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CN111454668A - 共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃 - Google Patents

共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃 Download PDF

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CN111454668A CN202010287647.2A CN202010287647A CN111454668A CN 111454668 A CN111454668 A CN 111454668A CN 202010287647 A CN202010287647 A CN 202010287647A CN 111454668 A CN111454668 A CN 111454668A
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Abstract

本发明提供了一种共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃。共挤胶膜包括至少两个胶膜层,按重量份计,形成各胶膜层的原料包括第一组分和第二组分,第一组分为1~100份接枝有吸电子基团的第一基体树脂,第二组分各自独立地含有0.01~25产水剂和/或0.01~2.5份催化剂,且各第二组分不同时为产水剂,也不同时为催化剂,第一基体树脂与产水剂可以发生交联反应,催化剂能够催化交联反应。以上述共挤胶膜为原料制备太阳能电池组件时,能够大大提高其光电转化效率,且成本低,工艺简单,便于工业化推广。

Description

共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域,具体而言,涉及一种共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃。
背景技术
在太阳能组件中,光伏共挤胶膜作为硅晶片与外层玻璃的唯一“屏障”,为保证太阳能组件具有较高的光电转换效率,共挤胶膜需要具备优异的阻隔性能、力学性能、抗蠕变性能等,而光伏共挤胶膜的上述性能与其交联度息息相关。另外,为避免层压过程中溢胶,需要降低胶膜层压过程中的流动性,一般通过调控胶膜的预交联度控制胶膜的流动性。
目前,胶膜交联一般通过以下方法:化学交联、辐照交联、紫外交联和热交联。化学交联一般是在胶膜中添加交联剂和助交联剂。在层压过程中,胶膜受热后,交联剂(比如有机过氧化物)分解产生自由基,引发基体树脂和助交联剂发生交联反应,从而实现机械性能、耐热蠕变性阻隔性能的增强。但是这种交联体系需要较长的反应时间,严重降低了组件制作效率,增加了组件制作成本。并且由于组件中各层材料的线膨胀系数的差异会产生一部分内应力,封装完成后组件温度降至室温,因各部分导热系数的差异又产生一部分内应力。两部分内应力累积,最终将导致各组件间脱层、起泡、褶皱等现象的发生,但是组件中残留的过氧化物会引起“蜗牛纹”的问题,同时也会导致组件中焊带、汇流条或电池片腐蚀。辐照交联、紫外交联需要专门的设备,增加了生产成本,工艺流程更复杂。
降低胶膜流动性的方法主要有采用低熔指树脂原料、辐照预交联处理等。其中,采用低熔指树脂会使胶膜流延挤出难度大大提高,生产成本大幅提升,同时胶膜流动性的降低有限。采用紫外辐照处理或电子束辐照处理,让胶膜有一定的预交联度是白色高反射率胶膜最常用的处理方法,但是这些方法设备和工艺成本较高,而且预交联工艺会对胶膜可靠性造成影响。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种共挤胶膜、太阳能电池组件及双层玻璃,以解决现有工艺制得的共挤胶膜存在易脱层,且交联时间长影响制备周期的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种共挤胶膜,包括至少两个胶膜层,按重量份计,形成各胶膜层的原料包括第一组分和第二组分,第一组分为1~100份接枝有吸电子基团的第一基体树脂,第二组分各自独立地含有0.01~25产水剂和/或0.01~2.5份催化剂,且各第二组分不同时为产水剂,也不同时为催化剂,第一基体树脂与产水剂可以发生交联反应,催化剂能够催化交联反应。
进一步地,各接枝有吸电子基团的第一基体树脂中,吸电子基团分别独立地选自酸酐基、异氰酸酯基、硅烷偶联基、酰氯基、氨基、羧基、羟基、巯基、磺酸基、环氧基或氰基;接枝有吸电子基团的第一基体树脂中,吸电子基团的接枝量为0.1~10wt%,优选为0.5~3wt%,更优选为0.6~2.8wt%,进一步优选为1~2.5wt%。
进一步地,硅烷偶联基为乙烯共聚物与硅烷有机物反应得到的自由基;优选地,硅烷有机物选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
进一步地,形成各胶膜层的原料中的产水剂选自含结晶水的单一化合物、金属氧化物和酸的混合物、金属氢氧化物和酸的混合物、含有至少两个活性基团的有机物中的一种或多种,且各活性基团分别独立地选自氨基、羧基、羟基、巯基或缩醛基。
进一步地,含结晶水的单一化合物选自一水二硫酸钙、一水碳酸钠、二水硫酸钙、三水硝酸铜、五水硫酸铜、六水硫酸镁、六水硫酸锌、七水硫酸锌、七水碳酸钠、七水硫酸亚铁、一水草酸钙、二水草酸钙、十水硫酸钠、十水碳酸钠和十二水硫酸铝钾中的一种或多种。
进一步地,金属氧化物选自氧化锌、氧化锡、氧化钙、氧化镁和氧化铝中的一种或多种;金属氢氧化物选自氢氧化锌、氢氧化锡、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种;酸选自有机酸,优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、软脂酸、珠光脂酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、木焦油酸、二十五酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、二十九酸、三十酸、三十一酸、三十二酸、三十三酸、三十四酸、三十五酸和三十六酸中的一种或多种。
进一步地,含有两个或两个以上活性基团的有机物选自1,3丙二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、三乙醇胺、四羟丙基乙二胺、顺丁烯二酸、富马酸.、N,N-二甲基甲酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺和对羟基苯酚成的组中的一种或多种。
进一步地,形成各胶膜层的原料中的催化剂分别独立地选自有机胺、醇胺类有机物、哌嗪类有机物、吗啉类有机物、双(2-二甲氨基乙基)醚、1,8二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯、吡啶类有机物、1,3,5-三(二甲氨丙基)-六氢化三嗪、酚类有机物、羧酸盐、有机酸、多元醇、含锡有机物、含铋有机物和含铅有机物中的一种或多种。
进一步地,有机胺选自N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、N',N',N',N-四甲基亚烷基二胺、N',N',N',N-五甲基二亚乙基三胺、三乙胺、N',N-二甲基十六胺、N',N-二甲基丁胺、三亚乙基二胺组成的组中的一种或多种;醇胺类有机物选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、N',N-二甲基乙醇胺和N,N'-双(2羟丙基)苯胺组成的组中的一种或多种;哌嗪类有机物选自1,4-二甲基哌嗪、N',N-二乙基哌嗪、N',N-二乙基-2-甲基哌嗪和N',N-双-(α-羟丙基)-2-甲基哌嗪组成的组中的一种或多种;吗啉类有机物选自N-乙基吗啉、N-甲基吗啉和N-2-羟丙基二甲基吗啉组成的组中的一种或多种;吡啶类有机物选自吡啶、N',N-二甲基吡啶、烷基吡啶、卤代吡啶、氨基吡啶、甲基吡啶、硝基吡啶、羟基吡啶、苄基吡啶、乙基吡啶、二氢吡啶组成的组中的一种或多种;酚类有机物选自2-甲基苯酚、1,3-苯二酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲基苯酚、2,4,6-三(二甲氨甲基)苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基苯酚组成的组中的一种或多种;羧酸盐选自醋酸钾、醋酸锌、醋酸钙和醋酸镁组成的组中的一种或多种;有机酸选自萘磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和三甲基-N-2-羟丙基己酸组成的组中的一种或多种;多元醇选自乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷和季戊四醇组成的组中的一种或多种;含锡有机物选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二硫醇二辛基锡、二丁基氧化锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和月桂酸马来酸二丁基锡组成的组中的一种或多种。
进一步地,按重量份计,形成各胶膜层的原料还分别独立地包括0~99份第二基体树脂、0~5份交联剂,0~5份助交联剂,0~1份光稳定剂,0~2份紫外光吸收剂、0~3份增粘剂和0~40份颜料;优选地,按重量份计,形成各胶膜层的原料分别独立地包括1~100份接枝有吸电子基团的第一基体树脂,5~90份第二基体树脂、0.1~2份交联剂,0.1~3份助交联剂,0.1~1份光稳定剂,0.1~1份紫外光吸收剂、0.1~1份增粘剂和0~20份颜料,以及0.1~10产水剂和/或0.05~1份催化剂。
进一步地,形成各胶膜层的原料中的第一基体树脂和第二基体树脂分别独立地选自乙烯共聚物或乙烯-α-烯烃共聚物,其中,乙烯共聚物为乙烯与一种或多种聚合单体形成的共聚物,聚合单体选自醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯、1,4-己二烯的二元或多元共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯/异戊二烯与苯乙烯的嵌段共聚物、天然橡胶或反式聚异戊二烯橡胶;乙烯-α-烯烃共聚物为乙烯与一种或多种碳原子数为3~20的α-烯烃聚合得到,更优选地,α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二碳烯。
本申请的另一方面还提供了一种太阳能电池组件,包括共挤胶膜,共挤胶膜为本申请提供的共挤胶膜。
本申请的又一方面还提供了一种双层玻璃,双层玻璃包括两层玻璃层和夹在玻璃层之间的胶膜层,胶膜层为本申请提供的共挤胶膜。
应用本发明的技术方案,共挤胶膜在挤出加工时不产生水,在层压过程中温度120℃以上,形成各胶膜层原料中的产水剂通过物理反应或化学反应能够产生水,水能够引发接枝有吸电子基团的第一基体树脂发生交联反应,形成交联网络。同时应用过程中各胶膜层发生熔融后,相邻胶膜层接触面附近的原料会发生少许渗透,在催化剂的作用下,形成相邻胶膜层原料中的产水剂与接枝有吸电子基团的第一基体树脂能够发生层间交联,或者层内交联和层间交联。在上述两方面的原因下,共挤胶膜制备过程中无需加入自由基引发剂和架桥剂就能使其在应用过程中达到快速高效交联的目的,相邻的胶膜层之间的粘结性能大大提升,起到降低共挤胶膜出现脱层风险的效果。此外,将原料中各组分的用量限定在特定范围内能够降低共挤胶膜应用过程中的流动性,并控制共挤胶膜的交联度,提高其粘度性能、力学性能及抗蠕变性能等综合性能。以上述共挤胶膜为原料制备太阳能电池组件时,能够大大提高其光电转化效率,且成本低,工艺简单,便于工业化推广。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的,现有工艺制得的共挤胶膜存在易脱层,且交联时间长影响制备周期的问题。为了解决上述技术问题,本申请提供了一种共挤胶膜,包括至少两个胶膜层,按重量份计,形成各胶膜层的原料包括第一组分和第二组分,其中第一组分为1~100份接枝有吸电子基团的第一基体树脂,第二组分各自独立地含有0.01~25产水剂和/或0.01~2.5份催化剂,且第二组分不同时为产水剂,也不同时为催化剂,第一基体树脂与产水剂可以发生交联反应,且催化剂能够催化交联反应。
共挤胶膜在挤出加工时不产生水,在层压过程中温度120℃以上,形成各胶膜层原料中的产水剂通过物理反应或化学反应能够产生水,水能够引发接枝有吸电子基团的第一基体树脂发生交联反应,形成交联网络。同时应用过程中各胶膜层发生熔融后,在催化剂的作用下,形成相邻胶膜层原料中的产水剂与接枝有吸电子基团的第一基体树脂能够发生层间交联,或者层内交联和层间交联。在上述两方面的原因下,共挤胶膜制备过程中无需加入自由基引发剂和架桥剂就能使其在应用过程中达到快速高效交联的目的,相邻的胶膜层之间的粘结性能大大提升,起到降低共挤胶膜出现脱层风险的效果。此外,将原料中各组分的用量限定在特定范围内能够降低共挤胶膜应用过程中的流动性,并控制共挤胶膜的交联度,提高其粘度性能、力学性能及抗蠕变性能等综合性能。
采用上述原料制得的共挤胶膜的预交联度为5~70%,共挤胶膜与玻璃的剥离强度大于65N/cm。因而以上述共挤胶膜为原料制备太阳能电池组件时,能够大大提高其光电转化效率,且成本低,工艺简单,便于工业化推广。
第一基体树脂上接枝的吸电子基团的能够提高各胶膜层内部以及相邻层间的交联度,进而有利于提高共挤胶膜的力学性能、阻隔性能等。在一种优选的实施例中,各第一基体树脂中的吸电子基团分别独立地选自酸酐基、异氰酸酯基、硅烷偶联基、酰氯基、氨基、羧基、羟基、巯基、磺酸基、环氧基和氰基中的一种或多种。相比于其它种类的吸电子基团,选用上述几种吸电子基团具有更好的交联活性,这有利于进一步提高共挤胶膜的交联度、力学性能及阻隔性能等。
在一种优选的实施例中,硅烷偶联基为乙烯共聚物与硅烷有机物反应得到的自由基。选用硅烷偶联基作为吸电子基团有利于降低形成共挤胶膜中交联剂和助交联剂的用量甚至无需借助交联剂和助交联剂也可以使树脂基体发生交联,从而使配方中含有较少量或不含极性小分子助剂,从而有利于大幅降低共挤胶膜层压后的助剂残留,避免胶膜加工以及存储过程中因极性小分子助剂析出迁移带来的不良影响,降低组件制作过程中出现气泡、蜗牛纹等问题,进一步降低共挤胶膜生产成本;同时还可缩短层压时间,提高生产效率。为进一步提高吸电子基团的反应活性,更优选地,上述硅烷有机物包括但不限于氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
为了进一步提高应用过程中共挤胶膜的交联度,进而提高其综合性能,在一种优选的实施例中,上述接枝有吸电子基团的第一基体树脂中,吸电子基团的接枝量为0.1~10wt%,优选为0.5~3%,更优选为0.6~2.8%,进一步优选为1~2.5%。
产水剂受热发生物理或化学反应能够产生水,进而由水引发接枝有吸电子基团的第一基体树脂发生交联反应,形成交联网络,进而提高共挤胶膜的综合性能。在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的产水剂选自含结晶水的单一化合物、金属氧化物和酸的混合物、含有至少两个活性基团的有机物中的一种或多种,且各所述活性基团分别独立地选自氨基、羧基、羟基、巯基或缩醛基。
由于共挤胶膜在应用过程中的温度较高,因而含结晶水的单一化合物在应用过程中可以通过加热等物理反应产生水,而共挤胶膜挤出加工的温度较低,其不会产生水。在一种优选的实施例中,产水剂选自一水二硫酸钙、一水碳酸钠、二水硫酸钙、三水硝酸铜、五水硫酸铜、六水硫酸镁、六水硫酸锌、七水硫酸锌、七水碳酸钠、七水硫酸亚铁、一水草酸钙、二水草酸钙、十水硫酸钠、十水碳酸钠和十二水硫酸铝钾中的一种或多种。
在另一种优选的实施例中,产水剂为金属氧化物和酸的混合物,或金属氢氧化物和酸的混合物,酸选自使无机酸和/或有机酸,金属氧化物氧化锌、氧化锡、氧化钙、氧化镁和氧化铝中的一种或多种,金属氢氧化物选自氢氧化锌、氢氧化锡、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。酸可以释放出氢离子,因而酸与金属氧化物或金属氢氧化物共同使用时能够通过化学反应产生水。为了进一步提高共挤胶膜的透光率,优选地,上述金属氧化物或金属氢氧化物为纳米级颗粒。更优选地,酸为有机酸,如饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,优选为饱和脂肪酸,如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、软脂酸、珠光脂酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、木焦油酸、二十五酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、二十九酸、三十酸、三十一酸、三十二酸、三十三酸、三十四酸、三十五酸或三十六酸。为了进一步提高上述酸与基体树脂的相容性,优选地,上述酸选自碳原子数大于10的脂肪酸。而硬脂肪酸的获取更加方便,成本较低。
在又一种优选的实施例中,上述含有两个或两个以上活性基团的有机物包括但不限于1,3丙二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、三乙醇胺、四羟丙基乙二胺、顺丁烯二酸、富马酸.、N,N-二甲基甲酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺和对羟基苯酚组成的组中的一种或多种。相比于其它产水剂,上述产水剂与形成共挤胶膜的其它原料具有更好的相容性,从而使得产水剂的分散更为均匀,应用时交联效果更好,进而使得共挤胶膜的性能稳定性更高。
在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的催化剂分别独立地选自有机胺、醇胺类有机物、哌嗪类有机物、吗啉类有机物、双(2-二甲氨基乙基)醚、1,8二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯、吡啶类有机物、1,3,5-三(二甲氨丙基)-六氢化三嗪、酚类有机物、羧酸盐、有机酸、多元醇、含锡有机物、含铋有机物和含铅有机物中的一种或多种。相比于其它催化剂,选用上述催化剂有利于进一步提高产水剂和接枝有吸电子基团的第一基体树脂的交联程度,提高胶膜的综合性能。
更优选地,有机胺包括但不限于N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、N',N',N',N-四甲基亚烷基二胺、N',N',N',N-五甲基二亚乙基三胺、三乙胺、N',N-二甲基苄胺、N',N-二甲基十六胺、N',N-二甲基丁胺、三亚乙基二胺组成的组中的一种或多种;醇胺类有机物包括但不限于乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、N',N-二甲基乙醇胺和N,N'-双(2羟丙基)苯胺组成的组中的一种或多种;哌嗪类有机物包括但不限于1,4-二甲基哌嗪、N',N-二乙基哌嗪、N',N-二乙基-2-甲基哌嗪和N',N-双-(α-羟丙基)-2-甲基哌嗪组成的组中的一种或多种;吗啉类有机物包括但不限于N-乙基吗啉、N-甲基吗啉和N-2-羟丙基二甲基吗啉组成的组中的一种或多种;吡啶类有机物包括但不限于吡啶、N',N-二甲基吡啶、烷基吡啶、卤代吡啶、氨基吡啶、甲基吡啶、硝基吡啶、羟基吡啶、苄基吡啶、乙基吡啶、二氢吡啶组成的组中的一种或多种;酚类有机物选自2-甲基苯酚、1,3-苯二酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲基苯酚、2,4,6-三(二甲氨甲基)苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚、亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基苯酚组成的组中的一种或多种;羧酸盐选自醋酸钾、醋酸锌、醋酸钙和醋酸镁组成的组中的一种或多种;有机酸选自萘磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和三甲基-N-2-羟丙基己酸组成的组中的一种或多种;多元醇选自乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷和季戊四醇组成的组中的一种或多种;含锡有机物选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二硫醇二辛基锡、二丁基氧化锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和月桂酸马来酸二丁基锡组成的组中的一种或多种。
在一种优选的实施例中,重量份计,形成各胶膜层的原料还分别独立地包括0~99份第二基体树脂、0~5份过氧化物类交联剂,0~5份助交联剂,0~1份光稳定剂,0~2份紫外光吸收剂、0~3份增粘剂和0~40份颜料。更优选地,按重量份计,形成各所述胶膜层的原料分别独立地包括1~100份所述接枝有吸电子基团的第一基体树脂,5~90份所述第二基体树脂、0.1~2份所述交联剂,0.1~3份所述助交联剂,0.1~1份所述光稳定剂,0.1~1份所述紫外光吸收剂、0.1~1份所述增粘剂和0~20份所述颜料,以及0.1~10所述产水剂和/或0.05~1份所述催化剂。
第二基体树脂的加入有利于提高共挤胶膜的力学性能和阻隔性能,过氧化物类交联剂和助交联剂的加入有利于进一步提高共挤胶膜的交联性能,而光稳定剂的加入有利于提高共挤胶膜的光稳定性,紫外光吸收剂的加入有利于提高共挤胶膜的耐老化性能,增粘剂的加入有利于提高共挤胶膜的粘性,进而有利于进一步降低后续应用过程中的脱层风险,颜料的加入可以满足使用者对色彩的要求。
在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的第一基体树脂和第二基体树脂分别独立地选自乙烯共聚物或乙烯-α-烯烃共聚物,其中,乙烯共聚物为乙烯与一种或多种聚合单体形成的共聚物,聚合单体包括但不限于醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯、1,4-己二烯的二元或多元共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯/异戊二烯与苯乙烯的嵌段共聚物、天然橡胶或反式聚异戊二烯橡胶;乙烯-α-烯烃共聚物为乙烯与一种或多种碳原子数为3~20的α-烯烃通过聚合得到,更优选地,α-烯烃包括但不限于丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二碳烯。相比于其它基体树脂,选用上述树脂作为第一基体树脂或第二基体树脂有利于进一步提高共挤胶膜的力学性能和阻隔性能等综合性能。
上述过氧化物类交联剂可以选用本领域常用的种类。在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的过氧化物类交联剂分别独立地选自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、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2,5-二甲基2,5-二甲基2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯和过氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯中的一种或多种。
上述增粘剂可以选用本领域常用的种类。在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的增粘剂分别独立地选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷和3-氨丙基三甲基硅烷中的一种或多种。相比于其它增粘剂,选用上述几种增粘剂有利于进一步提高胶膜层中各组分的相容性,从而进一步提高共挤胶膜的粘结性能。
助交联剂可以选用本领域常用的种类。为了进一步提高共挤胶膜的交联度,优选地,形成各胶膜层的原料中的交联助剂分别独立地选自三烯丙基异氰尿酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、2,4,6-三(2-丙烯基氧基)-1,3,5-三嗪、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
上述原料中颜料可以选用本领域常用的种类,如中空玻璃珠、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、钛白粉、氧化锌、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、铜铬黑、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硼、碳化硅、磷酸铵、聚磷酸铵、季戊四醇、双季戊四醇、多季戊四醇酯和聚磷酸三聚氰胺硼酸盐中的一种或多种。
在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的光稳定剂分别独立地选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶与α-烯类单体聚合得到的接枝共聚物、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯中的一种或多种。相比于其它光稳定剂,选用上述几种光稳定剂有利于进一步提高共挤胶膜的光稳定性,从而有利于延长其使用寿命。
在一种优选的实施例中,形成各胶膜层的原料中的紫外光吸收剂分别独立地选自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)苯并三唑和2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮中的一种或多种。相比于其它光稳定剂,选用上述几种光稳定剂有利于进一步提高共挤胶膜的耐老化性能等。
本申请另一方面还提供了一种太阳能电池组件,包括共挤胶膜,且该共挤胶膜为本申请提供的共挤胶膜。
上述共挤胶膜均具有良好的粘结性能、阻隔性能、力学性能、抗蠕变性能,且稳定性和可靠性高,而共挤胶膜还具有不易脱层的优点。因而含有上述共挤胶膜的太阳能电池组件具有较高的光电转化效率,且成本低,工艺简单,便于工业化推广。
本申请又一方面还提供了一种双层玻璃,包括两层玻璃层和夹在玻璃层之间的胶膜层,其中上述胶膜层为本申请提供的共挤胶膜。
上述共挤胶膜均具有良好的粘结性能、阻隔性能、力学性能、抗蠕变性能,且稳定性和可靠性高,而共挤胶膜还具有不易脱层的优点。因而含有上述共挤胶膜的双层玻璃具有较好的层压性能,且阻隔性能和力学性能好,成本低,工艺简单,便于工业化推广。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
第一胶膜层的原料:以重量份计,取30份基体树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,美国杜邦),70份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦),加入1.5份催化剂N,N-二甲基苄胺、0.8份交联剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷,0.8份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取10份基体树脂乙烯-己烯共聚物(美国陶氏)、80份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物(接枝率2wt%,美国陶氏)、10份产水剂一水二硫酸钙母粒,10份产水剂1,3-丙二醇。其中,一水合硫酸钙母粒由一水二硫酸钙和乙烯-己烯共聚物通过双螺杆挤出机造粒得到,相对于100份乙烯-辛烯共聚物,一水合硫酸钙的用量为20份。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备双层复合光伏共挤胶膜,记为E1,通过分配器计算可知第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.3mm。
实施例2
第一胶膜层的原料:以重量份计,取100份异氰酸酯基团接枝的乙烯-辛烯共聚物(接枝率3wt%,美国陶氏),1份催化剂乙二醇,0.01份催化剂辛酸亚锡,2份交联剂1,1-双(叔戊基过氧)环己烷,0.02份助交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,1.0份助交联剂乙氧化甘油三丙烯酸酯0.8份增粘剂乙烯基三过氧化叔丁基硅烷,0.8份光稳定剂葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,20份钛白粉。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取100份异氰酸酯基团接枝的乙烯-辛烯共聚物(接枝率3wt%,美国陶氏),5份产水剂(氧化钙和月桂酸的母粒),20份产水剂1,4-丁二醇。其中,氧化钙和月桂酸的母粒由氧化钙、月桂酸和乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏)通过双螺杆挤出机造粒得到,相对于100份乙烯-辛烯共聚物,氧化钙为3份,月桂酸为10份。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层、第一胶膜层三层复合光伏共挤胶膜,记为E2,通过分配器计算可知第二胶膜层厚度为0.1mm,第一胶膜层厚度0.2mm,胶膜总厚度0.5mm。
实施例3
第一胶膜层的原料:以重量份计,50份基体树脂乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏),50份含有1.0%酸酐的乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏),2.5份催化剂三亚乙基二胺,0.5份交联剂叔丁基过氧化碳酸异丙酯,0.9份助交联剂三烯丙基异氰尿酸酯,0.5份增粘剂乙烯基三乙氧基硅烷,0.02份光稳定剂双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取20份含有1.0%酸酐的乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏),80份含有1.2%巯基的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),0.5份催化剂N,N-二甲基环己胺,2份第一交联剂1,1-双(叔戊基过氧)环己烷,0.02份助交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,0.8份第一交联剂乙烯基三过氧化叔丁基硅烷,0.8份光稳定剂葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,2份增粘剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层、第一胶膜层、第二胶膜层四层复合光伏共挤胶膜,记为E3,通过分配器计算可知共挤胶膜第二胶膜层厚度为0.1mm,第一胶膜层厚度0.1mm,胶膜总厚度0.4mm。
实施例4
第一胶膜层的原料:20份基体树脂乙烯-丁烯共聚物(美国陶氏),30份含有4.0%硅烷偶联基团的乙烯-戊烯共聚物,50份含有1.5%羟基的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),1份催化剂三甲基-N-2-羟丙基己酸,2份交联剂叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯,1份助交联剂二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.8份光稳定剂三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯,40份颜料炭黑。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取20份乙烯-丙烯共聚物(美国陶氏),80份含有1.5%羟基的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),0.5份产水剂乙二醇,0.5份催化剂N’,N-二甲基十六胺,2份助交联剂乙叔丁基过氧化碳酸异丙酯,1份助交联剂二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.8份光稳定剂三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层、第一胶膜层、第二胶膜层、第一胶膜层五层复合光伏共挤胶膜,记为E4,通过分配器计算可知共挤胶膜第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.1mm,胶膜总厚度0.7mm。
实施例5
第一胶膜层的原料:10份基体树脂乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国陶氏杜邦),35份含有2.5%硅烷偶联基团的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),35份含有6.5%磺酸基的乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏),20份含有2.5%份异氰酸酯基团的乙烯-丁烯共聚物(美国陶氏),0.3份催化剂N’,N’,N’,N-五甲基二亚乙基三胺,0.5份助交联剂2,4,6-三(2-丙烯基氧基)-1,3,5-三嗪,0.9份光稳定剂葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇,3份颜料钛白粉和2份颜料中空玻璃珠
第二胶膜层的原料:以重量份计,10份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国杜邦),35份含有2.5%硅烷偶联基团的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),35份含有6.5%磺酸基的乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏),20份含有氧化锌和硬脂酸的母粒。其中,含有氧化锌和硬脂酸的母粒由氧化锌、硬脂酸和乙烯-辛烯共聚物通过双螺杆挤出机造粒得到,相对于100份乙烯-辛烯共聚物,氧化钙为2份,月桂酸为7份。加入0.1份2,2-双(叔丁基过氧)丁烷,1份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,0.8份双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯,0.8份2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层两层复合光伏共挤胶膜,记为E5,通过分配器计算可知共挤胶膜第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.25mm,胶膜总厚度0.45mm。
实施例6
第一胶膜层的原料:100份含有2.0%硅烷偶联基团和2.5%酰氯基基团的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),0.4份催化剂三亚乙基二胺,1.0份交联剂1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,1.0份助交联剂二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.05份光稳定剂双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯,0.8份第二紫外光吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
第二胶膜层的原料:以重量份计,55份含有3.5%硅烷偶联基团的乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),45份含有3.5%异氰酸酯基的乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏),1.0份产水剂1,4-丁二醇,0.5份产水剂含有2.5%氨基的乙二胺,0.5份产水剂三乙醇胺,1.0份交联剂1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,1.0份助交联剂二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.5份光稳定剂3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯,0.8份第二紫外光吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层两层复合光伏共挤胶膜,记为E6,通过分配器计算可知共挤胶膜第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.25mm,胶膜总厚度0.45mm。
实施例7
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层的原料:以重量份计,取100份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)和0.01份催化剂(N,N-二甲基苄胺);
第二胶膜层的原料:以重量份计,取1份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物,接枝率2wt%,美国陶氏)和25份产水剂(一水二硫酸钙与1,3-丙二醇按重量比1:1)。
实施例8
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层的原料:以重量份计,取1份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)和2.5份催化剂(N,N-二甲基苄胺);
第二胶膜层的原料:以重量份计,取100份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物,接枝率2wt%,美国陶氏)和0.01份产水剂(一水二硫酸钙与1,3-丙二醇按重量比1:1)。
实施例9
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层的原料:以重量份计,取100份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦),加入1.5份催化剂N,N-甲基苄胺、0.8份交联剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷,0.8份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取100份接枝有吸电子基的基体树脂(乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物,接枝率2wt%,美国陶氏)、10份产水剂一水二硫酸钙的母粒,10份产水剂1,3-丙二醇。其中,一水合硫酸钙的母粒由一水二硫酸钙和乙烯-己烯共聚物通过双螺杆挤出机造粒得到,相对于100份乙烯-辛烯共聚物,一水合草酸钙的用量为20份。
实施例10
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为异氰酸酯基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例11
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为酰氯基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例12
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氨基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例13
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为羧基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例14
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为磺酸基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例15
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为环氧基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例16
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氰基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦)。
实施例17
与实施例16的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氰基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率0.8wt%,美国杜邦)。
实施例18
与实施例16的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氰基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率0.1wt%,美国杜邦)。
实施例19
与实施例16的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氰基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率10wt%,美国杜邦)。
实施例20
与实施例16的区别在于,
第一胶膜层和第二胶膜层的原料中的接枝有吸电子基的基体树脂均为氰基接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率0.05wt%,美国杜邦)。
实施例21
与实施例1的区别在于,催化剂为1,8二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯。
实施例22
与实施例1的区别在于,催化剂为1,4-二甲基哌嗪。
实施例23
与实施例1的区别在于,催化剂为N,N-二甲基环己胺。
实施例24
与实施例1的区别在于,催化剂为双(2-二甲氨基乙基)醚。
实施例25
与实施例1的区别在于,催化剂为N-甲基吗啉。
实施例26
与实施例1的区别在于,催化剂为N',N-二甲基吡啶
实施例27
与实施例1的区别在于,催化剂为乙二醇。
实施例28
与实施例1的区别在于,第一胶膜层的原料中加入2份增粘剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)。
实施例29
与实施例28的区别在于,增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
实施例30
与实施例28的区别在于,增粘剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
实施例31
与实施例1的区别在于,
第一胶膜层:以重量份计,取30份基体树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,美国杜邦),70份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦),加入1.5份催化剂N,N-甲基苄胺、10份产水剂一水二硫酸钙,0.8份交联剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷,0.8份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
第二胶膜层:以重量份计,取10份基体树脂乙烯-己烯共聚物(美国陶氏)、80份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物(接枝率2wt%,美国陶氏)、10份产水剂一水二硫酸钙,10份产水剂1,3-丙二醇。其中,一水合硫酸钙的母粒由一水二硫酸钙和乙烯-己烯共聚物通过双螺杆挤出机造粒得到,相对于100份乙烯-辛烯共聚物,一水合草酸钙的用量为20份。
对比例1
第一胶膜层的原料:以重量份计,取30份基体树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,美国杜邦),70份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VA含量为28wt%,接枝率2wt%,美国杜邦),加入0.8份交联剂2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷,0.8份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
第二胶膜层的原料:以重量份计,取10份基体树脂乙烯-己烯共聚物(美国陶氏)、80份乙烯基三甲氧基硅烷接枝的乙烯-己烯共聚物(接枝率2wt%,美国陶氏)。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备双层复合光伏共挤胶膜,记为R1,通过分配器计算可知第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.3mm。
对比例2
第一胶膜层:以重量份计,取100份的基体树脂乙烯-戊烯共聚物(美国陶氏),1.0份交联剂1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,1.0份助交联剂二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.05份的光稳定剂双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯,0.8份紫外光吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
第二胶膜层:以重量份计,取100份的基体树脂乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏),1.0份1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,1.0份二乙二醇二甲基丙烯酸酯,0.5份的3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯,0.8份2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
将上述第一胶膜层的原料与第二胶膜层的原料各自混匀后,加入不同的挤出机。所述第一胶膜层的挤出物料、第二胶膜层的挤出物料分别熔融塑化后注入同一模头中,在T模头内合并形成一个熔体流,经过熔融挤出、流延成膜、冷却、分切和收卷等工序制备第一胶膜层、第二胶膜层两层复合光伏共挤胶膜,记为R2,通过分配器计算可知共挤胶膜第二胶膜层厚度为0.2mm,第一胶膜层厚度0.25mm,胶膜总厚度0.45mm。
对比例3
与实施例1的区别在于,产水剂的用量为30份,催化剂的用量为3份。
将实施例和对比例作粘结力和交联度测试以及组件的层压特性对比,可靠性对比。
测试项目及测试方法
1、粘结力
按照300mm×150mm的玻璃/胶膜(两层)/柔性背板依次叠好放入真空层压机中,按照150C,18分钟的层压工艺进行成压,制作成压件。
在宽度方向上每隔5mm将柔性背板/胶膜切割成10mm±0.5mm的试样用于测试胶膜与玻璃之间的粘结力。按照GB/T 2790-1995的试验方法,以100mm/min±10mm/min的拉伸速度在拉力试验机上测试胶膜与玻璃之间的剥离力,取三个试验的算术平均值,精确到0.1N/cm。
2、交联度
采用二甲苯加热萃取的方法测试。未经二甲苯溶解的质量与初始质量的比指即为交联度。取三个样品的算术平均值,单位%。
3、组件层压外观评价
按照玻璃/胶膜/电池片/胶膜/玻璃的层叠顺序层叠好,按照上述粘结力测试的层压工艺进行层压,制作成标准的双玻太阳能电池组件,组件的规格为60片(6×10)电池片的版型。按照不同的胶膜,各制作100块组件进行外观评价。评价的标准以出现气泡、杂质、胶膜与电池片或玻璃之间脱层为判定对象,具体如下:
○:无△:轻微×:严重
4、组件蜗牛纹测试:
将胶膜与电池片、背板(WVTR<2.0)、镀膜玻璃、接线盒等材料层压制作成4片电池小组件试样。
组件样品制造电池隐裂后,将其放置在85℃,85%RH条件下,通电8A 168h;取出后,将样品接线盒正负极短路,光照10kWh/m2,以此为一个循环,连续进行3个循环。每个循环前后,目视检查样品的外观,观察每片电池片表面是否有蜗牛纹出现。
评价结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0002449134560000171
Figure BDA0002449134560000181
比较实施例1至31及对比例1至3可知,本发明的胶膜在层压后与玻璃具有较好的粘结力,且保持很好的可靠性,在组件外观、蜗牛纹方面的性能明显优于对比例胶膜及其所制备的组件。
比较实施例1、7至8及对比例3可知,将产水剂的用量限定在本申请优选的范围内有利于提高共挤封装膜的性能。
比较实施例1、9至20可知,选用本申请优选的接枝有吸电子基的基体树脂有利于提高共挤封装膜的性能。
比较实施例1、21至27可知,选用本申请优选的催化剂有利于提高共挤封装膜的性能。
比较实施例1、28至30可知,加入增粘剂,且选用本申请优选的增粘剂有利于提高共挤封装膜的性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种共挤胶膜,其特征在于,包括至少两个胶膜层,按重量份计,形成各所述胶膜层的原料包括第一组分和第二组分,所述第一组分为1~100份接枝有吸电子基团的第一基体树脂,所述第二组分各自独立地含有0.01~25产水剂和/或0.01~2.5份催化剂,且各所述第二组分不同时为所述产水剂,也不同时为所述催化剂,所述第一基体树脂与所述产水剂可以发生交联反应,所述催化剂能够催化所述交联反应。
2.根据权利要求1所述的共挤胶膜,其特征在于,各所述接枝有吸电子基团的第一基体树脂中,所述吸电子基团分别独立地选自酸酐基、异氰酸酯基、硅烷偶联基、酰氯基、氨基、羧基、羟基、巯基、磺酸基、环氧基或氰基;
所述接枝有吸电子基团的第一基体树脂中,所述吸电子基团的接枝量为0.1~10wt%,优选为0.5~3wt%,更优选为0.6~2.8wt%,进一步优选为1~2.5wt%。
3.根据权利要求2所述的共挤胶膜,其特征在于,所述硅烷偶联基为乙烯共聚物与硅烷有机物反应得到的自由基;优选地,所述硅烷有机物选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求2或3所述的共挤胶膜,其特征在于,形成各所述胶膜层的原料中的产水剂选自含结晶水的单一化合物、金属氧化物和酸的混合物、金属氢氧化物和酸的混合物含有至少两个活性基团的有机物中的一种或多种,且各所述活性基团分别独立地选自氨基、羧基、羟基、巯基或缩醛基。
5.根据权利要求4所述的共挤胶膜,其特征在于,所述含结晶水的单一化合物选自一水二硫酸钙、一水碳酸钠、二水硫酸钙、三水硝酸铜、五水硫酸铜、六水硫酸镁、六水硫酸锌、七水硫酸锌、七水碳酸钠、七水硫酸亚铁、一水草酸钙、二水草酸钙、十水硫酸钠、十水碳酸钠和十二水硫酸铝钾中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的共挤胶膜,其特征在于,所述金属氧化物选自氧化锌、氧化锡、氧化钙、氧化镁和氧化铝中的一种或多种;
所述金属氢氧化物选自氢氧化锌、氢氧化锡、氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种;
所述酸分别独立地选自有机酸,优选为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、软脂酸、珠光脂酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、木焦油酸、二十五酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、二十九酸、三十酸、三十一酸、三十二酸、三十三酸、三十四酸、三十五酸和三十六酸中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的共挤胶膜,其特征在于,所述含有两个或两个以上活性基团的有机物选自1,3丙二醇、1,3-丁二醇、乙二醇、乙二胺、三乙醇胺、四羟丙基乙二胺、顺丁烯二酸、富马酸.、N,N-二甲基甲酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺和对羟基苯酚成的组中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的共挤胶膜,其特征在于,形成各所述胶膜层的原料中的催化剂分别独立地选自有机胺、醇胺类有机物、哌嗪类有机物、吗啉类有机物、双(2-二甲氨基乙基)醚、1,8二氮杂双环[5,4,0]十一碳-7-烯、吡啶类有机物、1,3,5-三(二甲氨丙基)-六氢化三嗪、酚类有机物、羧酸盐、有机酸、多元醇、含锡有机物、含铋有机物和含铅有机物中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的共挤胶膜,其特征在于,所述有机胺选自N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、N',N',N',N-四甲基亚烷基二胺、N',N',N',N-五甲基二亚乙基三胺、三乙胺、N',N-二甲基十六胺、N',N-二甲基丁胺、三亚乙基二胺组成的组中的一种或多种;
所述醇胺类有机物选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、N',N-二甲基乙醇胺和N,N'-双(2羟丙基)苯胺组成的组中的一种或多种;
所述哌嗪类有机物选自1,4-二甲基哌嗪、N',N-二乙基哌嗪、N',N-二乙基-2-甲基哌嗪和N',N-双-(α-羟丙基)-2-甲基哌嗪组成的组中的一种或多种;
所述吗啉类有机物选自N-乙基吗啉、N-甲基吗啉和N-2-羟丙基二甲基吗啉组成的组中的一种或多种;
所述吡啶类有机物选自吡啶、N',N-二甲基吡啶、烷基吡啶、卤代吡啶、氨基吡啶、甲基吡啶、硝基吡啶、羟基吡啶、苄基吡啶、乙基吡啶、二氢吡啶组成的组中的一种或多种;
所述酚类有机物选自2-甲基苯酚、1,3-苯二酚、2,4-二甲酚、2,6-二甲基苯酚、2,4,6-三(二甲氨甲基)苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚和亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基苯酚组成的组中的一种或多种;
所述羧酸盐选自醋酸钾、醋酸锌、醋酸钙和醋酸镁组成的组中的一种或多种;
所述有机酸选自萘磺酸、甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和三甲基-N-2-羟丙基己酸组成的组中的一种或多种;
所述多元醇选自乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷和季戊四醇组成的组中的一种或多种;
所述含锡有机物选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二硫醇二辛基锡、二丁基氧化锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡和月桂酸马来酸二丁基锡组成的组中的一种或多种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的共挤胶膜,其特征在于,按重量份计,所述形成各胶膜层的原料还分别独立地包括0~99份第二基体树脂、0~5份交联剂,0~5份助交联剂,0~1份光稳定剂,0~2份紫外光吸收剂、0~3份增粘剂和0~40份颜料;
优选地,按重量份计,形成各所述胶膜层的原料分别独立地包括1~100份所述接枝有吸电子基团的第一基体树脂,5~90份所述第二基体树脂、0.1~2份所述交联剂,0.1~3份所述助交联剂,0.1~1份所述光稳定剂,0.1~1份所述紫外光吸收剂、0.1~1份所述增粘剂和0~20份所述颜料,以及0.1~10所述产水剂和/或0.05~1份所述催化剂。
11.根据权利要求10所述的共挤胶膜,其特征在于,形成各所述胶膜层的原料中的第一基体树脂和第二基体树脂分别独立地选自乙烯共聚物或乙烯-α-烯烃共聚物,
其中,所述乙烯共聚物为乙烯与一种或多种聚合单体形成的共聚物,所述聚合单体选自醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯、1,4-己二烯的二元或多元共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯/异戊二烯与苯乙烯的嵌段共聚物、天然橡胶或反式聚异戊二烯橡胶;
所述乙烯-α-烯烃共聚物为乙烯与一种或多种碳原子数为3~20的α-烯烃聚合得到,更优选地,所述α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯或1-十二碳烯。
12.一种太阳能电池组件,包括共挤胶膜,其特征在于,所述共挤胶膜为权利要求1至11中任一项所述的共挤胶膜。
13.一种双层玻璃,所述双层玻璃包括两层玻璃层和夹在所述玻璃层之间的胶膜层,其特征在于,所述胶膜层为权利要求1至11中任一项所述的共挤胶膜。
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