專利名稱：含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復合功能材料領域，尤其涉及一種含有半導體量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)膠膜及其制備方法和應用。
背景技術：
EVA是一種支化度高的無規(guī)共聚物，由無極性的乙烯單體與強極性的乙酸乙烯酯 (VA)單體共聚而成，它的結構如下EVA與聚乙烯相比，由于受強極性乙酸乙烯酯的影響，其結晶性降低了，極性提高了，柔韌性、應力斷裂性、耐撓曲開裂性、低溫柔韌性和耐沖擊強度有所增加，而抗沖強度、 硬度、耐油脂性、熔點、熱封溫度和介電性能有所下降。另外，隨著EVA中乙酸乙烯酯單體所占比例的不同，EVA的物理、化學及加工性能也會有很大差異(伍桂松，張曉茹，我國乙烯-乙酸乙烯共聚物現(xiàn)狀及發(fā)展建議，化工技術經(jīng)濟7 (2003)，23-28)。通過對EVA性能的調控，EVA能夠滿足各種應用領域如太陽電池封裝材料、農(nóng)膜、運動器材、汽車用品等的需要。作為太陽電池封裝材料時，EVA是一種熱固性的膜狀熱熔膠，常溫下不發(fā)粘，便于操作。在熔融狀態(tài)下，它和硅晶片、玻璃、聚氟乙烯復合膜(TPT)產(chǎn)生粘接，易于太陽電池的封裝。同時，EVA膠膜具有透明、粘接性好、能承受大氣變化且具有彈性的特點，非常適合太陽電池的應用環(huán)境。但是，如果EVA膠膜未經(jīng)改性，它會受到太陽光中紫外線的破壞，發(fā)生龜裂，或降解變色，或和玻璃、TPT脫膠，無法長期使用。因此，需要采取抗紫外線老化的措施。通常是在EVA膠膜內添加紫外吸收劑和光穩(wěn)定劑，其中，紫外吸收劑可以吸收紫外線， 光穩(wěn)定劑可以捕捉光降解過程中產(chǎn)生的烷基活性自由基，在光穩(wěn)定化過程中起再生作用， 抑制連鎖反應。紫外吸收劑和光穩(wěn)定劑的協(xié)同作用可以減小紫外線對EVA膠膜的破壞。在實際生產(chǎn)中，一般選用含觀-35%乙酸乙烯酯單體的EVA做基本原料，經(jīng)過熔融共混擠出顆粒，再加入助劑如抗氧劑、紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑和增粘劑，然后經(jīng)過熱壓或擠出成型，得到太陽能電池封裝用EVA膠膜(李國雄，許妍，鄭智晶，劉耀華，太陽電池EVA膠膜的研究，中國膠粘劑3 (1997)，8-12)。EVA膠膜里的紫外吸收劑通常是芳香族化合物。這些芳香族化合物和羰基共軛， 并在鄰位或對位上有一個釋放電子的胺或甲氧基。受紫外線輻照時，紫外吸收劑被激發(fā)到高能量狀態(tài)，紫外吸收劑所吸收的部分能量以光(波長> 380nm)輻射的方式釋放出來之后，紫外吸收劑回到基態(tài)。部分紫外吸收劑在紫外線的輻照下會發(fā)生異構化，分解成同分異構體碎片而降解，這些同分異構體碎片沒有紫外線吸收功能，造成了紫外吸收劑的穩(wěn)定性問題(侯博，1，3，5-均三嗪類紫外線吸收劑的合成與應用，現(xiàn)代塑料加工應用，4 (2002)， 對-2幻。研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Cyasorb類紫外吸收劑在EVA膠膜中有光降解現(xiàn)象。在紫外吸收劑降解后，EVA的交聯(lián)度大幅提高。在交聯(lián)過程中，在原來的α，不飽和羰基處產(chǎn)生了新的紫外引發(fā)基團，即多烯烴。這些多烯烴由一些長短不一的共扼(C = C)n組成。而這些共扼的碳碳雙鍵會吸收太陽光，使EVA膠膜變黃。EVA變色的速度隨著紫外吸收劑的減少而力口快(F.J.Perm，Characterization of ethylene vinyl acetate (EVA) encapsulant Effects of thermal processing and weathering degradation on its discoloration 25 (1992)，3-23)。一旦EVA膠膜變黃，EVA膠膜的透光率下降，從而降低了太陽電池的光電轉換效率。 半導體量子點對短波段的光吸收很強，因此可以采用半導體量子點來吸收紫外線。半導體量子點的穩(wěn)定性比傳統(tǒng)的紫外吸收劑高。如果用半導體量子點代替EVA膠膜中的紫外吸收劑，就不會存在光降解的問題，從而能夠提高EVA膠膜抗紫外線老化的能力。另外，半導體量子點吸收紫外光后，可以在500-1000納米的波長范圍內高效地發(fā)光(v. Sark 等，Modeling improvement of spectral response of solar cells by deployment of spectral converters containing semiconductor nanocrystals, Semiconductors 38 (2004)，962-969)，這個波長范圍正好是太陽電池能夠有效利用的(Klampaftis 等，Enhancing the performance of solar cells via luminescent down-shifting of the incident spectrum :A review,Solar Energy Materials & Solar Cells 93 0009) 1182-1194)。半導體量子點的這種光下轉換功能有助于太陽電池效率的提高。還應該注意到，在EVA膠膜中加入半導體量子點后，EVA膠膜的折射率會發(fā)生變化 (Bruggeman, Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen, Ann. Phys. (Leipzig) 24 (1935)，636-679)。通過調節(jié)半導體量子點的加入量， 有可能使含有半導體量子點的EVA膠膜、蓋板玻璃和氮化硅薄膜之間的折射率達到較好的匹配，從而增加太陽光的透過率。也就是說在EVA膠膜中加入半導體量子點可以起到減反射的作用。綜合上述的光下轉換作用和減反射作用，在EVA膠膜中加入半導體量子點有望提高太陽電池的效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，在EVA膠膜中加入半導體量子點，制備方法簡單，可控性好，可操作性強，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還提供了一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜，能有效提高太陽電池的光電轉換效率。一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，包括以下步驟用改性劑對半導體量子點的表面進行親水性或親油性改性，再將改性后的半導體量子點均勻分散在溶劑中，形成半導體量子點墨水，然后把半導體量子點墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合，經(jīng)過熱壓成型或擠出成型過程，得到含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。 現(xiàn)有技術中，可以采用的半導體量子點種類很多，其制備方法也各不相同。所述的半導體量子點可選用第四主族元素的單質的量子點、由第四主族元素的單質組成的合金的量子點、第三主族和第五主族元素組成的化合物半導體量子點或者由第二副族和第六主族元素組成的化合物半導體量子點。對于第四主族(IV A)元素的單質或者由第四主族(IV A) 元素的單質組成的合金的量子點，如硅量子點(Si-QD)可以采取冷等離子體法合成，該合成方法可以參見中國專利ZL200910098051. 1，也可以采用球磨法等其他方法；對于由第三主族(IIIA)和第五主族元素(VA)組成的化合物半導體量子點，如磷化銦量子點anP-QD) 可以采用溶膠凝膠法和低溫化學法等方法合成(參見申請?zhí)枮?00810038846. 9的中國專利)；對于由第二副族(IIB)和第六主族元素(VIA)組成的化合物半導體量子點，如硒化鎘量子點(CdSe-QD)通常采用水相法或者油相法合成(參見中國專利ZL200410011201.8)。所述的半導體量子點的尺寸優(yōu)選為0. 5 50納米，更利于均勻分散。一般地，采用平均尺寸和尺寸分布的標準偏差來界定半導體量子點的尺寸，所述的半導體量子點的平均尺寸為1 10納米，所述的半導體量子點的尺寸分布的標準偏差小于平均尺寸的30%。 標準偏差是指各數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的距離(離均差)的平均數(shù)，它是離差平方和平均后的方根。為了提高半導體量子點的熒光量子效率，同時也為了使半導體量子點能夠很均勻地分散在溶劑里，必須對半導體量子點的表面進行親水性或者親油性改性。所述的改性劑含有親水基團或者親油基團和能與半導體量子點相連不飽和碳碳雙鍵。所述的溶劑為極性溶劑或者非極性溶劑；在選擇有機溶劑時，要考慮其穩(wěn)定性、揮發(fā)性和溶解性，一方面所選用的溶劑不能與所述的半導體量子點發(fā)生化學反應，要有一定的穩(wěn)定性；另一方面所選用的溶劑的揮發(fā)性要適宜。另外，要根據(jù)改性劑對半導體量子點的表面進行親水性或親油性改性情況具體選擇。當改性劑對半導體量子點的表面進行親水性改性時，所述的改性劑含有親水基團和能與半導體量子點相連的不飽和碳碳雙鍵；所述的溶劑為極性溶劑。當改性劑對半導體量子點的表面進行親油性改性時，所述的改性劑含有親油基團和能與半導體量子點相連的不飽和碳碳雙鍵；所述的溶劑為非極性溶劑。根據(jù)上述方法所選溶劑有利于半導體量子點的分散，將表面經(jīng)過改性的半導體量子點溶解于有機溶劑中，溶有半導體量子點的溶液稱為半導體量子點墨水。所述的改性劑可選用十一碳烯酸、丙烯酸、烯丙疏醇、丙烯胺中的一種或多種；所述的溶劑可選用乙醇；或者，所述的改性劑選用苯乙烯、正十二烯、正十八烯中的一種或多種；所述的溶劑選用正庚烷。所述的改性劑可以過量，以充分改性半導體量子點。所述的改性的條件為將半導體量子點與改性劑在溫度為70 90°C的無氧環(huán)境下反應或者將半導體量子點與改性劑在紫外燈的輻照下的無氧環(huán)境下反應。所述的助劑選用抗氧劑、交聯(lián)劑和增粘劑等。其中，所述的抗氧劑選用二(2，4_ 二枯基苯苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二硬酯基季戊四醇二亞磷酸酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或者二種；所述的交聯(lián)劑選用叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯、1，1_雙(叔丁基過氧化)-3，3，5_三甲基環(huán)已烷，所述的增粘劑選用 Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、r-甲基丙烯酸丙酯基三甲基硅烷。所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜由以下重量百分比的原料制成半導體量子點0. 01% 20%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65% 99. 83%、抗氧劑0. 05% 5%、 交聯(lián)劑0. 5%和增粘劑0.01% 5%。所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯(VA)的重量百分含量優(yōu)選為28% 35%。半導體量子點墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合的方式可采用熔融共混的方式，一般為將VA重量百分含量為 35%的EVA顆粒、半導體量子點墨水、抗氧劑、交聯(lián)劑和增粘劑混合均勻，經(jīng)過擠出膠粒過程，得到經(jīng)過改性的EVA顆粒，然后經(jīng)過熱壓成型或擠出成型形成EVA膠膜，擠出成型可采用單螺桿擠出機熔融擠出成型或者雙螺桿擠出機熔融擠出成型。形成的EVA膠膜的厚度一般為0. 20 2毫米，EVA膠膜中的硅量子點的質量分數(shù)為0. 20%。利用中國專利ZL200910098051. 1公開的技術方案制備的硅量子點對本發(fā)明的技術方案做進一步的闡述，含有半導體量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，包括以下步驟用改性劑對硅量子點的表面進行親水性或親油性改性，再將改性后的硅量子點均勻分散在溶劑中，形成硅量子點墨水，然后把硅量子點墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合，經(jīng)過熱壓成型或擠出成型，得到含有硅量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。所述的改性劑為苯乙烯、正十二烯、正十八烯中的一種或多種，采用這些改性劑可對硅量子進行親油性改性，使得改性后的硅量子點能溶解于非極性溶劑，如正庚烷；或者， 改性劑可選用十一碳烯酸、丙烯酸、烯丙硫醇、烯基丙胺中的一種或多種，采用這些改性劑可對硅量子進行親水性改性，使得改性后的硅量子點能溶解于極性溶劑，如乙醇；所述的改性的條件為將硅量子點與改性劑在紫外燈的輻照下的無氧環(huán)境下反應；或者將硅量子點與改性劑在70°C 90°C的無氧環(huán)境下反應。通過中國專利ZL200910098051. 1公開的技術方案制備的硅量子點，晶態(tài)、非晶態(tài)、顆粒尺寸大小都可以通過技術方案中的參數(shù)來控制和調節(jié)，制備的硅量子點一般表面為氫鈍化，在無氧的環(huán)境下，將表面為氫鈍化的硅量子點轉移到燒瓶中進行氫化硅烷化反應。氫化硅烷化反應是指Si-H鍵對烯烴、炔烴、醛和酮的加成反應。用苯乙烯、正十二烯、正十八烯中的一種或多種，或者十一碳烯酸、丙烯酸、烯丙硫醇、烯基丙胺中的一種或多種作為改性劑對硅量子點進行改性，這些改性劑含有不飽和碳碳雙鍵的一端與硅量子點相連，另一端是親油基團或親水基團，可溶于非極性溶劑或極性溶劑，實現(xiàn)硅量子點親油或親水改性。同時，由于硅量子點表面連接了碳鏈，減少了表面缺陷態(tài)，提高了硅量子點的熒光量子效率。所述的溶劑為正庚烷或者乙醇。這里的溶劑可以選擇部分溶劑與改性劑一起加入，能使硅量子點與改性劑更好的反應，待反應完后，將溶液揮發(fā)完，得到改性后的硅量子點，然后再加入剩余溶劑，得到硅量子點墨水。所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的厚度優(yōu)選為0. 20mm 2mm。所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜在太陽電池中的應用，其應用的方法為將玻璃、含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜、太陽電池片、普通商用EVA膠膜和保護層材料依次層疊進行層壓，封裝。在太陽電池的應用中，所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的厚度有一定的要求，優(yōu)選的，含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜經(jīng)過層壓、封裝后的厚度為0.4 0.6毫米。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有益效果主要體現(xiàn)在經(jīng)過表面改性的半導體量子點在波長小于400納米的光(即紫外光)的激發(fā)下，可以在太陽電池能夠有效利用的500 1000納米的波長范圍內高效的發(fā)光，熒光量子效率大于40%，具有較高的熒光量子效率，將半導體量子點放入EVA膠膜中，起到了下轉換作用，從而提高了太陽電池的效率；EVA膠膜中加入半導體量子點后，含有半導體量子點的EVA膠膜、蓋板玻璃和太陽電池片之間的折射率達到較好的匹配，從而增加太陽光的透過率，起到減反射作用，從而提高太陽電池的效率；半導體量子點在EVA膠膜中的添加所引起的光下轉換作用和減反射作用能夠使太陽電池更有效地利用太陽光，進而使太陽電池的效率得到提高；均勻分散在EVA膠膜中的半導體量子點替代紫外線吸收劑可以提高EVA膠膜抗紫外線老化的能力。


圖1是含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的結構示意圖，其中，1是半導體量子點，2是含有量子點的EVA膠膜；圖2是封裝后的太陽電池的結構示意圖，其中，3是玻璃蓋板，4是含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠膜，5是半導體量子點，6是電池片，7是普通商用EVA膠膜和8是聚氟乙烯膜復合膜(TPT)。
具體實施例方式實施例1用等離子體法制得10毫克表面為氫鈍化的平均尺寸為3納米的硅量子點。硅量子點的尺寸分布的標準偏差為平均尺寸的10%。把硅量子點置于12毫升正庚烷和十二碳烯(二者體積比為5 1)的混合溶液中，加熱到80°C，在氬氣氣氛下進行氫化硅烷化反應， 直至溶液變得清澈，得到表面接有碳鏈的硅量子點。把溶液揮發(fā)完，以除去未反應的十二碳烯，然后再把表面改性過的硅量子點溶于10毫升正庚烷中，得到硅量子點墨水。硅量子點墨水中硅量子點在波長為325納米的光的激發(fā)下，發(fā)出的熒光主要集中在波長為600士20 納米，熒光量子效率約為40%。在生產(chǎn)EVA的過程中，從VA重量百分含量為33%的EVA顆粒出發(fā)，通過熔融共混的方式將98. 39克EVA顆粒、制得的硅量子點墨水、0.3克二(2，4_ 二枯基苯苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、1克叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯和0.3克γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中進行混煉造粒，將雙螺桿擠出機的入口段、中間段、出口段的溫度設定為83°C、85°C、85°C，經(jīng)過擠出膠粒過程，得到經(jīng)過改性的顆粒狀的EVA樹脂，然后在90°C下熱壓成型形成如圖1所示的含有硅量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠膜，該EVA膠膜的厚度為0. 6毫米，硅量子點在該膠膜中的重量百分含量為0. 01 %。然后，將玻璃、此方法制得的EVA膠膜、太陽電池片、商用EVA膠膜、 TPT(聚氟乙烯復合膜)按順序依次放入層壓機，在138°C下進行封裝，得到經(jīng)過封裝的太陽電池，如圖2所示的，含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜經(jīng)過層壓、封裝后的厚度為0.5 毫米。通過比較發(fā)現(xiàn)，在EVA膠膜中均勻摻入硅量子點后，太陽電池效率提高的百分比是 0. 5%。實施例2
用等離子體法制得1克表面為氫鈍化的平均尺寸為3. 5納米的硅量子點。硅量子點的尺寸分布的標準偏差為平均尺寸的15%。把硅量子點置于12毫升正庚烷和十八碳烯的混合溶液中(二者體積比為5 1)，加熱到80°C，在氬氣氣氛下進行氫化硅烷化反應，直至溶液變得清澈，得到表面接有碳鏈的硅量子點。把溶液揮發(fā)完，以除去未反應的十八碳烯，然后再把表面改性過的硅量子點溶于12毫升正庚烷中，得到硅量子點墨水。硅量子點墨水中硅量子點在波長為325納米的光的激發(fā)下，發(fā)出的熒光主要集中在波長為680士20 納米，熒光量子效率約為40%。在生產(chǎn)EVA的過程中，以VA重量百分含量為30%的EVA 顆粒為聚合物基體，通過熔融共混的方式將97. 4克EVA顆粒、制得的硅量子點墨水、0. 3克二硬酯基季戊四醇二亞磷酸酯、1克叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯和0. 3克Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中進行混煉造粒，將雙螺桿擠出機的入口段、中間段、出口段的溫度設定為83°C、85°C、85°C，經(jīng)過擠出膠粒過程，得到經(jīng)過改性的顆粒狀的EVA樹脂，然后在90°C下熱壓成型形成含有硅量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠膜，該EVA膠膜的厚度為0. 6毫米，硅量子點在該EVA膠膜中的質量分數(shù)為1 %。 然后，將玻璃、此方法制得的EVA膠膜、太陽電池片、商用EVA膠膜、TPT (聚氟乙烯復合膜) 按順序依次放入層壓機，在138°C下進行封裝，得到經(jīng)過封裝的太陽電池，含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜經(jīng)過層壓、封裝后的厚度為0. 5毫米。通過比較發(fā)現(xiàn)，在EVA膠膜中均勻摻入硅量子點后，太陽電池效率提高的百分比是1%。實施例3用等離子體法制得10克表面為氫鈍化的平均尺寸為4納米的硅量子點。硅量子點的尺寸分布的標準偏差為平均尺寸的15%。把硅量子點置于12毫升的正庚烷和苯乙烯的混合液中(二者體積比為5 1)，加熱到80°C，并在氬氣氣氛下進行氫化硅烷化反應，直至溶液變得清澈，得到表面接有苯環(huán)的硅量子點。把溶液揮發(fā)完，以除去未反應的苯乙烯，然后再把表面改性過的硅量子點溶于10毫升正庚烷中，得到硅量子點墨水。硅量子點墨水中硅量子點在波長為325納米的光的激發(fā)下，發(fā)出的熒光主要集中在波長為720士20納米，熒光量子效率約為48%。在生產(chǎn)EVA的過程中，以VA總量百分含量為的EVA顆粒為聚合物基體，通過熔融共混的方式將88. 4克EVA顆粒、制得的硅量子點墨水、由0. 15g三(壬基苯基)亞磷酸酯和0. 15g三0，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯組成的混合物0. 3克、1克叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯和0.3克Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中進行混煉造粒，將雙螺桿擠出機的入口段、中間段、出口段的溫度設定為83°C、85°C、85°C，經(jīng)過擠出膠粒過程，得到經(jīng)過改性的顆粒狀的EVA樹脂，然后在90°C下熱壓成型形成含有硅量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠膜，該EVA膠膜的厚度為0. 6毫米，硅量子點在該EVA膠膜中的質量分數(shù)為10%。然后，將玻璃、此方法制得的EVA膠膜、太陽電池片、商用EVA膠膜、TPT (聚氟乙烯復合膜)按順序依次放入層壓機，在138°C下進行封裝，得到經(jīng)過封裝的太陽電池，含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜經(jīng)過層壓、封裝后的厚度為0. 5毫米。通過比較發(fā)現(xiàn)，在EVA膠膜中均勻摻入硅量子點后，太陽電池效率提高的百分比是3%。實施例4用等離子體法制得20克表面為氫鈍化的平均尺寸為4. 5納米的硅量子點。硅量子點的尺寸分布的標準偏差為平均尺寸的15%。把硅量子點置于20毫升的丙烯酸中，在氬氣氣氛下并在紫外燈的輻照下進行氫化硅烷化反應(紫外燈發(fā)光波長為2M納米)，直至混合液變得清澈。從而得到表面接有末端為羧基的碳鏈的硅量子點。把溶液揮發(fā)完，以除去未反應的丙烯酸，再把表面改性過的硅量子點溶于10毫升乙醇中，得到硅量子點墨水。 硅量子點墨水中硅量子點在波長為325納米的光的激發(fā)下，發(fā)出的熒光主要集中在波長為 800士20納米，熒光量子效率約為55%。在生產(chǎn)EVA的過程中，以VA重量百分含量為35% 的EVA顆粒為聚合物基體，通過熔融共混的方式將78. 4克EVA顆粒、制得的硅量子點墨水、 0.1克二(2，4-二枯基苯苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、由0. Ig三(壬基苯基)亞磷酸酯和 0. Ig三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯組成的混合物0. 2克、1克叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯和0. 3克Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合均勻，加入到雙螺桿擠出機中進行混煉造粒，將雙螺桿擠出機的入口段、中間段、出口段的溫度設定為83°C、85°C、85°C， 經(jīng)過擠出膠粒過程，得到經(jīng)過改性的顆粒狀的EVA樹脂，然后在90°C下熱壓成型形成含有硅量子點的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膠膜。該EVA膠膜的厚度為0. 6毫米，硅量子點在該 EVA膠膜中的質量分數(shù)為20%。然后，將玻璃、此方法制得的EVA膠膜、太陽電池片、商用EVA 膠膜、TPT(聚氟乙烯復合膜)按順序依次放入層壓機，在138°C下進行封裝，得到經(jīng)過封裝的太陽電池，含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜經(jīng)過層壓、封裝后的厚度為0.5毫米。通過比較發(fā)現(xiàn)，在EVA膠膜中均勻摻入硅量子點后，太陽電池效率提高的百分比是2. 5%。
權利要求
1.一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 用改性劑對半導體量子點的表面進行親水性或親油性改性，再將改性后的半導體量子點均勻分散在溶劑中，形成半導體量子點墨水，然后把半導體量子點墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合，經(jīng)過熱壓成型或擠出成型，得到含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。
2.根據(jù)權利要求1所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的半導體量子點為第四主族元素的單質的量子點、由第四主族元素的單質組成的合金的量子點、第三主族和第五主族元素組成的化合物半導體量子點或者由第二副族和第六主族元素組成的化合物半導體量子點。
3.根據(jù)權利要求2所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的第四主族元素的單質的量子點為硅量子點；所述的由第三主族和第五主族元素組成的化合物半導體量子點為磷化銦量子點；所述的由第二副族和第六主族元素組成的化合物半導體量子點為硒化鎘量子點。
4.根據(jù)權利要求1所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的改性劑含有親水基團和能與半導體量子點相連的不飽和碳碳雙鍵；所述的溶劑為極性溶劑；或者，所述的改性劑含有親油基團和能與半導體量子點相連的不飽和碳碳雙鍵；所述的溶劑為非極性溶劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的改性劑為十一碳烯酸、丙烯酸、烯丙疏醇、丙烯胺中的一種或多種；所述的溶劑為乙醇；或者，所述的改性劑為苯乙烯、正十二烯、正十八烯中的一種或多種；所述的溶劑為正庚烷。
6.根據(jù)權利要求1所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的半導體量子點的尺寸為0. 5 50納米；或者，所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的重量百分含量為 35% ；或者，所述的改性的條件為將半導體量子點與改性劑在溫度為70 90°C的無氧環(huán)境下反應或者將半導體量子點與改性劑在紫外燈的輻照下的無氧環(huán)境下反應。
7.根據(jù)權利要求1所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，其特征在于，所述的助劑為抗氧劑、交聯(lián)劑和增粘劑；所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜由以下重量百分比的原料制成半導體量子點0. 01% 20%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65% 99. 83%、抗氧劑0. 05% 5%、交聯(lián)劑0. 5%和增粘劑0.01% 5%。
8.根據(jù)權利要求1 7任一項所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法制備的含有量6子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。
9.根據(jù)權利要求8所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜，其特征在于，所述的含有半導體量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的厚度為0. 20mm 2mm。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜在太陽電池中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜的制備方法，包括以下步驟用改性劑對半導體量子點的表面進行親水性或親油性改性，再將改性后的半導體量子點均勻分散在溶劑中，形成半導體量子點墨水，然后把半導體量子點墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助劑混合，經(jīng)過熱壓成型或擠出成型，得到含有半導體量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜。該制備方法簡單，可控性好，可操作性強，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明還公開了一種含有量子點的乙烯-醋酸乙烯酯膠膜，應用于太陽電池，能有效提高太陽電池的利用效率。
文檔編號C09J11/04GK102226064SQ201110110788
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權日2011年4月29日
發(fā)明者劉耀華, 楊德仁, 王蓉, 皮孝東 申請人:浙江大學