1、上海天洋热熔胶有限公司
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
2、EVA胶膜在国内的发展已初具规模，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200nm~400nm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E
3、VA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，得固态
4、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滴加完毕，保温于68～70℃ 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( VAA—Eu )的甲醇溶液。于68℃减压蒸去甲醇，在68℃和真空度为 1×104Pa下干燥50h后，得到固体VAA—Eu。
2、 助剂与基材EVA如何混合均匀。配方应尽量选择液体助剂，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
5、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:
图1：138℃下的固化曲线
图2：140℃下的固化曲线
2、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
6、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：
JCC-115
某国外产
7、品A
某国内产品B
某国内产品C
图3：各产品透过率测试对比
结果剖析：400~800nm可见光波段内国内产品已与国外产品相当，均达到了91%，而加入铕元素的JCC-115样品透过率达到了95%；300~400nm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
8、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：
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。
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联系人：刘欢
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