封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件制造技术

本发明专利技术提供了一种封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件。该封装胶膜组合物包括基体树脂和高介电材料，其中，高介电材料的介电常数≥10；高介电材料包括有机高分子材料、碳无机材料和金属无机材料中的任意一种或者多种。应用本发明专利技术的技术方案，封装胶膜组合物中由于加入高介电的材料分布于基体树脂中，能够极大增强封装胶膜的电容效应，在存在电势差的情况下，能储存一定量的电荷，从而减少电荷迁移至电池片表面，有效抑制光伏组件的PID问题。有效抑制光伏组件的PID问题。

【技术实现步骤摘要】
封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件


[0001]本专利技术涉及光伏
，具体而言，涉及一种封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件。

技术介绍

[0002]光伏组件的电势诱导衰减(PID)问题一直是困扰光伏行业多年的痛点，当光伏电站中组件阵列发生该问题时，会导致电站输出功率大幅下降，造成极大损失。对于光伏组件PID效应的成因，业内深入研究多年，对其形成机理有PID
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s、PID
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p、PID
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c等不同阐释，其中PID
‑
p即电池表面极化导致的衰减，表现为组件开路电压(Voc)和短路电流(Ish)严重下降，而填充因子(FF)并无明显下降，且一定程度上可恢复，不同于PID
‑
s的FF严重下降及PID
‑
c的衰减不可恢复。造成PID
‑
p的主要原因为在电池片及边框之间存在高电势差，系统中存在漏电流，正电荷逐渐在电池表面富集，中和钝化层中的固定负电荷，造成钝化作用消失，继而界面负荷大幅增加，输出功率/电流/电压大幅下降。
[0003]对于PID
‑
p问题的解决，业内也聚焦多年，从电池片的角度，可增加电池表面抗极化保护，但相应可能会影响电池的受光。而从封装胶膜角度去改善影响更小，如提高封装胶膜的绝缘性能(高体积电阻)从而降低电荷穿透封装胶膜的能力；如增加封装胶膜的交联密度从而提高胶膜自身的阻隔能力；如在封装胶膜中添加可络合吸附带阳离子的组分，减少其迁移至电池表面的量等，效果均不够理想。
[0004]专利CN103254802、CN104744793、CN108778991等公开了多种金属离子捕捉剂，包括硅铝酸盐、水合氧化物、多价金属酸性盐等。在光伏封装胶膜中添加这些离子捕捉剂，可以捕捉Na
+
、K
+
、Ca
2+
等可迁移的金属阳离子，使之不迁移至电池片表面导致钝化失效，从而抑制PID问题。但该方案如果离子捕捉剂添加量过少，则抗PID作用不明显；如果添加量过多，因都是无机颗粒，会对胶膜透光率造成较大的负面作用。
[0005]专利CN109554141、CN109810639等公开了多种交联促进剂，可以进一步增加封装胶膜的交联密度，从而提升封装胶膜的阻隔能力，抑制胶膜中离子的迁移，从而减少系统PID问题的发生。该方案对PID现象的抑制效果有限，特别是针对PID
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p的电荷迁移问题改善效果不佳。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件，以解决现有技术中光伏封装胶膜的抗PID作用不足的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种封装胶膜组合物，包括基体树脂和高介电材料，其中，高介电材料的介电常数≥10；高介电材料包括有机高分子材料、碳无机材料和金属无机材料中的任意一种或者多种。
[0008]进一步地，金属无机材料的介电常数≥100；
[0009]优选的，金属无机材料的粒径D50为0.01～10μm；
[0010]优选的，金属无机材料选自铌镁酸铅
‑
钛酸铅、锆钛酸铅镧、锆钛酸铅、钛酸钡、钛酸锶、铌酸钾钠、铌酸钠和二氧化钛中的任意一种或者多种。
[0011]进一步地，金属无机材料和碳无机材料经过有机物改性处理；优选的，有机物包括聚烯烃、环氧树脂和硅烷偶联剂中的任意一种或者多种。
[0012]进一步地，有机高分子材料和碳无机材料的介电常数为10～3000；
[0013]优选的，有机高分子材料和碳无机材料的粒径D50为0.01～10μm；
[0014]优选的，碳无机材料包括碳纳米管、石墨和碳纤维中的任意一种或者多种。
[0015]进一步地，有机高分子材料选自聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇树脂中的任意一种或者多种。
[0016]进一步地，高介电材料为基体树脂质量的0.01～5％，优选为0.01～1％。
[0017]进一步地，基体树脂为聚烯烃树脂，优选的，基体树脂为乙烯基树脂，更优选的，基体树脂包括乙烯
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醋酸乙烯酯聚合物、乙烯
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α烯烃共聚物中的任意一种或者多种。
[0018]进一步地，封装胶膜组合物还包括助剂，可选的，助剂包括交联剂、助交联剂、增粘剂和光稳定剂中的任意一种或者多种。
[0019]根据本专利技术的另一方面，提供了一种封装胶膜，该封装胶膜由上述任一种的封装胶膜组合物制备得到。
[0020]根据本专利技术的再一方面，提供了一种光伏组件，该光伏组件含有上述的封装胶膜。
[0021]应用本专利技术的技术方案，封装胶膜组合物中由于加入高介电的材料分布于基体树脂中，能够极大增强封装胶膜的电容效应，在存在电势差的情况下，能储存一定量的电荷，从而减少电荷迁移至电池片表面，有效抑制光伏组件的PID问题。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0023]如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中存在光伏组件的电势诱导衰减(PID)，导致功率极大损失，而封装胶膜的抗PID作用不佳，为了解决该问题，本申请提供了一种封装胶膜组合物、封装胶膜和光伏组件。
[0024]根据本申请的一种典型的实施方式，提供了一种封装胶膜组合物，该组合物包括基体树脂和高介电材料，高介电材料的介电常数≥10；其中，高介电材料包括有机高分子材料、碳无机材料和金属无机材料中的任意一种或者多种。
[0025]上述封装胶膜组合物中由于加入高介电的材料分布于基体树脂中，能够极大增强封装胶膜的电容效应，在存在电势差的情况下，能储存一定量的电荷，从而减少电荷迁移至电池片表面，有效抑制光伏组件的PID问题。
[0026]上述金属无机材料，可以是含有金属的任何符合介电常数≥10的无机材料，比如金属盐、金属氧化物，在本申请的一些实施例中，为了进一步提高封装胶膜组合物的抗PID性能，并考虑到封装胶膜的综合性能，金属无机材料的介电常数≥100。
[0027]在本申请的一些实施例中，为了提高对抗PID作用以及与基体树脂的相容性，上述金属无机材料的粒径D50为0.01～10μm，比如为0.2μm、0.3μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm或者任意二者之间的范围。在本申请的一些优选的实施例中，无
机材料选自铌镁酸铅
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钛酸铅、锆钛酸铅镧、锆钛酸铅、钛酸钡、钛酸锶、铌酸钾钠、铌酸钠和二氧化钛中的任意一种或者多种，含有其的封装胶膜抗PID性能较好。
[0028]上述碳无机材料可以从现有技术中选择，比如纳米管、石墨和碳纤维中的任意一种或者多种。在本申请的一些实施例中，为了提高与基体树脂的相容性，上述碳无机材料和金属无机材料经过有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装胶膜组合物，其特征在于，包括基体树脂和高介电材料，所述高介电材料的介电常数≥10；所述高介电材料包括有机高分子材料、碳无机材料和金属无机材料中的任意一种或者多种。2.根据权利要求1所述的封装胶膜组合物，其特征在于，所述金属无机材料的介电常数≥100；优选的，所述金属无机材料的粒径D50为0.01～10μm；优选的，所述金属无机材料选自铌镁酸铅
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钛酸铅、锆钛酸铅镧、锆钛酸铅、钛酸钡、钛酸锶、铌酸钾钠、铌酸钠和二氧化钛中的任意一种或者多种。3.根据权利要求2所述的封装胶膜组合物，其特征在于，所述金属无机材料和碳无机材料经过有机物改性处理；优选的，所述有机物包括聚烯烃、环氧树脂和硅烷偶联剂中的任意一种或者多种。4.根据权利要求1所述的封装胶膜组合物，其特征在于，所述有机高分子材料和所述碳无机材料的介电常数为10～3000；优选的，所述有机高分子材料和碳无机材料的粒径D50为0.01～10μm；优选的，所述碳无机材料包括碳纳米管、石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宏兵，唐国栋，胡晓波，魏梦娟，
申请(专利权)人：杭州福斯特应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：