封装胶膜及其制备方法和光伏组件与流程

本发明涉及光伏，尤其是涉及一种封装胶膜及其制备方法和光伏组件。

背景技术：

1、平价上网是太阳能行业发展的必然趋势，这一目标主要通过提高电池效率及降低生产成本来实现。双面光伏组件是一种正面与背面可以同时发电的高效光伏组件，其背面能够接受来自环境的散射光与反射光，实现更多的电能输出。衡量不同电池结构背面发电能力的主要参数为双面率。传统p型perc组件双面率为70％左右，使用n型topcon技术的组件双面率最高可达85％；hjt太阳电池因其对称结构而具有天然的双面发电能力，其双面光伏组件未来市场化进程迅速加快。

2、提高太阳能电池效率应尽量多地吸收太阳光，以单晶硅太阳电池为例，室温下其带隙为1.12ev，光谱吸收限位于波长1.11μm的近红外波段。而随着硅片切割技术的不断发展，减少硅片厚度是降低生产成本的重要途径。尽管更薄的晶硅电池在柔韧性能和减重上均改善明显，但是晶体硅电池厚度的持续减薄势必影响到电池的光吸收效率。由于硅片的吸收系数会随着入射光波长的增大而减少，波段长且能量低的近红外波段光在有限的扩散长度内将穿过硅片而不能被吸收，造成太阳能电池效率上的浪费。

3、目前传统封装材料的增益方式是将封装材料做成白色胶膜或具有白色反射层的黑色胶膜，如公开号为cn113943537a及公开号为cn114149769a的专利申请中，通过多层共挤方式以提供正面具有高红外波段反射性能的胶膜。该类型胶膜无法对双玻光伏组件背面的可见光进行利用，且成本高，工艺较为复杂。

4、为了弥补双面光伏组件正面红外波段光吸收不足的问题，同时满足其背面的发电能力，开发出一类兼具可见光透射与红外反射性能且制备工艺简单的封装胶膜，使其不仅对能穿透过电池片的近红外光波段具有反射性能，同时保证了背面的可见光穿透率，以达到更好的双面光伏组件的综合性能。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供封装胶膜，兼顾可见光透射性和红外反射性能。

2、本发明的另一目的在于提供封装胶膜的制备方法。

3、本发明的又一目的在于提供一种包括上述封装胶膜的光伏组件。

4、为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供了封装胶膜，主要由按重量份数计的如下组分制得：

5、第一基体树脂100份、功能母粒0.1～5份和助剂0.35～10份；

6、所述功能母粒主要由按质量比为1﹕(0.01～0.2)的第二基体树脂和改性填料制得；所述改性填料主要由纳米填料、接枝剂和改性单体反应制得；

7、所述纳米填料包括氧化铈、锰酸铈、氧化锆、氧化锡、氧化锡锑、氟掺氧化锡、氧化锌、铝掺氧化锌、镓掺氧化锌、硫化锌、氧化钇、锰酸钇和氧化铌中的至少一种；

8、所述接枝剂包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、三甲氧基(辛基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵、马来酸酐、丁二酸酐、二异氰酸酯和乙二酰氯中的至少一种；

9、所述改性单体包括甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯和丙烯酸丁酯中的至少一种。

10、在本发明的具体实施方式中，所述纳米填料与所述接枝剂的质量比为1﹕(0.4～0.6)。进一步地，所述纳米填料与所述接枝剂的质量和与所述改性单体的质量之比为1﹕(1.5～2.5)。

11、在本发明的具体实施方式中，所述纳米填料的粒径为0.03～1μm。

12、在本发明的具体实施方式中，所述改性填料中还包括分散剂。进一步地，所述分散剂包括丙烯酸-(甲基)丙烯酸共聚物、聚乙烯丙胺、乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯中的至少一种。

13、在本发明的具体实施方式中，所述改性填料的制备包括：

14、(a)将所述纳米填料分散于溶剂中，升温后加入所述接枝剂回流反应，收集固相并干燥处理，得到接枝的纳米填料；

15、(b)将所述接枝纳米填料与所述改性单体混合球磨处理。

16、在本发明的具体实施方式中，所述溶剂包括丙酮和醋酸丁酯中的至少一种。

17、在本发明的具体实施方式中，所述功能母粒的制备包括：将所述第二基体树脂与所述改性填料混合熔融挤出。进一步地，所述熔融挤出的温度为100～190℃。

18、在本发明的具体实施方式中，所述第一基体树脂和所述第二基体树脂各自独立地选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸树脂中的至少一种。进一步地，所述第一基体树脂和所述第二基体树脂在2.16kg/190℃条件下的熔融指数为5～30g/10min。

19、在本发明的具体实施方式中，所述助剂包括按重量份数计的交联剂0.2～0.9份、助交联剂0.05～3份、硅烷偶联剂0.05～3份和光稳剂0.05～3份。

20、在本发明的具体实施方式中，所述封装胶膜为单层结构。

21、在本发明的具体实施方式中，所述封装胶膜的厚度为0.3～4.5mm。

22、本发明另一方面提供了上述任意一种所述的封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：

23、按比例将各组分混合均匀后，熔融挤出，流延成膜。

24、在本发明的具体实施方式中，还包括电子束预辐照处理。进一步地，所述电子束预辐照处理中，控制交联度为15％～40％。所述电子束预辐照处理中，辐照面为浅花纹面。

25、本发明又一方面提供了一种光伏组件，包括上述任意一种所述的封装胶膜。

26、在本发明的具体实施方式中，所述光伏组件为双玻光伏组件。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、(1)本发明在封装胶膜中引入一定的纳米填料，对红外波段具有高反射率，在可见光区域高度透光；通过对纳米填料进行改性，使其能均匀分散在胶膜中，表现出整体材料的透明性，增强其保光性，并且增强了对红外光的漫反射作用，使封装胶膜兼具可见光透射性和红外反射性能；同时兼具较好的抗湿热老化及力学性能；

29、(2)本发明的封装胶膜采用单层挤出工艺，减少多层胶膜共挤的严苛的制备工艺及复杂的配比，降低生产成本；

30、(3)采用本发明的封装胶膜制得的双玻光伏组件能够兼具背面的可见光透射性和正面的红外反射性能，实现双玻组件正面功率的提升和背面功率的稳定，有效避免了传统反射胶膜带来的背面功率损失的风险。

技术特征：

1.封装胶膜，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制得：

2.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述纳米填料与所述接枝剂的质量比为1﹕(0.4～0.6)；

3.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述纳米填料的粒径为0.03～1μm；

4.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述改性填料的制备包括：

5.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述功能母粒的制备包括：将所述第二基体树脂与所述改性填料混合熔融挤出；

6.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述第一基体树脂和所述第二基体树脂各自独立地选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸树脂中的至少一种；

7.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述助剂包括按重量份数计的交联剂0.2～0.9份、助交联剂0.05～3份、硅烷偶联剂0.05～3份和光稳剂0.05～3份。

8.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜为单层结构；

9.权利要求1～8任一项所述的封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.光伏组件，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的封装胶膜或权利要求9所述的制备方法制得的封装胶膜。

技术总结本发明涉及光伏技术领域，尤其是涉及一种封装胶膜及其制备方法和光伏组件。封装胶膜，主要由按重量份数计的如下组分制得：第一基体树脂100份、功能母粒0.1～5份和助剂0.35～10份；所述功能母粒主要由按质量比为1﹕(0.01～0.2)的第二基体树脂和改性填料制得；所述改性填料主要由纳米填料、接枝剂和改性单体反应制得；所述纳米填料包括氧化铈、锰酸铈、氧化锆、氧化锡、氧化锡锑、氟掺氧化锡、氧化锌、铝掺氧化锌、镓掺氧化锌、硫化锌、氧化钇、锰酸钇和氧化铌中的至少一种。采用本发明的封装胶膜制得的双玻光伏组件能够兼具背面的可见透射性和正面的红外反射性能，实现双玻组件正面功率的提升和背面功率的稳定。技术研发人员：陈子钰,纪文根,王阳,王鸣,聂华斌受保护的技术使用者：江苏鹿山新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11