抗PIDEVA封装胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及光伏材料领域，具体涉及抗pid eva封装胶膜及其制备方法。

背景技术：

1、2013年以来，随着国内外前期投资的光伏电站的陆续并网发电并运行一段时间后，国内外电站的质量问题大规模出现。许多电站爆发出了蜗牛纹、电势诱导衰减(potentialinduceddegradation，pid)等的品质问题。一些国内电站由于使用了劣质的eva(ethylenevinylacetate，乙烯-乙酸乙烯共聚物)胶膜，导致电站在运行一年左右就发现了高达60％的衰减。

2、pid的形成机理与eva的水解和玻璃中的钠离子有很密切的关系。当水气通过封边的硅胶或背板进入组件内部后，eva中的酯键遇水分解，产生可以自由移动的醋酸。醋酸和玻璃表面析出的碱反应后，产生可以自由移动的钠离子。这些钠离子在外加电场的作用下向电池片表面移动而形成漏电流。在漏电流的作用下，带正电的载流子穿过玻璃，通过边框流向地面，使得负电荷在电池片表面堆积，吸引光电载流子(空穴)流向n型硅的表面聚集起来，而不是像正常状态下一样流向正极(p极)。从而出现了因表面极化而引起的输出功率衰减的pid效应。

3、目前从封装材料来解决pid的主要依据是减少eva材料的水解和增加eva本身的绝缘电阻。因而多采用降低eva胶膜中va(vinylacetate，乙酸乙烯)含量，或适当改变配方，增加体积电阻率，从而阻碍钠离子的迁移，延缓pid衰减。

4、cn105820764a公开了一种具有抗pid性能的光伏封装用eva复合胶膜，通过选用va含量为20％～26％的eva树脂，配合其他添加剂，使得胶膜具有抗pid作用。降低va含量，固然可以缓解pid衰减，但却使得材料极性降低、剥离强度变差，交联程度降低，从而增加了eva胶膜的使用风险。

5、cn103756578a公开了一种氟化合物改性的eva封装胶膜，具有良好的抗水解性以及绝缘性，达到了抗pid的目的，然而通过增加其绝缘性，即增加eva胶膜的体积电阻率，虽然短期内可以很好的控制pid，但从长期来看存在着失效的隐患。因为eva胶膜在使用过程中会发生老化和降解，体积电阻率会随着时间而降低，从而导致抗pid作用失效。

6、因此，在本领域中，期望开发一种有效的助剂及配方，用于改性eva封装胶膜，以此来提高eva封装胶膜的耐老化以及抗pid性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中eva封装胶膜因长期使用而产生的老化以及pid效应的问题，本发明公开了抗pid eva封装胶膜，通过利用沸石的多孔性结构优势以及各组分之间的协同效应，得到的抗pid eva封装胶膜能够在具有优异的乙酸吸附性以及抗pid性能的同时，还具有优异的耐老化性能。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提供了抗pid eva封装胶膜，包括以下重量份数的原料：

4、

5、

6、可选地，所述吸附剂按照如下方法制备：

7、(1)沸石与稀土金属溶液在碱性条件下进行离子交换反应，得到改性沸石i；

8、(2)将改性沸石i先后置于胺溶液、磷酸盐溶液中，得到改性沸石ii；

9、(3)将改性沸石ii、硅烷偶联剂置于醇溶剂中进行硅烷化偶联反应，得到改性沸石iii，即吸附剂。

10、可选地，所述稀土金属溶液为镧系金属水溶液；浓度为1.5-3.5wt％。

11、可选地，所述沸石与稀土金属溶液的用量比为1g：25-50ml。

12、可选地，所述胺溶液浓度为100-150mg/l；所述磷酸盐溶液浓度为10-20mg/l。

13、可选地，所述改性沸石与胺溶液、磷酸盐溶液的用量比为0.6-2.0g：100ml：100ml。

14、可选地，所述硅烷偶联剂选自巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、丙烯酰氧基硅烷偶联剂或长链烃基硅烷偶联剂中的一种或多种。

15、可选地，所述改性沸石ii、硅烷偶联剂、醇溶剂的用量比为1g：3.0-5.0g：80ml。

16、可选地，所述交联剂为有机过氧化物类交联剂；所述助交联剂为烯丙基类和/或丙烯酰氧基类；所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类复配抗氧剂；所述光稳定剂为受阻胺类与二苯甲酮类复配光稳定剂。

17、本发明的另一目的在于提供一种如上所述的抗pid eva封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：

18、s1：混料：将原料按配方比例混合搅拌，获得混合原料；

19、s2：挤出：将s1步骤中的混合原料依次进行熔融共混、挤出、流延、冷却，获得中间产物；

20、s3：成膜：将s2步骤中的中间产物经测厚、压边、定型，再经切边、收卷，即得所述抗pid eva封装胶膜。

21、本发明的有益效果：

22、(1)本发明提供的抗pid eva封装胶膜，配方体系中含有自制的吸附剂，吸附剂以沸石为基体，并经磷酸根、胺、稀土结构改性，硅烷偶联剂修饰的材料。首先、沸石为多孔性铝酸盐结构，为无机矿物质，可耐受高温加工；同时具备优异的小分子、气体以及离子吸附性，可有效吸附eva分解产生的游离乙酸；第二、沸石中吸附的氨基结构呈碱性，可与游离乙酸中和成盐减少游离乙酸在体系中的含量；第三、稀土金属与沸石进行离子交换后，一方面可对磷酸盐形成有效吸附；另一方面，稀土金属离子可与游离乙酸形成配位，对游离乙酸进一步吸附，对eva的分解起抑制作用；第四、稀土可吸收的紫外线，减缓老化，具有光稳定性；第五、稀土在吸收紫外线后，进行电子轨道能级跃迁，释放可见光，提高光电转换效率；第六、沸石中的磷酸盐结构可对钠离子进行有效捕捉，具有抗pid作用；第七、经硅烷修饰后的沸石，具有优异的分散性，具有低迁移性及抗紫外老化、缚酸、抗pid、提高光电转化效率等功能的长效性；第八、吸附剂为沸石结构，具有高的比表面积，具备增效功能。

23、(2)本发明提供的抗pid eva封装胶膜，经配方设计采用交联剂与助交联剂，提升eva胶膜的交联密度，对限制游离乙酸及金属离子(主要为钠离子)的扩散，减缓eva和玻璃表面的离子聚集到电池表面，降低老化速率具有积极作用。

24、(3)本发明提供的抗pid eva封装胶膜，配方体系中抗氧剂与光稳定剂。抗氧剂采用受阻酚类与亚磷酸酯类复配使用，根据其抗氧化作用机理在不同的氧化过程中发挥效用，具有优异的抗氧化效果；光稳定剂为受阻胺结构与二苯甲酮类复配使用，并与吸附剂中的稀土结构进行协同作用，具有高效抗光氧老化功能。

25、(4)本发明提供的抗pid eva封装胶膜，配方体系中各原料组分协同作用，具有长效缚酸、抗pid功能，且具有优异的抗老化功能，同时可提高胶膜的光电转化效率。

26、(5)本发明提供的抗pid eva封装胶膜，配方体系中吸附剂以沸石来基体，沸石来源广泛，绿色环保，对于本发明产品实现工业化，可操作性强，具有现实意义。

技术特征：

1.抗pid eva封装胶膜，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述吸附剂按照如下方法制备：

3.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述稀土金属溶液为镧系金属水溶液；浓度为1.5-3.5wt％。

4.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述沸石与稀土金属溶液的用量比为1g：25-50ml。

5.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述改性沸石与胺溶液、磷酸盐溶液的用量比为0.6-2.0g：100ml：100ml。

7.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、丙烯酰氧基硅烷偶联剂或长链烃基硅烷偶联剂中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述改性沸石ii、硅烷偶联剂、醇溶剂的用量比为1g：3.0-5.0g：80ml。

9.根据权利要求1所述的抗pid eva封装胶膜，其特征在于，所述交联剂为有机过氧化物类交联剂；所述助交联剂为烯丙基类和/或丙烯酰氧基类；所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类复配抗氧剂；所述光稳定剂为受阻胺类与二苯甲酮类复配光稳定剂。

10.抗pid eva封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明提供了抗PID EVA封装胶膜及其制备方法，涉及光伏材料领域，按照重量份数计，抗PID EVA封装胶膜以EVA树脂100份；交联剂0.5‑1.5份；助交联剂1.0‑2.0份；吸附剂2.0‑4.0份；抗氧剂0.1‑0.3份；光稳定剂0.1‑0.3份；偶联剂0.3‑0.5份为原料，通过自制的吸附剂，配方优化设计，经挤出机挤出、流延成膜制备而成。该封装胶膜有效解决目前常用EVA胶膜在户外使用过程中EVA分解产生游离乙酸，游离乙酸存在又进一步促进EVA的分解以及PID效应，从而影响材料的使用寿命的问题。技术研发人员：潘俊,居俊杰,孟雪受保护的技术使用者：苏州易昇光学材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5