[发明专利]光伏组件封装胶膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种光伏组件封装胶膜及其制备方法。该光伏组件封装胶膜包括乙烯共聚物基体和分散在其中的离子捕获剂、活化的离子交换树脂及助剂。本发明提供的光伏组件封装胶膜可有效吸附胶膜中的游离金属离子，从而实现组件抗PID现象的作用。该封装胶膜不仅满足传统单面电池的抗PID性能要求，而且应用于双面电池组件时，也表现出优异的抗PID效果。

技术领域

本发明涉及光伏领域，具体而言，涉及一种光伏组件封装胶膜及其制备方法。

背景技术

太阳能电池组件是利用光生伏特效应，将太阳能转变为电能的重要设备。在当今社会，环境与能源的矛盾日益突出，而在所有的新能源中，太阳能具有储量大，可再生以及环境友好等特点，使光伏发电成为重要的新能源发展方向，因此受到各国政府和组织所青睐。

然而在实际应用中，太阳能组件普遍存在PID现象(电势诱导衰减)的问题。PID现象的发生使得大量电荷聚集在电池片表面，降低了电池片表面的钝化效果，从而导致组件功率出现衰减。因此PID现象的出现，提高了光伏发电的设备成本并最终限制了光伏发电的广泛普及，是目前光伏行业亟需解决的重要问题。许多企业和研究机构已经投入了大量的精力和资金，寻找解决这一问题的关键方法。

在现有的研究中，关于PID现象的起源有许多不同的解释，而在其中最广为人们认可的理由是太阳能组件中的离子迁移。在高温高湿的环境下，水汽进入光伏组件内，经过一系列化学反应，使得玻璃保护层析出大量可自由移动的Na离子，这些离子在外电场作用下，向电池表面移动并富集于减反层，使漏电流增大，并与电池片中的载流子复合从而降低电池片内的载流子浓度，最终导致组件功率的衰减。因此，限制金属离子在胶膜中的迁移能力，以及降低组件中自由离子的含量，均有望避免太阳能组件发生PID现象。

CN104966743B公开了一种含聚合物金属离子捕捉剂的PID封装胶膜。其所用金属捕捉剂包含聚乙烯-甲基丙烯酸钠、聚乙烯-甲基丙烯酸锌、聚乙烯-甲基丙烯酸钙、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钾、聚苯乙烯磺酸锌、聚苯乙烯磺酸钙中的1种或2种以上。这些物质内部有较强的离子键合作用，能对金属离子产生较强的锁定作用。在加入EVA中后，可对玻璃表面迁移出的钠离子具有一定的捕捉和锁定作用，降低了钠离子向电池片表面迁移速率。然而，该专利中引入的聚合物中含有较多的其他种类金属离子，材料整体的金属离子含量不降反升，对封装胶膜的绝缘性能将会产生较大影响。

CN109705773A公开了一种含无机离子捕捉剂的抗PID封装胶膜。其通过在胶膜中添加磷酸锆的方式，实现在电场环境下束缚固定金属离子，减少组件中金属离子的自由运动能力，从而有效改善光伏组件的PID效应问题。CN106967368A公开了一种添加纳米氧化硅的抗PID封装胶膜。他们认为在EVA胶膜中添加能捕捉钠离子的纳米级二氧化硅，同时该二氧化硅还可填充钠离子迁移的通道，阻止钠离子迁移到晶体硅电池片表面，从而使得光伏组件具有抗PID性能。然而，这类无机离子捕获剂与聚合物相容性不好，易出现团聚现象，因此制备稳定的均匀分散的复合材料仍存在较大困难。同时过多的无机填料还将对胶膜的透光率，韧性，粘结力等性能产生不良影响。

除了以上缺点以外，更重要的一点，上述所有专利制备的光伏封装胶膜应用于现行双面电池的组件中时，组件背面的功率衰减严重。因此，这些方案应用于双面电池中时，抗PID效果整体较差，不能满足产品的市场需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光伏组件封装胶膜及其制备方法，以更有效地改善抗光伏组件的PID现象。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光伏组件封装胶膜，其包括乙烯共聚物基体和分散在其中的离子捕获剂、活化的离子交换树脂及助剂。

进一步地，按重量份计，每100份的乙烯共聚物基体中包含0.01～5份的离子捕获剂和0.01～5份的活化的离子交换树脂；优选地，每100份的乙烯共聚物基体中包含0.1～1份的离子捕获剂和0.1～1份的活化的离子交换树脂。