CN104497898B - 一种可转换紫外波长的太阳能电池封装eva胶膜 - Google Patents
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Abstract
一种可转换紫外波长的太阳能电池封装EVA胶膜，其特征在于，以重量份计，由以下组分加工而成:EVA树脂100份；抗氧剂0.4‑0.7份；过氧化物1‑1.5份；架桥剂0.8‑1.5份；成核剂0.8‑1份；偶联剂1‑2份；转换粒子0.05‑0.1份；其中抗氧剂为抗氧剂1010；过氧化物为叔丁基过氧化碳酸2‑乙基已酯；架桥剂为三烯丙基异氰脲酸酯；成核剂为2,2‑亚甲基双（4,6‑二叔丁基苯基）磷酸钠；偶联剂为硅烷偶联剂；转换粒子有机光转换分子。本发明通过以EVA树脂为主要原料，添加各种助剂和转化粒子，把太阳光中紫外光转化为可被吸收的可见光，不但增加光电转换效率，而且还延缓封装胶膜自身老化。
Description
技术领域：
本发明涉及一种可转换紫外波长的太阳能电池封装EVA胶膜。
技术背景：
目前，太阳能电池主要借助两层高分子封装材料将硅晶片进行封装，再在两侧粘结上下保护层材料（玻璃和TPT背板）进行保护。为了保证封装后的太阳能电池组件在户外恶劣环境下具有长期稳定的光电转换效率，封装材料必须具有高透光且性能长期稳定的性能。EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的简称，是一种热固性有粘性的胶膜，具有显著的粘着力、耐久性等光学特性，几十年来，一直作为硅晶电池组件最佳封装材料。常规EVA胶膜因太阳能电池板不能有效利用紫外光，长期被紫外光照射，容易造成胶膜老化，降解，龟裂，变黄的现象，进一步致使透光率和光电转换效率降低，最终导致EVA胶膜及太阳能电池组件的使用寿命缩短。
发明内容：
本发明针对EVA常规胶膜存在的缺陷，提供一种可转换紫外波长的太阳能电池封装EVA胶膜。这种方法把太阳光中紫外光转换为能被吸收的可见光，不但可增加光电转换效率，而且还能延缓自身封装胶膜的老化。本发明采取如下技术方案：
一种可转换紫外波长的太阳能电池封装EVA胶膜，以重量份计，由以下组分加工而成: EVA树脂100份；抗氧剂0.4-0.7份；过氧化物1-1.5份；架桥剂0.8-1.5份；成核剂0.8-1份；偶联剂1-2份；转换粒子0.05-0.1份；其中抗氧剂为抗氧剂1010即四【亚甲基β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸】季戊四醇酯；过氧化物为叔丁基过氧化碳酸2-乙基已酯；架桥剂为三烯丙基异氰脲酸酯；成核剂为2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠；偶联剂为硅烷偶联剂；转换粒子为有机光转换分子。通过在EVA树脂中添加转化粒子，转化太阳光中紫外光为可见光，不但增加光电转换效率，而且还延缓胶膜老化，相对于EVA常规胶膜，可提高转化效率2％。
进一步的，所述硅烷偶联剂可以为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷。
进一步的，所述有机光转换分子钙黄绿素。钙黄绿素组合EVA胶膜中各组分，转化不同波长范围紫外光为可见光，主要转化300纳米到400纳米紫外光的光为400纳米到500纳米的可见光。
进一步的，所述EVA胶膜的制备方法为：按照上述重量份配比分别称取EVA树脂、抗氧剂、过氧化物、架桥剂、成核剂、偶联剂、转换粒子，各组分物料混合均匀，稳定输入到挤出机中，温度加热至90-110℃，经挤出机上模头流延挤出，转移到冷却辊筒冷却，卷曲后制得胶膜。
本发明的有益效果：
通过以EVA树脂为主要原料，添加各种助剂和转化粒子，经熔融加工成型获得封装EVA胶膜，该胶膜可转化太阳光中紫外光为可被吸收的可见光，特别转化300纳米到400纳米紫外光的光为400纳米到500纳米的可见光，不但增加光电转换效率，而且还能延缓封装EVA胶膜的老化。
附图说明：
图1为钙黄绿素结构示意图；
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将EVA树脂100份，抗氧剂1010 0.5份，叔丁基过氧化碳酸2-乙基已酯（TBPEHC）1.5份，三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）1份， 2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠1份，甲基三乙氧基硅烷1.5份和钙黄绿素0.05份混合均匀，转入到挤出机并加热至100℃熔融，经机头模口流延挤出，转移到冷却辊筒冷却，卷曲后制得胶膜。
所得EVA胶膜参照GB/T 29848-2013光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜进行检测，其中包括所得EVA胶膜按GB/T 19394-2003的规定进行紫外辐照老化测试，试验条件为：试样表面温度控制在60℃±5℃，紫外辐照波长280nm-320nm，辐照强度6kw·h/㎡；测试前后试样分别按ASTM E313进行黄色指数的测量，按GB/T 2410-2008 的分光光度计法进行透光率测试，并且计算透光保持率：透光保持率=（100%×试验后平均透过率）/试验前平均透过率%；结果显示本发明胶膜与常规EVA胶膜相比，具有更好的抗紫外老化性能。
用所得到的EVA胶膜试样封装单晶硅太阳能电池，测试太阳能电池的光电转换效率；结果显示，本发明胶膜封装的单晶硅太阳能电池，由于能够将紫外光转化为可吸收的可见光，具有更高的光电转化效率，相对于EVA常规胶膜封装的单晶硅太阳能电池，可提高光电转化效率2％。
图1为钙黄绿素结构示意图，钙黄绿素组合EVA胶膜中各组分，可转化不同波长范围紫外光为可见光，主要转化300纳米到400纳米紫外光的光为400纳米到500纳米的可见光。
实施例2
将EVA树脂100份，抗氧剂1010 0.4份，叔丁基过氧化碳酸2-乙基已酯（TBPEHC）1份，三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）0.8份，2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠0.8份，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1份和钙黄绿素0.05份混合均匀，转入到挤出机并加热至90℃熔融，经机头模口流延挤出，转移到冷却辊筒冷却，卷曲后制得胶膜。
所得EVA胶膜参照GB/T 29848-2013光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜进行检测；用所得到的EVA胶膜试样封装单晶硅太阳能电池，测试太阳能电池的光电转换效率。
实施例3
将EVA树脂100份，抗氧剂1010 0.7份，叔丁基过氧化碳酸2-乙基已酯（TBPEHC）1.5份，三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）1.5份， 2,2-亚甲基双（4,6-二叔丁基苯基）磷酸钠1份，甲基三乙氧基硅烷2份和钙黄绿素0.1份混合均匀，转入到挤出机并加热至110℃熔融，经机头模口流延挤出，转移到冷却辊筒冷却，卷曲后制得胶膜。
所得EVA胶膜参照GB/T 29848-2013光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜进行检测；用所得到的EVA胶膜试样封装单晶硅太阳能电池，测试太阳能电池的光电转换效率。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种可转换紫外波长的太阳能电池封装 EVA 胶膜，其特征在于，以重量份计，由以下组分加工而成 : EVA 树脂 100 份；抗氧剂 0.4-0.7 份；过氧化物 1-1.5 份；架桥剂 0.8-1.5 份；成核剂 0.8-1 份；偶联剂 1-2 份；转换粒子 0.05-0.1 份；其中抗氧剂为抗氧剂 1010 ；过氧化物为叔丁基过氧化碳酸 2- 乙基已酯；架桥剂为三烯丙基异氰脲酸酯；成核剂为 2,2- 亚甲基双（ 4,6- 二叔丁基苯基）磷酸钠；偶联剂为硅烷偶联剂；转换粒子有机光转换分子；
所述硅烷偶联剂为γ
-
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷；
所述有机光转换分子为钙黄绿素。
2.一种权利要求 1 所述的可转换紫外波长的太阳能电池封装 EVA 胶膜的制备方法，其特征在于，所述 EVA 胶膜的制备方法为：按照上述重量份配比分别称取 EVA 树脂、抗氧剂、过氧化物、架桥剂、成核剂、偶联剂、转换粒子，各组分物料均匀混合，稳定输入到挤出机中，挤出机温度保持在 90-110 ℃，经机头模头流延挤出，转移到冷却辊筒冷却，卷曲后制得胶膜。
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