具有抗pid性能的光伏封裝用eva復(fù)合膠膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其包括：丙烯酰胺類交聯(lián)劑0.05～7%;助交聯(lián)劑0.05～3%;紫外光穩(wěn)定劑0.02～0.5%；輔助抗氧化劑0.02～0.5%；增粘劑0.02～0.5%；常規(guī)助劑及余量EVA。本發(fā)明提供的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，旨在通過EVA配方的調(diào)整及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以使EVA復(fù)合膠膜具備高抗PID性能。
【專利說明】
具有抗PI D性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種EVA復(fù)合膠膜，特別涉及一種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù) 合膠膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能是一種綠色無污染并且取之不盡的能源，相對其它能源來說，太陽能對于 地球上絕大多數(shù)地區(qū)而言具有普遍存在性、可就地取用，因而在近十年，太陽能產(chǎn)業(yè)成為了 全球各國發(fā)展的重點(diǎn)。太陽能的利用主要是通過太陽能電池板將其轉(zhuǎn)化成電能，然后做其 它用途，如太陽能空調(diào)、路燈以及電動汽車等等。由于太陽能電池組件的工作環(huán)境主要為室 外，而光伏組件用電池片不能直接暴露在陽光、雨水等自然條件下，因此有必要對其進(jìn)行密 封。
[0003] 美國第2001/0045229A1號專利指出構(gòu)建電子元件模組的聚合物材料應(yīng)具備幾種 性質(zhì)：⑴對長期曝置于外環(huán)境中（例如:水氣和空氣）的元件起防護(hù)作用；⑵抗沖擊性;⑶對 電子元件及基材具有粘著性;⑷易加工處理，易密封;(5)良好透明性，特別是針對光線或其 他電磁輻射;(6)短的固化時間，且防護(hù)電子元件免于固化期間由于聚合物收縮而產(chǎn)生機(jī)械 應(yīng)力；(7)高電阻，且極少(若有的話)的電導(dǎo)性;(8)低成本。沒有一種聚合物材料這幾種性能 均表現(xiàn)最好，通常需要權(quán)衡最重要的性能。
[0004] 基于上述性能要求，具有醋酸含量28 %至35 %的EVA被普遍用作光伏組件的封裝 膠膜。例如，見恥95/22844、99/0497199/04971、99/05206及2004/055908<^￥4具有下述特 性:⑴優(yōu)良的柔韌性、耐沖擊性、彈性;⑵具有光學(xué)透明性;⑶低溫繞曲性、粘著性;⑷耐環(huán)境 應(yīng)力開裂性、耐候性、耐腐蝕性;(5)熱密封性及電絕緣性。
[0005] 目前，光伏組件常規(guī)結(jié)構(gòu)為:采用高透明、抗紫外及耐老化性能優(yōu)異、粘接性較好、 具有彈性的EVA膠層將光伏組件用電池片封裝起來，并和上層保護(hù)材料(玻璃）、下層保護(hù)材 料(作為背板)粘合在一起，共同構(gòu)成光伏組件。
[0006] 現(xiàn)有光伏組件會出現(xiàn)PID(Potential Induced Degradation)現(xiàn)象，PID是潛在電 勢誘導(dǎo)衰減現(xiàn)象。近年來，越來越多的客戶反應(yīng)電站組件發(fā)電量出現(xiàn)不同程度的降低，低于 預(yù)期值，很多已經(jīng)證實(shí)是由于PID造成。為了減少PID的影響，目前國內(nèi)外已經(jīng)做了多種努 力，其中，從成本控制、工藝路線等方面考慮，優(yōu)化光伏EVA封裝膠膜的配方使其具有抗PID 性能是最現(xiàn)實(shí)可行的方法之一。
[0007] 目前，針對抗PID技術(shù)的光伏EVA封裝膠膜的研究雖已有一定的進(jìn)展，但其要求太 陽能電池端同步進(jìn)行PID處理，包括對太陽能電池進(jìn)行UV燈、笑氣、臭氧等氧化處理，而這樣 處理后電池片功率將降低約1 % ;若采用抗PID EVA封裝膠膜搭配未經(jīng)PID處理的電池片，則 制成的光伏組件產(chǎn)品無法通過PID測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗PID性能的光 伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，通過對光伏組件封裝用EVA膠膜進(jìn)行配方改進(jìn)，旨在使其可搭配未 經(jīng)PID處理的電池片具備高抗PID性能。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種具有抗PID性能的光伏封裝用 EVA復(fù)合膠膜，其包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0. 05~3%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 0. 05~7%;
[0010] 助交聯(lián)劑 0.05~3% ; 紫外光穩(wěn)定劑 0. 02~G. 5%:; 輔助抗氧化劑 （).02~().5%; 增粘劑 0. 02~0. 5%;
[0011] 常規(guī)助劑及余量EVA。
[0012]優(yōu)選地，所述丙烯酰胺類交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為：
[0014] 優(yōu)選地，所述助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯和/或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸 酯。
[0015] 優(yōu)選地，所述紫外光穩(wěn)定劑為受阻胺型光穩(wěn)定劑。
[0016] 優(yōu)選地，所述輔助抗氧化劑為三(4-壬基酚)亞磷酸酯和/或亞磷酸三(2,4_二叔丁 基苯基)酯。
[0017] 優(yōu)選地，所述增粘劑為y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。
[0018]優(yōu)選地，所述常規(guī)助劑還包括抗酸劑，所述抗酸劑按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為0.02~ 0.7%，所述抗酸劑為硬脂酸鈣。
[0019] 優(yōu)選地，所述EVA為VA含量為20 %~26 %的EVA，所述EVA熔體流動速率為22~32g/ lOmin，所述EVA體積固有電阻為1.0X1013~1.0X10 18Q ? cm。
[0020] 優(yōu)選地，所述EVA為復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)，其包括VA含量為20%~22%的防紫外線EVA膠 膜層EVA，VA含量為22 %~24 %的透明EVA膠膜層及VA含量為24 %~26 %的白色反光EVA膠 膜層。
[0021] 優(yōu)選地，所述透明EVA膠膜層與所述白色反光EVA膠膜層側(cè)邊固定形成一側(cè)開口的 袋狀結(jié)構(gòu)，光伏組件用電池片置于所述袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述防紫外線EVA膠膜層設(shè)于所述光伏 組件用電池片正面一側(cè);其中，所述透明EVA膠膜層與所述反光EVA膠膜層相對的表面均設(shè) 有花紋。
[0022] 如上所述，本發(fā)明的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜具有以下有益效 果：
[0023] 1)采用丙烯酰胺類交聯(lián)劑，減少過氧化物類交聯(lián)劑的用量，降低EVA配方中過氧化 物的含量，從而降低光照條件下過氧化物殘留對于電池片功率的影響，同時保證EVA膠膜具 有適合的熱蠕變性及加工性能；
[0024] 2)對EVA膠膜進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，以使制得的EVA體積電阻率> 5*1015，具備良好的PID 性能。
[0025] 3)針對VA含量進(jìn)行限定，以使EVA膠膜具有高抗PID的特性，可提高組件的使用壽 命；
[0026] 4)所述透明EVA膠膜層與所述反光EVA膠膜層相對的表面上的壓花結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使電 池片在封裝過程中更穩(wěn)定，不致發(fā)生滑移；
[0027] 5)采用袋狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使透明EVA膠膜層與反光EVA膠膜層分別位于電池片正反兩 偵L以實(shí)現(xiàn)太陽光通過透明EVA膠膜層時損耗最小，而對于未到達(dá)電池片表面的太陽光（照 射到電池片之間的空隙處），則通過反光EVA膠膜層的設(shè)置實(shí)現(xiàn)太陽光在光伏組件內(nèi)的多次 反射，從而最終到達(dá)電池片表面，如此可顯著提高光伏組件的效率。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0029] 1-防紫外線EVA膠膜層;2-透明EVA膠膜層;3-反光EVA膠膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0031] 本案中以面向陽光側(cè)為"上"，以背對陽光側(cè)為"下"，這里的"上""下"僅為了說明 相對的方向，并不以此限定為上、下方向關(guān)系。
[0032] -種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0 05~3%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 0. 05~7%: 助交聯(lián)劑 0.05~3% ;
[0033]紫外光穩(wěn)定劑 0. 02~0. 5%:; 輔助抗氧化劑 0. 02~0. 5%; 增粘劑 0. 02~0. 5%; 常規(guī)助劑及余量EVA。
[0034]其中，所述丙烯酰胺類交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為：
[0036]所述助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯和/或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
[0037]所述紫外光穩(wěn)定劑為受阻胺型光穩(wěn)定劑。
[0038] 所述輔助抗氧化劑為三(4-壬基酚)亞磷酸酯和/或亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基） 酯。
[0039]所述增粘劑為y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。
[0040]所述常規(guī)助劑還包括抗酸劑，所述抗酸劑按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為0.02~0.7 %，所述抗 酸劑為硬脂酸鈣。
[0041 ] 所述EVA為VA含量為20%~26%的￡￥4，所述￡￥4熔體流動速率為22~328/1〇111111， 所述EVA體積固有電阻為1.0X1013~1.0X1018Q ? cm。
[0042]所述EVA為復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)，其包括VA含量為20%~22%的防紫外線EVA膠膜層EVA， VA含量為22%~24 %的透明EVA膠膜層及VA含量為24 %~26%的白色反光EVA膠膜層。
[0043] 所述透明EVA膠膜層與所述白色反光EVA膠膜層側(cè)邊固定形成一側(cè)開口的袋狀結(jié) 構(gòu)，光伏組件用電池片置于所述袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述防紫外線EVA膠膜層設(shè)于所述光伏組件用 電池片正面一側(cè);其中，所述透明EVA膠膜層與所述反光EVA膠膜層相對的表面均設(shè)有花紋。
[0044] 實(shí)施例1
[0045] 結(jié)合附圖1所示，本實(shí)施例提供一種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其 依次包括防紫外線EVA膠膜層1、透明EVA膠膜層2以及白色反光EVA膠膜層3,其中，所述透明 EVA膠膜層2與所述反光EVA膠膜層3側(cè)邊固定形成一側(cè)開口的袋狀結(jié)構(gòu)，太陽能電池片置于 所述袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，且所述防紫外線EVA膠膜層1設(shè)于電池片正面一側(cè);所述透明EVA膠膜層2 與所述反光EVA膠膜層3相對的表面均設(shè)有花紋。
[0046]其中，防紫外線EVA膠膜層VA含量為20%，透明EVA膠膜層為VA含量為22%，白色反 光EVA膠膜層VA含量為24 %。
[0047]所述透明EVA膠膜層2及白色反光EVA膠膜層3的厚度均是0.3_。
[0048]所述防紫外線EVA膠膜層1的厚度是0.01mm。
[0049] 所述白色反光EVA膠膜層3為表面設(shè)有凹弧形壓花的EVA膠膜，所述的凹弧形壓花 表面設(shè)置有磨砂層。
[0050] 設(shè)置在所述白色反光EVA膠膜層3上表面的凹弧形壓花與設(shè)置在所述白色反光EVA 膠膜層3下表面的凹弧形壓花是并列對齊分布，所述凹弧形壓花的寬度是1mm。所述磨砂層 的深度為90wii。
[0051] 其中，所述防紫外線EVA膠膜層1包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 〇. 05%;
[0052] 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 〇.〇5%; 助交聯(lián)劑 0. ow; 紫外光穩(wěn)定劑 0. 02%;. 輔助抗氧化劑 〇. 02%;
[0053] 增粘劑 0.02%； 抗酸劑 0.02%; 及余量EVA。
[0054] 所述透明EVA膠膜層2包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0. 1%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 3. 2%; 助交聯(lián)劑 0.08%: 紫外光穩(wěn)定劑 0. 1%;
[0055] 輔助抗氧化劑 a 3%; 增粘劑 0.3%; 抗酸劑 0.4%; 及佘量EVA。
[0056] 以及白色反光EVA膠膜層3包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)） 過氧化物類交聯(lián)劑 3%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 7%:; 助交聯(lián)劑 3% ;
[0057] 紫外光穩(wěn)定劑 0. 5%; 輔助抗氧化劑 Q. 5%; 增粘劑 0,5%; 抗酸劑 0.7%;
[0058] 其中，所述丙烯酰胺類交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為：
[0060]其中，白色反光填料為粒徑為0.07WI1的納米碳酸鈣與滑石粉以質(zhì)量比為1:2的混 合物。
[0061 ] 實(shí)施例2
[0062]結(jié)合附圖1所示，本實(shí)施例提供一種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其 依次包括防紫外線EVA膠膜層1、透明EVA膠膜層2以及白色反光EVA膠膜層3,其中，所述透明 EVA膠膜層2與所述白色反光EVA膠膜層3側(cè)邊固定形成一側(cè)開口的袋狀結(jié)構(gòu)，太陽能電池片 置于所述袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，且所述防紫外線EVA膠膜層1設(shè)于電池片正面一側(cè);所述透明EVA膠膜 層2與所述白色反光EVA膠膜層3相對的表面均設(shè)有花紋。
[0063]其中，防紫外線EVA膠膜層VA含量為22%，透明EVA膠膜層為VA含量為24%，白色反 光EVA膠膜層VA含量為26 %。
[0064] 所述透明EVA膠膜層2及反光EVA膠膜層3的厚度均是0.1_。
[0065] 所述防紫外線EVA膠膜層1的厚度是0.3mm。
[0066] 所述反光EVA膠膜層3為表面設(shè)有凹弧形壓花的EVA膠膜，所述的凹弧形壓花表面 設(shè)置有磨砂層。
[0067] 設(shè)置在所述反光EVA膠膜層3上表面的凹弧形壓花與設(shè)置在所述反光EVA膠膜層3 下表面的凹弧形壓花是并列對齊分布，所述凹弧形壓花的寬度是〇.3_。
[0068] 所述磨砂層的深度為30mi。
[0069] 其中，防紫外線EVA膠膜層1包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0.1%;
[0070] 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 0. 12%; 助交聯(lián)劑 0.08%; 紫外光穩(wěn)定劑 Q. 2%; 輔助抗氧化劑 a 3%;
[0071] 增粘劑 0.3%; 抗酸劑 0.4%; 及余量EVA。
[0072] 透明EVA膠膜層2包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0.05%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 4. 1%; 助交聯(lián)劑 0.15%; 紫外光穩(wěn)定劑 〇. 5%;
[0073] 輔助抗氧化劑 0.5%; 增粘劑 〇. 5%; 抗酸劑 0.7%; 及余量EVI
[0074] 以及白色反光EVA膠膜層3包括以下成分(按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)） 過氧化物類交聯(lián)劑 2:. 5%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 6%; 助交聯(lián)劑 2. 8% ;
[0075]紫外光穩(wěn)定劑 0.4%; 輔助抗氧化劑 0. 4%; 增粘劑 0.4%:; 及汆
[0076]其中，所述丙烯酰胺類交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為：
[0078] 其中，白色反光填料為粒徑為0.07WI1的納米碳酸鈣與滑石粉以質(zhì)量比為1:2的混 合物。
[0079] 取實(shí)施例1、實(shí)施例2及市售高VA含量EVA膠膜制備的組件進(jìn)行PID測試:在85%濕 度85°C環(huán)境下將1000直流電施加在組件輸出端和鋁框上96小時，結(jié)果如下表：
[0080] 表1采用不同VA含量EVA膠膜的光伏組件PID測試結(jié)果
[0082] 由上表可知，采用本案配方制得的EVA復(fù)合膠膜的光伏組件具有高抗PID性能。
[0083] 本案通過針對不同EVA膠膜層進(jìn)行配方設(shè)計(jì)，通過采用丙烯酰胺類交聯(lián)劑對低VA 含量的EVA進(jìn)行交聯(lián)，使制得的EVA膠膜層不僅具備良好的加工性能，且通過結(jié)構(gòu)上的搭配 使制得的光伏組件能得到較好的PID測試結(jié)果。
[0084]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，包括以下成分(按質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)計(jì)）， 過氧化物類交聯(lián)劑 0. 05~3%; 丙烯酰胺類交聯(lián)劑 0. 05~7%; 助交聯(lián)劑 0.05~3% ; 紫外光穩(wěn)定劑 0. 02~0. 5%; 輔助抗氧化劑 0. 02~0. 5%:; 增粘劑 0. 02~0. 5%; 常規(guī)助劑及余量EV/1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 丙烯酰胺類交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)式為：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯和/或三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 紫外光穩(wěn)定劑為受阻胺型光穩(wěn)定劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 輔助抗氧化劑為三(4-壬基酚)亞磷酸酯和/或亞磷酸三(2,4_二叔丁基苯基)酯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 增粘劑為γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 常規(guī)助劑還包括抗酸劑，所述抗酸劑按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)為0.02~0.7 %，所述抗酸劑為硬脂酸 鈣。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征 在于，所述EVA為VA含量為20 %~26 %的EVA，所述EVA熔體流動速率為22~32g/10min，所述 EVA體積固有電阻為1.0X1013~1.ΟΧΙΟ18Ω · cm。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所述 EVA為復(fù)合層狀結(jié)構(gòu)，其包括VA含量為20 %~22 %的防紫外線EVA膠膜層EVA，VA含量為22 % ~24 %的透明EVA膠膜層及VA含量為24 %~26%的白色反光EVA膠膜層。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有抗PID性能的光伏封裝用EVA復(fù)合膠膜，其特征在于，所 述透明EVA膠膜層與所述白色反光EVA膠膜層側(cè)邊固定形成一側(cè)開口的袋狀結(jié)構(gòu)，光伏組件 用電池片置于所述袋狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述防紫外線EVA膠膜層設(shè)于所述光伏組件用電池片正面 一側(cè);其中，所述透明EVA膠膜層與所述反光EVA膠膜層相對的表面均設(shè)有花紋。
【文檔編號】C09J11/06GK105820764SQ201610224522
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】楊同祿
【申請人】賽特瑞太陽能（蘇州）有限公司