專利名稱：一種用于提高太陽能組件效率的eva的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝太陽能組件用的EVA，尤其涉及到一種通過改變EVA對電池片在紫外光區(qū)有效波段的光譜響應(yīng)來提高太陽能組件效率的EVA。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，常規(guī)能源的持續(xù)使用帶來了能源緊缺以及環(huán)境惡化等一系列經(jīng)濟(jì)和社會(huì)問題，一般地說，常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源，而新能源通常是指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的能源。因此，煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規(guī)能源，而太陽能正是目前大規(guī)模利用的無污染的綠色能源，世界各國都在積極開發(fā)太陽能電池組件，而高轉(zhuǎn)換效率、低成本是太陽能電池組件發(fā)展的主要趨勢，也是技術(shù)研究者追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的太陽能組件封裝用的EVA的材料為乙烯-醋酸乙烯脂，聚烯烴，聚氨脂等等，其都是耐紫外老化性能高，紫外光波長段在380nm之前截止的。而高效能的太陽能電池片對紫外波段O80-400nm)光電轉(zhuǎn)換效率響應(yīng)非常高，而太陽能組件光譜模擬器有效波長段為345-llOOnm之間，因此我們一方面考慮紫外線對組件內(nèi)部材料老化性能的影響，另一方面能夠有效利用345-380nm之間這一部分紫外光有效波段的光。太陽能組件內(nèi)部設(shè)有EVA，電池片，焊帶，背板，由于電池片和焊帶都為無機(jī)材料， 因此直接的紫外光線照射對其基本上沒有老化影響，由于背板大多是由高分子復(fù)合材料構(gòu)成，容易受到紫外光導(dǎo)致光降解，導(dǎo)致分子量降低，顏色變深，強(qiáng)度變低。所以必須要杜絕直接的紫外光老化照射，因此，如何有效利用太陽能組件中玻璃與電池片間的EVA對波長為 345-380nm間的紫外光，進(jìn)一步提高太陽能組件的光電轉(zhuǎn)換效率是發(fā)明所面臨的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為提高太陽能組件的效率，提出一種新型的EVA膠膜，其應(yīng)用于太陽能組件中玻璃和電池片受光面間，以通過改變EVA對電池片在紫外光區(qū)有效波段的光譜響應(yīng)，來增強(qiáng)EVA表面的入射光及反射到玻璃上再從玻璃反射回電池片上的反射光，以進(jìn)一步提升電池片光電轉(zhuǎn)換效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案一種用于提高太陽能組件效率的 EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化劑0.5-1.2 份交聯(lián)劑0.3-1.2 份光穩(wěn)定劑0.05-0.2 份紫外光吸收劑0.1-0.5 份硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5 份鈦白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。所述抗氧劑為下列一種或幾種混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯， 二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[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，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基)亞磷酸脂。所述交聯(lián)劑為過氧化物，其由選自2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1， 1-(雙過氧化叔丁基)3，3，5-三甲基環(huán)己烷，及叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯中的一種或幾種混合而成。所述光穩(wěn)定劑為選自受阻胺類雙(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1 哌啶乙醇脂)中的一種或幾種混合而成。所述紫外光吸收劑中的2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮最大吸收波長范圍為 280-340nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。所述紫外光吸收劑中的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為 270-330nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。所述硅烷偶聯(lián)劑為選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。所述鈦白粉中的重量計(jì)為10% -50%的是金紅石型，鈦白粉的顆粒直徑為 100-400nm。所述EVA應(yīng)用于太陽能組件中的上層EVA膠膜上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，封裝于太陽能組件中的上層EVA采用本發(fā)明提出的EVA后，其具有以下優(yōu)點(diǎn)第一、能夠充分利用太陽能光譜模擬器波長為345-380nm之間的紫外光，即使電池片對波長為345-380nm間的紫外光得以充分的吸收，提升了太陽能普通檔次電池片以及高效能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率，本發(fā)明可以使組件的CTM(Cell to Module，組件的封裝效率)提升0. 3-1%不等。第二、通過加入特殊的鈦白粉材料，在EVA透光率一定的條件下，可以增強(qiáng)入射光線的反射，從而提高了從玻璃表面反射回來的有效光，進(jìn)一步提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。


圖1是太陽能組件的主視圖；圖2采用本發(fā)明EVA封裝的太陽能組件的俯視圖；圖3是入射光線經(jīng)本發(fā)明所述的上層EVA反射后光線重新利用圖；圖4是入射光經(jīng)傳統(tǒng)的上層EVA反射后的光線去向圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。如圖1、2、3所示，本發(fā)明所揭示的用于提高太陽能組件效率的新型EVA，其應(yīng)用于太陽能組件中玻璃與電池片間，即電池片受光側(cè)，所述太陽能組件自上而下依次包括玻璃 1、上層EVA膠膜2、電池片3、下層EVA膠膜4及背板5，此外，組件還包括接線盒6，焊接于電池片3間的匯流條8，以及包覆于組件外圍的邊框7。本發(fā)明所揭示的新型EVA是封裝在玻璃和電池片3間的受光側(cè)，即上層EVA膠膜2。具體來說，本發(fā)明所揭示的用于提高太陽能組件效率的EVA是在主要材料乙烯-醋酸乙烯脂中通過改良加工配方和工藝而來，其由以下重量份配比的原料制成1) 100份的乙烯-醋酸乙烯脂；幻0· 5-1. 2份抗氧劑；；3)0.3-1· 2 份交聯(lián)劑；4) 0. 05-0. 20 份光穩(wěn)定劑；
5) 0. 1-0. 5份紫外光吸收劑；6) 0.5-1. 5份硅烷偶聯(lián)劑；7)0. 05-1 份鈦白粉。其中，所述抗氧化劑分為受阻酚型抗氧劑和亞磷酸脂類抗氧劑，所述抗氧劑具體為下述一種或幾種混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[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，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基) 亞磷酸脂。所述交聯(lián)劑主要為過氧化物類，所述交聯(lián)劑具體為下述一種或幾種混合配比而成2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1，1_(雙過氧化叔丁基)3，3，5_三甲基環(huán)己烷，叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯。所述光穩(wěn)定劑由受阻胺類雙(1-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯， 雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一種或者幾種混合而成。所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮2種成分混合而成，本發(fā)明所使用的2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮2的特性分別為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮性能為白色結(jié)晶粉末，密度為1. 324g/cm3，熔點(diǎn)62 66°C，沸點(diǎn)150 160 0C (0. 67kPa),220°C (2. 4kPa)。溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。本品最大吸收波長范圍為280-340nm，熱穩(wěn)定性好，溫度加到200°C時(shí)才開始分解；幾乎不吸收可見光。本發(fā)明中其最佳用量為0. 1-0. 25份。2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮為白色結(jié)晶粉末，密度為1. 160g/cm3,熔點(diǎn)48 49 °C，溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。其能夠強(qiáng)烈地吸收波長為 270-330nm的紫外線，可用于各種聚烯烴，聚酯，乙烯醋酸乙烯脂等材料，揮發(fā)性小。本發(fā)明中的最佳用量為0. 1-0. 25份。所述硅烷偶聯(lián)劑為增粘劑，由Y -氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷)，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。所述的鈦白粉中重量計(jì)為10% -50%的是金紅石型，顆粒直徑為100-400nm之間。 本發(fā)明的白色二氧化鈦粉末有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)1)對波長為220-330nm間的紫外光產(chǎn)生本征吸收；由于波長為220-330nm間的這段紫外光能夠強(qiáng)有力的破壞背板的PET層(高分子材料)，導(dǎo)致其黃變，因而使用白色二氧化鈦粉末將波長段為220-330nm之間的紫外光吸收。2)在材料透光率一定的情況下，加入二氧化鈦能增強(qiáng)入射光線的反射，從而提高了從玻璃表面反射回來的有效光，進(jìn)一步提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。如圖3、4所示為太陽能組件中的上層EVA膠膜分別采用本發(fā)明EVA和傳統(tǒng)EVA的反射光去向圖，從圖3中可以看出，照射到采用本發(fā)明EVA材料的上層EVA膠膜的入射光經(jīng)過上層EVA反射到玻璃上后再從玻璃反射回電池片上，而照射到采用傳統(tǒng)的EVA材料的上層EVA膠膜的入射光沒有再經(jīng)過玻璃的反射而直接散射到電池片上，從而提高了太陽能組件光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1. 一種用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化劑0.5-1.2 份交聯(lián)劑0.3-1.2 份光穩(wěn)定劑0.05-0.2 份紫外光吸收劑0.1-0.5 份硅烷偶聯(lián)劑0.5-1.5 份鈦白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述抗氧劑為選自三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[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，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，及三(壬基苯基)亞磷酸脂中的一種或幾種混合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述交聯(lián)劑為過氧化物，其由選自2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1，1_(雙過氧化叔丁基)3， 3，5_三甲基環(huán)己烷，及叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯中的一種或幾種混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述光穩(wěn)定劑為選自受阻胺類雙(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一種或幾種混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為280-340nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為270-330nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑為選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述鈦白粉中的重量計(jì)為10% -50%的是金紅石型，鈦白粉的顆粒直徑為100-400nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于 所述EVA位于太陽能組件中電池片的受光側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于提高太陽能組件效率的EVA，其封裝于太陽能組件中的玻璃與電池片間，即應(yīng)用于組件中的上層EVA膠膜上，該EVA是通過在主要成分乙烯-醋酸乙烯脂中添加新型紫外光吸收劑等成分而成，其對波長范圍為345-380nm之間的紫外光有較好的吸收性能，在組件中增強(qiáng)了上層EVA膠膜表面的入射光及反射到電池片上的反射光，從而提升了電池片的光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)C09J11/06GK102352067SQ20111036154
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者劉國麗, 陳道遠(yuǎn) 申請人:常熟阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司