一种红外反射透明封装胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于封装胶膜，具体涉及一种红外反射透明封装胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着化石能源等不可再生能源的逐渐枯竭，太阳能光伏行业开始迅速发展，光伏发电这种清洁、可持续的能量来源方式越来越受到广泛的应用，在可再生能源结构中的比重也越来越大。

2、光伏发电主要是通过光伏组件将太阳能转化为电能；常见的光伏组件有单玻组件和双玻组件，通常为五层结构，从正面到背面依次为前板、前封装胶膜、电池片、后封装胶膜和背板。

3、目前，为了节约成本，电池片越做越薄，量产的电池片的厚度仅为120μm左右，由于电池片很薄，光伏组件在使用时红外光可以穿透电池片达到下层封装胶膜，导致光的损失，虽然采用传统的白色胶膜作为下层封装胶膜，利用白色封装胶膜可以起到反射红外的作用，但是白色胶膜仅针适用于单面电池或者单玻组件，对于双面电池或双玻组件并不适用。

4、因此，为解决上述技术问题，急需开发一种对红光具有反射作用的透明封装胶膜。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种红外反射透明封装胶膜及其制备方法和应用，所述红外反射透明封装胶膜通过添加红外反射助剂，具有优异的红光反射性能，且能够保证可见光的透光率，适用于单玻和双玻光伏组件，能够达到功率增益的效果。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种红外反射透明封装胶膜，所述红外反射透明封装胶膜的制备原料包括树脂、交联剂和红外反射助剂。

4、本发明提供的红外反射透明封装胶膜的制备原料包括树脂、交联剂和红外光反射助剂，通过添加红外反射助剂，使得到的胶膜不仅具有较高的可见光透过率，且能够反射红光，可以作为后封装胶膜应用于双玻或单玻电池组件中，在使用时能反射红外光，并将反射的红外光投射到电池片上，达到功率增益的效果。

5、需要说明的是，本发明所述“后封装胶膜”是按照光照射光伏组件中各个部分的前后来确定的。

6、优选地，所述红外反射透明封装胶膜的可见光透过率不低于30％，例如32％、34％、36％、38％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％等，进一步优选为70～95％。

7、优选地，所述红外反射透明封装胶膜的红外光反射率不低于10％，例如12％、14％、16％、18％或20％等，进一步优选为不低于20％。

8、优选地，所述红外反射透明封装胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：

9、树脂 60～100重量份；

10、交联剂 0.2～5重量份；

11、红外反射助剂 0.5～30重量份。

12、其中，所述树脂可以为65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份、90重量份或95重量份等。

13、所述交联剂可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。

14、所述红外反射助剂可以为1重量份、5重量份、10重量份、15重量份、20重量份、25重量份、28重量份或30重量份等。

15、优选地，所述红外反射透明封装胶膜的制备原料红外反射助剂的含量为2～10重量份。

16、作为本发明的优选技术方案，如果红外反射透明封装胶膜的制备原料中红外反射助剂的添加量过多，则容易导致封装胶膜的透明性下降，对于可见光的透过率降低，如果红外反射助剂的添加量过低，则容易导致对于红外光的反射率较低，会存在部分红外光会从正面透过封装胶膜到达组件背部。

17、优选地，所述树脂包括eva树脂、poe树脂或pvb树脂中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述交联剂包括主交联剂和助交联剂。

19、优选地，所述主交联剂和助交联剂的质量比为1:(1～1.5)，例如1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。

20、优选地，所述主交联剂包括过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、碳过氧酸-o,o-(1,1-二甲基丙基)-o-(2-乙基己基)酯中的任意一种或至少两种的组合。

21、优选地，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯、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、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述红外反射助剂包括金属掺杂型二氧化钒粉末和/或金属掺杂型二氧化钒包覆填料。

23、作为本发明的优选技术方案，选择了所述金属掺杂型二氧化钒粉末和/或金属掺杂型二氧化钒包覆填料作为红外反射助剂，使得到的红外反射透明封装胶膜在满足在光伏组件的正常工作的温度范围内，能够将反射的红外光投射到电池片上。

24、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒粉末的粒径为0.1～50μm，例如0.μm、1μm、5μm、10μm、20μm、30μm或40μm等。

25、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒粉末中金属的掺杂量为0.5～10％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等。

26、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒粉末的相变温度为30～60℃，例如35℃、40℃、45℃、50℃或55℃等。

27、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒包括钨掺杂型纳米二氧化钒和/或锰掺杂型纳米二氧化钒。

28、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒包覆填料的粒径为1～200μm，例如10μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm或180μm等。

29、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒包覆填料中金属掺杂型二氧化钒的包覆量为20～50％，例如25％、30％、35％、40％或45％等。

30、优选地，所述金属掺杂型二氧化钒包覆填料包括金属掺杂型二氧化钒包覆玻璃微珠、金属掺杂型二氧化钒包覆二氧化硅微球、金属掺杂型二氧化钒包覆玻纤、金属掺杂型二氧化钒包覆聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒、金属掺杂型二氧化钒包覆聚四氟乙烯颗粒或金属掺杂型二氧化钒包覆聚偏氟乙烯颗粒中的任意一种或至少两种的组合，上述材料可以以填料的状态添加到封装胶膜中。

31、需要说明的是，本发明对上述金属掺杂型二氧化钒包覆填料的制备方法不做特殊限定，例如可以通过磁控溅射在玻璃微珠、二氧化硅微球以及玻纤表面包覆金属掺杂型二氧化钒，可以通过磁控溅射在聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜表面沉积金属掺杂型二氧化钒，再经粉碎，得到所述属掺杂型二氧化钒包覆聚四氟乙烯颗粒或金属掺杂型二氧化钒包覆聚偏氟乙烯颗粒。

32、优选地，所述红外反射透明封装胶膜的制备原料还包括硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、增粘树脂、水解稳定剂或光稳定剂中的任意一种或至少两种的组合。

33、优选地，所述硅烷偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、1,3.5-三(三甲氧基硅丙基)异氰脲酸酯、硅烷低聚物、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、烷氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷的任意一种或至少两种的组合。

34、优选地，所述紫外线吸收剂包括癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、双-1-癸烷氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、n,n’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4-二氯-6-(4-吗啉基)-1,3,5-三嗪的复配物或甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸中的任意一种或至少两种的组合。

35、优选地，所述增粘树脂包括乙烯及丙烯酸酯共聚物、乙烯、丙烯酸酯及丙烯酸缩水甘油酯共聚物、poe-马来酸酐接枝物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物或poe-丙烯酸缩水甘油酯接枝物中的任意一种或至少两种的组合。

36、优选地，所述水解稳定剂包括碳化二亚胺类水解稳定剂、噁唑啉类水解稳定剂或环氧类水解稳定剂中的一种或至少两种的组合。

37、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述红外反射透明封装胶膜的制备方法，所述制备方法包括：将树脂、交联剂、红外反射助剂、任选地硅烷偶联剂、任选地紫外线吸收剂、任选地增粘树脂和任选地水解稳定剂进行混合，共挤成型，得到所述红外反射透明封装胶膜。

38、第三方面，本发明提供一种光伏组件，所述光伏组件包括依次设置的前板、前封装胶膜、电池片、如第一方面所述的红外反射透明封装胶膜和后板。

39、优选地，所述前板为玻璃基板。

40、优选地，所述电池片包括钙钛矿电池片或异质结电池片。

41、优选地，所述前封装胶膜包括poe胶膜、eva胶膜、eva/poe共挤胶膜或热塑性tpo胶膜中的任意一种或至少两种的组合。

42、优选地，所述后板包括玻璃基板或背板。

43、第四方面，本发明提供一种如第三方面所述的光伏组件在光伏发电设备中的应用

44、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

45、本发明提供的红外反射透明封装胶膜的制备原料包括树脂、交联剂和红外反射助剂，通过在透明封装胶膜的制备原料中添加红外反射助剂，不会影响其可见光透过率，对可见光透过率仍可高达80％，且能够使得到的封装胶膜具有红外光反射性能，对于红外光的反射率高达90.2％，能够反射红光，进而可以作为后封装胶膜应用于双玻或单玻电池组件中，能够达到光伏组件功率增益的效果。