光伏封装材料用抗PID的EVA胶膜的制作方法

本发明涉及一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜。本发明属于光伏材料领域。

背景技术：

1、eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜作为太阳能电池的一部分，长期处于户外使用，且遇到极端天气，热光氧老化一直伴随eva胶膜的始终；eva胶膜的老化始于其分子链的分解，释放小分子的乙酸，游离乙酸的存在会形成一个弱酸性的环境，进而催化进一步地分解，整个过程呈“自动加速”现象。

2、目前现有技术中大多数采用添加无机碱性填料来进行游离乙酸的中和，但也存在无机填料的分散性问题，同时除酸效果不佳；以及导致力学性能、透光性、耐老化等一系列问题。

3、此外，影响光伏组件的使用寿命的另一份问题是：光伏组件电势诱导衰减效应(pid)，pid效应会导致灾难性故障。引发pid效应的原因主要包含以下几点：(1)安装方式；(2)使用现场的气候条件；(3)光伏组件电池片的类型；(4)光伏组件的使用材料：光伏组件包含玻璃、封装胶膜、电池片和背板等，组件材料在实际应用中不同程度引发na+迁移，进而引发pid效应。从材料角度来研究抗pid效应，目前主要为针对na+迁移诱发晶硅组件pid效应的机制，降低eva封装胶膜内部离子迁移率以阻止na+迁移引发的pid效应。

4、此外，冠醚最大的特点就是其作为主体可与金属离子、铵离子等客体分子形成稳定的配合物。如冠醚与元素周期表中的第i主族和第ⅱ主族的所有离子，过渡元素中的镉、汞、铅以及镧系元素和锕系元素等离子生成的配合物。

5、考虑到eva胶膜产生游离酸的问题以及无机碱性填料的现实问题。通过化学改性可以提高无机碱性填料的分散性问题，结合冠醚作为金属离子的捕捉剂的特性，通过化学改性自制一种eva用除酸剂以及光伏封装材料用抗pid的eva胶膜就具有很大的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中光伏封装eva胶膜在室外环境中长时间使用，受光、热、氧老化产生游离乙酸以及导致pid的问题，结合碱性金属氧化物对游离乙酸的中和作用，以及冠醚结构对金属阳离子的络合作用，提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜及其制备方法，在具有优异的乙酸吸附性、抗pid的同时，还具有优异的力学性能。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

2、一种除酸剂的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s11，纳米碱性金属氧化物、硅烷偶联剂置于醇溶剂中进行硅烷化偶联反应，得到硅烷改性金属氧化物；

4、步骤s12，将烯类衍生物与含碳碳双键的胆碱在热引发剂的作用下共聚得到含胆碱结构的聚合物；以及

5、步骤s13，将硅烷改性金属氧化物、含胆碱结构的聚合物、冠醚进行共混反应，得到目标产物，即除酸剂。

6、进一步地，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂；以及

7、所述纳米碱性金属氧化物、硅烷偶联剂、醇溶剂的用量比为1g：3.5-5.5g：80ml。

8、进一步地，所述烯类衍生物为环氧烯类或氨基烯类；以及

9、所述含碳碳双键的胆碱为含碳碳双键、磷酸盐的胆碱结构。

10、进一步地，

11、所述烯类衍生物、含碳碳双键的胆碱的用量比为3.0-5.0mol：5.0-7.0mol；以及

12、所述热引发剂的用量为反应物总质量的1.0-1.5％。

13、进一步地，所述冠醚为15-冠醚-5。

14、进一步地，

15、所述硅烷改性金属氧化物、含胆碱结构的聚合物、冠醚的用量比为4.5-6.5g：5.0-5.5g：4.0-4.0g。

16、本发明还提供了一种制备方法所制备的除酸剂。

17、本发明还提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜，包括以下重量份数的原料：

18、eva树脂100份；

19、交联剂0.8-1.3份；

20、助交联剂1.2-1.8份；

21、除酸剂2.5-4.5份；

22、抗氧剂0.1-0.3份；

23、光稳定剂0.1-0.2份；

24、偶联剂0.3-0.5份。

25、进一步地，所述交联剂为有机过氧化物类交联剂。

26、进一步地，所述助交联剂为烯丙基类和/或丙烯酰氧基类。

27、本发明同时还提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜的制备方法，包括如下步骤：

28、s21，混料，即

29、向混料机中按配方比例加入原料，混合搅拌，获得混合原料；

30、s22，挤出，即

31、将s21中的混合原料置于挤出机中，熔融共混、挤出、流延、冷却；以及

32、s23，成膜，即

33、经测厚、压边、定型，再经切边，收卷，即得所述光伏封装材料用抗pid的eva胶膜。

34、本发明的有益效果：

35、(1)本发明提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜，配方体系中含有自制的除酸剂，含纳米金属氧化物、硅烷、氨基、冠醚、铵盐、磷酸盐等结构。首先、纳米金属氧化物为纳米尺寸，对eva胶膜的光学性能不会产生消极影响；同时经硅烷改性后，具有优异的分散性；第二、碱性金属氧化物可对游离乙酸进行酸碱中和反应，快速除去游离酸结构；且纳米结构具有大的比表面积，对游离乙酸具有快速响应性；第三、除酸剂中的氨基结构呈碱性，可与游离乙酸中和成盐减少游离乙酸在体系中的含量；第四、冠醚对金属阳离子，尤其是碱金属离子具有优异的络合作用，具有抗pid作用；第五、磷酸盐结构可对钠离子进行有效捕捉，进一步提高抗pid性能；第六、冠醚络合金属阳离子后，对阴离子的吸附能力增强，有利于对磷酸盐、醋酸的吸附，进一步提高缚酸性能，具有协同除酸抗pid作用。

36、(2)本发明提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜，配方体系中交联剂，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。

37、(3)本发明提供了一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜的制备方法，配方体系中除酸剂以纳米金属氧化物、生物碱、冠醚等作用原料，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：

1.一种除酸剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，

7.一种如权利要求1-6任一所述的制备方法所制备的除酸剂。

8.一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

9.根据权利要求8所述的eva胶膜，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的eva胶膜，其特征在于，

11.一种光伏封装材料用抗pid的eva胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明属于光伏材料领域。本发明涉及一种光伏封装材料用抗PID的EVA胶膜，该方法以EVA树脂100份、交联剂0.8‑1.3份、助交联剂1.2‑1.8份、除酸剂2.5‑4.5份、抗氧剂0.1‑0.3份、光稳定剂0.1‑0.2份、偶联剂0.3‑0.5份为原料，通过自制的除酸剂，配方优化设计，经挤出机挤出、流延成膜，得到了一种光伏封装材料用抗PID的EVA胶膜。该EVA胶膜有效解决目前常用EVA胶膜在户外使用过程中分解产生游离乙酸，游离乙酸存在又进一步促进EVA的分解以及PID现象，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