專利名稱：太陽能電池轉(zhuǎn)光eva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用的EVA (こ烯-醋酸こ烯酯共聚物)膠膜及其制備方法，具體為具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
單晶硅或多晶硅的硅基太陽能電池是由EVA (こ烯-醋酸こ烯酯共聚物)膠膜將上層保護(hù)玻璃、下層保護(hù)材料TPT (聚氟こ烯復(fù)合膜)背板粘合成一體構(gòu)成太陽能電池組件。常用的封裝太陽能電池的EVA膠膜是以醋酸こ烯酯含量為28-33%的EVA樹脂作為主要原料，添加交聯(lián)固化劑、紫外線吸收劑、抗氧劑、紫外線穩(wěn)定劑、增塑劑、增粘劑等各種助劑后，經(jīng)加熱擠出成型的產(chǎn)品。
使用這種EVA膠膜封裝的硅基太陽能電池的光電響應(yīng)范圍約為400_1000nm，太陽光譜中400nm以下的紫外光不僅不能被硅基太陽能電池吸收用來發(fā)電，還會(huì)加熱太陽能電池組件降低發(fā)電效率，加速組件材料的老化。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能將太陽光譜中400nm以下的紫外光轉(zhuǎn)為硅基太陽能電池響應(yīng)范圍的EVA膠膜，具體的技術(shù)方案為
太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，使用以下原料制成，各原料的重量比例為
EVA (こ烯一醋酸こ烯酯共聚物)100份、交聯(lián)劑O. 01 一 10份、抗氧化劑O. 01 一 10份、促進(jìn)劑O. 01 一 10份、發(fā)光配合物O. I — 2份。其中優(yōu)選組分為發(fā)光配合物I份。所述發(fā)光配合物為稀土銪配合物Eu (TTA) 2 (AA) Phen (TTA :噻吩甲?；?；AA :丙烯酸；Phen :鄰菲咯啉)。該稀土銪配合物的制備方法
(1)將氧化銪溶于過量濃鹽酸中，在80°C水浴中蒸干；
(2)得到的氯化銪加適量こ醇溶解，溶解后再與噻吩甲酰三氟丙酮和丙烯酸的こ醇溶液混合；
(3)60°C水浴反應(yīng)I小時(shí)后，逐滴加入鄰菲羅啉こ醇溶液，反應(yīng)30分鐘；
(4)滴加氫氧化鈉こ醇溶液調(diào)pH到6-7，繼續(xù)反應(yīng)4h后；
(5)冷卻至室溫，靜置10小時(shí)；將析出產(chǎn)物抽濾，無水こ醇洗滌多次，置于80°C電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干后得到粉末產(chǎn)品。稀土銪配合物結(jié)構(gòu)式如圖5所示。所述交聯(lián)劑為過氧化ニ苯甲酰(ΒΡ0)。所述抗氧劑為1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6_ ニ甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮/三(2，4-ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物。所述促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酯(TAIC)。
所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜制備方法為
(1)先將上述原料混合均勻；
(2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ；
(3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜。本發(fā)明提供 的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜用具有反應(yīng)活性的含有碳碳雙鍵官能團(tuán)的稀土銪發(fā)光配合物代替常用的EVA膠膜中的紫外光吸收劑和穩(wěn)定劑，使得該發(fā)光配合物可以在EVA膠膜封裝交聯(lián)時(shí)化學(xué)鍵合到EVA分子鏈中，從而使該EVA膠膜能將太陽光譜中太陽能電池不能響應(yīng)的紫外光轉(zhuǎn)為能夠利用的612nm紅光，達(dá)到轉(zhuǎn)光增效作用，又能有效屏蔽掉紫外光對太陽能電池危害，進(jìn)ー步提升太陽能電池的發(fā)電效率。


圖I為所制備的3號(hào)含發(fā)光配合物EVA膠膜的熒光光譜 圖2為不同發(fā)光配合物含量EVA膠膜的熒光發(fā)射光譜 圖3為所制備的EVA膠膜的透過率 圖4為所制備的EVA膠膜的X射線衍射 圖5為稀土銪配合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。對比例
以重量份數(shù)計(jì)，100份VA含量為33%的こ烯ー醋酸こ烯酯共聚物(EVA)中加入O. 2份抗氧化劑，I. 5份交聯(lián)劑，O. I份促進(jìn)劑。交聯(lián)劑為過氧化ニ苯甲酰，抗氧劑為1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6_ ニ甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮/三(2，4-ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物，促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酷。(I)先將上述原料混合均勻；
(2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ；
(3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，即得I號(hào)不含發(fā)光配合物的EVA膠膜。實(shí)施例I :
以重量份數(shù)計(jì)，100份VA含量為33%的こ烯ー醋酸こ烯酯共聚物(EVA)中加入O. I份發(fā)光配合物，O. 2份抗氧化劑，I. 5份交聯(lián)劑，O. I份促進(jìn)劑。發(fā)光配合物為稀土銪配合物，交聯(lián)劑為過氧化ニ苯甲酰，抗氧劑為1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-ニ 甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮/三(2，4- ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物，促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酷。 (I)先將上述原料混合均勻；
(2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ；
(3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，即得2號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜。實(shí)施例2
以重量份數(shù)計(jì)，100份VA含量為33%的こ烯ー醋酸こ烯酯共聚物(EVA)中加入I份發(fā)光配合物，O. 2份抗氧化劑，I. 5份交聯(lián)劑，O. I份促進(jìn)劑。發(fā)光配合物為稀土銪配合物，交聯(lián)劑為過氧化ニ苯甲酰，抗氧劑為1，3，5-三 (4-叔丁基-3-羥基-2，6-ニ 甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮/三(2，4- ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物，促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酷。( I)先將上述原料混合均勻；
(2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ；
(3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，即得3號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜。實(shí)施例3
以重量份數(shù)計(jì)，100份VA含量為33%的こ烯ー醋酸こ烯酯共聚物(EVA)中加入2份發(fā)光配合物，O. 2份抗氧化劑，I. 5份交聯(lián)劑，O. I份促進(jìn)劑。發(fā)光配合物為稀土銪配合物，交聯(lián)劑為過氧化ニ苯甲酰，抗氧劑為1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-ニ 甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H, 3H, 5H)-三酮/三(2，4- ニ叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物，促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酷。( I)先將上述原料混合均勻；
(2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ；
(3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，即得4號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜。對上述制得的兩種EVA膠膜進(jìn)行性能測試，為了方便対比，I號(hào)不含發(fā)光配合物的EVA膠膜和2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜均壓碾成O. 5mm厚，并置于真空層壓機(jī)中，在140°C、抽真空、一個(gè)大氣壓的壓力下交聯(lián)固化lOmin，進(jìn)行以下幾項(xiàng)測試
I)熒光光譜分析。儀器型號(hào)Varian Cary-Eclipse 500 (60W氙燈)；狹縫寬度為5nm;測試工作電壓為450V ;測試掃描速度為600nm/min。2)透過率分析。儀器型號(hào)Varian Cary-Eclipse 500 UV-vis-NIR分光光度計(jì)。3) X射線衍射分析。儀器型號(hào)Rigaku D-Max 2000 (輻射源為CuKa射線);測試電壓為40kV ;測試電流為30mA ;測試掃描速度為6° /min ;所選波長為λ = I. 54056Α ;測試掃描范圍為3 — 60°。測試結(jié)果顯不,如圖I所不，3號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜表現(xiàn)出了 200 — 400nm的寬帶激發(fā)和612nm的強(qiáng)紅光發(fā)射，說明此EVA膠膜可以把對太陽能電池有害的這段紫外光轉(zhuǎn)為其可以利用的612nm紅光。如圖2所示，隨著發(fā)光配合物含量的提高，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)EVA膠膜的熒光發(fā)射強(qiáng)度依次升高。
如圖3所示，相對于I號(hào)不含發(fā)光配合物的EVA膠膜，2號(hào)、3號(hào)含發(fā)光配合物的EVA膠膜可見光區(qū)域透過率沒有變化并且對250 — 400nm紫外光屏蔽效果顯著，4號(hào)EVA膠膜的可見光區(qū)域透過率明顯下降，所以綜合圖2和圖3分析，發(fā)光配合物的含量優(yōu)選為I份。如圖4所示，交聯(lián)前的3號(hào)膠膜表現(xiàn)出了原配合物的特征衍射峰，交聯(lián)后消失，說 明在交聯(lián)過程中配合物化學(xué)鍵合到了 EVA分子鏈中。
權(quán)利要求
1.太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于使用以下原料制成，各原料的重量比例為，EVA 100份、交聯(lián)劑O. 01 - 10份、抗氧化劑O. 01 一 10份、促進(jìn)劑O. 01 一 10份、發(fā)光配合物O. I — 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于所述發(fā)光配合物為稀土銪配合物 Eu (TTA) 2 (AA) Phen。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于交聯(lián)劑為過氧化二苯甲酰。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于所述抗氧劑為I, 3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H,3H, 5H)-三酮/三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯復(fù)配物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于所述促進(jìn)劑為三烯丙基三異氰酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜，其特征在于其制備方法為 (1)先將上述原料混合均勻； (2)將步驟(I)所得混合物倒入雙螺桿擠出造粒機(jī)中混煉造粒，雙螺桿擠出機(jī)共分三段，即入口段、中間段和出口段，其溫度分別控制為81 84°C，85 90°C，84 86°C ； (3)造粒后的顆粒物經(jīng)成膜系統(tǒng)即可得到太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電池封裝用的EVA膠膜及其制備方法，具體為具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜及其制備方法，原料為乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、交聯(lián)劑、抗氧化劑、促進(jìn)劑、發(fā)光配合物，原料經(jīng)過混合、擠出制成。本發(fā)明提供的太陽能電池轉(zhuǎn)光EVA膠膜用具有反應(yīng)活性的稀土銪發(fā)光配合物代替常用的EVA膠膜中的紫外光吸收劑和穩(wěn)定劑，使該EVA膠膜能將太陽光譜中太陽能電池不能響應(yīng)的紫外光轉(zhuǎn)為能夠利用的612nm紅光，達(dá)到轉(zhuǎn)光增效作用，又能有效屏蔽掉紫外光對太陽能電池危害，進(jìn)一步提升太陽能電池的發(fā)電效率。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102965039SQ20121054604
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者彭子飛, 唐峰 申請人:無錫量紫谷新材料科技發(fā)展有限公司