一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜及其制备方法与流程

1.本发明属于光伏行业导热反光贴膜技术领域，具体涉及一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜及其制备方法。


背景技术：

2.请阅图2，图2为可导热光伏用间隙反光膜的反射原理示意图。如图2所示，间隙反光膜主要反射电池片与电池片间隙的太阳光至电池片上，从而有效的利用了非电池片区域的太阳光，进而增加其组件功率。但反射至电池片的太阳光，会使得电池片边缘局部温度过高，从而影响组件使用寿命。间隙反光膜一般粘接于光伏组件的透明背板或背玻上，水汽由背面进入组件后，直接接触间隙反光膜，传统的间隙反光膜的载体层主要为pet材质，其抗湿热老化性能较差，长时间受水汽侵蚀直接影响产品的可靠性。间隙反光膜表面具有棱柱结构，传统间隙反光膜的反光层直接与空气接触，在运输以及使用过程中，受挤压与刮擦的影响，反光层和棱柱层容易被破坏，影响产品整体的反射率。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜及其制备方法，解决由反光导致的电池片局部温度过高以及传统间隙反光膜耐候性较差的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜，包括：依次设置的粘接层、耐候载体层、棱柱层、反光层和导热层，所述粘接层的厚度为10～80μm，所述耐候载体层的厚度为60～100μm，所述棱柱层的底边至顶点的高度为25～50μm，所述反光层的厚度为70～100nm，所述导热层的厚度为70～100μm。
5.作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述粘接层的配方为：按重量份100份计算，交联剂0.2～1份、助交联剂0.2～2份、硅烷偶联剂0.3～1份、光稳定剂0.01～0.5份、抗氧剂0.01～0.5份，余量为基体树脂
。
6.作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述导热层的配方为：按重量份100份计算，交联剂0.2～1份，助交联剂0.2～2份、硅烷偶联剂0.3～1份、光稳定剂0.01～0.5份、抗氧剂0.01～0.5份、导热填料0.1～5份，余量为基体树脂。
7.作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚a二丙烯酸酯中的任意一种或多种；所述助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯基异氰脲酸酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5三嗪中的任意一种或几种；所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的任意一种或几种；所述光稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯中的任意
一种或几种；所述抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的任意一种或几种。
[0008]
作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述导热填料选自氧化锌、氧化镁、氧化铝、氮化硼中的任意一种或多种，所述导热填料的粒径小于30μm。
[0009]
作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述耐候载体层为聚酰胺或聚酰亚胺。
[0010]
作为本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的一种优选方案，所述间隙贴膜的宽度为35mm～45mm。
[0011]
本发明提供一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜的制备方法，包括步骤：
[0012]
(1)将多条棱柱结构预先制备于压辊表面，在耐候载体层表面涂覆紫外固化胶树脂并通过压辊，同时进行通过紫外灯进行紫外固化，使所述多条棱柱结构贴覆于所述耐候载体层上，形成棱柱层；
[0013]
(2)在所述棱柱层的上表面镀覆一层金属铝，形成沿多条棱柱结构复合的反光层；
[0014]
(3)将抗氧剂与基底粒子共混造粒，制得抗氧剂色母粒，将光稳定剂与基底粒子共混造粒制得光稳定剂色母粒；
[0015]
(4)将基体树脂添加交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、所述光稳定剂色母粒、所述抗氧剂色母粒和导热填料，混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于反光层上，制得导热层；
[0016]
(5)将基体树脂添加交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、所述光稳定剂色母粒和所述抗氧剂色母粒混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于所述耐候载体层的另一面上，制得粘接层；
[0017]
(6)将涂布完成的半成品，使用分切机，分切为宽度为35mm～45mm的长条状高耐候可导热光伏用间隙贴膜。
[0018]
与现有技术相比，本发明提出的一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜及其制备方法，其优点为：导热性能好，便于散热，使得电池片边缘局部温度易下降，从而提高组件使用寿命；抗湿热老化性能好，即使长时间受水汽侵蚀也不会影响产品的可靠性；反光层不直接与空气接触，在运输以及使用过程中，不易受挤压与刮擦的影响，反光层和棱柱层不容易被破坏，产品整体的反射率好。
附图说明
[0019]
图1为本发明的一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜的横截面结构示意图；
[0020]
图2为可导热光伏用间隙反光膜的反射原理示意图。
具体实施方式
[0021]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0022]
首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0023]
本发明提供了一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜，请参阅图1，图1为本发明的一种高耐候可导热光伏用间隙贴膜的横截面结构示意图。如图1所示，高耐候可导热光伏用间隙贴膜，包括粘接层1、耐候载体层2、棱柱层3、反光层4和导热层5。粘接层1粘接在光伏组件电池片与电池片的间隙之间，并在光伏组件背面玻璃或者背板上，按重量份100份计算，粘接层1除基体树脂外，还添加了0.2～1重量份的交联剂，0.2～2重量份的助交联剂，0.3～1重量份的硅烷偶联剂，0.01～0.5份的光稳定剂，0.01～0.5重量份的抗氧剂，粘接层1的厚度为10～80μm；耐候载体层2选用耐高温耐水解较强的聚酰胺或聚酰亚胺所制薄膜，厚度为60μm～100μm；棱柱层3的底线至棱尖的高度为25～50μm；反光层4厚度为70～100nm；导热层5具有较高的导热性，具有导热性的导热层5在反光层4的上方，起到导热作用的同时，也能保护反光层4在运输过程中不被刮擦。在光伏组件层压过程中，导热层5也能起到很好的缓冲作用，避免棱柱层被挤压变形。导热层5的基体材料为eva树脂，其熔融指数为3～30g/10min，va含量为10％～33％，熔点为70～110℃，按重量份100份计算，除基体树脂外，还添加了0.2～1重量份的交联剂，0.2～2重量份的助交联剂，0.3～1重量份的硅烷偶联剂，0.01～0.5份的光稳定剂，0.01～0.5重量份的抗氧剂，0.1～5重量份的导热填料，混合均匀后使用单螺杆涂布机进行涂布，导热层5的厚度为70μm～100μm(自反光层4的最高点至导热层5的上表面)；。间隙反光膜宽度大于35mm。
[0024]
在上述结构中，偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的一种或几种；交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚a二丙烯酸酯中的一种或多种；助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯基异氰脲酸酯、1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5三嗪中的一种或几种；光稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、的一种或几种；抗氧剂为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种；导热填料选自氧化锌、氧化镁、氧化铝、氮化硼中的一种或多种，导热填料的粒径小于30μm。
[0025]
具体实施方式，请参见下述实施例1-3：
[0026]
实施例1
[0027]
如图1所示，一种高耐候可导热光伏间隙反光膜其从下至上，粘接层1、耐候载体层2、棱柱层3、反光层4和导热层5共5层结构。粘接层1厚度为50μm；耐候载体层2厚度为80μm；棱柱层3底线至棱尖的高度为30μm；反光层4厚度为70nm；导热层5厚度为95μm。
[0028]
上述高耐候可导热光伏用间隙贴膜的制作方法，包括：
[0029]
(1)将多条棱柱结构预先制备于压辊表面，然后在耐候载体层2表面涂覆紫外固化
胶树脂并通过压辊，同时进行通过紫外灯进行紫外固化，使多条棱柱结构贴覆于耐候载体层2上，形成棱柱层3；
[0030]
(2)在棱柱层3的上表面镀覆一层金属铝，形成沿多条棱柱结构复合的反光层4；
[0031]
(3)将10份抗氧剂(硫代二丙酸二月桂酸酯)与90份基底粒子共混造粒，制得10％浓度抗氧剂色母粒。将10份光稳定剂(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯)与90份基底粒子共混造粒制得10％浓度光稳定剂色母粒；
[0032]
(4)将94.5份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加0.4份交联剂：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.6份助交联剂：三烯丙基氰脲酸酯、0.5份偶联剂：乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒、2份导热填料：氮化硼。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于反光层上，制得95μm厚的导热层5；
[0033]
(5)将96.5份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加0.4份交联剂：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.6份助交联剂：三烯丙基氰脲酸酯、0.5份偶联剂：乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于聚酰亚胺薄膜上，制得50μm厚的粘接层1；
[0034]
(6)将涂布完成的半成品，使用分切机，分切为35mm宽度的长条。
[0035]
实施例2
[0036]
如图1所示，一种高耐候可导热光伏间隙反光膜其从下至上，粘接层1、耐候载体层2、棱柱层3、反光层4和导热层5共5层结构。粘接层1厚度为10μm；耐候载体层2厚度为60μm；棱柱层3底线至棱尖的高度为25μm；反光层4厚度为70nm；导热层5厚度为70μm。
[0037]
上述高耐候可导热光伏用间隙贴膜的制作方法，包括：
[0038]
(1)将多条棱柱结构预先制备于压辊表面，然后在耐候载体层2表面涂覆紫外固化胶树脂并通过压辊，同时进行通过紫外灯进行紫外固化，使多条棱柱结构贴覆于耐候载体层2上，形成棱柱层3；
[0039]
(2)在棱柱层3的上表面镀覆一层金属铝，形成沿多条棱柱结构复合的反光层4；
[0040]
(3)将15份抗氧剂(1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸)与85份基底粒子共混造粒，制得15％浓度抗氧剂色母粒。将15份光稳定剂(双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯)与85份基底粒子共混造粒制得15％浓度光稳定剂色母粒；
[0041]
(4)将97.2份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加0.2份交联剂：丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.2份助交联剂：三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份偶联剂：乙烯基三乙氧基硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒、0.1份导热填料：氧化锌。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于反光层上，制得70μm厚的导热层5；
[0042]
(5)将97.3份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加0.2份交联剂：丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、0.2份助交联剂：三丙烯基异氰脲酸酯、0.3份偶联剂：乙烯基三乙氧基硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于聚酰亚胺薄膜上，制得10μm厚的粘接层1；
[0043]
(6)将涂布完成的半成品，使用分切机，分切为40mm宽度的长条。
[0044]
实施例3
[0045]
如图1所示，一种高耐候可导热光伏间隙反光膜其从下至上，粘接层1、耐候载体层2、棱柱层3、反光层4和导热层5共5层结构。粘接层1厚度为80μm；耐候载体层2厚度为100μm；
棱柱层3底线至棱尖的高度为50μm；反光层4厚度为100nm；导热层5厚度为100μm。
[0046]
上述高耐候可导热光伏用间隙贴膜的制作方法，包括：
[0047]
(1)将多条棱柱结构预先制备于压辊表面，然后在耐候载体层2表面涂覆紫外固化胶树脂并通过压辊，同时进行通过紫外灯进行紫外固化，使多条棱柱结构贴覆于耐候载体层2上，形成棱柱层3；
[0048]
(2)在棱柱层3的上表面镀覆一层金属铝，形成沿多条棱柱结构复合的反光层4；
[0049]
(3)将50份抗氧剂(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)与50份基底粒子共混造粒，制得50％浓度抗氧剂色母粒。将50份光稳定剂(三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯)与50份基底粒子共混造粒制得50％浓度光稳定剂色母粒；
[0050]
(4)将89份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加1份交联剂：乙氧化甘油三丙烯酸酯、2份助交联剂：1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5三嗪、1份偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒、5份导热填料：氧化镁。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于反光层上，制得95μm厚的导热层5；
[0051]
(5)将96.5份va含量为28，熔融指数为6g/10min的粒子添加1份交联剂：乙氧化甘油三丙烯酸酯、2份助交联剂：1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5三嗪、1份偶联剂：乙烯基三甲氧基硅烷、1份抗氧剂色母粒、1份光稳定剂色母粒。混合搅拌后，使用单螺杆涂布机，熔融涂布于聚酰胺薄膜上，制得50μm厚的粘接层1；
[0052]
(6)将涂布完成的半成品，使用分切机，分切为35mm宽度的长条。通过上述工艺制得的高耐候可导热光伏用间隙贴膜的测试结果如下：
[0053]
1、在基底树脂外添加交联体系配方和导热填料，将对应三种配方间隙反光膜组件放置户外4小时后，对电池片间隙边缘位置进行温度测量。详见表1：
[0054][0055]
表1
[0056]
如表1所示，添加导热填料的温度较未添加导热填料有明显降低。
[0057]
2、在基底树脂外添加交联体系配方与导热填料，将对应三种配方间隙反光膜模拟组件叠层层压，进行pct24h测试。详见表2：
[0058][0059]
表2
[0060]
如表2所示，添加交联配方的间隙反光膜的剥离力测试明显优于未添加交联配方的间隙反光膜。
[0061]
3、导热填料粒径小于30μm，使用不用粒径的导热填料制成导热层，导热系数详见表3：
[0062][0063]
表3
[0064]
在针对于产品导热系数的要求中，客户要求小于2.5w/m.k，如表3所示，在导热填料的粒径小于30μm时，能够满足条件。
[0065]
4、间隙反光膜宽度设计，因光伏组件电池片间隙由0mm～5mm之间，因此间隙反光膜反射太阳光至电池片距离的大小也不同。经测量单片电池片反射光覆盖宽度在0mm～15mm。所以要实现对电池片高温区域进行散热，其间隙贴膜导热层须覆盖反射光区，故详见表4和表5：
[0066][0067]
表4
[0068][0069]
表5
[0070]
本产品要求无导热层贴膜组件平均温度-有导热层贴膜平均温度＞2℃(反射区温度)。如表4和5所示，以最大串间距5mm为例，设计不同宽度，测试对应温度，设计宽度为大于35mm，即可满足目前市场上最大间距的要求。研究表明，随着组件温度的升高，组件功率会持续降低，因此降低组件的温度将有效提高其光电转换效率。综合性能与成本，故设计35mm～45mm。
[0071]
综上所述，本发明所述的高耐候可导热光伏用间隙贴膜及其制备方法，其优势在于：导热性能好，便于散热；抗湿热老化性能好；反光层和棱柱层不容易被破坏，产品整体的反射率好，能够延长组件使用寿命。
[0072]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。