一种转光型光伏封装用PVB胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于太阳能电池封装用胶膜领域，具体涉及一种转光型光伏封装用pvb胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，各种新型材料应运而生，为各个行业带来了新的机遇和挑战。pvb由聚乙烯醇(pva)和丁醛缩合而成，是目前已工业化生产的聚乙烯醇缩醛类产品中最主要的品种。pvb胶膜作为一种高性能、环保型复合材料，已经在汽车、建筑、电子、航空航天等领域得到了广泛的应用。pvb胶膜与玻璃、金属等材料有很高的粘接力，因此成为一种不可或缺的合成树脂材料。

2、光伏封装胶膜置于光伏组件的玻璃与太阳能电池或背板与太阳能电池之间，用于封装并保护太阳能电池，是光伏组件的关键材料之一。其主要作用包括：为光伏组件材料起到粘接作用及提供结构支撑；为太阳能电池起到高透光作用及提供最大光耦合；为光伏组件起到物理隔绝作用及提供电气绝缘和水汽阻隔；为光伏组件起到热传导作用及提供优异的耐候性等。

3、eva胶膜的抗紫外能力弱，长期日晒容易发黄发黑，且拉伸强度等力学性能差，而pvb胶膜具有良好的力学性能、隔声性、透明性及抗紫外线能力、与玻璃具有良好的粘接力，添加有增塑剂的pvb胶膜还具有良好的柔韧性和挠曲性，已成熟的应用于建筑用安全玻璃和汽车夹层玻璃的制作。

4、目前关于太阳能封装pvb胶膜的研究已有不少，主要通过胶膜的热导率、耐久性、粘接性和保持透光性来提升性能，但是几乎很少涉及将太阳光谱中的紫外光转为晶硅太阳能电池响应范围的可见光。

技术实现思路

1、本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种具有转光效应的pvb封装胶膜，用于解决上述技术问题中的至少一个。

2、为实现上述目的，本发明中的采用的技术方案如下：

3、一种转光型光伏封装用pvb胶膜，按质量分组成计，包括：聚乙烯醇缩丁醛树脂100份、增塑剂10～20份、丙烯酸酯5～10份、紫外光吸收剂0.5～1.5份、抗氧剂0.5～1份、硅烷偶联剂0.4～0.8份、转光剂1～10份。

4、进一步的，所述聚乙烯醇缩丁醛树脂中羟基质量百分比为17％～19％，在170摄氏度下熔融指数为2.3g/10min。

5、进一步的，所述增塑剂为三乙二醇二-2-乙基己酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、三乙二醇二-2-乙基丁酸酯、癸二酸二丁酯、己二酸二正己酯中的至少一种。

6、进一步的，所述紫外光吸收剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑。

7、进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的至少一种。

8、进一步的，所述硅烷偶联剂包括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或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。

9、进一步的，所述转光剂为有机芳胺类，有机萘类，有机蒽类，有机芘类，有机硅类，三嗪类，苯并咪唑类，苯并噁唑类，苯乙烯类，香豆素类，苯二甲酰亚胺类，芴类中的至少一种。

10、进一步的，所述丙烯酸酯选用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。

11、本发明还有一个目的是：克服现有技术中的不足，提供一种具有转光效应的pvb封装胶膜的制备方法，用于解决上述技术问题中的至少一个。

12、一种转光型光伏封装用pvb胶膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

13、1)将转光剂和丙烯酸酯依序投加到高速混合机内，转光剂和丙烯酸酯的质量比为1:5，用高速混合机搅拌均匀后，在130摄氏度的操作温度下，在转速为100转/分钟的双螺杆挤出机中进行挤出，风干造粒，剪切制备成转光剂母粒；

14、2)将pvb树脂与转光剂母粒、增塑剂、丙烯酸酯、紫外光吸收剂、抗氧剂、硅烷偶联剂按一定的比例在高速混合机中混合均匀，然后在双螺杆挤出机中混炼，挤出机温度为110～120摄氏度，经过流延、压花、冷却进行成膜。

15、本发明还有一个目的是：克服现有技术中的不足，提供一种具有转光效应的pvb封装胶膜的应用。

16、上述转光型pvb封装胶膜在制备光伏组件中的应用。

17、采用本发明中技术方案具有以下有益效果：

18、1.pvb分子中乙烯醇单元含有极性较大且易形成氢键的羟基，它的存在使得pvb树脂具有较高的玻璃化转变温度和较差的加工流动性。本发明中通过加入合适的增塑剂来提高pvb胶膜的熔体流动速率，使其能通过熔融挤出的方法加工成膜，并赋予pvb胶膜良好的抗冲击性能。

19、2.本发明中用于pvb的增塑剂与pvb树脂有良好的相容性，且不影响pvb的透明性，同时具有高沸点和低吸水性。

20、3.采用本发明的制备方法制备的pvb胶膜，在各种助剂作用下，具有良好的耐紫外老化能力，通过紫外线长时间照射依旧可以保持较高的的透光率、不易发黄、性能好；可以作为硅基太阳能电池的转光材料，其具有激发宽、发光强度高的特点，可以将太阳光谱中的短波长光子转换为长波长光子，能够把一部分不能吸收利用的紫外光转换为可见光，从而提升太阳能电池的发电效率；对延长组件使用寿命将有十分重要的意义。此外，其合成方法简单，适用于大规模生产。

技术特征：

1.一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：按质量分组成计，包括：聚乙烯醇缩丁醛树脂100份、增塑剂10~20份、丙烯酸酯5~10份、紫外光吸收剂0.5~1.5份、抗氧剂0.5~1份、硅烷偶联剂0.4~0.8份、转光剂1~10份。

2.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述聚乙烯醇缩丁醛树脂中羟基质量百分比为17%~19%，在170摄氏度下熔融指数为2.3 g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述增塑剂为三乙二醇二-2-乙基己酸酯、三乙二醇二正庚酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、三乙二醇二-2-乙基丁酸酯、癸二酸二丁酯、己二酸二正己酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述紫外光吸收剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑。

5.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂包括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或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述转光剂为有机芳胺类，有机萘类，有机蒽类，有机芘类，有机硅类，三嗪类，苯并咪唑类，苯并噁唑类，苯乙烯类，香豆素类，苯二甲酰亚胺类，芴类中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜，其特征在于：所述丙烯酸酯选用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。

9.如权利要求1~8中任一项所述的一种转光型光伏封装用pvb胶膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

10.权利要求1~9中任一项所述的转光型pvb封装胶膜在制备光伏组件中的应用。

技术总结本发明属于太阳能电池封装用胶膜领域，具体涉及一种转光型光伏封装用PVB胶膜及其制备方法和应用；按质量分组成计，包括：聚乙烯醇缩丁醛树脂、增塑剂、丙烯酸酯、紫外光吸收剂、抗氧剂、硅烷偶联剂和转光剂；采用本发明的制备方法制备的PVB胶膜，在各种助剂作用下，具有良好的耐紫外老化能力，通过紫外线长时间照射依旧可以保持较高的的透光率、不易发黄、性能好；可以作为硅基太阳能电池的转光材料，其具有激发宽、发光强度高的特点，可以将太阳光谱中的短波长光子转换为长波长光子，能够把一部分不能吸收利用的紫外光转换为可见光，从而提升太阳能电池的发电效率；对延长组件使用寿命将有十分重要的意义。技术研发人员：王兵兵,吕松,季志超,黄宝玉,张刚,沈慧受保护的技术使用者：常州斯威克光伏新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16