一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法

文档序号:38830765发布日期:2024-07-30 17:30阅读:14来源:国知局

本发明涉及一种光伏胶膜制备方法,特别是涉及一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法。


背景技术:

1、光伏产业中,封装材料的选择是提升光伏组件性能及其寿命的关键因素。传统的eva胶膜,即乙烯-醋酸乙烯共聚物,虽然应用广泛,但其在高温和高湿度环境下的水解倾向会削弱组件的稳定性和发电效率。因此,行业趋势已逐渐转向采用poe胶膜,尤其是在制造双面电池双玻组件的过程中。poe胶膜以其较高的体积电阻率和较低的水汽透过率而著称,这些特性显著增强了其抗pid(电位感应衰减)的能力。由于poe胶膜的非极性特性,它不会吸附水汽,从而减少了对光伏电池的水汽损害。此外,poe胶膜还具备出色的抗紫外线和耐热老化性能,这些都有助于延长光伏组件的使用寿命。最新的技术进展中,三层poe光伏膜已成为行业发展的新动向。这种结构通常由两层eva胶膜和一层poe胶膜组合而成,兼具eva和poe的优势。三层poe光伏膜不仅维持了poe的高透明度和卓越的防水性能,而且通过eva层提供了更佳的粘接性和成本效益。这种复合结构的胶膜在提升光伏组件性能的同时,也有效降低了生产成本。三层poe光伏膜的研发和应用,是对传统光伏封装技术的重要补充。它不仅提高了光伏组件的整体性能,还为光伏产业的可持续发展提供了新的材料选择。随着光伏技术的不断进步,预计三层poe光伏膜将在未来的光伏封装材料市场中占据更加重要的地位。

2、传统的光伏胶膜生产中,小分子硅烷偶联剂通常被用作增粘剂。然而,这些小分子偶联剂在胶膜的流延、储存以及热压环节中容易发生迁移,导致热压时出现滑动和粘接力下降的问题。为了解决这一问题,可以采用化学接枝技术。通过使用过氧化物作为引发剂,可以促使硅烷偶联剂上的双键与poe大分子链发生反应,将小分子硅烷偶联剂固定在poe基体上。

3、接枝到poe上的硅烷通过水解反应形成的硅羟基可以相互作用,形成凝胶网络。在遇到水分时,未水解的硅烷会分解,吸收进入太阳能电池的水分,从而赋予胶膜抗pid的潜在功能。

4、目前光伏胶膜流延过程中,常常因为没有支撑发生拉伸变形而导致薄膜厚度不均匀。厚度不均匀会对后续的热压及产品最终性能产生影响,例如膜过厚或过薄会分别影响光的吸收效率和光电转换效率而且对产品稳定性和可持续性都有所影响。流延过程中采取光固化使下层膜产生微交联,在一定程度上提高强度且减小因重力产生的变形。由于高透明的poe价格昂贵,因此,目前光伏胶膜普遍存在着透明度问题、助剂迁移析出、流延厚度不均、粘结性差、薄膜晶点与黑点问题。


技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,该方法本发明采用三层poe光伏膜,上下层poe接枝硅烷偶联剂,采用poe接枝硅烷偶联剂,改性poe可以通过硅烷交联的方式为胶膜提高交联度,提高了poe光伏膜的透明度及稳定性综合招标。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

3、一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述方法包括以下制备过程:

4、(1)将热塑性聚烯烃弹性体poe与环状嵌段共聚物(cbc)共混,然后将共混物与交联剂、助交联剂、偶联剂、光稳定剂、抗氧剂按照不同的质量比混合均匀,得到简单共混物,然后在双螺杆挤出机中进行两次共混得到预混料a;将热塑性聚烯烃弹性体与和聚烯烃接枝极性单体、交联剂、助交联剂、热引发剂、偶联剂,抗氧化剂按照不同的质量比混合均匀,得到简单共混物,然后在双螺杆挤出机中进行两次共混得到预混料b;

5、(2)将预混料a作为第一层和第三层,预混料b作为中间层,分别放入三台双螺杆挤出机中,使用三层挤出工艺进行加工,塑化,挤出成型,加工温度设置为170℃,然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切,得到共混物;在80-100℃下流延挤出,其中,上下层膜厚度为0.1mm、中层膜厚度为0.2mm,流延过程中以uv波长在300-400nm的汞或卤素光源进行辐照,将流延出的胶膜经过冷却、牵引、收卷后,制得聚烯烃封装胶膜;

6、上述制备的光伏胶膜由以下质量份数原料组成:poe:70-90份,poe接枝极性单体:0-30份,cbc:0-10份,硅烷偶联剂:0-2份,热引发剂:0.5-3份,抗氧化剂:0.5-3份,光引发剂:0.1-2份。

7、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述热塑性聚烯烃弹性体(poe)为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-己烯共聚物中的至少一种;熔融温度≤100℃,透光度≥93%,熔体流动速率为1-30g/10min(190℃,2.16kg)。

8、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述环状嵌段共聚物的熔融指数为1-10g/10min,所含pvch的量为50-60%;pe嵌段的mw为20000-30000g/mol, pvch嵌段的mw为30000-40000g/mol。

9、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述聚烯烃接枝极性单体为poe-g-乙烯基三乙酰氧基硅烷、poe-g-乙烯基三甲氧基硅烷、poe-g-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、poe-g-乙烯基三乙氧基硅烷、poe-g-乙烯基硅烷低聚物中的一种或两种以上,优选的是poe-g-乙烯基三乙酰氧基硅烷。

10、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述硅烷偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基硅烷低聚物、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合,具体采用的是乙烯基三乙氧基硅烷。

11、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述双官能团丙烯酸酯是二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯之一或几种的混合物,具体采用的是二丙二醇二丙烯酸酯。

12、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述热引发剂为叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯之一或几种的混合物,具体的是过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯。

13、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯、β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或两种以上中的一种或几种的组合,具体是癸二酸二(2,2,6,6 -四甲基-4-哌啶)酯。

14、所述的一种高稳定高透明复合光伏胶膜的制备方法,所述光引发剂为二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、1-羟基环己基-苯基甲酮、苯甲酰甲酸甲酯、α-羟基酮低聚物、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯之一或几种的混合物,具体采用的是是苯甲酰甲酸甲酯。

15、本发明的优点与效果是:

16、本发明采用三层poe光伏膜,上下层poe接枝硅烷偶联剂,形成的大分子硅烷偶联剂在提高与玻璃或背板粘接性能的同时,避免了小分子偶联剂易析出的问题,中间层阻隔小分子及水分。解决了现有技术路线中纯poe光伏胶膜粘接性不足,热压过程中由于极性助剂析出导致的打滑问题。

17、2.本发明采用poe接枝硅烷偶联剂,改性poe可以通过硅烷交联的方式为胶膜提高交联度,减少过氧化物用量,减少溶剂析出的风险,以及热压过程中因过氧化物分解导致的薄膜缺陷。

18、3.本发明在光伏胶膜流延过程中采取光固化,贡献交联度的同时,解决双层膜在流延过程中因重力拉伸变形导致的厚度不均匀的。避免因厚度不均匀问题而影响后续的热压工艺以及制品的性能。

19、4.本发明提高了poe光伏膜的透明度及稳定性综合招标。

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