一種太陽能電池封裝用eva膠膜及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種太陽能電池封裝用EVA膠膜及其制備工藝，具體是一種降低光伏 組件產生PID現象的EVA封裝膠膜及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著人們對環保和可再生能源的重視，太陽能發電作為一種新型能源得到了迅速 發展。EVA封裝膠膜以其優良的透光率、粘結性能、加工性能等，已成為目前太陽能電池的主 要封裝材料。
[0003] 近年來，太陽能電池的電勢誘導發電效率功率衰減（PID)問題越來越受到人們的 重視。根據相關研宄結果，認為造成組件PID現象的可能原因有很多種，如光伏逆變器陣列 的接地方式、系統、組件、電池片等都可能影響PID現象。目前普遍認為引起PID的主要原因 為，在高溫高濕情況及負電壓作用下，玻璃內部的鈉離子透過封裝材料迀移到電池片表面， 在電池片表面形成反向電位差，最終導致PID現象的產生。
[0004] 針對PID現象發生的原理，人們在封裝材料方面進行了研宄和改善，主要是針對 體積電阻率、水汽透過率和鈉離子阻隔性等方面進行的。專利CN103146315A中介紹了一種 在EVA中混入一定比例的Ρ0Ε，該方案制得的封裝膠膜體積電阻率可達I X IO15 Ω ?cm。專利 CN103756579A中介紹了在EVA中混入離聚物樹脂，得到一種具有良好水汽阻隔性能和抗水 解性能的封裝膠膜。以上發明基本都是針對體積電阻率和水汽透過率方面對EVA封裝膠膜 進行改性，在抗PID方面也取得了比較好的效果，但是并未對EVA中本身含有的少量游離醋 酸或者老化過程中降解出的少量酸性小分子進行處理，而少量酸性小分子在濕熱情況下可 能會加速PID現象，故，如何有效消除或中和EVA膜中的少量酸性物質，能使膠膜具有優良 的水汽阻隔性能，從而改善組件PID現象成為待解決之問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于，解決上述技術問題，提出一種太陽能電池封裝EVA膠膜及其 制備工藝，使得通過本發明制得的裝膠膜能夠有效消除或中和EVA中本身含有的少量游離 醋酸和老化過程中產生的酸性小分子物質，使得封裝膠膜具備優良的水汽阻隔性能，有效 提升組件抗PID性能。
[0006] 本發明所采用的技術方案為，一種太陽能電池封裝用EVA膠膜，其原料構成以質 量份數計，包括： 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：100份； 交聯劑：0. 5-1. 5份； 交聯助劑：0.3-1. 5份； 抗氧劑：〇. 05-0. 5份； 紫外光吸收劑：0.01-0. 3份； 光穩定劑：〇. 01-0. 2份； 增粘劑：〇. l-o. 5份； 聚丙烯酰胺：0.05-0. 5份。
[0007] 上述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物為光伏級EVA粒子，其中VA含量為25%_28%，熔指為 20-25g/10min/190°C。
[0008] 上述交聯劑為過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基過 氧化）己烷中的一種。
[0009] 上述交聯助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲 基丙烯酸酯中的一種。
[0010] 上述抗氧劑為β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（壬基苯 基）亞磷酸酯中的一種。
[0011] 上述紫外光吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(3, 5-二叔戊基-2-羥基 苯基）苯并三唑、2-(2'-羥基-5'-叔辛基苯基）苯并三唑中的一種。
[0012] 上述光穩定劑為癸二酸雙_2, 2, 6, 6-四甲基哌啶醇酯、雙（1，2, 2, 6, 6-五甲 基-4-哌啶基）癸二酸酯、丁二酸與4-羥基-2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物中的一 種。
[0013] 上述增粘劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙 基二甲氧基硅烷中的一種。
[0014] 上述聚丙烯酰胺為納米級顆粒或粉末。
[0015] 上述太陽能電池封裝用EVA膠膜的制備工藝，包括如下步驟： (1) 參考上述太陽能電池封裝用EVA膠膜的原料構成，稱取原料，然后加入到混料機中 混合均勻； (2) 將所得混合料投入到流延生產線，經過擠出流延、壓花冷卻、牽引收卷等步驟，得到 太陽能電池封裝用EVA膠膜。
[0016] 本發明的有益效果，本發明所提出的太陽能電池封裝用EVA膠膜及其制備工藝， 主要是在其原料構成中增加了聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是一種可以溶解在水中的聚合物， 其在污水處理中作為絮凝劑已得到廣泛應用，其與水的結合性很好，在本發明所述條件下， EVA膠膜中少量的水分子可以與聚丙烯酰胺結合，形成氫鍵等結構，使得水汽不能從EVA層 透過；同時，由于聚丙烯酰胺分子結構中含有N-H基團，在一定條件下可以與酸性物質反 應，能有效起到吸收酸性物質的作用。本發明采用聚丙烯酰胺作為吸酸阻水劑，有效消除或 中和EVA中本身含有的少量游離醋酸和老化過程中產生的酸性小分子物質，使得封裝膠膜 具備優良的水汽阻隔性能，且由于采用的聚丙烯酰胺為納米級顆粒或粉末狀，對膠膜的透 光率基本沒影響，有效提升組件的抗PID性能。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合實施例對本發明進行詳細說明，但并不以此為限。
[0018] 實施例一： 一種太陽能電池封裝用EVA膠膜，其原料構成為：光伏級EVA粒子(其中，VA含量25%， 熔指20g/10min/190°C )100kg、交聯劑2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基過氧化）己烷0· 5kg、 交聯助劑三烯丙基異三聚氰酸酯lkg、抗氧劑β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正 十八碳醇醋0. 05kg、紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0. 01kg、光穩定劑癸二酸 雙-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶醇酯0. 2kg、增粘劑乙烯基三甲氧基硅烷0. lkg、納米級聚丙烯酰 胺粉末〇· 05 kg。
[0019] 上述太陽能電池封裝用EVA膠膜的制備工藝，步驟為：先將上述原料加入到混料 機中混合均勻；然后將所得混合料投入到流延生產線，經過擠出流延、壓花冷卻、牽引收卷 等步驟，得到太陽能電池封裝用EVA膠膜。
[0020] 實施例一所得產品標記為Sl。
[0021] 實施例二： 一種太陽能電池封裝用EVA膠膜，其原料構成為：光伏級EVA粒子(其中，VA含量26%， 恪指23g/10min/190°C) 100kg、交聯劑過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁醋lkg、交聯劑助劑三 羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 3kg、抗氧劑三（壬基苯基）亞磷酸酯0. 5kg、紫外光吸收劑 2-(3, 5-二叔戊基-2-羥基苯基）苯并三唑0· 3kg、光穩定劑雙（1，2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌 啶基）癸二酸醋〇. 01kg、增粘劑乙烯基三乙氧基硅烷0. 3kg、納米級聚丙稀酰胺粉末0. 1 kg 〇
[0022] 上述太陽能電池封裝用EVA膠膜的制備工藝，步驟為：先將上述原料加入到混料 機中混合均勻；然后將所得混合料投入到流延生產線，經過擠出流延、壓花冷卻、牽引收卷 等步驟，得到太陽能電池封裝用EVA膠膜。
[0023] 實施例二所得廣品標記為S2。
[0024] 實施例三： 一種太陽能電池封裝用EVA膠膜，其原料構成為：光伏級EVA粒子(其中，VA含量28%， 恪指25g/10min/190°C) 100kg、交聯劑過氧化-2-乙基己基碳酸叔丁醋I. 5kg、交聯助劑三 聚氰酸三烯丙酯1.5kg、抗氧劑三（壬基苯基）亞磷酸酯0.3kg、紫外光吸收劑2-(2'_羥 基-5' -叔辛基苯基）苯并三唑0. 2kg、丁二酸與4-羥基-2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶醇的 聚合物0. lkg、增粘劑3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5kg、納米級聚丙烯酰胺顆粒 0. 5kg〇
[0025] 上述太陽能電池封裝用EVA膠膜的制備工藝，步驟為：先將上述原料加入到混料 機中混合均勻；然后將所得混合料投入到流延生產線，經過擠出流延、壓花冷卻、牽引收卷 等步驟，得到太陽能電池封裝用EVA膠膜。
[0026] 實施例二所得廣品標記為S3。
[0027] 對比例： 參考上述實施例一、二、三中太陽能電池封裝用EVA膠膜的原料構成，刪除其中的納米 級聚丙烯酰胺成分，提取其他成分作為對比例的原料構成，分別形成對比例一、二、三；各對 比例與各實施例的制備工藝也基本相同，區別只在于：對比例進行混料時，不包含納米級聚 丙烯酰胺成分。各對比例所得產品分別標記為CU C2、C3。
[0028] 性能測試： 分別對各實施例及各對比例所得產品的性能進行測試，結果如下表1所示：
【主權項】
1. 一種太陽能電池封裝用EVA膠膜，其特征在于，其原料構成以質量份數計，包括： 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：100份，該乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的熔指為 20-25g/10min/190°C，其中 VA 的含量為 25%-28% ; 交聯劑：0. 5-1. 5份； 交聯助劑：〇. 3-1. 5份； 抗氧劑：〇. 05-0. 5份； 紫外光吸收劑：0.01-0. 3份； 光穩定劑：〇. 01-0. 2份； 增粘劑：〇. 1-0. 5份； 聚丙烯酰胺：0.05-0. 5份。
2. 如權利要求1所述的太陽能電池封裝用EVA膠膜，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙 烯酯共聚物為光伏級EVA粒子，所述聚丙烯酰胺為納米級粉末或顆粒。
3. 如權利要求1所述的太陽能電池封裝用EVA膠膜，其特征在于：所述交聯劑為過氧 化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基過氧化）己烷中的一種；所述 交聯助劑為三烯丙基異三聚氰酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中 的一種；所述抗氧劑為0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇醋、三（壬基苯 基）亞磷酸酯中的一種；所述紫外光吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(3, 5-二叔 戊基-2-羥基苯基）苯并三唑、2-(2'_羥基-5'-叔辛基苯基）苯并三唑中的一種；所述光 穩定劑為癸二酸雙-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶醇酯、雙（1，2, 2, 6, 6-五甲基-4-哌啶基）癸二 酸酯、丁二酸與4-羥基-2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物中的一種；所述增粘劑為乙 烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。
4. 如權利要求1-3任一項所述之太陽能電池封裝用EVA膠膜的制備工藝，其特征在于， 包括如下步驟： (1) 參考權利要求1-3任一項所述之太陽能電池封裝用EVA膠膜的原料構成，稱取原 料，然后加入到混料機中混合均勻； (2) 將步驟（1)中所得混合料投入到流延生產線，經過擠出流延、壓花冷卻、牽引收卷等 步驟，得陽能電池封裝用EVA膠膜。
【專利摘要】本發明公開一種太陽能電池封裝用EVA膠膜及其制備工藝，主要是在其原料構成中增加了聚丙烯酰胺，采用聚丙烯酰胺作為吸酸阻水劑，有效消除或中和EVA中本身含有的少量游離醋酸和老化過程中產生的酸性小分子物質，使得封裝膠膜具備優良的水汽阻隔性能，且由于采用的聚丙烯酰胺為納米級顆粒或粉末狀，對膠膜的透光率基本沒影響，有效提升組件的抗PID性能。
【IPC分類】C09J7-00, C09J11-06, C09J11-08, H01L31-048, C09J123-08
【公開號】CN104861886
【申請號】CN201510300248
【發明人】李哲龍, 朱萬育, 宣中旺, 曾作祥
【申請人】昆山天洋熱熔膠有限公司, 上海天洋熱熔粘接材料股份有限公司, 華東理工大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月4日