CN103013364B - 多层共挤表面层预交联胶膜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层共挤表面层预交联胶膜，包括至少两层的共挤胶膜，其中表面层为预交联表面层，其它层中至少有一层为颜色层。较佳地，表面层为透明或半透明。表面层为部分预交联表面层或全部预交联表面层。表面层的交联度大于10%。共挤胶膜的主要成分均是乙烯-醋酸乙烯树脂。多层共挤表面层预交联胶膜的厚度在0.1毫米至2毫米之间。本发明的多层共挤表面层预交联胶膜设计巧妙，结构简洁，可以作为太阳能电池组件中电池片的下层胶膜，避免下层胶膜的颜色渗入电池片的上层胶膜的问题，适于大规模推广应用。

Description

多层共挤表面层预交联胶膜

技术领域

本发明涉及胶膜技术领域，特别涉及太阳能电池用胶膜技术领域，具体是指一种多层共挤表面层预交联胶膜，可以作为普通太阳能晶硅组件的处于电池片和背板间的封装胶膜，也可以作为双玻璃组件中处于电池片和下层玻璃间的封装胶膜。

背景技术

太阳能电池组件需要用合适的胶膜进行封装，以保护电池片或沉积的电池层。最常见的胶膜是EVA胶膜，成分是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）和少量的交联剂、抗老化剂和其它功能助剂。EVA树脂是一种通用塑料，醋酸乙烯（VA）重量含量从5%至40%，而VA含量在18%到33%之间的EVA主要用于热熔胶。VA含量在25%到33%之间EVA树脂由于材料极性高、透明度高、与玻璃粘结性强而且非常柔软，是非常合适的太阳能电池封装材料。其既起到了保护太阳能电池组件中电池片的作用，又使阳光最大限度的透过胶膜达到电池片。此类胶膜生产工厂众多，比如日本普利斯通、美国STR等。

在晶硅型的太阳能电池组件中需要使用两层胶膜以保护电池片，即处于电池片上的上层胶膜和处于电池片下的下层胶膜。作为太阳能电池组件的封装胶膜对透光率要求通常大于90%，以让更多的阳光穿透电池片上层的胶膜而达到电池片。对下层胶膜的透光率不如对上层胶膜这样高，但为生产和使用方便，一般的太阳能电池组件封装材料制造商并不区分上下层胶膜。如果将下层胶膜做成有颜色的胶膜，就可以做成下层胶膜有颜色的光伏组件，比如白色高反射率组件、黑色组件或者是其它颜色的太阳能电池组件。但在实际应用中由于胶膜无法完全铺平而导致上下层胶膜融化速度不一致，造成下层的颜色渗入上层而导致颜色界面不清晰，影响组件外观。有些公司使用双层共挤的办法试图解决问题，即上层是透明层、下层是颜色层，但在太阳能电池组件的制造中仍然会发生上下层颜色渗透的情况。

所以当需要使用上下层颜色不一致的胶膜时，需要解决上下层颜色相互渗透的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种多层共挤表面层预交联胶膜，该多层共挤表面层预交联胶膜设计巧妙，结构简洁，可以作为太阳能电池组件中电池片的下层胶膜，避免下层胶膜的颜色渗入电池片的上层胶膜的问题，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的多层共挤表面层预交联胶膜，其特点是，包括至少两层的共挤胶膜，其中表面层为预交联表面层，其它层中至少有一层为颜色层。

较佳地，采用两层结构，分为表面层和下层。下层为颜色层。颜色可以白色、黑色、深蓝色或其它颜色。颜色可以使用钛白粉、炭黑、滑石粉、硫酸钡等无机颜料，也可以使用有机染料如酞青蓝、酞青绿灯。较佳地，下层使用无机颜料，如钛白粉、滑石粉、硫酸钡、炭黑等。较佳地，无机颜料的比例从0.1%至30%。更佳地，无机颜料的比例从3%至20%。

较佳地，所述表面层为透明或半透明。

较佳地，所述表面层为部分预交联表面层或全部预交联表面层。交联方法可以使用紫外光固化交联、辐射交联固化或硅烷温水交联。较佳的，采用紫外光固化。

较佳地，所述表面层的交联度大于10%。更佳地，交联度大于30%。下层可以交联也不可不交联，较佳地，不交联。

较佳地，所述共挤胶膜的主要成分均是乙烯-醋酸乙烯树脂（EVA）。

更佳地，所述乙烯-醋酸乙烯树脂的醋酸乙烯重量含量在15%到40%之间。尤其更佳地，醋酸乙烯重量含量在25%至33%之间。

更佳地，所述共挤胶膜还含有以下一种或几种成分：光引发剂、过氧化物引发剂、光固化交联用单体或低聚物、助交联剂、抗氧剂、光稳定剂和硅烷偶联剂。

光引发剂指吸收紫外线后可引发高分子材料交联的化合物，可以分成自由基光引发剂和阳离子光引发剂两类。常用有苯偶姻及衍生物(安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚)、苯偶酰类(二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮)、烷基苯酮类(α，α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮)、酰基磷氧化物(芳酰基膦氧化物、双苯甲酰基苯基氧化膦)、二苯甲酮类(二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮)、硫杂蒽酮类(硫代丙氧基硫杂蒽酮、异丙基硫杂蒽酮)、二芳基碘鎓盐、三芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐、异丙苯茂铁六氟磷酸盐等，常用规格有1173、184、TPO、BP等。

过氧化物引发剂指分子链中含-O-O-基团，受热后-O-O-基团断裂，可以分为过氧化酯、过氧化(二)碳酸酯、过氧化二酰、过氧化二烷烃、过氧化酮以及氢基过氧化物等。常用的有DCP、TBCP、TBEC、DTBP、双二五等。

光固化交联用单体或低聚物指经光引发剂引发后可交联的有机物单体或低聚物，含有活性官能团，可分为单官能度和多官能度，常用如丙烯酸羟乙酯（HEA）、己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）、异冰片丙烯酸酯（IBOA）等。

助交联剂指作为自由基或过氧化物交联的助交联剂，可以延长橡胶交联的焦烧时间并促进交联反应。常用的有三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）、1,3,5-三烯丙基氰尿醚（TAC）。

抗氧剂指塑料抗氧剂，可以分为酚类、磷类、硫类、聚合酚类和复合型抗氧剂等。常用的牌后有受阻酚类的1010、1076等，亚磷酸酯类的168、TNPP等。

光稳定剂指能延缓或防止高分子材料发生光老化的物质，包括紫外线屏蔽剂、紫外线稳定剂、淬灭剂和自由剂捕捉剂等。常用的有邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈和受阻胺光稳定剂等。

偶联剂指能改善塑料树脂和无机物界面间附着力的一种助剂，常用的有硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物等。其中最常用的硅烷偶联剂有KH550、KH560、KH570等，其能够显著提高塑料和玻璃的粘结力。

较佳的，表面层中含有光引发剂，下层中不含光引发剂。较佳的，表面层的光引发剂含量从0.01%至5%。更佳的，表面层的光引发剂含量从0.3%至2%。较佳的，表面层和下层其它各个助剂的总量从0.1%至10%。更佳的，表面层和下层其它各个助剂的总量从0.5%至5%。

较佳地，所述多层共挤表面层预交联胶膜的厚度在0.1毫米至2毫米之间。更佳地，厚度在0.3至0.8毫米之间。各层的厚度可以任意调节。

本发明的有益效果具体在于：本发明的多层共挤表面层预交联胶膜包括至少两层的共挤胶膜，其中表面层为预交联表面层，其它层中至少有一层为颜色层，使用作为太阳能电池组件中电池片的下层胶膜时，预交联表面层朝向电池片，由于预交联表面层的树脂已经部分交联或全部交联，其在太阳能电池组件的生产过程中受交联网络的影响而不流动或很难流动，从而避免了下层胶膜的颜色渗入电池片的上层胶膜的问题，设计巧妙，结构简洁，适于大规模推广应用。

附图说明

图1是本发明的一具体实施例的主视示意图，其中1为表面层，2为下层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

实施例1：

上层（表面层）

下层

材料	乙烯-醋酸乙烯树脂	乙烯-醋酸乙烯树脂
			醋酸乙烯含量（重量）	33%	33%
颜色	透明	白色
			厚度（毫米）	0.1	0.4
交联方式	紫外光固化	不交联
			交联程度	>30%	不交联

上下层的成分分别如下表：

制成的双层共挤EVA胶膜经过紫外灯照射，上层（表面层）朝紫外光灯管。紫外光采用无机灯，灯的强度为1800毫瓦/平方厘米，时间为3秒钟。交联度的测试方式为二甲苯在140℃下用加冷凝管的球形烧瓶抽提4小时，比较无法溶解在二甲苯中的EVA重量和原始重量的比例。

将上述胶膜与透明的EVA胶膜分别置于太阳能电池片的下侧和上侧。上侧的胶膜为普通透明胶膜。层压后发现白色层的表面平整，白色没有渗到上侧胶膜中，也没有遮盖到电池片边缘或遮盖到连接电池片的焊带上的现象。测试双层共挤预交联胶膜和电池片上侧的胶膜（EVA胶膜）、背板的附着力如下表：

	与上侧胶膜（牛顿/厘米）	与背板（氟塑料/PET/PE型背板，牛顿/厘米）
			附着力	无法分离	大于80

实施例2：

	上层（表面层）	下层
			材料	VA含量为28%的EVA	VA含量为28%的EVA
厚度（毫米）	0.3	0.5
			颜色	透明	黑色
交联方式	紫外光固化	紫外光固化

交联程度

>40%

轻微交联

上下层的成分分别如下表：

上述胶膜采用于实施例1中类似的紫外光对表面层进行预交联处理。其使用于前玻璃/透明EVA胶膜/电池片/多层共挤表面层预交联EVA胶膜/后玻璃结构的太阳能电池组件中。实测多层共挤胶膜和后玻璃的拉拔力大于60牛顿/厘米。多层共挤胶膜的黑色层界面清楚，黑色没有渗入上侧胶膜的情况，也没有遮盖电池片边缘或遮盖连接电池片的焊带的现象。因为多层共挤胶膜的下层为黑色，在紫外线照射下吸热，尽管没有光引发剂，但也导致部分过氧化物引起的树脂交联，所以有轻微交联的现象。

实施例3：

	上层（表面层）	下层
			材料	乙烯-醋酸乙烯树脂	乙烯-醋酸乙烯树脂
醋酸乙烯含量（重量）	25%	25%
			颜色	半透明	白色
厚度（毫米）	0.1	0.2
			交联方式	紫外光固化	不交联
交联程度	>30%	不交联

上层的配方中除增加了4％的滑石粉外（EVA相应减少4％），其它与实施例1中相同。下层配方同实施例1。经紫外光照射后用于玻璃／透明EVA胶膜／电池片／实施例3胶膜／背板层压。层压温度为145摄氏度，时间为15分钟。背板类型为氟塑料／PET／EVA，其中EVA为VA含量为8％的EVA，该层厚度为0.25毫米。层压后，下层EVA胶膜的白色层界面清楚，白色没有渗入上侧透明胶膜，也没有发生白色遮盖电池片边缘或遮盖连接电池片的焊带的现象。下层EVA与背板无法分离。

实施例4

多层共挤胶膜为三层共挤，各层的配方为第一层同实施例1中的表面层，第二层同实施例1中的下层，第三层同实施例2中的下层。各层厚度分别为0.1毫米、0.3毫米和0.3毫米。该胶膜使用于双玻太阳能电池组件中，使组件的正面和背面的颜色不同，电池片上侧胶膜使用常规透明胶膜。使用情况效果良好，白色没有渗入上侧透明胶膜，背面的黑色面也完整良好。由于使用双色的胶膜，给用户提供一种更多的选择。

本发明的多层共挤表面层预交联胶膜以乙烯醋酸乙烯（EVA）树脂为主要成分，多层共挤，其中表面层为透明或半透明，使用前对其进行预交联。其它层中至少有一层为有颜色层。此胶膜可以作为太阳能电池组件中电池片下侧的胶膜，且预交联层朝向电池片。由于该层的树脂已经部分交联或全部交联，其在太阳能电池组件的生产过程中受交联网络的影响而不流动或很难流动，从而避免了下层胶膜的颜色渗入电池片上层胶膜的问题，达到在实际使用中处于电池片下层的颜色层和处于电池片上层的透明胶膜相互不渗透，从而保证了太阳能电池组件的外观品质。

本发明有效地解决了太阳能电池组件中当电池片下侧的EVA胶膜有颜色时颜色容易渗入电池片上侧胶膜的问题，特别适用于双玻组件和透明背板组件，适于大规模推广应用。

综上，本发明的多层共挤表面层预交联胶膜设计巧妙，结构简洁，可以作为太阳能电池组件中电池片的下层胶膜，避免下层胶膜的颜色渗入电池片的上层胶膜的问题，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，包括至少两层的共挤胶膜，其中表面层为预交联表面层，其它层中至少有一层为颜色层；

所述的预交联表面层是由所述的共挤胶膜的表面层通过紫外光预交联处理后制得；

所述表面层的交联度大于10％；

所述共挤胶膜的主要成分均是乙烯-醋酸乙烯树脂。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，所述表面层为透明或半透明。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，所述表面层为部分预交联表面层或全部预交联表面层。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯树脂的醋酸乙烯重量含量在15％到40％之间。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，所述共挤胶膜还含有以下一种或几种成分：光引发剂、过氧化物引发剂、光固化交联用单体或低聚物、助交联剂、抗氧剂、光稳定剂和硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池封装用多层共挤表面层预交联胶膜，其特征在于，所述多层共挤表面层预交联胶膜的厚度在0.1毫米至2毫米之间。