；长链聚合物5～10份；壁材原料2～10份；引发剂0.1～1份；溶剂50份；乳化剂10～20份；催化剂1～5份；其中所述基材树脂颗粒为EVA颗粒；所述助剂包括交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂和光稳定剂。
[0009]又一方面，本专利技术还提供了一种通过如前所述的制备方法得到的基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜，包括：微胶囊；其中所述微胶囊的芯材为强碱弱酸盐，所述微胶囊的壁材遇酸产生刺激响应发生膨胀释放芯材。
[0010]第三方面，本专利技术还提供了一种光伏组件，包括：如前所述的基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜作为单独的正面和/或背面胶膜使用，或搭配其他胶膜使用。
[0011]本专利技术的有益效果是，本专利技术的基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜及其制备方法通过将强碱弱酸盐微球作为芯材并用长链聚合物包覆在表面形成壁材，再通过W/O的乳液聚合形式得到微胶囊，微胶囊的壁材在酸性环境下会产生刺激响应发生膨胀释放芯材，有效抑制了EVA胶膜老化过程中释放的酸根离子，避免了PID现象的加剧。
[0012]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0013]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本专利技术的基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜的内部截面形貌SEM图；
[0016]图2是本专利技术的碳酸氢钠芯材
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丙烯酰胺壁材的微胶囊的外观形貌SEM图；
[0017]图3是本专利技术的碳酸氢钠芯材
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丙烯酰胺壁材的微胶囊的内部形貌TEM图；
[0018]图4是本专利技术的碳酸氢钠芯材
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丙烯酰胺壁材的微胶囊在pH＝1.2水溶液中，浸泡24h前的形貌变化；
[0019]图5是本专利技术的碳酸氢钠芯材
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丙烯酰胺壁材的微胶囊在pH＝1.2水溶液中，浸泡24h后的形貌变化；
[0020]图6是本专利技术的碳酸氢钠芯材
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丙烯酰胺壁材的微胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，通过W/O的形式制备得到微胶囊，所述微胶囊的芯材为强碱弱酸盐，所述微胶囊的壁材遇酸产生刺激响应发生膨胀释放芯材；步骤S2，将微胶囊与基材树脂颗粒及各种助剂混合均匀，得到预混颗粒；步骤S3，将预混颗粒通过流延成膜的方法制备得到基于微胶囊的抗PID的EVA胶膜；所述步骤S1中通过W/O的形式制备得到微胶囊包括：先将强碱弱酸盐微球和长链聚合物溶于水中，再加入壁材原料和引发剂进行超声处理10～60min，得到水相；将乳化剂溶于溶剂中，得到油相；将水相加入至油相中，在500～1500rpm转速下，搅拌0.5～2h，得到稳定的乳液；在乳液中加入催化剂进行聚合反应，得到微胶囊，并经过滤、洗涤、干燥后收藏备用；以及所述制备方法中原料的质量份数比为：所述制备方法中原料的质量份数比为：其中所述基材树脂颗粒为EVA颗粒；所述助剂包括交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂和光稳定剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强碱弱酸盐微球为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙、醋酸钠、碳酸钡、碳酸镁、碳酸钾、碳酸氢钙、碳酸氢钡、碳酸氢镁和碳酸氢钾中的任意一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强碱弱酸盐微球的直径为10nm～1μm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述长链聚合物为海藻酸盐、琼脂和明胶中的任意一种。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壁材原料包括主壁材原料和辅壁材原料；其中所述主壁材原料和辅壁材原料的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：居俊杰，潘俊，薛玉程，
申请(专利权)人：苏州易昇光学材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：