一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏组件封装胶膜技术领域，尤其是一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜及其制备方法。
背景技术
传统的单面电池太阳能光伏组件在发电过程中，组件由于未接地会产生负偏压，玻璃中的钠离子会穿过胶膜层侵蚀电池片，形成并联的漏电通道，导致电池的填充因子降低，从而降低电池片的发电效率，产生PID-s现象。该现象可通过在EVA中添加离子捕捉剂来抑制。
为了提高电池片的效率,双面电池技术近年来飞速发展，但无论是N型还是P型双面电池，组件在负偏压下除了钠离子侵蚀外，还会在电池表面积累正电荷从而产生极化，电池极化导致表层多子与少子易发生复合，使得短路电流发生较大衰减，功率发生损失。传统的EVA胶膜抗极化能力较差，无法满足双电池抗PID的要求。
POE虽然能满足抗PID的要求，但POE胶膜与极性助剂相容性差，助剂易析出产生打滑现象，层压过程中容易产生气泡、滑移、并片等问题；EVA胶膜水汽阻隔性差，水汽容易侵入降低胶膜的透光率和体积电阻率，从而降低组件的发电效率，缩短组件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜，该复合胶膜能够有效提高组件抗PID性能，降低组件使用过程中水汽渗入，提高组件层压外观良品率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜，包括从上到下依次设置的EVA层、POE抗极化层和EVA层，
所述的EVA树脂熔体流动速率为5g/10min—30g/10min，透光率＞85％，体积电阻率≥1.0×1014，熔融温度为30—80℃，VA含量5-30％；
所述的POE树脂熔体流动速率为3g/10min—20g/10min，透光率＞86％，体积电阻率≥1.0×1015，熔融温度为30—80℃。
进一步的，所述EVA层按质量份数计包括：
所述POE抗极化层按质量份数计包括：
进一步的，所述抗极化助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、顺丁烯二酰亚胺、二季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
进一步的，所述引发剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、1,1'-双(叔戊基过氧)环己烷、1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯中的一种或几种。
进一步的，所述助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯基异氰脲酸酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5三嗪中的一种或几种。
进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三叔丁氧基硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种。
进一步的，所述紫外光稳定剂为:双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯中的一种或几种。
进一步的，所述紫外光吸收剂为2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑、水杨酸、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2H-苯丙苯并三唑-2-羟基)-4-(叔丁基-6-仲丁基)苯酚中的一种或几种。
进一步的，所述抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
本发明的另一个目的是：克服现有技术中的不足，提供一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜的制备方法，该制备方法工艺简单，通过采用三层共挤，上下层为EVA层的结构，能够解决POE抗极化层助剂析出导致胶膜打滑的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比将EVA树脂、引发剂、助交联剂、硅烷偶联剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂混合均匀，倒入单螺杆挤出机料仓中，待用；
(2)按配比将POE树脂、抗极化助剂、引发剂、助交联剂、硅烷偶联剂、紫外光稳定剂、抗氧剂混合均匀，倒入双螺杆挤出机料仓中，待用；
(3)同时开起单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，挤出温度都为80-100℃，两种物料同时从同一个三层共挤模头中挤出、压花复合，制备出三层共挤复合胶膜。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
本发明中的复合胶膜两侧采用EVA层与电池面接触的EVA层与极性助剂相容性较好，能够解决组件层压时的气泡、滑移和并片问题。
本发明中的复合胶膜POE抗极化层中的抗极化助剂不仅对钠离子具有较强的螯合能力，可以减少钠离子穿过胶膜层的数量，并且抗极化助剂具有较强的抗极化性能，降低组件端电池承受的负电压值，从而提高组件的抗PID性能。
本发明中的中间POE抗极化层具有较好水汽阻隔性能，能够防止水汽侵入降低胶膜的透光率和体积电阻率，从而避免降低组件的发电效率，避免缩短组件的使用寿命。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
一种光伏组件封装用三层共挤复合胶膜，所述EVA层按质量份数计包括：
所述POE抗极化层按质量份数计包括：
实施例1
(1)将100份EVA树脂(熔体流动速率为25g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为69℃、VA含量25％)、0.7份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三叔丁氧基硅烷、0.1份二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、0.1份2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.05份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，倒入单螺杆挤出机料仓中，待用；
(2)将100份POE树脂(熔体流动速率为18g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1016，熔融温度为61℃)、0.2份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.7份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三叔丁氧基硅烷、0.1份二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、0.05份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，倒入双螺杆挤出机料仓中，待用；
(3)同时开起单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，挤出温度都为80-100℃，两种物料同时从同一个三层共挤模头中挤出(POE抗极化层从模头中间层挤出，EVA层分别从模头两侧层挤出)、压花复合，制备出三层共挤复合胶膜。
表1列出了本实施例三层共挤复合胶膜的性能测试结果。
实施例2
(1)将100份EVA树脂(熔体流动速率为18g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为65℃、VA含量20％)、0.6份1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、0.8份三烯丙基氰脲酸酯、0.3份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.15份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.15份2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.1份β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯混合均匀，倒入单螺杆挤出机料仓中，待用；
(2)将100份POE树脂(熔体流动速率为去15g/10min，透光率＞91％，体积电阻率＞1.0×1016，熔融温度为59℃)、0.3份季戊四醇四丙烯酸酯、0.6份1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、0.8份三烯丙基氰脲酸酯、0.3份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.15份双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、0.1份β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯混合均匀，倒入双螺杆挤出机料仓中，待用；
(3)同时开起单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，挤出温度都为80-100℃，两种物料同时从同一个三层共挤模头中挤出(POE抗极化层从模头中间层挤出，EVA层分别从模头两侧层挤出)、压花复合，制备出三层共挤复合胶膜。
表1列出了本实施例三层共挤复合胶膜的性能测试结果。
实施例3
(1)将100份EVA树脂(熔体流动速率为28g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为68℃、VA含量28％)、0.8份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三异丙氧基硅烷、0.1份3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、0.15份2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.05份三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯混合均匀，倒入单螺杆挤出机料仓中，待用；
(2)将100份POE树脂(熔体流动速率为18g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为68℃、VA含量28％)、0.2份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.8份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三异丙氧基硅烷、0.1份3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、0.05份三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯混合均匀，倒入双螺杆挤出机料仓中，待用；
(3)同时开起单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，挤出温度都为80-100℃，两种物料同时从同一个三层共挤模头中挤出(POE抗极化层从模头中间层挤出，EVA层分别从模头两侧层挤出)、压花复合，制备出三层共挤复合胶膜。
表1列出了本实施例三层共挤复合胶膜的性能测试结果。
对比例1
将100份EVA树脂(熔体流动速率为25g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为69℃、VA含量25％)、0.7份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三叔丁氧基硅烷、0.1份二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、0.1份2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.05份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，倒入到单螺杆挤出流延机中，80-100℃挤出物经流延、压花、冷却、牵引、收卷工序即可得所述胶膜。
表1列出了普通EVA胶膜的性能测试结果
对比例2
(1)将100份EVA树脂(熔体流动速率为25g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1015，熔融温度为69℃、VA含量25％)、0.7份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三叔丁氧基硅烷、0.1份二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、0.1份2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.05份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，倒入单螺杆挤出机料仓中，待用；
(2)将100份POE树脂(熔体流动速率为18g/10min，透光率＞90％，体积电阻率＞1.0×1016，熔融温度为61℃)、0.7份过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、0.9份三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份乙烯基三叔丁氧基硅烷、0.1份二羟基-四-n-辛基羟基二苯甲酮、0.05份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀，倒入双螺杆挤出机料仓中，待用；
(3)同时开起单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，挤出温度都为80-100℃，两种物料同时从同一个三层共挤模头中挤出(POE抗极化层从模头中间层挤出，EVA层分别从模头两侧层挤出)、压花复合，制备出三层共挤复合胶膜。
表1列出了不加抗极化剂三层共挤复合胶膜的性能测试结果
表1实施例和对比例样品的性能测试数据表
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
