一种封装胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及光伏组件，尤其涉及一种封装胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、双面双玻组件是重要的光伏组件，双面双玻光伏组件一共分为五层，从上到下依次为玻璃、上层封装胶膜、电池片、下层封装胶膜、玻璃，入射光通过上层玻璃和上层封装胶膜入射到电池片，进而产生光伏效应。

2、对于光伏组件而言，封装胶膜的选择至关重要。乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)作为封装材料，一方面其耐候性差，长期暴露在紫外线和水蒸气下容易导致降解发生黄变，太阳能电池转换效率下降；另一方面eva胶膜抗pid衰减较差，-1500v、192h条件下背面功率衰减达到了20-40％之间，正面也超过了5％的功率衰减。所以，双面双玻光伏组件现在普遍采用poe胶膜进行封装。

3、cn110628335a公开一种储能型poe光伏封装胶膜及其制备方法，其公开的封装胶膜的原料包括：poe基体树脂、过氧化物交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂，还包括发光剂，且所述发光剂为磷光发光剂。其公开的poe封装胶膜原料体系中，引入了特定量比的磷光发光剂，并采用一次混合及熔融流延成型的工艺步骤，使得通过其公开的方法制备所得的poe胶膜，在有效保障主要综合性能指标的情况下，能够将部分光能转变成化学能储存，进而在夜间帮助光伏组件自主发电，克服常规光伏组件夜间发电间断性的问题。

4、cn111518487a公开了一种光伏双玻组件封装专用抗pid的poe胶膜及其制备方法，poe胶膜包括如下重量份的原料：poe接枝改性树脂1-30份、第一poe树脂90-95份、紫外吸收剂0.01-0.5份、pid调节剂0.1-0.5份、光稳定剂0.01-0.5份、交联助剂0.5-5份、偶联剂0.1-0.5份、抗氧剂0.01-0.5份和交联剂0.5-5份。其公开的poe胶膜具有相比现行行业使用的胶膜有更好的抗pid能力和耐老化效果，可以保证pid在192h后的功率衰减控制在3.0％以内。

5、然而目前的封装胶膜对于280-380nm的紫外光响应较低，光转化发电效率并不高。

6、综上所述，开发一种紫外光响应高，用于光伏组件中光转化发电效率高的封装胶膜至关重要。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种封装胶膜及其制备方法和应用，所述封装胶膜紫外光响应高，用于光伏组件中光转化发电效率高。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种封装胶膜，所述封装胶膜按照重量份数包括如下组分：

4、

5、本发明中，所述封装胶膜以poe为基体树脂，特定配比的紫外发光剂和荧光发光剂二者协同配合，其中，紫外发光剂可以降低紫外线对poe胶膜的老化作用，提高太阳光转化效率的同时并不会影响组件的外观；荧光发光剂的作用是同时实现将部分紫外波长的光能捕捉储存，在夜间释放并持续发电；紫外发光剂的重量份数过高，无法均匀分散影响胶膜透光率；紫外发光剂的重量份数过低，无法引发足够的光响应；荧光发光剂的重量份数过高，影响材料长期耐老化性能；荧光发光剂的重量份数过低，释放光能太低无法使电池发生响应。

6、本发明中，所述poe的重量份数为100份。

7、所述紫外光转剂的重量份数为0.1-0.6份，例如0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份等。

8、所述荧光发光剂的重量份数为0.1-1.5份，例如0.2份、0.3份、0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.4份等。

9、所述其他助剂的重量份数为0.05-2.5份，例如0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2.0份、2.2份、2.4℃等。

10、优选地，所述紫外光转剂包括无机掺杂纳米稀土发光材料。

11、本发明所述紫外光转剂优选无机掺杂纳米稀土发光材料的原因在于此类发光材料为无机成分，具有优异的耐候和超长的光响应寿命；同时具有光谱线宽窄、可调谐荧光发射波长等优异性能。

12、优选地，所述紫外光转剂包括铕、铒、镧、锕或钐中的任意一种或至少两种的组合掺杂纳米无机盐，其中典型但非限制性的组合包括：铕和铒的组合掺杂纳米无机盐，镧、锕和钐的组合掺杂纳米无机盐，铒、镧、锕和钐的组合掺杂纳米无机盐等。

13、优选地，所述纳米无机盐包括纳米磷酸盐、纳米硅酸盐或纳米钒酸盐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：纳米磷酸盐和纳米硅酸盐的组合，纳米硅酸盐和纳米钒酸盐的组合，纳米磷酸盐、纳米硅酸盐和纳米钒酸盐的组合等。

14、优选地，所述荧光发光剂包括纳米卤磷酸钙荧光粉或稀土类荧光粉。

15、优选地，所述其他助剂包括主交联剂、助交联剂、光稳定剂、偶联剂或抗氧剂中任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述主交联剂包括过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯和/或过氧化(2-乙基己基)碳酸叔丁酯。

17、优选地，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯和/或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

18、优选地，所述光稳定剂包括癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯(光稳定剂770)和/或聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]](光稳定剂944)。

19、优选地，所述偶联剂包括乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或异氰酸丙基乙氧基硅烷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：乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的组合，乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和异氰酸丙基乙氧基硅烷的组合，乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和异氰酸丙基乙氧基硅烷的组合等。

20、优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂或磷酸酯类抗氧剂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：受阻酚类抗氧剂和受阻胺类抗氧剂的组合，受阻胺类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的组合，受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的组合等。

21、优选地，所述主交联剂的重量份数为0.4-0.7份，例如0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份等。

22、优选地，所述助交联剂的重量份数为0.2-0.9份，例如0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份等。

23、优选地，所述光稳定剂的重量份数为0.1-0.3份，例如0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份等。

24、优选地，所述偶联剂的重量份数为0.1-0.3份，例如0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份等。

25、优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.05-0.3份，例如0.12份、0.14份、0.16份、0.18份、0.2份、0.22份、0.24份、0.26份、0.28份等。

26、第二方面，本发明提供一种第一方面所述的封装胶膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

27、将poe、紫外光转剂、荧光发光剂和其他助剂按照配方量混合后加工，得到所述封装胶膜。

28、优选地，所述加工的方式依次包括共混挤出、流延、冷却、分切和卷取。

29、优选地，所述共混挤出的温度为85-95℃，例如86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃等。

30、作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

31、将poe、紫外光转剂、荧光发光剂和其他助剂按照配方量混合后，在85-95℃下进行挤出，挤出物经过流延、冷却、分切、卷取工序，得到所述封装胶膜。

32、第三方面，本发明提供一种双面双玻组件，所述双面双玻组件包括第一方面所述的封装胶膜。

33、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

34、(1)常规的封装胶膜对280-380nm波长紫外段的光电响应效率只有70％，本发明所述封装胶膜可将紫外波长的光能转化为400-800nm波长的可见光，并同时实现荧光剂将部分紫外波长的光能捕捉储存，在夜间释放并持续发电。

35、(2)本发明所述封装胶膜制备工艺简单，紫外光转剂的添加对poe胶膜的基本性能无明显的影响，同时有效地提升了组件的光电转化效率。

36、(3)本发明所述封装胶膜具有优良的抗紫外性能，与常规的封装胶膜相比，光转化poe胶膜可以充分利用280-380nm波长的紫外光，大大降低了光伏组件在使用过程中因紫外老化而出现的黄变。

37、(4)本发明所述封装胶膜剥离强度在187.5-191.2n/cm之间，紫外老化前透光率在91.7％-92.1％之间，紫外老化后透光率在90.10％-91.20％之间，功率在458w以上，ctm值在101.5％之上。