一種抗蝸牛紋封裝膠膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種抗蝸牛紋封裝膠膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，晶硅光伏組件的蝸牛紋現(xiàn)象在各大光伏研討會上被頻繁提及和密切關(guān) 注。光伏組件在戶外安裝幾個月至幾年不等時間后，晶硅電池會出現(xiàn)變色現(xiàn)象，電池表面開 始出現(xiàn)一些狹窄交錯的暗線，因形狀類似蝸牛爬過的痕跡，被稱為蝸牛紋現(xiàn)象。蝸牛紋現(xiàn)象 雖然對光伏組件的發(fā)電功率及可靠性無顯著影響，但作為一種顯著的外觀缺陷，嚴(yán)重影響 組件或組件建筑一體化設(shè)計的外觀和美感。目前大多數(shù)研究認(rèn)為蝸牛紋的產(chǎn)生機理為:組 件在運輸或安裝過程中產(chǎn)生撞擊或者震動，造成電池片產(chǎn)生隱裂，在后續(xù)戶外曝曬使用過 程中，部分電池片在隱裂位置出現(xiàn)銀柵線變色現(xiàn)象。因此蝸牛紋的出現(xiàn)與封裝膠膜、銀漿及 背板材料均有一定程度的關(guān)聯(lián)，其中背板的影響主要體現(xiàn)在其水汽阻隔性能方面。
[0003] 其中，背板主要通過降低自身的水汽透過性能，以便改善組件的抗蝸牛紋性能。但 實際應(yīng)用或加速測試中，發(fā)現(xiàn)即使兩款背板水汽阻隔性能有顯著差別，但蝸牛紋出現(xiàn)的時 間相差無幾。因此，單純提高背板的水汽阻隔性能，并不能完全有效改善組件的抗蝸牛紋性 能。
[0004] 封裝膠膜方面，雖然采用水汽阻隔性能極佳的離子聚合物薄膜，理論上可改善組 件的抗蝸牛紋性能，但其應(yīng)用于組件中，在高溫環(huán)境易產(chǎn)生氣泡甚至脫層等外觀缺陷。另一 方面，離子聚合物薄膜的成本數(shù)倍于普通乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封裝膠膜。
[0005] 鑒于上述狀況，目前亟需一種新型的封裝膠膜，滿足組件對抗蝸牛紋性能的要求， 同時保持封裝膠膜的封裝性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有封裝膠膜技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明目的是提供一種抗蝸牛紋封裝 膠膜;該抗蝸牛紋封裝膠膜設(shè)計巧妙，利用預(yù)交聯(lián)層的厚度和預(yù)交聯(lián)設(shè)計，可實現(xiàn)與電池片 接觸部分的封裝膠膜配方去除交聯(lián)劑，并可防止因粘結(jié)層上翻引起的交聯(lián)劑迀移至電池片 表面;并根據(jù)組件的層壓特性(組件邊緣區(qū)域易出現(xiàn)上下封裝膠膜相互滲透現(xiàn)象），對輻射 預(yù)膠層不同區(qū)域的交聯(lián)助劑和硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行優(yōu)化，有效降低封裝膠膜的交聯(lián)助劑和硅烷 偶聯(lián)劑的用量。進(jìn)而大幅減少封裝膠膜層壓后的助劑殘留，改善封裝膠膜抗蝸牛紋性能，同 時進(jìn)一步降低封裝膠膜生產(chǎn)成本。另一方面，利用粘結(jié)層保持封裝膠膜的封裝特性，并通過 與輻射交聯(lián)層的厚度比設(shè)計，實現(xiàn)在層壓后封裝膠膜整體交聯(lián)度仍可達(dá)到70%以上。當(dāng)將 抗蝸牛紋封裝膠膜作為組件后層的封裝膠膜使用時，填充顏料可進(jìn)一步減少交聯(lián)助劑的用 量。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種抗蝸牛封裝膠膜的制備方法。
[0008] 本發(fā)明是目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種抗蝸牛紋封裝膠膜，包括預(yù)交聯(lián) 層和粘結(jié)層，所述預(yù)交聯(lián)層由兩個邊緣區(qū)域和位于兩個邊緣區(qū)域之間的中間區(qū)域構(gòu)成;所 述每個邊緣區(qū)域的寬度占膠膜整體寬度的4%至27%，所述中間區(qū)域的寬度占膠膜整體寬 度的92%至46% ;所述邊緣區(qū)域由：光伏封裝基體材料100份，顏料0~40份，敏化劑0.01~1 份，受阻胺類光穩(wěn)定劑0.01~2份，紫外光吸收劑0.01~2份，及增粘劑0.01~2份組成，且邊 緣區(qū)域的預(yù)交聯(lián)度為20%~70%;中間區(qū)域由：光伏封裝基體材料100份，顏料0~40份，受 阻胺類光穩(wěn)定劑0.01~2份，紫外光吸收劑0.01~2份，及增粘劑0.01~2份組成，且中間區(qū) 域預(yù)交聯(lián)度為0.5 %~5 %。
[0009] 所述膠膜的粘結(jié)層由光伏封裝基體材料100份，顏料0~40份，過氧化物類交聯(lián)劑 0.1~10份，助交聯(lián)劑0.1~5份，受阻胺類光穩(wěn)定劑0.01~5份，紫外光吸收劑0.01~2份，及 增粘劑0.1~3份組成。
[0010] 進(jìn)一步地，所述光伏封裝基體材料由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、茂金屬催化 聚乙烯、乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯戊烯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯 甲基丙烯甲酯共聚物中的一種或多種按照任意配比混合組成。
[0011] 進(jìn)一步地，所述顏料由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成:碳酸鈣、 硫酸鋇、滑石粉、鈦白粉、氧化鋅、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、銅鉻黑、氫氧化鎂、氫氧化鋁、 氧化鋁、氧化鎂、氮化硼、碳化硅、磷酸銨、聚磷酸銨、季戊四醇、雙季戊四醇、多季戊四醇酯、 聚磷酸三聚氰胺硼酸鹽。
[0012] 進(jìn)一步地，所述敏化劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成:炭黑、 三烯丙基異氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基 丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
[0013] 進(jìn)一步地，所述受阻胺類光穩(wěn)定劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合 組成:3，5-二叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、三（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸 酯、癸二酸雙-2，2，6，6_四甲基哌啶醇酯、雙-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二 酸酯、丁二酸和4-羥基_2,2,6,6_四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N'_雙(2,2,6,6_四甲基-4-呢陡基) _1，6-己二胺和2,4-二氣_6-(1，1，3,3 -四甲基丁基)氣基-1，3,5-二嘆的聚合物、N， Ν' -雙（2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和嗎啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的聚合 物;所述紫外光吸收劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成:2_羥基-4-正辛 氧基二苯甲酮、2，2_四亞甲基雙（3，1_苯并噁嗪-4-酮）、2-(2'_羥基-5-甲基苯基）苯并三 唑、2,2'_二羥基_4,4'_二甲氧基二苯甲酮;所述增粘劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任 意配比混合組成：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2， 3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Ν-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基 硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、3-氨丙基三甲基硅烷;所述過氧化物類交聯(lián)劑由 以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成:叔丁基過氧化碳酸異丙酯、2,5_二甲基-2，5 -雙(叔丁過氧基）己烷、1 -雙(過氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、叔丁基過氧化碳 酸-2-乙基己酯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己烷、1，1 -雙(叔丁基過氧)-3，3，5-三 甲基環(huán)己烷、1，1-雙(叔戊基過氧)-3，3，5_三甲基環(huán)己烷、1，1-雙(叔戊基過氧)環(huán)己烷、1， 1-雙(叔丁基過氧)環(huán)己烷、2,2_雙(叔丁基過氧)丁烷、過氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5_ 二甲基2,5_雙(苯甲酰過氧)-己烷、過氧化碳酸叔戊酯、過氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯。
[0014] 進(jìn)一步地，所述助交聯(lián)劑由以下物質(zhì)中的一種或多種按照任意配比混合組成：三 烯丙基異氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙 烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
[0015] 進(jìn)一步地，所述預(yù)交聯(lián)層與粘結(jié)層厚度比為（1~6):(1~6);所述抗蝸牛紋封裝膠 膜總厚度為0.2~0.7mm，所述預(yù)交聯(lián)層和粘結(jié)層厚度均為0.1~0.6mm。
[0016] -種抗蝸牛紋封裝膠膜的制備方法，該方法為:將預(yù)交聯(lián)層的邊緣區(qū)域的樹脂組 合物、中間區(qū)域的樹脂組合物及粘結(jié)層的樹脂組合物，分別混合后加入不同的擠出機，所述 預(yù)交聯(lián)層邊緣區(qū)域各自的擠出物料、中間區(qū)域的擠出物料及粘結(jié)層的擠出物料在T模頭內(nèi) 以具有邊界的方式合并形成一個熔體流并以膜狀擠出，在收卷前或收卷后，對所述預(yù)交聯(lián) 面進(jìn)行電子輻射后得到所述抗蝸牛紋封裝膠膜。
[0017] 進(jìn)一步地，所述擠出機的溫度均為70~110°C，T模頭溫度為70~110°C。所述電子 輻射的電子束能量為80keV~500keV，所述電子輻射的輻射劑量為5~60kGy。
[0018] 本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:本發(fā)明利用預(yù)交聯(lián)層的厚度和預(yù)交聯(lián)設(shè)計，使組 件中與電池片接觸部分的封裝膠膜幾乎無交聯(lián)劑;并根據(jù)組件的層壓特性，對預(yù)膠層不同 區(qū)域的交聯(lián)助劑和硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行優(yōu)化，有效降低封裝膠膜的交聯(lián)助劑和硅烷偶聯(lián)劑的用 量。進(jìn)而大幅減少封裝膠膜層壓后的助劑殘留，改善封裝膠膜抗蝸牛紋性能，同時進(jìn)一步降 低封裝膠膜生產(chǎn)成本。另一方面，搭配快速交聯(lián)型膠膜使用時，可縮短組件層壓時間，提高 生產(chǎn)效率。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于 此。
[0020] 實施例1