[發明專利]一種抗PID的太陽能電池組件封裝膠膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410020427.8
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103756581A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 祝麗娟;周徐;李平;張蒙蒙
• 申請（專利權）人: 南京紅寶麗新材料有限公司
• 主分類號: C09J7/00
• 分類號: C09J7/00;C09J123/08;C09J11/08;H01L31/048
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本發明涉及一種抗PID的太陽能電池組件封裝膠膜及其制備方法。

背景技術

太陽能作為一種可再生的綠色能源已逐漸在全球范圍內得到迅速的發展。太陽能光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的技術，太陽能電池經過串聯后使用玻璃、封裝材料和背板將電池片保護起來，最后打硅膠，使用鋁邊框對其進行封裝，形成大面積的光伏組件。

PID（Potential?induced?degradation）最早是Sunpower在2005年發現的。組件長期在高電壓作用下使得玻璃、封裝材料之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池表面的鈍化效果惡化，導致填充因子FF、短路電流密度Jsc、電池片的開路電壓Voc降低，使組件性能低于設計標準。2010年，NREL和Solon證實了無論組件采用何種技術的p型晶硅電池片，組件在負偏壓下都有PID的風險。在過去的幾十年里，由于系統偏壓而引起組件功率大幅衰減，有的衰減甚至超過50%，而從組件外觀上卻看不到任何缺陷。所謂PID測試為將組件連接到1000伏特的電壓上，在一定的溫度和濕度條件下，連續通電一定的時間，最后監測組件的前后功率的衰減和電致發光EL。

關于造成PID測試不滿足要求的原因，現在比較一致的認識如下：外部可能的原因：在高溫、潮濕和由于光伏逆變器陣列接地方式引起的光伏組件嚴重的腐蝕和衰退；內部可能的原因：系統、組件和電池片三個方面可以引起PID現象。組件在高溫高濕情況及強電壓作用下，封裝材料EVA水解產生的醋酸根可與玻璃中產生的K+、Na+、Ca2+等形成電解液，電解液中陽離子在外加電場的作用下富集到電池片表面形成的反向電位差導致PID現象產生。因此，采用抗水解和絕緣性能好的封裝材料是防止PID發生的有效途徑之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗PID的太陽能電池組件封裝膠膜及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種抗PID的太陽能電池組件封裝膠膜，其原料包括如下組分：乙烯-醋酸乙烯酯樹脂100份，過氧化物類交聯劑0.4～2.0份，增粘劑0.1～1.5份，抗氧劑0.01～1.0份，改性劑0.05～1.0份，所述份數為質量份數；其中，乙烯-醋酸乙烯酯樹脂中的醋酸乙烯酯的質量含量為20%～40%。

申請人經研究發現：乙烯-醋酸乙烯酯樹脂中醋酸乙烯酯含量過多會增強樹脂極性，降低產品電絕緣性能，過少則乙烯-醋酸乙烯酯樹脂熔點提高，透光性、柔軟性變差，不利于加工。乙烯-醋酸乙烯酯樹脂中的醋酸乙烯酯含量優選為25%～30%。

申請人經研究發現：上述各原料組分之間產生了意想不到的協同效應，可有效防止PID的發生。

所述改性劑為聚異戊二烯、聚丁烯、聚1,2-丁二烯、馬來酸酐改性低分子量1,2-聚丁二烯或聚丁二烯苯乙烯共聚物中一種或兩種以上任意配比的混合物。所述改性劑的數均分子量為1000～5000。

聚合物中的空間電荷是由于電荷陷入聚合物的陷阱中形成的。申請人經研究發現：添加上述改性劑能破壞EVA規整結構，改變其中的陷阱能級分布，從而改變其中的空間電荷分布，降低電子遷移率，提高EVA膠膜的電絕緣性；同時，上述改性劑能有效抑制醋酸與玻璃表面析出的堿反應產生可以自由移動的K+、Na+、Ca2+等，使得本發明EVA膠膜具有很好的抗水解性。

上述抗PID的太陽能電池組件封裝膠膜，其原料優選包括如下組分：乙烯-醋酸乙烯酯樹脂100份，過氧化物類交聯劑0.8～1.5份，增粘劑0.2～1.0份，抗氧劑0.01～0.5份，改性劑0.05～0.5份，所述份數為質量份數。這樣可進一步提高封裝膠膜的抗PID性能、電絕緣性和抗水解性。

所述交聯劑優選為2,5-二甲基-2,5-雙（叔丁基過氧）己烷、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯或1,1-（雙過氧化叔丁基）-3,3,5-三甲基環己烷中一種或兩種以上任意配比的混合物。這樣在保證產品PID性能的同時，能進一步提高產品的力學性能。

所述增粘劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷中一種或兩種以上任意配比的混合物。這樣可進一步提高增粘劑與其他組分的協同效應。