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用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12406190閱讀:276來源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及一種用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜及其制備方法,屬于太陽能電池封裝膠膜領(lǐng)域。



背景技術(shù):

在傳統(tǒng)的太陽能電池中,封裝膠膜都具有很高的透明度,太陽光可以充分透過,以增大電池片對(duì)太陽光的吸收率,進(jìn)而增大太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

然而,對(duì)于雙玻太陽能電池組件而言,由于玻璃具有較高的透明度,會(huì)有大量的太陽光透過玻璃,造成了不必要的浪費(fèi),若在電池片背面采用具有高反射率的封裝膠膜,將透過電池片的太陽光再次反射到電池片上,減少太陽光的損失,就可以大幅度增大太陽光的利用率,進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)換效率?,F(xiàn)有技術(shù)中,多采用具有高反射率的無機(jī)白色顏料作為添加劑來提高太陽能電池封裝膠膜的反射率。

此外,傳統(tǒng)的太陽能電池封裝膠膜通常采用EVA作為原材料,EVA是一種極性高分子化合物,粘結(jié)性強(qiáng),且與高反射率的無機(jī)白色顏料相容性良好,是目前雙玻太陽能電池組件中電池片背面膠膜的常規(guī)選擇。但是,EVA不耐水解,在太陽能電池使用過程中易分解、黃變,尤其在高溫高濕條件下,會(huì)產(chǎn)生PID現(xiàn)象,造成組件功率衰減。為了解決該問題,現(xiàn)有技術(shù)多采用非極性的聚烯烴代替EVA作為封裝膠膜,但是聚烯烴分子中不存在極性基團(tuán),材料表面吸附能力很差,表面張力小,難于粘接,導(dǎo)致高反射率的無機(jī)白色顏料很難在聚烯烴中得到良好的分散。因此,制備具有高反射率的白色聚烯烴封裝膠膜就成為了急需解決的技術(shù)問題。

現(xiàn)有技術(shù)中,通常先制備色母粒,再加入聚烯烴中從而達(dá)到白色顏料良好分散的目的。例如,中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101319068A公開了一種應(yīng)用于聚烯烴薄膜的白色母粒及其制備方法,不采用任何有機(jī)分散助劑,僅根據(jù)混合體系組成的不同選擇合適的共混溫度,制得了高濃度、高分散、著色均勻的高質(zhì)量色母粒產(chǎn)品,可以廣泛用于聚烯烴薄膜中,得到色澤均勻的高質(zhì)量聚烯烴薄膜。然而,該方法只是一種簡(jiǎn)單的物理共混,無法滿足膠膜高粘結(jié)性能、高阻隔、高模量的需求,若應(yīng)用于長(zhǎng)期暴露于室外惡劣條件下的太陽能電池組件中,白色顏料可能會(huì)逐漸析出,不僅影響太陽能電池外觀,還會(huì)降低膠膜的反射率,進(jìn)而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。又如,中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN105713281A公開了一種通用白色母粒及其制備方法,用烯烴、乙烯基芳香環(huán)、乙烯基酯為原料制備了分散劑,與白色顏料混合均勻后再加入載體樹脂聚烯烴,再經(jīng)過共混擠出造粒即得到白色母粒。通過對(duì)鈦白粉進(jìn)行表面處理,使鈦白粉與分散劑之間形成相互作用的氫鍵,在鈦白粉表面形成比較牢固的分散劑保護(hù)膜,從而增大分散效果。但是,氫鍵本質(zhì)上是一種靜電相互作用,在熱作用下很容易受到破壞,從而影響鈦白粉的分散性。由于太陽能電池長(zhǎng)期暴露于室外惡劣環(huán)境中,吸收太陽光,很容易形成高溫高濕的條件,用這種色母粒加入聚烯烴中制備的白色聚烯烴膠膜,使用過程中氫鍵的作用會(huì)遭到破壞,鈦白粉析出,膠膜的使用性能就會(huì)下降。

因此,開發(fā)一種專門用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜,尤其是針對(duì)雙玻光伏組件,以防止封裝膠膜使用過程中鈦白粉的遷移與析出,提高了封裝膠膜的使用性能和壽命,顯然具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜及其制備方法。

為達(dá)到上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜,由聚烯烴、分散劑、色母粒、硅烷偶聯(lián)劑和助劑組成;

以質(zhì)量份計(jì),各組分的含量為:

聚烯烴 100份

分散劑 0.01-2.0份

色母粒 10-50份

硅烷偶聯(lián)劑 0.1-5份

助劑 0.1-5份;

其中,所述聚烯烴為乙烯與α-烯烴的共聚物,其中乙烯的質(zhì)量含量為70-90%;所述α-烯烴為丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯;所述聚烯烴樹脂的DSC熔點(diǎn)為50-100℃,熔體流動(dòng)速率為1-40 g/10min(190℃,2.16 kg);

所述色母粒按質(zhì)量份計(jì),由如下組分組成:

聚烯烴 100份

低分子量聚烯烴 70-90份

鈦白粉 30-70份

納米二氧化硅 2-5份

硅酸鈉 0.1-20份

油酸 1-10份

硅烷偶聯(lián)劑 0.1-10份;

其中,所述鈦白粉的粒徑為0.2-0.5微米;所述納米二氧化硅的粒徑為5-25 nm;所述聚烯烴為乙烯與α-烯烴的共聚物,其中乙烯的質(zhì)量含量為70-90%;所述α-烯烴為丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯;所述聚烯烴樹脂的DSC熔點(diǎn)為50-100℃,熔體流動(dòng)速率為1-40 g/10min(190℃,2.16 kg);所述低分子量聚烯烴選自分子量為1000-1400的聚乙烯、分子量為400-1500的聚異丁烯中的一種或兩種的混合物。

上文中,鈦白粉是主要成分為二氧化鈦的白色顏料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在一般情況下與大部分物質(zhì)不發(fā)生反應(yīng),鈦白粉被認(rèn)為是目前世界上性能最好的一種白色顏料,具有白度高、遮蓋力強(qiáng)、耐候性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但是鈦白粉表面被極性基團(tuán)(如-OH)所附著,很容易因極性吸附或吸潮而產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象,不易分散,因此通常需要對(duì)鈦白粉進(jìn)行處理,提高其分散性。納米二氧化硅物理性能穩(wěn)定、粒徑小,比表面積大,表面羥基含量高,并含有大量的Si=O不飽和鍵,可與硅烷偶聯(lián)劑等發(fā)生反應(yīng),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),保證粘合強(qiáng)度。納米二氧化硅粒徑遠(yuǎn)小于鈦白粉,可以在鈦白粉表面形成緊密包覆,降低鈦白粉的表面能,提高鈦白粉分散性。

上述技術(shù)方案中,所述分散劑選自聚丙烯酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉中的一種或幾種。

上述技術(shù)方案中,所述助劑由質(zhì)量份數(shù)為0.1-2.0份的交聯(lián)劑、質(zhì)量份數(shù)為0.1-2.0份的助交聯(lián)劑、質(zhì)量份數(shù)為0.05-1.5份的抗氧劑、質(zhì)量份數(shù)為0.05-1.0份的光穩(wěn)定劑、質(zhì)量份數(shù)為0.01-1.5份的超細(xì)玻璃纖維組成。

上述技術(shù)方案中,所述交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、雙叔丁基過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯、4,4-二(叔丁基過氧化)戊酸正丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷中的一種或幾種。

上述技術(shù)方案中,所述助交聯(lián)劑選自異氰酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、雙甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種或幾種。

上述技術(shù)方案中,所述抗氧劑為四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯和/或雙十八烷基季戊四醇二亞磷酸酯。

上述技術(shù)方案中,所述光穩(wěn)定劑是受阻胺類光穩(wěn)定劑。選自光穩(wěn)定劑770、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944、光穩(wěn)定劑3853、光穩(wěn)定劑783中的一種或幾種。

所述光穩(wěn)定劑770為雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;

所述光穩(wěn)定劑622為丁二酸與(4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物;

所述光穩(wěn)定劑944為聚-{[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-[2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)]-亞氨基]};

所述光穩(wěn)定劑3853為2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯;

所述光穩(wěn)定劑783為聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-雙[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1,6-己二撐-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}與聚丁二酸(4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯的復(fù)合物。

上述技術(shù)方案中,所述硅烷偶聯(lián)劑選自γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷和γ-巰丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)一種用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜的制備方法,包括如下步驟:

(1)色母粒的制備:

按上述的配比將鈦白粉加入硅酸鈉水溶液中,分散均勻后,濃縮干燥,得到硅酸鈉處理的鈦白;粉碎、過篩,篩選粒徑為0.2-0.5微米的粉體;然后將上述粉體與油酸混合均勻,得到油酸處理的鈦白粉粉體;

按上述的配比將納米二氧化硅加入硅酸鈉水溶液中進(jìn)行表面處理,分散均勻后,濃縮干燥;粉碎、過篩,篩選粒徑為5-25 nm的粉體,即為硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體;

隨后,將上述油酸處理的鈦白粉粉體、硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體、硅烷偶聯(lián)劑混合均勻,然后加入低分子量聚烯烴、聚烯烴,混合均勻之后,加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)的溫度區(qū)間為140-200℃,螺桿轉(zhuǎn)速為180-250rpm;料條從模頭擠出后進(jìn)行冷卻,最后進(jìn)行造粒,即可得到色母粒;

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備:按上述配比將聚烯烴、分散劑、色母粒、硅烷偶聯(lián)劑、助劑混合均勻,隨后加入單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)的溫度區(qū)間為80-100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為20-30rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到所述用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜。

所述膠膜厚度為0.2~1.0 mm。

本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)采用上述白色聚烯烴封裝膠膜制得的太陽能電池組件。

太陽能電池組件是由層壓制得的,層壓操作的工藝條件為:溫度140~150℃、抽真空5分鐘,加壓10~15分鐘、加壓壓力0.5~1.0 kg/cm2

本發(fā)明的發(fā)明機(jī)理為:首先用硅酸鈉作為分散劑和粘合劑,對(duì)鈦白粉進(jìn)行表面處理,提高鈦白粉的分散性和油酸包覆量,油酸表面的-COOH可以與鈦白粉表面的-OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成穩(wěn)定的包覆。油酸包覆的鈦白粉、硅酸鈉表面處理的納米二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑混合時(shí),由于鈦白粉顆粒遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于納米二氧化硅顆粒,以及納米二氧化硅表面的-OH也會(huì)與油酸表面的-COOH發(fā)生化學(xué)反應(yīng),納米二氧化硅顆粒就會(huì)在鈦白粉顆粒表面形成密堆積,并形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),降低鈦白粉的表面能;同時(shí),硅烷偶聯(lián)劑也會(huì)與納米二氧化硅中的Si=O不飽和鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將鈦白粉顆粒穩(wěn)定地包裹在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中;然后,與低分子量聚烯烴和聚烯烴基體混合,低分子量聚烯烴一方面對(duì)鈦白粉有良好的吸附作用,進(jìn)一步提高鈦白粉的分散效果,另一方面其熔點(diǎn)低、粘度高,可以提高鈦白粉與聚烯烴基體樹脂的粘結(jié)力,可防止封裝膠膜在使用過程鈦白粉的析出,提高封裝膠膜的使用性能和壽命。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):

1.本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種專門用于太陽能電池組件的白色聚烯烴封裝膠膜,利用鈦白粉與納米二氧化硅的粒徑差異,對(duì)兩者進(jìn)行表面處理,使納米二氧化硅緊密包覆在鈦白粉表面,同時(shí)利用納米二氧化硅中的Si=O不飽和鍵與硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將鈦白粉牢牢地固定在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,進(jìn)一步降低了鈦白粉的表面能,提高了鈦白粉的分散性;

2、本發(fā)明采用低分子量聚烯烴,不僅能良好吸附鈦白粉,并且可以提高鈦白粉與聚烯烴基體樹脂的粘結(jié)力,防止封裝膠膜使用過程中鈦白粉的遷移,提高了封裝膠膜的使用性能和壽命;

3、本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),適于推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:

實(shí)施例一

(1)色母粒的制備:

將30份鈦白粉(R-900,美國(guó)杜邦公司)加入100份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,得到硅酸鈉處理的鈦白粉,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為0.2-0.5微米的粉體,將粉體與8份油酸混合均勻,得到油酸處理的鈦白粉粉體;同時(shí)將4份納米二氧化硅(PST-H20,南京保克特新材料有限公司)加入16份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為5-25 nm的粉體,即為硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體。隨后,將上述油酸處理的鈦白粉粉體、上述硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體、8份硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷加入高攪機(jī)中混合均勻,然后,加入75份低分子量聚乙烯(110P,日本三井化學(xué)公司)、100份聚烯烴(美國(guó)陶氏公司),用高攪機(jī)混合均勻,加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,螺桿擠出機(jī)溫度為:150℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:200rpm,料條從模頭擠出后進(jìn)入水槽冷卻,最后進(jìn)入造粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒,即得到色母粒;

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備:

將100份聚烯烴(美國(guó)陶氏公司)、1份分散劑硬脂酸鈉、25份色母粒、3份硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、0.5份交聯(lián)劑過氧化二異丙苯、0.3份助交聯(lián)劑異氰酸三烯丙酯、1.0份抗氧劑四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯、0.08份光穩(wěn)定劑770【雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯】、1.2份超細(xì)玻璃纖維加入高攪機(jī)中混合均勻,隨后加單入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)溫度為:100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:30rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到白色聚烯烴封裝膠膜S1,所述膠膜厚度為0.55mm。

(3)太陽能電池組件的制備

將上述白色聚烯烴封裝膠膜S1作為太陽能電池組件的封裝膠膜,由上到下依次層疊為超白鋼化玻璃、透明聚烯烴封裝膠膜、單晶電池片(每塊組件排列60塊電池片)、白色聚烯烴封裝膠膜S1、超白鋼化玻璃。將各層材料層疊后放入真空層壓機(jī)中,溫度148℃,抽真空5分鐘,加壓12分鐘,加壓壓力0.8 kg/cm2,聚烯烴封裝膠膜將各層材料粘合牢固,即制得雙玻光伏組件P1。

實(shí)施例二

(1)色母粒的制備:

將70份鈦白粉(R-902,美國(guó)杜邦公司)加入120份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,得到硅酸鈉處理的鈦白粉,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為0.2-0.5微米的粉體,將粉體與8份油酸混合均勻,得到油酸處理的鈦白粉粉體;同時(shí)將5份納米二氧化硅(PST-H20,南京??颂匦虏牧嫌邢薰荆┘尤?0份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為5-25 nm的粉體,即為硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體。隨后,將上述油酸處理的鈦白粉粉體、上述硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體、8份硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷加入高攪機(jī)中混合均勻,然后,加入75份低分子量聚異丁烯(PB1300,韓國(guó)大林公司)、100份聚烯烴(日本三井化學(xué)公司),用高攪機(jī)混合均勻,加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,螺桿擠出機(jī)溫度為:150℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:200rpm,料條從模頭擠出后進(jìn)入水槽冷卻,最后進(jìn)入造粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒,即得到色母粒;

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備:

將100份聚烯烴(日本三井化學(xué)公司)、1份硬脂酸鈉、15份色母粒、3份硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份交聯(lián)劑叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、0.3份助交聯(lián)劑氰脲酸三烯丙酯、1.0份抗氧劑四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯、0.08份光穩(wěn)定劑622【丁二酸與(4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物】、1.2份超細(xì)玻璃纖維加入高攪機(jī)中混合均勻,隨后加入單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)溫度為:100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:30 rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到白色聚烯烴封裝膠膜S2,所述膠膜厚度為0.55 mm。

(3)太陽能電池組件的制備

將上述白色聚烯烴封裝膠膜S2作為太陽能電池組件的封裝膠膜,由上到下依次層疊為超白鋼化玻璃、透明聚烯烴封裝膠膜、單晶電池片(每塊組件排列60塊電池片)、白色聚烯烴封裝膠膜S2、超白鋼化玻璃。將各層材料層疊后放入真空層壓機(jī)中,溫度148 ℃,抽真空5分鐘,加壓12分鐘,加壓壓力0.8 kg/cm2,聚烯烴封裝膠膜將各層材料粘合牢固,即制得雙玻光伏組件P2。

實(shí)施例三

(1)色母粒的制備:

將50份鈦白粉(R-902,美國(guó)杜邦公司)加入70份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,得到硅酸鈉處理的鈦白粉,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為0.2-0.5微米的粉體,將粉體與8份油酸混合均勻,得到油酸處理的鈦白粉粉體;同時(shí)將3份納米二氧化硅(PST-H20,南京??颂匦虏牧嫌邢薰荆┘尤?2份質(zhì)量濃度為10%的硅酸鈉水溶液中,超聲分散均勻后,濃縮干燥,用超微粉碎裝置粉碎并過篩,篩選粒徑為5-25 nm的粉體,即為硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體。隨后,將上述油酸處理的鈦白粉粉體、上述硅酸鈉處理的納米二氧化硅粉體、8份硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷加入高攪機(jī)中混合均勻,然后,加入35份低分子量聚乙烯(110P,日本三井化學(xué)公司)、40份低分子量聚異丁烯(PB1300,韓國(guó)大林公司)、100份聚烯烴(美國(guó)陶氏公司),用高攪機(jī)混合均勻,加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,螺桿擠出機(jī)溫度為:150℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:200rpm,料條從模頭擠出后進(jìn)入水槽冷卻,最后進(jìn)入造粒系統(tǒng)進(jìn)行造粒,即得到色母粒;

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備:

將100份聚烯烴(美國(guó)陶氏公司)、1份硬脂酸鈉、20份色母粒、2份硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷、0.5份交聯(lián)劑雙叔丁基過氧化二異丙苯、0.3份助交聯(lián)劑異氰酸三烯丙酯、1.0份抗氧劑四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯、0.08份光穩(wěn)定劑770【雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯】、1.2份超細(xì)玻璃纖維加入高攪機(jī)中混合均勻,隨后加入單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)溫度為:100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:30rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到白色聚烯烴封裝膠膜S3,所述膠膜厚度為0.55 mm。

(3)太陽能電池組件的制備

將上述白色聚烯烴封裝膠膜S3作為太陽能電池組件的封裝膠膜,由上到下依次層疊為超白鋼化玻璃、透明聚烯烴封裝膠膜、單晶電池片(每塊組件排列60塊電池片)、白色聚烯烴封裝膠膜S3、超白鋼化玻璃。將各層材料層疊后放入真空層壓機(jī)中,溫度148℃,抽真空5分鐘,加壓12分鐘,加壓壓力0.8 kg/cm2,聚烯烴封裝膠膜將各層材料粘合牢固,即制得雙玻光伏組件P3。

對(duì)比例一

(1)白色母粒的制備

取60wt%金紅石型鈦白粉(粒徑為0.15-0.3微米,熔融指數(shù)為50 g/10min),40wt%低密度聚乙烯(LDPE),密煉機(jī)的密煉室內(nèi)溫度預(yù)熱為105 ℃,先后將LDPE粒料和鈦白粉投入密煉機(jī)中,攪拌混合5分鐘后,密煉機(jī)加入空氣至0.5MPa壓力,升溫至120℃進(jìn)行預(yù)分散處理,保持壓力10分鐘,再降壓排放掉物料中水分等揮發(fā)性小分子物質(zhì),重新加壓至0.5MPa,密煉過程中由于共混體系發(fā)熱,通過通冷卻水降溫,確保溫度為120±5℃,分散處理15分鐘,然后輸送到雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,得到白色母粒。

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備

將100份聚烯烴、1份硬脂酸鈉、8份白色母粒、5份硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、0.5份交聯(lián)劑過氧化二異丙苯、0.3份助交聯(lián)劑異氰酸三烯丙酯、1.0份抗氧劑四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯、0.08份光穩(wěn)定劑770【雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯】、1.2份超細(xì)玻璃纖維加入高攪機(jī)中混合均勻,隨后加入單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)溫度為:100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:30 rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到白色聚烯烴封裝膠膜A1,所述膠膜厚度為0.55 mm。

(3)太陽能電池組件的制備

將上述白色聚烯烴封裝膠膜A1作為太陽能電池組件的封裝膠膜,由上到下依次層疊為超白鋼化玻璃、透明聚烯烴封裝膠膜、單晶電池片(每塊組件排列60塊電池片)、白色聚烯烴封裝膠膜A1、超白鋼化玻璃。將各層材料層疊后放入真空層壓機(jī)中,溫度148℃,抽真空5分鐘,加壓12分鐘,加壓壓力0.8 kg/cm2,聚烯烴封裝膠膜將各層材料粘合牢固,即制得雙玻光伏組件B1。

對(duì)比例二

(1)白色母粒的制備

首先將丁烯、間三氟甲基苯乙烯、膦酸-β-苯乙烯基酯按照摩爾比為5:1:1的配料混合后,向體系中加入0.5摩爾的引發(fā)劑過氧化異丙苯,共聚10 h后得到分散劑;隨后按照聚乙烯:銳鈦型鈦白粉:分散劑為50:50:1的質(zhì)量比取料,先將鈦白粉在混合機(jī)中進(jìn)行預(yù)混合1 min,然后加入分散劑,以300 r/min旋轉(zhuǎn)混合30 min,再以30 r/min旋轉(zhuǎn)混合5min,再加入載體樹脂,以300 r/min旋轉(zhuǎn)混合15 min,得到混合物,最后將混合物經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī),溫度控制在250℃,轉(zhuǎn)速為80 r/min,進(jìn)行造粒、干燥,得到白色母粒。

(2)白色聚烯烴封裝膠膜的制備

將100份聚烯烴、1份硬脂酸鈉、8份白色母粒、5份硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.5份交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、0.3份助交聯(lián)劑異氰酸三烯丙酯、1.0份抗氧劑四[?-(3’,5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]十八烷基醇酯、0.08份光穩(wěn)定劑770【雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯】、1.2份超細(xì)玻璃纖維加入高攪機(jī)中混合均勻,隨后加入單螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行反應(yīng)擠出,控制螺桿擠出機(jī)溫度為:100℃,螺桿轉(zhuǎn)速為:30rpm,最后通過擠出、流延、冷卻、裁切、收卷工序,即可得到白色聚烯烴封裝膠膜A2,所述膠膜厚度為0.55 mm。

(3)太陽能電池組件的制備

將上述白色聚烯烴封裝膠膜A2作為太陽能電池組件的封裝膠膜,由上到下依次層疊為超白鋼化玻璃、透明聚烯烴封裝膠膜、單晶電池片(每塊組件排列60塊電池片)、白色聚烯烴封裝膠膜A2、超白鋼化玻璃。將各層材料層疊后放入真空層壓機(jī)中,溫度148℃,抽真空5分鐘,加壓12分鐘,加壓壓力0.8 kg/cm2,聚烯烴封裝膠膜將各層材料粘合牢固,即制得雙玻光伏組件B2。

然后對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)行性能測(cè)試,具體方法如下:

1、反射率測(cè)試

測(cè)試方法按照ASTM E424-17《薄板材料的太陽能傳播和反射的試驗(yàn)方法》規(guī)定的試驗(yàn)操作方法進(jìn)行。樣品制作:依次將超白鋼化玻璃/白色聚烯烴封裝膠膜/含氟不沾布層疊,在真空層壓機(jī)中層壓固化,冷卻后剝離表面含氟不粘布,制得樣品,然后在紫外-可見光分光光度計(jì)上測(cè)試 其在可見光區(qū)域的反射率。測(cè)試結(jié)果見表1。

2、太陽能電池組件外觀和功率測(cè)試

按照IEC 61215《地面用晶體硅光伏組件 設(shè)計(jì)鑒定和定型》規(guī)定的試驗(yàn)操作方法進(jìn)行,試驗(yàn)條件為:85℃、85%濕度、2000h,分別對(duì)濕熱老化測(cè)試前后的太陽能電池組件進(jìn)行外觀和功率測(cè)試。目測(cè)產(chǎn)品外觀,是否出現(xiàn)白色顏料團(tuán)聚、析出;采用太陽能電池功率測(cè)試儀對(duì)太陽能電池組件進(jìn)行功率測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見表2。

表1白色聚烯烴封裝膠膜反射率測(cè)試結(jié)果

表2 太陽能電池組件外觀和功率測(cè)試結(jié)果

從表1的結(jié)果可以看出,本發(fā)明制備的白色聚烯烴封裝膠膜的反射率明顯高于對(duì)比例中的反射率,說明了采用本發(fā)明的方法,可以加入更多的鈦白粉并能均勻分散,從而提高了膠膜的反射率。

從表2的結(jié)果可以看出,采用本發(fā)明的白色聚烯烴封裝膠膜制備的太陽能電池的功率大于對(duì)比例中太陽能電池的功率,說明反射率高的膠膜能夠充分利用太陽光,提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí),本發(fā)明制備的太陽能電池組件在經(jīng)歷了2000 h的濕熱老化測(cè)試后,膠膜中鈦白粉未析出或者發(fā)生團(tuán)聚,并且組件功率也無明顯衰減,說明本發(fā)明采用的方法可以使鈦白粉與聚烯烴形成牢固的結(jié)合,防止了膠膜使用過程中鈦白粉的遷移,提高了太陽能電池組件的使用性能和壽命。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,不能依此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍,本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

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