太阳能电池封装胶膜制造技术

本发明专利技术涉及太阳能电池封装胶膜，可以在保证总交联时间ＴＣ变化不大的前提下，有效延长焦烧时间Ｔ２，提高ＥＶＡ胶膜的加工、封装性能。所述太阳能电池封装胶膜含有乙烯－醋酸乙烯共聚物、交联剂、交联抑制剂和自由基捕捉剂，其中交联抑制剂和自由基捕捉剂的质量分别为乙烯－醋酸乙烯共聚物质量的０．１％～１．０％，０～０．３％，所述太阳能电池封装胶膜的交联时间为１０～３０分钟。本发明专利技术在现有太阳能电池封装胶膜配方基础上，加入一类交联抑制剂与自由基捕捉剂，可以与过氧化物交联剂中产生的活性自由基形成稳定分子结构，有效预防早期交联和过度交联，从而保证总交联时间ＴＣ满足要求的基础上，有效延长焦烧时间Ｔ２。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池封装胶膜，特别是涉及以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主 要原料的太阳能电池热封胶膜。
技术介绍
将钢化玻璃1、封装胶膜2、电池片3、封装胶膜2、TPT背板4按顺序叠放，在 130°C 170°C，用层压机真空层压15min 30min固化成型，即可制成薄膜太阳能电池。经 过太阳能电池封装胶膜封装的太阳能电池组件的结构如图1所示。太阳能电池封装胶膜，是以EVA为主要原料，配合过氧化物交联剂、助交联剂、偶 联剂、抗氧剂、紫外线稳定剂等功能助剂，经过熔融混炼、流延铸片、切边收卷等工艺过程加 工而成的。太阳能电池封装胶膜的主要原料本身是热塑性的高分子，经过过氧化物交联反 应后，则变成了弹性、力学性能、粘结性能均很优异的弹性体材料。就生产太阳能电池而言，如果层压温度越低、层压时间越短，那么生产效率就越 高。所以会对用于太阳能电池封装的胶膜提出要求，即固化温度越低越好、固化交联反应越 快越好。要满足这一要求，需要在封装胶膜配方中使用在层压温度下半衰期较短的过氧化 物和硫化促进剂。就生产太阳能电池封装胶膜而言，如果使用在层压温度下半衰期较短的过氧化物 和硫化促进剂，那么很容易在温度和螺杆挤出机强烈剪切的双重作用下，由于交联导致材 料失去流动性，从而在螺杆挤出机和模头中形成堵料而使得加工过程中断。可见，胶膜加工成型过程要求不能发生早期交联，或者发生早期交联的时间越长、 程度越轻则越有利于加工成型；而胶膜使用过程要求，材料在经历较长的硫化诱导期之后， 要能够尽快完成硫化，这样可以提高太阳能电池生产效率。在材料挤出成型过程中，由于有早期交联的发生，扭矩会越来越大。一股来说，扭 矩在最小值基础上增加2个扭矩单位，这时材料已经由于交联而失去了流动性，所对应的 时间是衡量材料流动性的尺度，称之为加工安全时间或焦烧时间，用T2表示，它是衡量EVA 加工性能的参数。在生产EVA胶膜时，通常需要经历熔融混炼、流延铸片步骤，可能会引发 交联反应，如果焦烧时间T2较长，则大大减小了交联反应发生的可能性，生产中不易出现固 化现象，利于得到流动性好的EVA胶膜，用于太阳能电池的封装。而在太阳能电池封装时， 焦烧时间T2较长，EVA保持流动性的时间较长，则利于前期的抽真空脱气。为了使产品达到符合使用条件的交联度，需要加入0. 4 1. 5质量份的(相对于 100质量份EVA)交联剂，在此范围内，在生产太阳能电池的层压温度下，交联时间与混炼扭 矩存在如图1的关系。图1中A点处有最低扭矩值ML。B点处扭矩值比A点处大2个单 位，为ML+2，对应的时间为T2。C点处有最高扭矩值ΜΗ，所用时间为总交联时间Τ。。时间点 Z前为预热时间。可以看出，到达预热时间后，扭矩随着交联时间的变化是先降低，后升高， 下降阶段对应EVA的熔化阶段，上升阶段对应EVA的交联固化阶段。为了提高生产效率，人们希望尽量降低总交联时间Tc。交联时间取决于交联剂的半衰期、用量和层压固化温度，交联剂的半衰期越长，交联时间越长；层压固化温度越高，交联时间越短；交联剂用量增加，交联速度加快，交联时间变短，但过量使用交联剂易产生气 泡，降低了透光率。不管采用上述何种手段来缩短交联时间，T2和T。都会同步发生变化，即 Te缩短，同时T2也会缩短。这是一对矛盾，由于这一问题的存在，导致目前制造太阳能电池封装胶膜生产线 的速度较低。因此，EVA胶膜的加工、封装性能和生产效率形成了难以调和的矛盾，目前尚未发 现有效手段，可以既保证太阳能电池封装的生产效率，又能有效提高EVA胶膜的加工、封装 性能。另外，太阳能电池中的保护层材料一股为玻璃和TPT薄膜，玻璃是无机材料且表 面平滑，TPT是高分子难粘材料，这使得EVA胶膜与保护层之间的粘接强度与持久性不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种太阳能电池封装胶膜，可以在保证总交联时间Tc变化不大的前提 下，有效延长焦烧时间T2，提高EVA胶膜的加工、封装性能。所述太阳能电池封装胶膜含有乙烯-醋酸乙烯共聚物、交联剂、交联抑制剂和自 由基捕捉剂，其中交联抑制剂和自由基捕捉剂的质量分别为乙烯_醋酸乙烯共聚物质量的 0. 1. 0%，0 0. 3%，所述太阳能电池封装胶膜的交联时间为10 30分钟。所述交联抑制剂为无水丙烯酸金属盐、无水异丁烯酸金属盐、硬脂酸、聚乙二醇、 乙烯聚合物、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯丁烯共聚物、丁二烯聚合物及其衍生物或环戊二 烯聚合物及其衍生物；所述自由基捕捉剂为3，4- 二羟基苯甲醛、1，1- 二苯基-2-三硝基 苯胼、2-甲基-2-亚硝基甲烷、2-甲基-2-亚硝基丙烷、3-芳基苯并呋喃酮或5，5- 二甲 基-ι-氧化吡咯啉，优选为乙烯聚合物、乙烯丙烯共聚物、乙烯丙烯丁烯共聚物、丁二烯聚 合物或其衍生物、或环戊二烯聚合物或其衍生物，更优选为乙烯聚合物、乙烯丙烯共聚物、 丁二烯聚合物或环戊二烯聚合物。所述交联剂的质量为乙烯-醋酸乙烯共聚物质量的0.4% 1.5%。所述交联剂 可以采用EVA胶膜的常用交联剂，如2，2-二(叔丁基过氧化)丁烷、2，5_ 二甲基-2，5-双 (叔丁基过氧)己烷、1，1_(双过氧化叔丁基)_3，3，5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁 酯、过氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化二叔丁基或 1，1-二叔丁基过氧化环己烷，优选采用的交联剂为2，5_ 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己 烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯或1，1_(双过氧化叔丁基)_3，3，5-三甲基环己烷。所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为25% 40%。所述太阳能电池封装胶膜中还可以根据现有技术，含有紫外线吸收剂、抗氧剂、光 稳定剂和增粘剂。所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2，4_ 二羟基二苯甲酮、2-羟 基-4-正-十二烷氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或2，2- 二羟基-4，4- 二甲氧基二苯甲酮。所述抗氧剂是三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三(单壬基苯和二壬基 苯混合酯)、四季戊四醇酯或β-(4-羟基苯基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯。所述光稳定剂是亚磷酸三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶酯)、双(2，2，6，6_四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯或双(1-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯。所述硅烷偶联剂是乙烯基乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、 β-(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、 Y -氯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或Y -氨丙基三乙氧基 娃焼。如果EVA中的交联剂在层压温度下半衰期过长，那么层压时间变长，不利于提升 生产效率。因此，希望在尽可能短的时间内获得较高的交联度，为此普遍使用在层压温度下 半衰期较短的交联剂以提高交联速度，一股在130 170°C下进行层压成型。交联剂用量与交联时间存在如图2的关系。随着交联剂用量的增加，交联速度加 快，交联时间变短，但交联时间过短易产生气泡，降低了透光率，理想的交联时间是15 20 分钟。本专利技术在现有太阳能电池封装胶膜配方基础上，加入一类交联抑制剂与自由基捕 捉剂，可以与过氧化物交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池封装胶膜，其特征在于，其含有乙烯－醋酸乙烯共聚物、交联剂、交联抑制剂和自由基捕捉剂，其中交联抑制剂和自由基捕捉剂的质量分别为乙烯－醋酸乙烯共聚物质量的０．１％～１％，０～０．３％，所述太阳能电池封装胶膜的交联时间为１０～３０分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝元龙，周徐，韦华，
申请(专利权)人：南京红宝丽新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]