一种三层结构的转光胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及光伏胶膜，具体涉及一种三层结构的转光胶膜及其制备方法。

背景技术：

1、目前，为了提高太阳能电池组件的功率和耐候性，通常会在太阳能电池片上增加一层光转换层或者在组件封装胶膜中添加光转换剂，以使入射光中太阳能电池低eqe区域的光可以转换成响应度接近100％的可见光，从而实现对太阳光的最大化利用。据资料显示，hjt电池中tco膜层及非晶或微晶硅膜层会吸收紫外光，从而容易引起电池光老化，使得电池的电流比普通电池低，造成组件功率衰减。为了改善组件性能，在现有技术中通常会在胶膜中同时添加uv吸收剂和转光粉，从而提升uva波段的利用率，减少uvb波段对电池片和转光粉的破坏，但这并不能完全阻隔有害波段对电池片造成的损害，且该胶膜在基体树脂中掺入多种助剂，也会对组件的耐候性有一定影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有通过在胶膜中同时添加uv吸收剂和转光粉来改善组件性能的技术，存在不能完全阻隔uvb有害波段对电池片造成的损害，导致组件的功率提升有限以及会对组件的耐候性有一定影响等问题，本发明开发了一种三层结构的转光胶膜，其可以实现将对电池片有损害波段的光转换成可被电池片高效率利用的可见光，从而有效提高了组件的光利用率，提升组件功率，同时也提高了组件的耐候性。

2、本发明是通过如下技术方案实现的：

3、提供一种三层结构的转光胶膜，所述的转光胶膜由第一光转换层、高紫外散射层以及第二光转换层组合构成，且所述的高紫外散射层叠设于所述第一光转换层和所述第二光转换层的层间；

4、所述的第一光转换层和第二光转换层分别由基体树脂中掺杂过氧化物交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂以及转光粉形成，且在不同的光转换层中所述转光粉的掺杂量不同；所述的高紫外散射层由基体树脂中掺杂过氧化物交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂以及具有介孔中空结构的纳米粒子形成；所述第二光转换层的光转换能力为所述第一光转换层的1.5～3.0倍；所述的转光胶膜用于使400nm以下波段的紫外光在穿经该转光胶膜后的平均透过率不大于3％。

5、具体的，可通过控制第一光转换层和第二光转换层的膜层厚度，以及其中掺入的转光分的含量来调控转光能力。所述的转光粉可以选用量子点。

6、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述的第一光转换层、高紫外散射层以及第二光转换层之间的厚度比为(0.2～0.5)：(0.1～1.0)：1.0。

7、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述第一光转换层、高紫外散射层和第二光转换层中的基体树脂可以选择相同或不同，且所述的基体树脂选用eva、poe、eva和poe共挤中的一种。

8、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述第一光转换层的吸收波段为300～400nm；所述的第一光转换层由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，转光粉0.01～0.05份，过氧化物交联剂0.5～2.0份，助交联剂0.1～3.0份，以及硅烷偶联剂0.5～5.0份。

9、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述的第二光转换层由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，转光粉0.06～0.15份，过氧化物交联剂0.5～2.0份，助交联剂0.1～3.0份，以及硅烷偶联剂0.5～5.0份。

10、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述的高紫外散射层由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，过氧化物交联剂0.1～2.0份，助交联剂0.1～1.5份，硅烷偶联剂2.0～4.0份，以及纳米粒子0.05～1.0份。

11、进一步的，一种三层结构的转光胶膜：所述的纳米粒子选用粒径1.0～10.0nm的改性二氧化钛(采用硅烷偶联剂，接枝改性二氧化钛)。

12、提供一种三层结构的转光胶膜的制备方法，该方法为：将第一光转换层、高紫外散射层以及第二光转换层的原料分别放入共挤流延机的三个单螺杆挤出机中进行熔融，而后输送至共挤模头，模头入口的分配器将第一光转换层熔融后的物料分配至上层，将高紫外散射层熔融后的物料分配至中间层，将第二光转换层熔融后的物料分配至下层，并且输送至同一共挤模头出口处汇合，进行多层共挤定型成膜，得到所述转光胶膜。

13、本发明的有益效果：

14、(1)本发明设计了一种三层结构的转光胶膜，为一体式的高转光胶膜，其兼具uv截止和转光性能，通过在两层光转换层之间设置高紫外散射层，使得紫外光充分被光转换层中的转光材料将400nm波段以下的光接近100％的转换为400nm以上的可见光，以最大程度地减少透过胶膜的、未被利用的紫外光对电池造成的损害。本发明开发的一体式转光胶膜可以将对电池片有损害的光转换成能够被电池片高效率利用的可见光，有效提高了组件的光利用率，提高发电功率。

15、(2)本发明提供的转光胶膜具有400nm以下波段的紫外光在穿经该转光胶膜后的平均透过率不大于3％的性能，其可以最大程度的减少透过胶膜的未被利用的紫外光对胶膜性能和电池片造成的衰减效应，同时光转换层之间的高紫外散射层的散射特性，可以达到对紫外光扩散的效果,使射出的光线更加均匀，使进入光转换层的紫外光线更多的被单个转光粉利用，可以提高光线利用率，以及减少转光粉的掺入比例，利于转光胶膜成本的降低。

技术特征：

1.一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述的转光胶膜由第一光转换层(1)、高紫外散射层(2)以及第二光转换层(3)组合构成，且所述的高紫外散射层(2)叠设于所述第一光转换层(1)和所述第二光转换层(3)的层间；

2.根据权利要求1所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述第一光转换层(1)、高紫外散射层(2)以及第二光转换层(3)之间的厚度比为(0.2～0.5)：(0.1～1.0)：1.0。

3.根据权利要求1所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述第一光转换层(1)、高紫外散射层(2)和第二光转换层(3)中的基体树脂可以选择相同或不同，且所述的基体树脂选用eva、poe、eva和poe共挤中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述第一光转换层(1)的吸收波段为300～400nm；所述的第一光转换层(1)由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，转光粉0.01～0.05份，过氧化物交联剂0.5～2.0份，助交联剂0.1～3.0份，以及硅烷偶联剂0.5～5.0份。

5.根据权利要求1所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述的第二光转换层(3)由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，转光粉0.06～0.15份，过氧化物交联剂0.5～2.0份，助交联剂0.1～3.0份，以及硅烷偶联剂0.5～5.0份。

6.根据权利要求1所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述的高紫外散射层(2)由如下重量份的组分构成：基础树脂100份，过氧化物交联剂0.1～2.0份，助交联剂0.1～1.5份，硅烷偶联剂2.0～4.0份，以及纳米粒子0.05～1.0份。

7.根据权利要求1或6所述的一种三层结构的转光胶膜，其特征在于，所述的纳米粒子选用粒径1.0～10.0nm的改性二氧化钛。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种三层结构的转光胶膜的制备方法，其特征在于，该方法为：将第一光转换层、高紫外散射层以及第二光转换层的原料分别放入共挤流延机的三个单螺杆挤出机中进行熔融，而后输送至共挤模头，模头入口的分配器将第一光转换层熔融后的物料分配至上层，将高紫外散射层熔融后的物料分配至中间层，将第二光转换层熔融后的物料分配至下层，并且输送至同一共挤模头出口处汇合，进行多层共挤定型成膜，得到所述转光胶膜。

技术总结本发明公开一种三层结构的转光胶膜及其制备方法；转光胶膜由第一光转换层、高紫外散射层和第二光转换层依次层叠构成；第一、第二光转换层分别由基体树脂中掺杂交联剂、助交联剂、偶联剂和转光粉形成；散射层由基体树脂中掺杂交联剂、助交联剂、偶联剂和纳米粒子形成；第二光转换层的光转换能力为第一光转换层的1.5～3.0倍；转光胶膜使400nm以下波段的紫外光穿经后平均透过率不大于3％。制备：将第一、第二光转换层和散射层的原料分别放入挤出机中熔融，输送至共挤模头，模头入口的分配器将第一、第二光转换层熔融后的物料分配至上、下层，将散射层熔融后的物料分配至中间层，在同一共挤模头出口处汇合，进行多层共挤，得到转光胶膜。技术研发人员：苏维燕,初文静,林俊良,林金锡,林金汉受保护的技术使用者：常州亚玛顿股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15