[發(fā)明專利]用于形成抗PID封裝膠膜的組合物、抗PID封裝膠膜及太陽能組件

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• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112898920A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 杜柑宏;熊曦;徐駿;王梁;寇智寧
• 申請（專利權）人: 杭州福斯特應用材料股份有限公司
• 主分類號: C09J123/08
• 分類號: C09J123/08;C09J11/04;C09J7/10;C09J7/30;H01L31/048
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張美月

本發(fā)明提供了一種用于形成抗PID封裝膠膜的組合物、抗PID封裝膠膜及太陽能組件。按重量份計，上述組合物包括：100份基體樹脂和0.01～5份離子交換劑，其中，離子交換劑選自焦磷酸鹽和/或金屬氧化物。通過在封裝膠膜中添加上述兩類離子交換劑能夠有效降低體系中的金屬離子含量，減弱甚至消除其在太陽能組件減反層上進行富集，進而有利于提高光伏組件的抗PID特性；上述兩類離子交換劑的離子交換容量較大且價格低廉，因而有利于更加長效地維持組件的抗PID性能，同時大大降低制備成本。在此基礎上，采用上述組合物制得的抗PID封裝膠膜具有抗PID特性優(yōu)異、使用壽命長以及成本低等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能組件領域，具體而言，涉及一種用于形成抗PID封裝膠膜的組合物、抗PID封裝膠膜及太陽能組件。

背景技術

太陽能是一種清潔的、無噪聲污染的可再生能源，具有不排放溫室效應氣體的優(yōu)點。通過利用光生伏特效應，將太陽能轉化為電能。因此制備可長期穩(wěn)定運行的太陽能組件具有重要意義。然而傳統的光伏組件在高電壓作用下，玻璃及封裝材料之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，導致光伏組件的光電轉換效率大幅下降，嚴重時下降幅度能達到80～90％，這限制了光伏組件的廣泛應用。

在近十幾年來，各企業(yè)和研究單位對PID現象((Potential InducedDegradation，即潛在電勢誘導衰減)的起源進行了廣泛深入的研究，并提出了許多不同的觀點。其中，最被廣為接受的觀點是，在高溫高濕的環(huán)境下，水汽進入光伏組件內，經過一系列的化學反應，使玻璃中的硅酸鹽析出大量可自由移動的Na離子，這些離子在外電場作用下，向電池表面移動并富集于減反層，使漏電流增大，并與電池片中的載流子復合，而降低電池片內的載流子濃度，最終導致組件的開路電壓Voc、短路電路Isc、填充因子FF和最大輸出功率Pmax產生衰減。

現有文獻提供了一種含有離子捕捉劑的抗PID封裝膠膜的制備方法：其包括通過在EVA膠膜中添加黃原酸酯類或二硫代胺基甲酸鹽類衍生物的有機離子捕捉劑，消除EVA水解生成的醋酸以及玻璃表面析出的可自由移動的鈉離子，從而消除PID現象的產生。然而這類含硫物質容易在高溫環(huán)境下發(fā)黃，因此對膠膜的綜合性能有不良影響。

另一篇現有文獻提供了一種含無機離子捕捉劑的抗PID封裝膠膜的制備方法：其包括通過在膠膜中添加磷酸鋯的方式，實現在電場環(huán)境下束縛固定金屬離子，減少組件中金屬離子的自由運動能力，從而有效改善光伏組件的PID效應問題。然而由于磷酸鋯的離子捕捉容量有限，膠膜的抗PID性能也不盡理想。與此同時，加入過多的磷酸鋯，還將面臨成本增加以及透光率降低等問題。

由此可知，采用水汽透過率更低的封裝材料，或者降低組件中鈉離子的濃度及其遷移率，都有可能避免PID現象的發(fā)生。然而現有的方式成本較高，不利于光伏行業(yè)目前對低成本的要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于形成抗PID封裝膠膜的組合物、抗PID封裝膠膜及太陽能組件，以解決現有的抗PID封裝膠膜存在成本較高的問題。

為了實現上述目的，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于形成抗PID封裝膠膜的組合物，按重量份計，上述組合物包括：100份基體樹脂和0.01～5份離子交換劑，其中，離子交換劑選自焦磷酸鹽和/或金屬氧化物。

進一步地，按重量份計，上述組合物包括：100份基體樹脂和0.1～1份離子交換劑。

進一步地，離子交換劑包括焦磷酸鹽和金屬氧化物，且焦磷酸鹽占離子交換劑的重量百分含量為10～100wt％。

進一步地，焦磷酸鹽選自焦磷酸鎂、焦磷酸鎳、焦磷酸鋅、焦磷酸鈣、焦磷酸鐵、焦磷酸鋁、焦磷酸鋇、焦磷酸鉻、焦磷酸錫、焦磷酸鈦和焦磷酸鋯中的一種或多種。

進一步地，金屬氧化物選自氧化銻和/或氧化鉬。