高抗紫外EVA胶膜的研制.doc

1、上 海 天 洋 热 熔 胶 有 限 公 司10003 1 2011.1高效抗紫外太阳能电池封装用 EVA 胶膜的研制上海天洋热熔胶有限公司摘要本发明涉及一种太阳能电池封装用 EVA 胶膜及其制造方法，尤其涉及一种基于有机高分子改性的高效抗紫外 EVA 胶膜的制造方法。与现有技术相比，本发明的主要积极效果是：在传统太阳能电池封装用 EVA 胶膜配方中引入铕（ Eu）元素，利用 Eu 对短波长高能量紫外光的吸收转换作用，将紫外光部分转换成可见光，以提高太阳能电池组件对光的利用率，目前此项技术已部分应用在农用薄膜上面，而在光伏领域的应用研究尚属首次。技术背景太阳能电池封装用 EVA 胶膜在国内的发展

2、已初具规模，其粘结强度、可见光透过率、抗高低温老化能力均可与国外产品相媲美，但是在抗紫外老化方面国内大部分产品略差于国外产品，而紫外老化恰恰是造成 EVA 胶膜黄变的主要因素。目前的技术是在 EVA 里添加紫外吸收剂来减少紫外线对 EVA 胶膜的破坏，而紫外吸收剂只是对 200nm400nm 的紫外线波段具有吸收反射性能，而对如何将此波段的紫外光转换利用的研究涉及甚少，为此本发明提出了一种高效抗紫外太阳能电池封装用 EVA 胶膜，可将紫外光部分转化为可见光，既避免了紫外光对基材 EVA 的破坏又增加了可见光的透过率，起到了一举两得的作用，进一步提高了太阳能电池的效率。技术难点1、 与 EVA

3、相容性良好的铕元素化合物的制备。如果直接用 Eu 的氧化物或无机盐与 EVA 共混，将不能相容，无法制成对可见光透明的材料，要先利用丙烯酸与氧化铕反应生成丙烯酸铕，再与醋酸乙烯酯共聚成类似于 EAA 的聚合物。它含有与 EVA相似的结构单元，与 EVA 共混有很好的相容性，可制成透明的薄膜 ，这样就在EVA 中掺杂了铕元素。a 丙烯酸铕的制备 在 500 mL 三口烧瓶中加入 7.04g( 0.02mol) Eu2O3, 150 ml H2O 和 17.7g( 0.24mol) 丙烯酸，加热并保持微沸，当反应体系变的透明时，即生成丙烯酸铕 ( AAEu )的水溶液，减压蒸馏蒸出水后，冰水冷却，

4、得固态的 AAEu，用甲醇洗至中性；b 乙酸乙烯酯与丙烯酸铕的共聚 在 500mL 的四口烧瓶中，加入上述制备的 AAEu 和 140mL 的甲醇在 68溶解， 在此温度下分别滴加 140gVA 和 40mL 含有 0.70g 偶氮二异丁腈的甲醇溶液，3.2h 滴加上 海 天 洋 热 熔 胶 有 限 公 司10003 2 2011.1完毕，保温于 6870 继续反应 3.0h，然后降至室温，得到乙酸乙烯酯与丙烯酸铕共聚物( VAAEu )的甲醇溶液。于 68减压蒸去甲醇，在 68和真空度为 1104Pa 下干燥 50h 后，得到固体 VAAEu。 2、 助剂与基材 EVA 如何混合均匀。配方应

5、尽量选择液体助剂，这样在预混合时可以使每个 EVA 粒子粘上助剂，如果全部选用固体粉状改性剂则在预混合时因搅拌作用导致粉末助剂集中在混料机底部，混合严重不均匀；若部分粉状改性剂非常适用，可以将配方中的部分粉状改性剂溶解在其它助剂中再进行和 EVA 的混合，即使全部助剂均为液态也会因加量太少（千分之几）而混合不均，所以我们在生产上采取多次混合的方法，即将助剂与少量 EVA 粒子先混合做成改性粒子，然后再与大量 EVA 混合配料。数据解析分别采用 IR、UV 光度计、TGA、DSC、二甲苯萃取等手段进行分析，下面以交联度和透光率进行详细分析：1、交联度测试:0204060801000分 5分 10

6、分 15分 20分 25分 30分交联度（%）时 间 （ 分 ）在 138度 下 固 化 的 时 间 与 交 联 度 关 系 曲 线图 1：138下的固化曲线0204060801000分 3分 6分 9分 12分 15分 18分交联度（%）时 间 （ 分 ）在 140度 下 固 化 的 时 间 与 交 联 度 关 系 曲 线图 2：140下的固化曲线上 海 天 洋 热 熔 胶 有 限 公 司10003 3 2011.12、透过率测试将用此方法制得的胶膜与国内外产品进行了测试比较，为保证结果的正确性以下胶膜均采用 0.5mm 厚度，测试方法如下：a 将切割好的玻璃（50mm*25mm）若干片用酒

7、精擦干净晾干待用，准备配方中含铕元素的胶膜样品 JCC-115 若干，某国外胶膜样品 A 若干，某国内胶膜样品 B 若干，某国内胶膜样品 C 若干；b 将 EVA 白料压成 0.5mm 厚薄膜；c 以玻璃/EVA 白料膜/玻璃为序在太阳能层压机里层压，抽真空 5min，150下层压 20min制得样品，以此样品作为紫外-可见分光光度计的系统基线样品；d 以同样方法、同样条件下分别制得 JCC-115 样品，某国外样品 A，某国内样品 B，某国内样品 C，测试结果如图 3：图 3：各产品透过率测试对比结果剖析：400800nm 可见光波段内国内产品已与国外产品相当，均达到了 91%，而加入铕元素

8、的 JCC-115 样品透过率达到了 95%；300400nm 紫外光波段 JCC-115 与国外样品相当，均能将紫外光的透过率控制在 5%以下，而国内某产品 B 只能将其控制在 30%以下，国内某产品 C 几乎无抗紫外光能力。3、耐紫外光老化测试条件：光源采用 UVB313 紫外灯，光照和凝露温度分别为 60、40，时间分别为 4 小时、4 小时，光照和凝露交替进行共 1000 小时。耐紫外光老化后的黄变指数（YI）均按 GB2409-80塑料黄色指数实验方法进行测试。按上述方法测试结果如图 4：JCC-115某国外产品 A某国内产品 B某国内产品 C上 海 天 洋 热 熔 胶 有 限 公 司10003 4 2011.1020406080100.0.51.01.52.02.53.0YI Time(h) JC-15 某 国 外 产 品 A某 国 内 产 品 B 某 国 内 产 品 C图 4：各样品紫外老化测试结果由上图可以看出本发明生产的 EVA 封装胶膜在耐紫外光老化方面明显优于市售产品，与国外产品相当，黄变指数可以控制在 0.8 以下。联系方式：021-69122664联系人：刘欢10003 5 2011.1