專利名稱：一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池封裝材料，特別涉及一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
陽光發(fā)電是利用硅等半導(dǎo)體的量子效應(yīng)原理直接把太陽能可見光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。硅晶片若直接暴露于空氣中，要接受高低溫及水汽的侵蝕。其光電轉(zhuǎn)化性能易于衰減，失去使用價(jià)值。封裝是太陽能電池生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產(chǎn)不出好的組件板。太陽能電池的封裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增強(qiáng)了電池的抗擊強(qiáng)度。產(chǎn)品的高質(zhì)量和高壽命是贏得用戶滿意的關(guān)鍵，所以組件板的封裝質(zhì)量非常重要。太陽能電池的封裝是將晶體硅片組“上蓋下墊”，將硅晶片組包封，并和上層保護(hù)材料玻璃，下層保護(hù)材料TPT (聚氟乙烯復(fù)合膜)，利用真空層壓技術(shù)粘合為一體。EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物)是一種熱融膠粘劑，常溫下無粘性而具抗粘性，經(jīng)過一定條件的熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化，并變的完全透明，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起著增透的作用，并對(duì)太陽電池組件的輸出有增益作用。作為封裝材料，EVA要具有足夠高的透光率，保證組件較高的光電轉(zhuǎn)換效率，其次，要有卓越的耐紫外老化性能和濕熱老化性能，保證組件在戶外25年的使用壽命。另外，EVA要與各種背板，玻璃及其它材料(如硅膠、焊帶、助焊劑等)具有良好的粘結(jié)及匹配作用，EVA如果與硅膠、焊帶、助焊劑不匹配，會(huì)在后期濕熱老化過程中變色，影響組件的外觀質(zhì)量?，F(xiàn)在市售的EVA膠膜普遍存在與高溫定位膠帶不匹配的問題，使組件層壓后及濕熱老化過程中會(huì)起泡，鼓起，造成封裝不實(shí)，影響組件的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種與高溫定位膠帶匹配良好的太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜。本發(fā)明所要求解決的另一技術(shù)問題是提供這種膠膜的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜，其制備原料為100重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物，0. 1 10重量份的交聯(lián)固化劑，0. 1 2重量份的紫外光吸收劑， 0. 1 1重量份的流平劑，0. 1 5重量份的硅烷偶聯(lián)劑和0. 1 3重量份的抗氧劑。所述流平劑為有機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑組成的混合物，其中有機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑的重量比例為1:1 1:20。所述有機(jī)硅類流平劑為聚甲基烷基硅氧烷或芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷；所述丙烯酸類流平劑為丙烯酸酯共聚物、氟改性丙烯酸酯共聚物或磷酸酯改性丙烯酸酯共聚物。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量為26_33wt%，熔融指數(shù)值 25-45g/10min。所述交聯(lián)固化劑為2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、1，1-二叔己基過氧化-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯中的一種或兩種的混合物。所述紫外光吸收劑為2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-[4，6-雙 (2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)酚、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一種或兩種的混合物。所述硅烷偶聯(lián)劑為Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。所述抗氧劑為三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯、硫代二丙酸雙十八酯、亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯)混合酯中的一種或兩種的混合物合物。一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的制備方法，所述方法包括如下步驟
(1)以重量份計(jì)，將100份的乙烯-醋酸乙烯共聚物、0.1 2份的紫外光吸收劑和 0. 1 1份的流平劑混合均勻；
(2)以重量份計(jì)，將0.1 10份的交聯(lián)固化劑、0. 1 3份的抗氧劑和0. 1 5份的硅烷偶聯(lián)劑加入步驟(1)制備的混合物中，并混合均勻；
(3)將步驟(2)制備的混合物倒入擠出機(jī)進(jìn)行共混擠出，擠出機(jī)模頭溫度控制在 90-100°C、擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽弓丨、收卷工序，得到太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.膠膜中通過加入由有機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑組成的流平劑混合物，并控制機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑的重量比例為1 1 1 20之間，使有機(jī)硅類流平劑主要保證EVA融化初期的流平，丙烯酸類流平劑主要保證EVA融化后層壓前的流平與脫氣，兩種流平劑并用，使膠膜與高溫定位膠帶之間匹配良好，層壓后及濕熱老化過程中不起泡、不鼓包，組件密封性好，延長(zhǎng)了組件的使用壽命。2.本發(fā)明方法通過控制助劑的加入順序，在保證得到的膠膜與高溫定位膠帶之間匹配良好的同時(shí)，保持良好的紫外光老化、高溫高濕和熱氧老化性能。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
按質(zhì)量份計(jì)
醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為45g/10min的EVA 100，
2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮0.5，
雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯1，
芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷0. 01，
氟改性丙烯酸酯共聚物0. 2，過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯5，
β - (4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯1，
亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯)混合酯0. 2，
Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷0. 5，
將100質(zhì)量份醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為45g/10min的EVA與0. 5質(zhì)量份的 2，2’ - 二羥基-4，4’ - 二甲氧基二苯甲酮、1質(zhì)量份的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0. 01質(zhì)量份的芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷和0. 2質(zhì)量份的氟改性丙烯酸酯共聚物混合；將5質(zhì)量份的過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯、1質(zhì)量份的β -(4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、0. 2質(zhì)量份的亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯)混合酯和0. 5質(zhì)量份的Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入上述混合物中；將混合后的EVA 母料在擠出機(jī)中熔融混煉、擠出機(jī)模頭溫度控制在92°C，擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷， 得到太陽能電池封裝用EVA膠膜，測(cè)其性能。
實(shí)施例2 按質(zhì)量份計(jì)
醋酸乙烯含量為26%’熔體指數(shù)值為30g/10min的EVA 100， 雙(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯 0. 1， 聚甲基烷基硅氧烷0.02，
磷酸酯改性丙烯酸酯共聚物0. 3，
2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷1，
1，1- 二叔己基過氧化_3，3，5-三甲基環(huán)己烷0. 05，
硫代二丙酸雙十八酯0. 5，
Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷2，
將100質(zhì)量份醋酸乙烯含量為26%’熔體指數(shù)值為30g/10min的EVA與0. 1質(zhì)量份的雙(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0. 02質(zhì)量份的聚甲基烷基硅氧烷和0. 3質(zhì)量份的磷酸酯改性丙烯酸酯共聚物混合；將1質(zhì)量份的2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、0. 05質(zhì)量份的1，1- 二叔己基過氧化_3，3，5-三甲基環(huán)己烷、0. 5質(zhì)量份的硫代二丙酸雙十八酯、2質(zhì)量份的Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入上述混合物中； 將混合后的EVA母料在擠出機(jī)中熔融混煉、擠出機(jī)模頭溫度控制在90°C，擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷等工序，最后得到太陽能電池封裝用EVA膠膜，測(cè)其性能。 實(shí)施例3
按質(zhì)量份計(jì)
醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為45g/10min的EVA100，
2-[4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)酚2，
芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷0. 03，
丙烯酸酯共聚物0. 15，
2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷0.2，
過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯1. 5，
三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0. 5，
四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯2.5，Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷5，
將100質(zhì)量份醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為46g/10min的EVA與2質(zhì)量份的 2- [4，6-雙(2，4- 二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]_5_ (辛氧基)酚、0. 03質(zhì)量份的芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷和0. 15質(zhì)量份的丙烯酸酯共聚物混合；將0. 2質(zhì)量份的2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、1. 5質(zhì)量份的過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯、0. 5 質(zhì)量份的三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、2.5質(zhì)量份的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、5質(zhì)量份的Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入上述混合物中；將混合后的EVA母料在擠出機(jī)中熔融混煉、擠出機(jī)模頭溫度控制在96°C，擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷等工序，最后得到太陽能電池封裝用EVA膠膜，測(cè)其性能。
實(shí)施例4 按質(zhì)量份計(jì)
醋酸乙烯含量為3396，熔體指數(shù)值為25g/10min的EVA 100，
2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮0.5，
芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷0. 05，
氟改性丙烯酸酯共聚物0.05，
2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷10，
雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯0.2，
硫代二丙酸雙十八酯0. 05，
Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1. 2，
將100質(zhì)量份醋酸乙烯含量為3396，熔體指數(shù)值為25g/10min的EVA與0. 5質(zhì)量份的 2，2’ - 二羥基-4，4’ - 二甲氧基二苯甲酮、0. 05質(zhì)量份的芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷和 0. 05質(zhì)量份的氟改性丙烯酸酯共聚物混合；將10質(zhì)量份的2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、0. 2質(zhì)量份的雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯、0. 05質(zhì)量份的硫代二丙酸雙十八酯、1.2質(zhì)量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入上述混合物中；將混合后的EVA 母料在擠出機(jī)中熔融混煉、擠出機(jī)模頭溫度控制在100°C，擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷等工序，最后得到太陽能電池封裝用EVA膠膜，測(cè)其性能。
實(shí)施例5 按質(zhì)量份計(jì)
醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為45g/10min的EVA 100，
2-[4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)酚 0.5，
雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0. 47，
芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷0. 2，
氟改性丙烯酸酯共聚物0.8，
1，1-二叔己基過氧化-3，3，5-三甲基環(huán)己烷0.1，
β - (4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯0. 1，
Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷0. 1，
將100質(zhì)量份醋酸乙烯含量為3096，熔體指數(shù)值為45g/10min的EVA與0. 5質(zhì)量份的2-[4，6_雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)酚、0.47質(zhì)量份的雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0. 2質(zhì)量份的芳烷基改性聚甲基烷基硅
6氧烷和0. 8質(zhì)量份的氟改性丙烯酸酯共聚物混合；將0. 1質(zhì)量份的1，1- 二叔己基過氧化-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、0. 1質(zhì)量份的β - (4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、0. 1質(zhì)量份的Y -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷加入上述混合物中；將混合后的EVA 母料在擠出機(jī)中熔融混煉、擠出機(jī)模頭溫度控制在93°C，擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷等工序，最后得到太陽能電池封裝用EVA膠膜，測(cè)其性能。
表1 各實(shí)施例膠膜性能測(cè)試數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜，其特征在于，其制備原料為 100重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物，0. 1 10重量份的交聯(lián)固化劑，0. 1 2重量份的紫外光吸收劑，0. 1 1重量份的流平劑，0. 1 5重量份的硅烷偶聯(lián)劑和0. 1 3重量份的抗氧劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述膠膜，其特征在于，所述流平劑為有機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑組成的混合物，其中有機(jī)硅類流平劑和丙烯酸類流平劑的重量比例為1:1 1:20。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述膠膜，其特征在于，所述有機(jī)硅類流平劑為聚甲基烷基硅氧烷或芳烷基改性聚甲基烷基硅氧烷；所述丙烯酸類流平劑為丙烯酸酯共聚物、氟改性丙烯酸酯共聚物或磷酸酯改性丙烯酸酯共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述膠膜，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量為 ^_33wt%，熔融指數(shù)值 25-45g/10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述膠膜，其特征在于，所述交聯(lián)固化劑為2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、1，1- 二叔己基過氧化_3，3，5-三甲基環(huán)己烷、過氧化叔丁基-2-乙基己基單碳酸酯中的一種或兩種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述膠膜，其特征在于，所述紫外光吸收劑為2，2’-二羥基-4，4’ - 二甲氧基二苯甲酮、2- [4，6-雙(2，4- 二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]_5_ (辛氧基)酚、雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、雙(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一種或兩種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述膠膜，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述膠膜，其特征在于，所述抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯、雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯、硫代二丙酸雙十八酯、亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯)混合酯中的一種或兩種的混合物合物。
9.一種制備如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的方法，其特征在于，它按如下步驟進(jìn)行以重量份計(jì)，將100份的乙烯-醋酸乙烯共聚物、0. 1 2份的紫外光吸收劑和0. 1 1份的流平劑混合均勻；以重量份計(jì)，將0. 1 10份的交聯(lián)固化劑、0. 1 3份的抗氧劑和0. 1 5份的硅烷偶聯(lián)劑加入步驟A制備的混合物中，并混合均勻；將步驟B制備的混合物倒入擠出機(jī)進(jìn)行共混擠出，擠出機(jī)模頭溫度控制在90-100°C、 擠出物經(jīng)流延、冷卻、牽引、收卷工序，得到太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜。
全文摘要
一種太陽能電池封裝用乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜及其制備方法，所述膠膜制備原料為100重量份的乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.1～10重量份的交聯(lián)固化劑，0.1～2重量份的紫外光吸收劑，0.1～1重量份的流平劑，0.1～5重量份的硅烷偶聯(lián)劑和0.1～3重量份的抗氧劑。本發(fā)明使膠膜與高溫定位膠帶之間匹配良好，層壓后及濕熱老化過程中不起泡、不鼓包，組件密封性好，延長(zhǎng)了組件的使用壽命，可廣泛應(yīng)用于太陽能電池的封裝。
文檔編號(hào)C09J7/00GK102504711SQ20111033453
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月30日
發(fā)明者張艷, 王小記 申請(qǐng)人:樂凱膠片股份有限公司