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一种转光封装胶膜及制备方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-29 17:28:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 田宜忠 | 2022-11-29 17:28:36

本发明还有一个目的是在于提供了一种转光封装胶膜在提高太阳能电池组件光 谱转换效率的EVA封装胶膜和POE封装胶膜中的应用,提高组件1%左右的功率,操作简便, 成本低,使用寿命长。为了实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:一种转换封装胶膜,它由以下重量份的原料制成:所述的一种转光封装胶膜主要成份是EVA树脂或POE树脂,同时还含有增容剂、交 联剂、波长转换粒子、抗氧剂等助剂。所述的EVA是乙烯醋酸乙烯共聚物,POE是乙烯-辛烯共聚物。所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA含量在25-35%之间,熔融指数在0.1-40g/ 10min,熔点为40-90℃,透光率≥90%。所述的增容剂为极性基团接枝改性功能树脂,具体包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝丙烯酸、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝甲基丙 烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝磺酸,聚乙烯接枝马来酸酐中的一种或二至 五种的任意一种或二至五种的任意混合;

本发明公开了一种转光封装胶膜及制备方法和应用,它由乙烯?醋酸乙烯酯共聚物、增容剂、交联剂、上转换粒子、抗氧剂组成,步骤是:A、先制备波长转化粒子,将丙烯酸铕、甲基丙烯酸铕、丙烯酸甲基丙烯酸铕共聚物等混合加入到水溶液中;B、将丙烯酸铕、甲基丙烯酸铕、丙烯酸甲基丙烯酸铕共聚物等搅拌混合均匀,获得混合物;C、在混合物中滴加过氧化苯甲酰引发剂溶液,制备微米级荧光粉粒子;D、将乙烯?醋酸乙烯酯共聚物、增容剂,波长转换粒子和抗氧剂在高混机中混合均匀,投入挤出机中混炼;E、经过流延、压花、冷却,进行成膜,通过牵引裁切,通过收卷工序得。配方合理,转光封装胶膜透光率好、转光效率高、分散均匀,耐老化性能高。

目前太阳能电池封装用胶膜在国内的发展已初具规模,其粘结强度、可见光透过 率、抗高温高湿紫外老化能力均可与国外产品相媲美。

EVA是乙烯醋酸乙烯酯共聚物,是一种柔韧性和粘接性能好,具有良好透光性能和 耐老化性能的透明胶体。它将晶体硅片组“上盖下垫”,将硅晶片组包封,并和上层保护材料 玻璃,下层保护材料背板利用真空层压技术粘合为一体构成晶体硅组件。长期的实践证明: 它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果,但是在转光封装胶膜方面还没有产 品出现。虽然CN102732160A发明了一种提高太阳能电池组件光谱转换效率的EVA封装胶膜, 但是对功率的提升只字未提。CN102093628A发明了一种光转化特性的EVA胶膜及其制备方 法,但是只能理论上有这种现象,还没有实际应用的数据,也没有相关的组件测试。

POE是乙烯辛烯共聚物,结晶的乙烯链作为交联点,柔顺的辛烯具有卷曲结构,通 过两种不同的微区形成物理交联的作用,是一种不需要硫化的弹性体。POE具有优异的韧性 又具有良好地加工性;没有不饱和双键,耐老化性优异;良好的流动性,可改善填料的分散 效果。作为封装材料基材,其性能及成本均优于EVA。CN102863916A发明了一种POE光谱转换 太阳能电池封装胶膜及其制备方法,理论上可以提高组件功率。

在封装胶膜中混入转光粒子是荧光粉材料应用于太阳能电池较为简单、高效的方 式。中国专利CN200710302510.4在聚乙烯(聚丙乙烯、聚氯乙烯)基材中混入上转换材料、下 转换材料、长余辉材料,增加了太阳光的利用率,提高了电池板的发电效率,延长了电池板 的发电时间和使用寿命。中国专利CN200710302510.4在EVA中掺杂稀土配合物,替换配方中 的紫外光稳定剂和吸收剂,使紫外光得到利用,可实现生产率优异的光电转换效率高的太 阳能电池组件。

荆楚理工学院(Jingchu University of Technology)简称“荆楚理工”,位于湖北省荆门市,学院于2007年3月经教育部批准由初创于1956年的沙洋师范高等专科学校和始建于1984年的荆门职业技术学院合并组建而成, [2] 是一所省属公办全日制普通本科高等学校,为湖北省首批地方本科院校转型发展试点学校、“湖北省2011计划”首批牵头高校,“实行“省市(荆门)共建、以省为主”的管理体制。 截至2022年3月,学院占地面积2400余亩,校舍建筑面积35.87余万平方米;设有16个教学学院(部),开设本科专业43个,专科专业15个,涵盖理、工、农、医、文、教、管、艺等8大学科门类;在编教职工1134人,有教授、副教授等高级职称人员342人,博士、硕士678人。享受国务院及湖北省政府特殊津贴的专家4人;有全日制普通在校生19615人,其中本科生13998人。

本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:

通过添加转光粒子与胶膜共混,以增容剂提高两者之间的相容性,搭配交联剂、抗 氧剂等助剂以合适的比例和工艺制备出一种转光封装胶膜,应用在太阳能组件中,能提高 组件的功率,降低紫外线穿透到背板的危害,延长组件的使用寿命,提高电站的收益。

通过组件比较实验,通过上转换胶膜的组件与普通组件相比,功率提高1%,发电 量提高0.9%,250.0W的普通组件,使用上转换胶膜,功率可达252.5W,增加发电效率,降低 度电成本。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。