[發明專利]一種抗PID白色導熱膠膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202210697994.1
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114891456A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 趙正柏;孫鑫;李為立
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C09J7/30
• 分類號: C09J7/30;C09J7/10;C09J123/08;C09J11/04;C08J3/12;C08L23/08
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 郭俊玲

本發明提供了一種抗PID白色導熱膠膜及其制備方法。本發明的抗PID導熱膠膜制備過程，包括熱塑性彈性體塑料顆粒的導熱填料包覆修飾和流延成膜兩步。本發明大幅提高了現有膠膜的導熱能力，同時保有了白色膜的增益發電效率的作用。制備工藝貼合現階段光伏膠膜生產的成熟技術，具有極大的量產潛力，且能推動光伏行業的進一步發展。

技術領域

本發明涉及光伏技術領域，具體而言，涉及一種抗PID白色導熱膠膜及其制備方法。

背景技術

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一種技術。主要由太陽電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，主要部件由電子元器件構成。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。其中，中國是全球光伏發電安裝量增長最快的國家，這主要是因為中國的一次性能源儲量遠遠低于世界的平均水平，大約只有世界總儲量的10%。太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點，在長期的能源戰略中具有重要地位。

而對于整個光伏行業的發展來說，重中之重的便是如何提高光伏的發電效率，其中白色膠膜的研發、生產受到本領域人員和企業的重點關注。CN11346495A公布了一種光伏組件封裝用白色熱熔膠膠膜，所述的白色熱熔膠膠膜包括中間部和位于中間部兩側的兩個外側部。CN111635707A公布了一種光伏白色膠膜，由層疊設置的白色膠膜反射層Ⅰ、白色膠膜反射層Ⅱ構成，所述白色膠膜中添加有反光填料；反光填料選自二氧化鈦、二氧化硅、玻璃微珠等。CN110423562A公布了一種含有光擴散粒子的EVA白色膠膜，膠膜從上到下依次為第一透明EVA層、白色EVA層和第二透明EVA層。CN210489629U公布了一種雙層抗PID高增益白色EVA與PO復合光伏膠膜，通過金字塔漫反射結構的設計，能夠有效達到光線的漫反射效果，有效增加了組件的發電效率。CN206441747U公布了一種提高組件功率的POE膠膜，包括上層透明的POE膠膜層和下層白色POE膠膜層。

白色膠膜技術可以使組件單體功率得到增加，然而，常規串聯型組件功率越高，會使組件運行時溫度不斷增加，工作溫度的上升會造成組件功率的下降，因此組件實際輸出功率會降低。另外由于工作溫度的升高，會加速高分子材料老化降解、使組件功率降低，而如果出現了熱斑，甚至會導致玻璃爆裂、組件燒毀，存在安全隱患。

發明內容

發明目的：為了克服以上不足，本發明提供了一種抗PID白色導熱膠膜及其制備方法。本發明利用兩步修飾法對熱塑性彈性體塑料顆粒進行處理，制備得到導熱填料包覆的塑料顆粒，可通過現有光伏領域成熟的流延成膜技術制備得到抗PID白色導熱膠膜。該膠膜具有良好的導熱性能，可降低光伏組件發電時的熱量積聚，保證組件的正常運行。同時，該膠膜兼具了白色膠膜的特點，可以對光伏組件發電效率有一定的增益。

技術方案：本發明實施例以如下方案實現，通過兩步預處理，使導熱填料完全包覆熱塑性彈性體顆粒；后將導熱填料包覆的熱塑性彈性體顆粒通過高分子成型的方法制備成膠膜。其中兩步預處理決定了后續的導熱膠膜性能，分別為：第一步，將熱塑性彈性體顆粒分散在聚乙烯亞胺(PEI)水溶液中，攪拌2-10分鐘，PEI水溶液濃度為1-10mg/mL，后對修飾完的熱塑性彈性體顆粒進行過濾，用去離子水洗滌1-5次；第二步，將第一步所得的修飾后的熱塑性彈性體顆粒加入含有導熱填料的異丙醇(IPA)水溶液中，攪拌5-20分鐘，讓導熱填料充分地包覆塑料顆粒，IPA的濃度為50%，導熱填料的濃度為0.5-2 mg/mL，后對導熱填料完全包覆熱塑性彈性體顆粒進行過濾，用去離子水洗滌1-5次后，烘干備用。導熱膠膜的制備采用的是流延成膜的方法。

具體地，流延成膜所使用的工藝依照POE或EVA原始塑料顆粒制備成型所需的工藝參數和設備。

優選地，導熱填料為片狀陶瓷填料，種類為氮化硼、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅和氧化鎂中的一種或多種的混合物。