[发明专利]一种封装材料、相关的胶膜和光伏组件及制法

说明书

本发明涉及一种封装材料，其通过使用烷氧基硅烷低聚物增粘助剂来提高封装材料在老化后的持久粘合性，并通过封装材料的预交联来减少封装材料中填料或颜料的外溢；本发明还涉及使用所述封装材料制备的封装胶膜、制备封装胶膜的方法，本发明还涉及由所述封装胶膜制备的光伏组件及制备所述光伏组件的方法。

技术领域

本发明涉及一种封装材料、由其制备的封装胶膜、由所述封装胶膜制备的光伏组件及制备封装胶膜和光伏组件的方法。

背景技术

随着光伏组件平价上网目标的持续推进，追求光伏组件更短的层压时间和更高的组件功率。同时，随着光伏组件的日益推广，也出现了个性化的外观需求，如白色封装材料、黑色封装材料、彩色封装材料封装的光伏组件，这往往需要向封装材料中添加填料或颜料来增加反射率或实现色彩调节的目的。但光伏组件在高温层压时，填料或颜料会随着层压过程的挤压无规地溢出，甚至污染电池片表面发电区域。为解决以上问题，通过将封装材料预先部分预交联，利用预交联的封装材料中填料无法自由流动的特性，来改善封装材料中填料或颜料外溢的缺陷。为了固定电池片或焊带的位置，部分透明组件也采用预先交联的封装材料进行定位。

在现有技术中，光伏组件封装材料的预交联可采用热交联、辐射处理、紫外交联等方法。利用辐射方法进行处理时，高能射线通过与物质的相互作用来电离或激发物质中的分子，从而引发化学反应。与热交联引发化学反应处理的方法相比，高能辐射在能源效率方面具有很大的优势。尤其是热塑性材料、弹性体、聚烯烃等聚合物基体在电子束辐射技术处理下，产生自由基并发生交联反应，这是增强聚合物基体所需性能的有效方法。如美国专利号为US6586271B2的专利公开了对太阳能电池组件的封装材料进行电子束辐照，使封装材料发生交联，从而改善光伏组件的耐热蠕变性的方法，但该专利同时强调保持了封装材料的热塑性，表明封装材料的流动性仍保持较好，不能完全解决有色封装材料中填料或颜料外溢的缺陷。

近年来，采用辐射交联乙烯-醋酸乙烯酯树脂膜的方法公开在如专利号201410061051.5中，在高辐射剂量下(≥30kGy)，解决了有色封装材料的外溢的缺陷；但本文中用于增加粘合性的助剂仍采用普通封装材料的单体硅烷偶联剂(A171、A174或两者的混合物)，无法避免高能射线在辐射封装材料时的副作用，封装材料在辐射后粘合性可能降低。由于高能射线自身能量很高，光伏组件封装材料吸收能量产生自由基时，不仅引发敏化剂与树脂发生交联反应，同时也会引发其他含双键或不饱和官能团化合物的副化学反应，如封装材料中用于增加粘合性的硅烷偶联剂也发生接枝或自聚反应。这导致辐射处理后的封装材料硅烷偶联剂无残留，使得虽然封装材料与玻璃、金属、电池片、背板间的初始粘结性能较大，但经过高温高湿加速老化或湿冻加速老化测试后，封装材料的粘结性能、尤其是封装材料与玻璃的粘结性能衰减显著，甚至导致老化后封装材料与玻璃、背板等发生脱层，存在较大的光伏组件脱层引发的可靠性风险。

针对上述问题，目前亟需一种高可靠性预交联的新型封装材料，其在经过预交联处理时，在获得预期的低流动性的同时，能保持较好的持久粘合性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种封装材料，其通过使用增粘助剂来提高封装材料在老化后的持久粘合性，并通过封装材料的预交联来减少封装材料中填料或颜料的外溢。

所述封装材料包含以下组分：

100重量份光伏基体树脂，

0.01-10重量份增粘助剂，

0.01-5重量份交联剂，

0.05-5重量份敏化剂，

0-50重量份填料或颜料，和

0-3重量份加工助剂；

其中，所述增粘助剂为烷氧基硅烷低聚物；所述烷氧基硅烷低聚物的数均分子量为300-2000g/mol。

本发明的另一个目的是提供一种由上述封装材料制备的封装胶膜。