[發(fā)明專利]一種采用成核增透劑的高透光率的光伏封裝材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810765616.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN109161349B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏夢娟;周光大;侯宏兵;桑燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州福斯特應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C09J7/10
• 分類號(hào): C09J7/10;C09J7/30;C09J4/02;C09J4/06;C09J11/04;H01L31/048
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開了一種采用成核增透劑的高透光率的光伏封裝材料，它由光伏封裝材料基體樹脂、接枝改性的基體樹脂、成核增透劑與其他助劑經(jīng)過預(yù)混合、熔融擠出、流延成膜、冷卻、分切和收卷等工序制備得到，通過在封裝材料體系中加入具有量子點(diǎn)納米顆粒的成核增透劑，一方面能改變樹脂結(jié)構(gòu)中可結(jié)晶的聚合物鏈段的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率，增加結(jié)晶密度，促使晶粒尺寸微細(xì)化，晶粒尺寸小于可見光波長，從而提高光伏封裝材料的透光率，另一方面，量子點(diǎn)納米顆粒可以起到轉(zhuǎn)換短波變長波的作用，實(shí)現(xiàn)將高能量光子轉(zhuǎn)化為數(shù)量更多的低能量光子，有光子倍增的功效，提高入射到電池片的光線強(qiáng)度，增加組件對(duì)太陽光的利用率，優(yōu)化并提高組件光電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏組件用封裝材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高透光率的光伏封裝材料。

背景技術(shù)

太陽光是連續(xù)的光譜，其分布范圍以從零點(diǎn)幾微米的紫外光到數(shù)微米的紅外光為主。硅的能隙為1.12eV，晶體硅太陽能電池主要吸收400～1100nm左右的光，對(duì)400nm以下的光(紫光和紫外光)有很低的量子效率，因此造成400nm以下的太陽光能的損失。量子點(diǎn)納米顆粒具有光穩(wěn)定性好，吸收帶寬，能夠吸收低于半導(dǎo)體材料吸收譜波長的光，然后產(chǎn)生與半導(dǎo)體材料吸收譜相同波長的光，所產(chǎn)生的發(fā)射光被半導(dǎo)體材料吸收，增加了半導(dǎo)體材料對(duì)低于其吸收譜波長太陽光的利用，拓寬了半導(dǎo)體材料對(duì)太陽光的吸收譜，增強(qiáng)了太陽能電池對(duì)太陽光的利用率，顯著提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率。

封裝材料，諸如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α烯烴共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸離子交聯(lián)聚合物、線型低密度聚乙烯等含有規(guī)整的聚乙烯鏈段，可以發(fā)生結(jié)晶，上述封裝材料母粒一般緩慢結(jié)晶形成相對(duì)較大的晶體，稱為“粒晶”。這種粒晶尺寸由于大于可見光波長，入射光被晶體散射，從而減少封裝材料母粒的透明度。根據(jù)成核增透劑作用機(jī)理，當(dāng)封裝材料母粒經(jīng)納米顆粒類成核增透劑處理后，在熔融狀態(tài)下，成核劑提供結(jié)晶所需的晶核，聚合物由原來的均相成核轉(zhuǎn)變成異相成核，上述聚合物的結(jié)晶速率顯著增加，由于在同樣體積內(nèi)晶粒產(chǎn)生數(shù)目增多而尺寸減少，晶粒結(jié)構(gòu)細(xì)化，從而使晶粒尺寸小于可見光波長而使透光率增強(qiáng)。

關(guān)于提高封裝膠膜透光率的方法也有報(bào)道。專利申請(qǐng)101353558A不使用紫外光吸收劑，通過增加光的吸收提高透光率，但材料由于不含紫外光吸收劑，而EVA膠膜的長期抗紫外性能和機(jī)械性能或許受到影響。專利申請(qǐng)CN102656705A通過波長轉(zhuǎn)換用有機(jī)熒光染料摻雜封裝材料，提高其透光率，但其吸收帶較窄，存在明顯的自吸收損失，長期使用會(huì)出現(xiàn)黃變和透光率下降的問題。專利申請(qǐng)CN107502232A在EVA樹脂中添加由螺吡喃與鄰苯二甲酸酯類的復(fù)合增塑劑來提高其透光率，但這種增塑劑易在高溫高濕環(huán)境下遷移，影響組件的長期可靠性，其在體系中加入的氧化石墨烯納米價(jià)格昂貴。而目前尚無通過加入具有量子效應(yīng)的納米顆粒的成核增透劑提高封裝材料透光率的專利報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用成核增透劑的高透光率的光伏封裝材料。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種采用成核增透劑的高透光率的光伏封裝材料，以質(zhì)量份計(jì)的下述原料經(jīng)過預(yù)混合、熔融擠出、流延成膜、冷卻、分切和收卷等工序制備而成。

進(jìn)一步地，所述光伏封裝材料基體樹脂為透明的聚合物材料，所述聚合物材料包括但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-α烯烴共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸離子交聯(lián)聚合物、線型低密度聚乙烯中的一種或多種按照任意配比混合而成。

進(jìn)一步地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中醋酸乙烯酯(VA)的含量20wt％～33wt％，所述乙烯-α烯烴共聚物，α烯烴為下列之一：1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、5-甲基-1-庚烯。