專利名稱：一種用于提高太陽能組件效率的eva的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種封裝太陽能組件用的EVA，尤其涉及到一種通過改變EVA對電池片在紫外光區有效波段的光譜響應來提高太陽能組件效率的EVA。
背景技術：
當前，常規能源的持續使用帶來了能源緊缺以及環境惡化等一系列經濟和社會問題，一般地說，常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源，而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此，煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源，而太陽能正是目前大規模利用的無污染的綠色能源，世界各國都在積極開發太陽能電池組件，而高轉換效率、低成本是太陽能電池組件發展的主要趨勢，也是技術研究者追求的目標。傳統的太陽能組件封裝用的EVA的材料為乙烯-醋酸乙烯脂，聚烯烴，聚氨脂等等，其都是耐紫外老化性能高，紫外光波長段在380nm之前截止的。而高效能的太陽能電池片對紫外波段O80-400nm)光電轉換效率響應非常高，而太陽能組件光譜模擬器有效波長段為345-llOOnm之間，因此我們一方面考慮紫外線對組件內部材料老化性能的影響，另一方面能夠有效利用345-380nm之間這一部分紫外光有效波段的光。太陽能組件內部設有EVA，電池片，焊帶，背板，由于電池片和焊帶都為無機材料， 因此直接的紫外光線照射對其基本上沒有老化影響，由于背板大多是由高分子復合材料構成，容易受到紫外光導致光降解，導致分子量降低，顏色變深，強度變低。所以必須要杜絕直接的紫外光老化照射，因此，如何有效利用太陽能組件中玻璃與電池片間的EVA對波長為 345-380nm間的紫外光，進一步提高太陽能組件的光電轉換效率是發明所面臨的技術難題。

發明內容
本發明的目的是為提高太陽能組件的效率，提出一種新型的EVA膠膜，其應用于太陽能組件中玻璃和電池片受光面間，以通過改變EVA對電池片在紫外光區有效波段的光譜響應，來增強EVA表面的入射光及反射到玻璃上再從玻璃反射回電池片上的反射光，以進一步提升電池片光電轉換效率。為實現上述目的，本發明提出如下技術方案一種用于提高太陽能組件效率的 EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化劑0.5-1.2 份交聯劑0.3-1.2 份光穩定劑0.05-0.2 份紫外光吸收劑0.1-0.5 份硅烷偶聯劑0.5-1.5 份鈦白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。所述抗氧劑為下列一種或幾種混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯， 二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯， β-(4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基)亞磷酸脂。所述交聯劑為過氧化物，其由選自2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1， 1-(雙過氧化叔丁基)3，3，5-三甲基環己烷，及叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯中的一種或幾種混合而成。所述光穩定劑為選自受阻胺類雙(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1 哌啶乙醇脂)中的一種或幾種混合而成。所述紫外光吸收劑中的2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮最大吸收波長范圍為 280-340nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。所述紫外光吸收劑中的2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為 270-330nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。所述硅烷偶聯劑為選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。所述鈦白粉中的重量計為10% -50%的是金紅石型，鈦白粉的顆粒直徑為 100-400nm。所述EVA應用于太陽能組件中的上層EVA膠膜上。與現有技術相比，封裝于太陽能組件中的上層EVA采用本發明提出的EVA后，其具有以下優點第一、能夠充分利用太陽能光譜模擬器波長為345-380nm之間的紫外光，即使電池片對波長為345-380nm間的紫外光得以充分的吸收，提升了太陽能普通檔次電池片以及高效能電池片的光電轉換效率，本發明可以使組件的CTM(Cell to Module，組件的封裝效率)提升0. 3-1%不等。第二、通過加入特殊的鈦白粉材料，在EVA透光率一定的條件下，可以增強入射光線的反射，從而提高了從玻璃表面反射回來的有效光，進一步提高了太陽能電池的光電轉換效率。


圖1是太陽能組件的主視圖；圖2采用本發明EVA封裝的太陽能組件的俯視圖；圖3是入射光線經本發明所述的上層EVA反射后光線重新利用圖；圖4是入射光經傳統的上層EVA反射后的光線去向圖。
具體實施例方式下面將結合本發明的附圖，對本發明優選實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。如圖1、2、3所示，本發明所揭示的用于提高太陽能組件效率的新型EVA，其應用于太陽能組件中玻璃與電池片間，即電池片受光側，所述太陽能組件自上而下依次包括玻璃 1、上層EVA膠膜2、電池片3、下層EVA膠膜4及背板5，此外，組件還包括接線盒6，焊接于電池片3間的匯流條8，以及包覆于組件外圍的邊框7。本發明所揭示的新型EVA是封裝在玻璃和電池片3間的受光側，即上層EVA膠膜2。具體來說，本發明所揭示的用于提高太陽能組件效率的EVA是在主要材料乙烯-醋酸乙烯脂中通過改良加工配方和工藝而來，其由以下重量份配比的原料制成1) 100份的乙烯-醋酸乙烯脂；幻0· 5-1. 2份抗氧劑；；3)0.3-1· 2 份交聯劑；4) 0. 05-0. 20 份光穩定劑；
5) 0. 1-0. 5份紫外光吸收劑；6) 0.5-1. 5份硅烷偶聯劑；7)0. 05-1 份鈦白粉。其中，所述抗氧化劑分為受阻酚型抗氧劑和亞磷酸脂類抗氧劑，所述抗氧劑具體為下述一種或幾種混合配比而成三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(4-羥基_3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，三(壬基苯基) 亞磷酸脂。所述交聯劑主要為過氧化物類，所述交聯劑具體為下述一種或幾種混合配比而成2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1，1_(雙過氧化叔丁基)3，3，5_三甲基環己烷，叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯。所述光穩定劑由受阻胺類雙(1-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯， 雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一種或者幾種混合而成。所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮2種成分混合而成，本發明所使用的2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮2的特性分別為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮性能為白色結晶粉末，密度為1. 324g/cm3，熔點62 66°C，沸點150 160 0C (0. 67kPa),220°C (2. 4kPa)。溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多數有機溶劑，不溶于水。本品最大吸收波長范圍為280-340nm，熱穩定性好，溫度加到200°C時才開始分解；幾乎不吸收可見光。本發明中其最佳用量為0. 1-0. 25份。2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮為白色結晶粉末，密度為1. 160g/cm3,熔點48 49 °C，溶于乙烯醋酸乙烯酯等大多數有機溶劑，不溶于水。其能夠強烈地吸收波長為 270-330nm的紫外線，可用于各種聚烯烴，聚酯，乙烯醋酸乙烯脂等材料，揮發性小。本發明中的最佳用量為0. 1-0. 25份。所述硅烷偶聯劑為增粘劑，由Y -氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷)，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。所述的鈦白粉中重量計為10% -50%的是金紅石型，顆粒直徑為100-400nm之間。 本發明的白色二氧化鈦粉末有2個優點1)對波長為220-330nm間的紫外光產生本征吸收；由于波長為220-330nm間的這段紫外光能夠強有力的破壞背板的PET層(高分子材料)，導致其黃變，因而使用白色二氧化鈦粉末將波長段為220-330nm之間的紫外光吸收。2)在材料透光率一定的情況下，加入二氧化鈦能增強入射光線的反射，從而提高了從玻璃表面反射回來的有效光，進一步提高了太陽能電池的光電轉換效率。如圖3、4所示為太陽能組件中的上層EVA膠膜分別采用本發明EVA和傳統EVA的反射光去向圖，從圖3中可以看出，照射到采用本發明EVA材料的上層EVA膠膜的入射光經過上層EVA反射到玻璃上后再從玻璃反射回電池片上，而照射到采用傳統的EVA材料的上層EVA膠膜的入射光沒有再經過玻璃的反射而直接散射到電池片上，從而提高了太陽能組件光電轉換效率。本發明的技術內容及技術特征已揭示如上，然而熟悉本領域的技術人員仍可能基于本發明的教示及揭示而作種種不背離本發明精神的替換及修飾，因此，本發明保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應包括各種不背離本發明的替換及修飾，并為本專利申請權利要求所涵蓋。
權利要求
1. 一種用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述EVA由以下重量份配比的原料配制成乙烯-醋酸乙烯脂100份抗氧化劑0.5-1.2 份交聯劑0.3-1.2 份光穩定劑0.05-0.2 份紫外光吸收劑0.1-0.5 份硅烷偶聯劑0.5-1.5 份鈦白粉0.05-1 份其中，所述紫外光吸收劑由2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮混合而成。
2.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述抗氧劑為選自三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯，二硬脂基季戊四醇二亞磷酸脂，[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，β-(4-羥基-3，5 二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯，亞磷酸三(單壬基苯和二壬基苯混合酯)，及三(壬基苯基)亞磷酸脂中的一種或幾種混合而成。
3.根據權利要求2所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述交聯劑為過氧化物，其由選自2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷，1，1_(雙過氧化叔丁基)3， 3，5_三甲基環己烷，及叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯中的一種或幾種混合而成。
4.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述光穩定劑為選自受阻胺類雙(I-辛氧基_2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯，雙0，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，及聚丁二酸G羥基-2，2，6，6-四甲基-1哌啶乙醇脂)中的一種或幾種混合而成。
5.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為280-340nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。
6.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的吸收波長范圍為270-330nm，其最佳重量份配比為0. 1-0. 25份。
7.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述硅烷偶聯劑為選自Y-氨丙基三乙氧基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷，及乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種混合配比而成。
8.根據權利要求1所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于所述鈦白粉中的重量計為10% -50%的是金紅石型，鈦白粉的顆粒直徑為100-400nm。
9.根據權利要求1至8任意一項所述的用于提高太陽能組件效率的EVA，其特征在于 所述EVA位于太陽能組件中電池片的受光側。
全文摘要
本發明揭示了一種用于提高太陽能組件效率的EVA，其封裝于太陽能組件中的玻璃與電池片間，即應用于組件中的上層EVA膠膜上，該EVA是通過在主要成分乙烯-醋酸乙烯脂中添加新型紫外光吸收劑等成分而成，其對波長范圍為345-380nm之間的紫外光有較好的吸收性能，在組件中增強了上層EVA膠膜表面的入射光及反射到電池片上的反射光，從而提升了電池片的光電轉換效率。
文檔編號C09J11/06GK102352067SQ20111036154
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者劉國麗, 陳道遠 申請人:常熟阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司