一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料。该材料由封装胶膜基体材料、高折射率纳米无机物等组成，通过加入高折射率纳米无机物，可实现提高光伏封装材料折射率并可调的作用，从而达到玻璃、封装材料、晶硅电池片三者折射率完美匹配，将硅片对入射太阳光的吸收最优化，提高太阳能电池效率；并通过对高折射率纳米无机物进行包覆，改善其在聚合物中的分散性；通过其他助剂的加入，保证高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料的绝缘性、耐候性等满足光伏封装领域的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料
本专利技术属于光伏封装胶膜领域，尤其涉及一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料。
技术介绍
在资源紧缺，环境污染日趋严重的全球问题下，人们愈发迫切地需求一种环境友好、可再生的绿色能源。太阳能技术应运而生，太阳能也成为了目前被广泛认可的清洁能源，而光伏发电是太阳能利用的一种主要形式。在恶劣的条件下，为保证太阳能电池组件的整体性和持久性，确保硅晶片不被破坏，一般先用两层高分子封装胶膜密封晶硅电池片，再和上层保护材料钢化玻璃和下层保护背板粘结。太阳光在组件中的吸收和损耗受组件各层物质的折射率影响很大，光照射到晶硅片上时一部分光被反射，根据反射最小值公式：阳光透光上层钢化玻璃，透过封装胶膜，在晶硅片上由光能转化为电能，如果钢化玻璃和电池片之间的封装材料的折射率是其两边材料的几何平均值则反射率为0，电池片对太阳光的利用效率达到最大值。其中玻璃的折射率n0＝1.52，硅电池片的折射率n2＝3.8。根据公式所需封装胶膜的折射率为n1＝2.3。而常用封装材料折射率都不足1.5，远达不到要求，大大影响了光利用率。若采用直接分散法或共混法加入高折射率纳米材料，由于纳米粒子表面能较高、极性不匹配等原因，容易团聚或沉积造成相分离，使粒子失去或部分失去其特有的功能和作用。鉴于上述情况，目前急需一种具有高折射率的封装胶膜，提高光伏组件的整体效率。同时，需要对纳米粒子进行表面修饰，设计纳米粒子的表面结构降低其与有机基体间的界面能，提高纳米粒子与聚合物之间的相容性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，它通过以下方法制备得到：将100～120质量份封装胶膜基体、5～20质量份高折射率纳米无机物、0.1～5质量份交联剂、0.01～2质量份紫外光吸收剂、0.01～5质量份光稳定剂混合均匀，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，将造好的粒子用单螺杆挤出机挤出，挤出物经流延成膜。进一步地，所述高折射率纳米无机物为粒径尺寸小于25纳米的粉体，选自非晶硅、金属单质锗(Ge)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、碲化铅(PbTe)、硫化铅(PbS)、硫化锌(ZnS)、硫化铁(FeS)、硒化锌(ZnSe)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)；所述二氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化锌、氧化铈、五氧化二钽通过与硅烷偶联剂表面的羟基发生溶胶凝胶反应实现表面包覆，所述碲化铅、硫化铅、硫化锌、硫化铁、硒化锌用硫酚类的化合物来包覆。进一步地，所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷、3一氨基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基-三甲氧基硅烷。进一步地，所述硫酚类化合物选自2-硝基硫酚、4-硝基硫酚、4-乙基硫酚、2-乙氧基硫酚、3-乙氧基硫酚、4-苯氧基硫酚、3-羟基硫酚、2，5-二乙氧基硫酚、3，4-二甲氧基硫酚、2，5-二甲氧基硫酚、2，5-二羟基硫酚、2，6-二甲基-4-硫酚、2-氯-4-氟硫酚、4-甲氧基-2-甲基硫酚、3-氟-4-甲氧基硫酚、4-氯-2，5-甲基硫酚、对羟基硫酚、2-羟基硫酚、氯硫酚、氟硫酚、溴硫酚、二氯硫酚、、二氟硫酚、三氯硫酚、三氟硫酚、四氟硫酚、五氟硫酚。进一步地，所述封装胶膜基体由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯弹性体、有机硅橡胶、茂金属催化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、乙烯戊烯共聚物中的一种或两种以上按任意配比混合组成。进一步地，所述交联剂为自由基热引发交联剂，由以下物质中的一种或几种按照任意配比混合组成：叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2，5-二甲基-2，5－双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔戊基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔戊基过氧)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧)环己烷、2，2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2，5-二甲基2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3，3，5三甲基己酸叔丁酯。进一步地，所述紫外光吸收剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，2-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮。进一步地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、双-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和吗啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的聚合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过加入高折射率纳米无机物，可实现提高光伏封装材料折射率并可调的作用，从而达到玻璃、封装材料、晶硅电池片三者折射率完美匹配，将硅片对入射太阳光的吸收最优化，提高太阳能电池效率。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范围不仅局限于实施例：实施例1：以质量份数计，向100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯VA的质量含量为31％)中，加入粒径尺寸小于25nm，经γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷包覆后的纳米二氧化铪和经4-硝基硫酚包覆后的纳米硫化锌各5份，加入0.3份交联剂叔丁基过氧化碳酸异丙酯和0.3份交联剂1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷，0.01份紫外光吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，0.1份光稳定剂癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯，混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒。将造好的粒子用单螺杆挤出机挤出，挤出物经流延成膜，冷却后收卷得到厚度为0.5mm的胶膜，记为S1。实施例2：以质量份数计，向105份乙烯辛烯共聚物中，加入粒径尺寸小于25nm的纳米碲化铅10份，加入0.1份交联剂2，5-二甲基-2，5－双(叔丁过氧基)己烷，2份紫外光吸收剂2，2-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)，0.5份光稳定剂3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯，混合均匀后用双螺杆挤出机挤出造粒。将造好的粒子用单螺杆挤出机挤出，挤出物经流延成膜，冷却后收卷得到厚度为0.5mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，其特征在于，它通过以下方法制备得到：将100～120质量份封装胶膜基体、5～20质量份高折射率纳米无机物、0.1～5质量份交联剂、0.01～2质量份紫外光吸收剂、0.01～5质量份光稳定剂等混合均匀，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，将造好的粒子用单螺杆挤出机挤出，挤出物经流延成膜。

【技术特征摘要】
1.一种高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，其特征在于，它通过以下方法制备得到：将100～120质量份封装胶膜基体、5～20质量份高折射率纳米无机物、0.1～5质量份交联剂、0.01～2质量份紫外光吸收剂、0.01～5质量份光稳定剂等混合均匀，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，将造好的粒子用单螺杆挤出机挤出，挤出物经流延成膜。2.根据权利要求1所述的高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，其特征在于，所述高折射率纳米无机物为粒径尺寸小于25纳米的粉体，选自非晶硅、金属单质锗(Ge)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锌(ZnO)、氧化铈(CeO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、碲化铅(PbTe)、硫化铅(PbS)、硫化锌(ZnS)、硫化铁(FeS)、硒化锌(ZnSe)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)；所述二氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化锌、氧化铈、五氧化二钽通过与硅烷偶联剂表面的羟基发生溶胶凝胶反应实现表面包覆，所述碲化铅、硫化铅、硫化锌、硫化铁、硒化锌用硫酚类的化合物来包覆。3.根据权利要求2述的高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷、3一氨基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基-三甲氧基硅烷等。4.根据权利要求2所述的高折射率纳米无机物杂化光伏封装材料，其特征在于，所述硫酚类化合物选自2-硝基硫酚、4-硝基硫酚、4-乙基硫酚、2-乙氧基硫酚、3-乙氧基硫酚、4-苯氧基硫酚、3-羟基硫酚、2，5-二乙氧基硫酚、3，4-二甲氧基硫酚、2，5-二甲氧基硫酚、2，5-二羟基硫酚、2，6-二甲基-4-硫酚、2-氯-4-氟硫酚、4-甲氧基-2-甲基硫酚、3-氟-4-甲氧基硫酚、4-氯-2，5-甲基硫酚、对羟基硫酚、2-羟基硫酚、氯硫酚、氟硫酚、溴硫酚、二氯硫酚、、二氟硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣蕊，熊曦，侯宏兵，周光大，林建华，
申请(专利权)人：杭州福斯特光伏材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33