[发明专利]一种晶硅太阳能电池用密封胶膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的晶硅太阳能电池用密封胶膜。

背景技术

近年来，从资源的有效利用和防止环境污染等方面出发，将太阳能直接转换为电能的太阳能电池组件正被广泛使用，并进行进一步研发。

太阳能电池是太阳能最典型的应用。太阳能发电是利用晶硅半导体的量子效应原理直接把太阳能的可见光转变为电能，可硅晶片若直接暴露于大气中，其光电转换性能易于衰减，失去实用价值。因此，必须借助一种新型的封装材料对硅晶片进行相应的保护。为了使硅晶片隔离外界环境，使其光电转换效率保持耐久性，需要采用高透明性、耐光老化、耐环境湿热老化、粘结性能优良、且具有弹性的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）胶膜将硅晶片密封于其中，并与上下层保护材料粘合在一起，构成太阳能电池组件。

EVA树脂是一种热塑性高分子材料，是线性分子结构的高聚物。相对于其他的封装材料具有成本低、易于加工、透光率高、吸水性低、粘结性能以及力学性能优良等特性，能够满足太阳能组件要求。近年来，国内外在太阳能用EVA胶膜方面研究不断深入，并日渐成熟。EVA胶膜已经成为目前太阳能电池封装工艺中最常用的材料。

尽管EVA已经在太阳能电池中得到广泛的应用，但是由于其分子结构中含有醋酸乙烯酯的结构单元，因此，在高温高湿环境中，醋酸乙烯酯易水解生成醋酸，造成EVA分子链断裂，最终将导致EVA胶膜物理性能被破坏，封装胶膜的密封性大幅降低，表现在EVA胶膜与背膜、玻璃的粘结强度降低，严重者甚至发生EVA胶膜与背膜、玻璃之间因失去黏结性而相互脱开，从而影响组件的效率，甚至导致整个组建报废；同时，降解所形成的生色基团会使EVA材料黄变，导致组件光电转换效率的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在高温高湿环境下能够长期保持水解稳定性的晶硅太阳能电池用密封胶膜。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种晶硅太阳能电池用密封胶膜，其组成及重量份数为：

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物            100重量份；

有机过氧化物交联剂            0.1~3重量份；

交联促进剂                    0.1~3重量份；

防老化剂                     0.05~2重量份；

环氧化合物                   0.2~5重量份；

其中，所述环氧化合物为双环氧基团化合物和多环氧基团化合物的混合物，双环氧基团化合物与多环氧基团化合物的重量比为1：0.3～5。

所述双环氧基团化合物与多环氧基团化合物的重量比为1：0.5～3。

所述多环氧基团化合物为三环氧基团化合物或四环氧基团的化合物。

所述环氧化合物的含量相对于100重量份的乙酸-醋酸乙烯酯共聚物为1.2~3重量份。

所述防老化剂由紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂组成。

所述抗氧剂是受阻酚抗氧剂和/或亚磷酸酯抗氧剂。

所述晶硅太阳能电池用密封胶膜还包含0.05~2重量份的硅烷偶联剂。

有益效果

1.本发明提供的密封胶膜中的环氧化合物通过采用双环氧基团化合物和多环氧基团化合物的混合物，并控制其重量比在1：0.3-5，使得得到的密封胶膜在高温环境下能够长期保持水解稳定性。

2.将本发明的密封胶膜用于晶硅太阳能电池组件，得到的晶硅太阳能电池组件经高温高湿老化后，胶膜与背膜及玻璃间剥离强度保持率大于80%，黄变指数小于2.0，且组件表观保持良好、胶膜无裂纹，转换效率损失率小。

具体实施方式

EVA分子结构中醋酸乙烯酯单元在高温高湿环境中的水解，将会导致EVA分子链断裂，最终导致EVA胶膜物理性能被破坏，封装胶膜的密封性大幅降低，表现在EVA封装的电池组件经高温高湿1000小时老化后，胶膜与背膜、玻璃的剥离强度保持率大幅下降；同时EVA分子降解所形成的生色基团会使EVA材料黄变，导致组件光电转换效率的降低。

EVA胶膜在高温高湿环境中水解产生羧酸，而生成的羧酸在酯的水解过程中充当着催化剂的作用，而环氧化合物的加入，一方面，环氧基团与水解所产生的羧基反应，生成带侧羟基的非催化性产物，从而抑制了羧基对水解的催化作用；另一方面，环氧基还与羟基反应，使得由于水解产生的断链重新接起来，使胶膜的密封性能得以保持。