本發(fā)明屬于光伏封裝膠膜領(lǐng)域，尤其涉及一種高折射率納米無機物雜化光伏封裝材料。
背景技術(shù)：
：在資源緊缺，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的全球問題下，人們愈發(fā)迫切地需求一種環(huán)境友好、可再生的綠色能源。太陽能技術(shù)應(yīng)運而生，太陽能也成為了目前被廣泛認(rèn)可的清潔能源，而光伏發(fā)電是太陽能利用的一種主要形式。在惡劣的條件下，為保證太陽能電池組件的整體性和持久性，確保硅晶片不被破壞，一般先用兩層高分子封裝膠膜密封晶硅電池片，再和上層保護材料鋼化玻璃和下層保護背板粘結(jié)。太陽光在組件中的吸收和損耗受組件各層物質(zhì)的折射率影響很大，光照射到晶硅片上時一部分光被反射，根據(jù)反射最小值公式：陽光透光上層鋼化玻璃，透過封裝膠膜，在晶硅片上由光能轉(zhuǎn)化為電能，如果鋼化玻璃和電池片之間的封裝材料的折射率是其兩邊材料的幾何平均值則反射率為0，電池片對太陽光的利用效率達(dá)到最大值。其中玻璃的折射率n0＝1.52，硅電池片的折射率n2＝3.8。根據(jù)公式所需封裝膠膜的折射率為n1＝2.3。而常用封裝材料折射率都不足1.5，遠(yuǎn)達(dá)不到要求，大大影響了光利用率。若采用直接分散法或共混法加入高折射率納米材料，由于納米粒子表面能較高、極性不匹配等原因，容易團聚或沉積造成相分離，使粒子失去或部分失去其特有的功能和作用。鑒于上述情況，目前急需一種具有高折射率的封裝膠膜，提高光伏組件的整體效率。同時，需要對納米粒子進行表面修飾，設(shè)計納米粒子的表面結(jié)構(gòu)降低其與有機基體間的界面能，提高納米粒子與聚合物之間的相容性。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高折射率納米無機物雜化光伏封裝材料。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種高折射率納米無機物雜化光伏封裝材料，它通過以下方法制備得到：將100～120質(zhì)量份封裝膠膜基體、5～20質(zhì)量份高折射率納米無機物、0.1～5質(zhì)量份交聯(lián)劑、0.01～2質(zhì)量份紫外光吸收劑、0.01～5質(zhì)量份光穩(wěn)定劑混合均勻，然后用雙螺桿擠出機擠出造粒，將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜。進一步地，所述高折射率納米無機物為粒徑尺寸小于25納米的粉體，選自非晶硅、金屬單質(zhì)鍺(Ge)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈰(CeO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、碲化鉛(PbTe)、硫化鉛(PbS)、硫化鋅(ZnS)、硫化鐵(FeS)、硒化鋅(ZnSe)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)；所述二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化鈮、氧化鋅、氧化鈰、五氧化二鉭通過與硅烷偶聯(lián)劑表面的羥基發(fā)生溶膠凝膠反應(yīng)實現(xiàn)表面包覆，所述碲化鉛、硫化鉛、硫化鋅、硫化鐵、硒化鋅用硫酚類的化合物來包覆。進一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷、3一氨基丙基三乙氧基硅烷、異氰酸丙基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-縮水甘油丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巰丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基-三甲氧基硅烷。進一步地，所述硫酚類化合物選自2-硝基硫酚、4-硝基硫酚、4-乙基硫酚、2-乙氧基硫酚、3-乙氧基硫酚、4-苯氧基硫酚、3-羥基硫酚、2，5-二乙氧基硫酚、3，4-二甲氧基硫酚、2，5-二甲氧基硫酚、2，5-二羥基硫酚、2，6-二甲基-4-硫酚、2-氯-4-氟硫酚、4-甲氧基-2-甲基硫酚、3-氟-4-甲氧基硫酚、4-氯-2，5-甲基硫酚、對羥基硫酚、2-羥基硫酚、氯硫酚、氟硫酚、溴硫酚、二氯硫酚、、二氟硫酚、三氯硫酚、三氟硫酚、四氟硫酚、五氟硫酚。進一步地，所述封裝膠膜基體由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯彈性體、有機硅橡膠、茂金屬催化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、乙烯戊烯共聚物中的一種或兩種以上按任意配比混合組成。進一步地，所述交聯(lián)劑為自由基熱引發(fā)交聯(lián)劑，由以下物質(zhì)中的一種或幾種按照任意配比混合組成：叔丁基過氧化碳酸異丙酯、2，5-二甲基-2，5－雙(叔丁過氧基)己烷、1-雙(過氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、1，1-雙(叔丁基過氧)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，1-雙(叔戊基過氧)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、1，1-雙(叔戊基過氧)環(huán)己烷、1，1-雙(叔丁基過氧)環(huán)己烷、2，2-雙(叔丁基過氧)丁烷、過氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2，5-二甲基2，5-雙(苯甲酰過氧)-己烷、過氧化碳酸叔戊酯、過氧化3，3，5三甲基己酸叔丁酯。進一步地，所述紫外光吸收劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成：2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2，2-四亞甲基雙(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-(2’-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮。進一步地，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑，由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成：3，5-二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯、癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和嗎啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的聚合物。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過加入高折射率納米無機物，可實現(xiàn)提高光伏封裝材料折射率并可調(diào)的作用，從而達(dá)到玻璃、封裝材料、晶硅電池片三者折射率完美匹配，將硅片對入射太陽光的吸收最優(yōu)化，提高太陽能電池效率。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍不僅局限于實施例：實施例1：以質(zhì)量份數(shù)計，向100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯VA的質(zhì)量含量為31％)中，加入粒徑尺寸小于25nm，經(jīng)γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲氧基硅烷包覆后的納米二氧化鉿和經(jīng)4-硝基硫酚包覆后的納米硫化鋅各5份，加入0.3份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸異丙酯和0.3份交聯(lián)劑1-雙(過氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷，0.01份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮，0.1份光穩(wěn)定劑癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S1。實施例2：以質(zhì)量份數(shù)計，向105份乙烯辛烯共聚物中，加入粒徑尺寸小于25nm的納米碲化鉛10份，加入0.1份交聯(lián)劑2，5-二甲基-2，5－雙(叔丁過氧基)己烷，2份紫外光吸收劑2，2-四亞甲基雙(3，1-苯并噁嗪-4-酮)，0.5份光穩(wěn)定劑3，5-二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S2。實施例3：以質(zhì)量份數(shù)計，向120份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中，加入粒徑尺寸小于25nm的納米磷化鎵5份，加入5份交聯(lián)劑過氧化3，3，5三甲基己酸叔丁酯，0.5份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮，5份光穩(wěn)定劑雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S3。實施例4：以質(zhì)量份數(shù)計，向100份聚乙烯醇縮丁醛中，加入粒徑尺寸小于25nm，經(jīng)N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷包覆的納米五氧化二鉭20份，加入3份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯，1份紫外光吸收劑2，2-四亞甲基雙(3，1-苯并噁嗪-4-酮)，0.5份光穩(wěn)定劑三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯和0.3份光穩(wěn)定劑雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S4。實施例5：以質(zhì)量份數(shù)計，向105份茂金屬催化聚乙烯中，加入粒徑尺寸小于25nm，經(jīng)2，6-二甲基-4-硫酚包覆的納米硫化鐵15份，加入1.5份交聯(lián)劑1，1-雙(叔戊基過氧)環(huán)己烷，1份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮和1份紫外光吸收劑2-(2’-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑，0.5份光穩(wěn)定劑丁二酸和4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S5。實施例6：以質(zhì)量份數(shù)計，向100份聚氨酯彈性體中，加入粒徑尺寸小于25nm，經(jīng)異丁基三乙氧基硅烷包覆的納米氧化鋯3份和納米磷化銦5份，加入2份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯，0.5份紫外光吸收劑2，2’-二羥基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮，0.01份光穩(wěn)定劑雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為S6。比較例1：以質(zhì)量份數(shù)計，向100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯VA的質(zhì)量含量為31％)中，加入0.3份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸異丙酯和0.3份交聯(lián)劑1-雙(過氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷，0.01份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮，0.1份光穩(wěn)定劑癸二酸雙-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為C1。比較例2：以質(zhì)量份數(shù)計，向100份聚乙烯醇縮丁醛中，加入3份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯，1份紫外光吸收劑2，2-四亞甲基雙(3，1-苯并噁嗪-4-酮)，0.5份光穩(wěn)定劑三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯和0.3份光穩(wěn)定劑雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，混合均勻后用雙螺桿擠出機擠出造粒。將造好的粒子用單螺桿擠出機擠出，擠出物經(jīng)流延成膜，冷卻后收卷得到厚度為0.5mm的膠膜，記為C2。通過上述實施例和比較例得到的封裝膠膜，經(jīng)下述測試方法進行評估，評估結(jié)果列于表1：1、封裝膠膜折射率樣品制作：取封裝膠膜，按離形膜/膠膜/離形膜次序放入真空層壓機內(nèi)，在150℃，層壓固化15分鐘。將層壓后的膠膜取出測試。用阿貝折光儀測得膠膜折射率。2、玻璃/封裝膠膜粘結(jié)強度測試方法參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2790《膠粘劑180°剝離強度試驗方法撓性材料對剛性材料》。樣品制作：取3mm厚玻璃、封裝膠膜、TPT背板，按玻璃/膠膜/背板次序放入真空層壓機內(nèi)，在150℃，層壓固化15分鐘。對于表面預(yù)交聯(lián)封裝膠膜，剝離樣品在制作時非預(yù)交聯(lián)側(cè)朝向玻璃。在拉力機上進行測試，剝離速度為100mm/min，記錄拉伸強度數(shù)值。3、組件功率測試將上述實施例和比較例得到的封裝膠膜，按照相同的工藝進行封裝太陽能電池組件。同一種膠膜封裝四塊組件，為一個模塊。所封裝的組件為標(biāo)準(zhǔn)的60片15.6cm×15.6cm多晶硅電池，且為同一廠家，同一批次，同一檔次。將制作好的組件模塊用功率模擬器測量功率。表1：實施例與比較例所得的封裝膠膜性能對比膠膜樣品折射率與玻璃粘結(jié)強度(N/cm)組件功率(w)S11.56153261S21.53126258S31.52138256S41.62103270S51.60124265S61.54132259C11.47136251C21.48108252本發(fā)明方案可以給光伏組件提供高折射率的封裝膠膜，從而提高組件功率。最后應(yīng)該說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)覆蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。當(dāng)前第1頁1 2 3