本發(fā)明涉及一種太陽能封裝膠膜及其制備方法，尤其涉及一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜及其制備方法，屬于光伏材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

太陽能封裝膠膜的作用是把太陽能電池片、背板粘接密封起來，避免封裝層的電池片接觸到空氣中的空氣和水分，對太陽能電池進(jìn)行保護(hù)。上世紀(jì)末，國內(nèi)外技術(shù)人員曾實(shí)驗(yàn)用過液態(tài)硅樹脂和聚乙烯醇縮丁醛樹脂片(PVB)作為封裝材料，但均因價(jià)格高、作業(yè)實(shí)施的條件要求較高、實(shí)施成本高、物性不好而被遺棄。目前市場上應(yīng)用最多的封裝材料是乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(EVA)，然而，EVA膠膜在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)時(shí)間長后存在易黃變，抗紫外老化性不足等缺點(diǎn)。

鑒于EVA膠膜的上述不足之處，尋找可替代的封裝膠膜成為重中之重。由于POE塑料是采用茂金屬催化劑的乙烯和辛烯實(shí)現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體，簡稱乙烯-辛烯共聚物(POE)，辛烯的柔軟鏈卷曲結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的乙烯鏈作為物理交聯(lián)點(diǎn)，使它既有優(yōu)異的韌性又有良好的加工性。POE塑料分子結(jié)構(gòu)中沒有不飽和雙鍵，具有優(yōu)良的耐老化性能，因此選用POE膠膜作為封裝材料成為未來的發(fā)展方向。

但無論EVA還是POE作為太陽能電池板的封裝材料，太陽能電池組件在后期的使用均會出現(xiàn)蝸牛紋現(xiàn)象，影響太陽能電池板的美觀。光伏組件上寬如手指的暗色線條縱橫分布現(xiàn)象被稱為蝸牛紋，這種表面出現(xiàn)了細(xì)小的條紋，其形狀很像蝸牛爬痕，而 造成這種現(xiàn)象的真正原因則是電池片表面被氧化。盡管部分研究者認(rèn)為蝸牛紋的產(chǎn)生并沒有造成組件的功率衰減，但由于蝸牛紋的產(chǎn)生本質(zhì)是電池片柵線的氧化變色，并伴隨電池片隱裂以及較高的水蒸汽透過率，使組件發(fā)電過程中，隱裂處電阻增大，產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致封裝膠膜高溫老化分解，產(chǎn)生黃變，最終導(dǎo)致組件功率快速衰減，壽命也降低。

盡管中國發(fā)明專利(公開號：CN103289582A)和(公開號：CN102850947A)分別公開了一種交聯(lián)性和粘結(jié)性的POE膠膜，分別實(shí)現(xiàn)了POE膠膜較優(yōu)異的交聯(lián)性能和粘結(jié)性能，但都沒有涉及POE封裝膠膜的抗蝸牛紋特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種耐高溫、耐老化的抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜，所述封裝膠膜由以下重量份數(shù)成分組成：POE塑料：100份，交聯(lián)劑：0.05-3份，固化劑：0.2-0.8份，增粘劑：0.1-1.2份，極性樹脂：5-90份，紫外吸收劑：0.4-1.5份，抗氧劑：0.04-1.2份，光穩(wěn)定劑：0.01-0.5份，抗靜電劑：0.01-0.8份。

本發(fā)明通過調(diào)控用料成分和各種助劑配比實(shí)現(xiàn)了POE膠膜良好的粘結(jié)性能，較低的水蒸汽透過率，較低的交聯(lián)劑殘余量，從而制備出一種耐高溫、耐老化的POE封裝膠膜，實(shí)現(xiàn)其抗蝸牛紋性能。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述極性樹脂為極性基團(tuán)接枝改性功能樹脂。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述極性基團(tuán)接枝改性功能樹脂為聚乙烯接枝馬來酸酐共聚物、聚乙烯接枝 磺酸共聚物、聚乙烯接枝丙烯酸共聚物、聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、聚丁烯接枝馬來酸酐共聚物、聚丁烯接枝丙烯酸共聚物、EPDM接枝馬來酸酐共聚物，POE接枝馬來酸酐共聚物、POE接枝丙烯酸共聚物、POE接枝甲基丙烯酸酯共聚物中的一種或多種。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、二?；袡C(jī)過氧化物、2,5-二甲基-2,5雙(叔丁基過氧)己烷、1,1-(雙過氧化叔丁基)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、過氧化苯甲酸叔丁酯、三苯基甲烷-4,4-三異氰酸酯、叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、二苯甲酰基過氧化物、二(4-氯苯甲?；?過氧化物、二(2,4-二氯苯甲?；?過氧化物、二(4-甲基苯甲?；?過氧化物、正丁基-4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基過氧化)丁酸酯、叔丁基過氧化-2-乙基己基碳酸酯中的一種或多種。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述固化劑為叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述的增粘劑為烷基酚醛樹脂SP-134。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述的抗靜電劑為陰離子抗靜電劑，所述陰離子抗靜電劑包括烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸酯、磷酸烷基酯中的一種或多種。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述紫外吸收劑為UV-770、2-(2′-羥基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑、UV-360、UV-571、UV-539、1010 DL TP的一種或多種。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧劑1010、抗氧劑DNP、抗氧劑1076、抗氧劑TPP、抗氧劑DLTP、抗氧劑CA的一種或多種。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜中，所述光穩(wěn)定劑為5-二甲基惡唑烷-2,4-二酮、4-(對甲苯磺酰胺基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、水楊酸苯酯、苯丙三氮唑、Tinuvin 119、三嗪受阻胺縮聚物3346的一種或多種。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：

S1、按配比將各原料混合均勻，加入到擠出機(jī)中熔融混合擠出造粒，得到塑料顆粒；

S2、將上述得到的塑料顆粒經(jīng)過擠出機(jī)擠出、流延、壓延成膜，得到POE太陽能電池封裝膠膜。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜的制備方法中，所述步驟S1中擠出機(jī)各段的溫度為40℃-120℃。

在上述的一種抗蝸牛紋POE太陽能封裝膠膜的制備方法中，所述步驟S3中注塑機(jī)各段的溫度為50℃-110℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在不提高生產(chǎn)成本的前提下，保證POE膠膜良好的粘結(jié)性和交聯(lián)性能，實(shí)現(xiàn)了較低的水蒸汽透過率，較低的交聯(lián)劑殘留量，減少了組件因封裝問題等造成的POE膠膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效的提高了POE膠膜在使用過程中耐熱分解以及耐黃變問題，從而降低了太陽能組件蝸牛紋產(chǎn)生的可能，延長組件的使用壽命。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1-4：

依據(jù)表1中組成組分及其重量份數(shù)稱取POE塑料，交聯(lián)劑，固化劑，增粘劑，極性樹脂，紫外吸收劑，抗氧劑，光穩(wěn)定劑、抗靜電劑，置于混合容器中，用攪拌機(jī)攪拌混合均勻。其中，極 性樹脂為聚乙烯接枝馬來酸酐共聚物，交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯，固化劑為叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯，增粘劑為烷基酚醛樹脂SP-134，抗靜電劑為烷基磺酸鹽，紫外吸收劑為UV-770，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，光穩(wěn)定劑為5-二甲基惡唑烷-2,4-二酮。

將上述混合物加入到擠出機(jī)中熔融混合擠出塑料絲狀物質(zhì)，擠出機(jī)溫度控制在各段的溫度為40℃～120℃，然后切割成塑料顆粒。

將上述所得到的塑料顆粒按照所需要的膠膜的寬度和厚度以及形狀花紋要求，經(jīng)擠出機(jī)擠出、流延、壓延進(jìn)行成膜，然后密封包裝。擠出機(jī)溫度控制在各段的溫度為50℃～110℃。取成品樣品，進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表2、表3。

對比例1：

參照表1：依據(jù)表1中組成成分及其重量份數(shù)稱取POE塑料，交聯(lián)劑，固化劑，紫外吸收劑，抗氧劑，光穩(wěn)定劑，置于混合容器中，用攪拌機(jī)攪拌混合均勻。其中，極性樹脂為聚乙烯接枝馬來酸酐共聚物，交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯，固化劑為叔丁基過氧化2-乙基己基碳酸酯，增粘劑為烷基酚醛樹脂SP-134，紫外吸收劑為UV-770，抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，光穩(wěn)定劑為5-二甲基惡唑烷-2,4-二酮。

將上述混合物加入到擠出機(jī)中熔融混合擠出塑料絲狀物質(zhì)，擠出機(jī)溫度控制在各段的溫度為40℃～120℃，然后切割成塑料顆粒。

將上述所得到的塑料顆粒按照所需要的膠膜的寬度和厚度以及形狀花紋要求，經(jīng)擠出機(jī)擠出、流延、壓延進(jìn)行成膜，然后密封包裝。擠出機(jī)溫度控制在各段的溫度為50℃～110℃。取成品樣品，進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表2、表3。

表1

POE與背板的剝離力測試按照GB/T 2790測試標(biāo)準(zhǔn)。

POE與玻璃的剝離力測試按照GB/T 2790測試標(biāo)準(zhǔn)。

POE的體積電阻率測試按照GB/T1410-2006測試標(biāo)準(zhǔn)。

POE的光透過率測試按照GB/T2410測試標(biāo)準(zhǔn)。

POE的紫外老化黃變指數(shù)測試率按照IEC61215/IEC61730測試標(biāo)準(zhǔn)。

POE的雙85老化黃變指數(shù)測試率按照IEC61215/IEC61730測試標(biāo)準(zhǔn)。

表2

從表2得出，增加了交聯(lián)劑、極性樹脂、增粘劑后剝離力有明顯提升，透光率基本不變，不影響膠膜的透光性，紫外和雙85老化黃變指數(shù)相應(yīng)得到提升。

為了對比對組件功率的影響，取5片常規(guī)晶體硅光伏組件進(jìn)行性能測試，雙85老化試驗(yàn)240h后測試的數(shù)據(jù)，常規(guī)多晶體硅光伏組件包括下至上依次層疊的超白玻璃層、第一EVA膠膜層、太陽能電池片層、第二EVA膠膜層、背板層。然后對5片常規(guī)晶體硅光伏組件進(jìn)行I/V測試，測試結(jié)果如表3所示。

表3

從表3中得出組件中有明顯的抗PID效果，這是由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了POE膠膜優(yōu)異的透光性能、耐老化、耐氧化以及較低的水蒸汽透過率，從而實(shí)現(xiàn)POE膠膜的抗蝸牛紋效果。也正是由于POE膠膜的上述效果使得組件的抗PID能力得以提高，延長組件的使用壽命。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，交聯(lián)劑的用量還可以為0.05份、0.5份、1.5份、2.5份、3份；交聯(lián)劑還可以為二?；袡C(jī)過氧化物、2,5-二甲基-2,5雙(叔丁基過氧)己烷、1,1-(雙過氧化叔丁基)3,3,5-三甲基環(huán)己烷、過氧化苯甲酸叔丁酯、三苯基甲烷-4,4-三異氰酸酯、叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、二苯甲酰基過氧化物、二(4-氯苯甲酰基)過氧化物、二(2,4-二氯苯甲?；?過氧化物、二(4-甲基苯甲?；?過氧化物、正丁基-4,4-二(叔丁基 過氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基過氧化)丁酸酯、叔丁基過氧化-2-乙基己基碳酸酯。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，固化劑的用量還可以為0.2份、0.7份、0.8份。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，增粘劑的用量還可以為0.1份、0.3份、0.7份、0.8份、0.9份、1.1份、1.2份。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，極性樹脂的用量還可以為5份、10份、15份、25份、30份、35份、45份、50份、55份、65份、70份、75份、80份、85份、90份；極性樹脂還可以為聚乙烯接枝磺酸共聚物、聚乙烯接枝丙烯酸共聚物、聚丙烯接枝馬來酸酐共聚物、聚丙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、聚丁烯接枝馬來酸酐共聚物、聚丁烯接枝丙烯酸共聚物、EPDM接枝馬來酸酐共聚物，POE接枝馬來酸酐共聚物、POE接枝丙烯酸共聚物、POE接枝甲基丙烯酸酯共聚物。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，抗靜電劑的用量還可以為0.01份、0.03份、0.05份、0.15份、0.25份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份；抗靜電劑還可以為烷基苯磺酸鹽、烷基硫酸酯、磷酸烷基酯。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，紫外吸收劑的用量還可以為0.4份、0.6份、0.7份、0.9份、1.2份、1.4份、1.5份；紫外吸收劑還可以為2-(2′-羥基-4′-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并三唑、UV-360、UV-571、UV-539、1010DL TP。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，抗氧劑的用量還可以為0.04份、0.07份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.1份、1.2份；抗氧劑還可以為抗氧劑1010、抗氧劑DNP、抗氧劑1076、抗氧劑TPP、抗氧劑DLTP、抗氧劑CA。

在上述實(shí)施例及其替換方案中，光穩(wěn)定劑的用量還可以為0.01份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.5份；光穩(wěn)定劑還可以為4-(對甲苯磺酰胺基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、水楊酸苯酯、苯丙三氮唑、Tinuvin119、三嗪受阻胺縮聚物3346。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管對本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實(shí)施例，但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。