本發明涉及一種太陽能電池制造領域,特別是涉及一種用于太陽能電池的封裝材料及其應用。
背景技術:
:太陽能(solarenergy)一般指太陽光的輻射能量,廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等。太陽能的利用有被動式利用(光熱轉換)和光電轉換兩種方式。太陽能發電是一種新興的可再生能源利用方式。使用太陽電池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能。到目前為止,太陽能的利用還不很普及,利用太陽能發電存在成本高、轉換效率低等問題。因此,如何提高太陽電池的轉換效率已成為光伏企業研發的核心內容,但光伏電池及其組件長期在高電壓作用下使得玻璃和封裝材料之間存在漏電流,大量的電荷聚集在電池片表面,使得電池表面的鈍化效果惡化,導致FF、Jsc、Voc降低,使組件功率急劇下降,組件性能低于設計標準。現有的封裝材料存在透光率不高、絕緣性不良以及不耐老化等缺點,光利用率低,使得轉換的光能不高,且已轉換的電能在較高電導的封裝材料中消耗較大,不利于光電轉化效率的提高,同時太陽能電池長期暴露在強輻射、大溫差、易氧化等惡劣環境中,對電池的可靠性以及壽命等造成了較大的負面影響。目前太陽能電池一般采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)作封裝材料,雖然能夠滿足太陽能電池的一般需求,但仍存在上述的缺點。有必要開發一種新的封裝材料以改善太陽能電池的性能。技術實現要素:本發明的目的:針對目前封裝材料存在透光率不高、絕緣性不良以及不耐老化等問題,提供一種用于太陽能電池的高透光絕緣性封裝材料及其制備方法,以提高太陽能電池的光利用效率。本發明的方案:針對上述問題提供一種材料,基材為芳香族環氧樹脂和戊二烯,使用固化劑和其他添加劑對基材進行共混改性,得到共混改性材料為高透光絕緣性封裝材料。將原料組成按摩爾份數計算,配方如下:芳香族環氧樹脂50份,戊二烯50份,交聯劑乙烯基三胺3份,催化劑Lewis酸4份,1010抗氧劑0.5份,無機填料8份,溶劑120份。作為優選,所述的芳香族環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂或多酚型縮水甘油醚環氧樹脂。作為優選,所述的戊二烯為1,4-戊二烯。作為優選,所述的Lewis酸為氯化鋁、氯化鐵、氯化鋅或三氟化硼。作為優選,所述的無機填料為碳酸鈣或滑石粉。作為優選,所述的溶劑為氯苯。經過固化劑的交聯固化作用得到高透光絕緣性封裝材料,其制備方法包括:①選取潔凈的三口燒瓶,按照摩爾分數,先添加50份芳香族環氧樹脂,再添加50份戊二烯、0.5份1010抗氧劑和8份無機填料,最后添加120份溶劑,使用油浴加熱,保證混合物溫度為50~70℃,以40~60r/min的速度攪拌0.5~2h;作為優選,所述的攪拌速度為50~55r/min。作為優選,所述的攪拌時間為1~1.5h。②按照摩爾分數,向步驟①所述的混合物中添加3份交聯劑,邊添加邊攪拌,攪拌速度為70~120r/min,油浴繼續加熱,保證混合物溫度為70~90℃,反應時間為4~8h;作為優選,所述的攪拌速度為80~90r/min。作為優選,所述的反應時間為5~6h。③向步驟②所述的混合物中添加4份Lewis酸,以70~120r/min攪拌速度、90~110℃溫度環境反應3~4h;④將反應產物真空抽濾,然后在50℃烘箱中干燥1h,制得共混改性材料。本發明的技術效果:本發明使用的是Lewis酸作為催化劑,使用其他催化劑例如質子酸作為催化劑,烯烴中的雙鍵和仲胺不發生反應。芳香族環氧樹脂開環和交聯劑乙烯基三胺中的伯胺發生反應,剩下的仲胺在Lewis酸催化條件下和1,4-戊二烯發生反應,添加相應的抗氧劑等助劑,制得共混改性材料。該材料不容易結晶,透光率高;發揮了酚類和烯烴類材料,特別是烯烴類材料極性基團少的特點,不容易導電,絕緣性良好;同時具有多苯基基團,分子量適中,耐老化性能良好。該材料解決了目前太陽能電池封裝材料存在透光率不高、絕緣性不良以及不耐老化等問題,具有原料來源廣泛,制備方法簡單易得,降低了反應成本。具體實施方式從透光率、絕緣性和耐老化性對常規材料和本發明制備的材料進行檢測,其中:透光率按照國家標準GB/T2410-2008執行;絕緣性按照國家標準GB2900.5-2013執行;耐老化性按照國家標準GB/T15596-2009執行。實施例1①選取潔凈的三口燒瓶,先添加2mol雙酚A型環氧樹脂,再添加2mol的1,4-戊二烯、0.02mol的1010抗氧劑和0.32mol碳酸鈣,最后添加4.8mol氯苯,使用油浴加熱,保證混合物溫度為60~65℃,以50r/min的速度攪拌1h;②向步驟①所述的混合物中添加0.12mol乙烯基三胺,邊添加邊攪拌,攪拌速度為90r/min,油浴繼續加熱,保證混合物溫度為80~90℃,反應6h;③向步驟②所述的混合物中添加0.16mol氯化鋁,以90r/min攪拌速度、100~105℃溫度環境反應3h;④將反應產物真空抽濾,然后在50℃烘箱中干燥1h,制得共混改性材料。實施例2①選取潔凈的三口燒瓶,先添加2mol雙酚F型環氧樹脂,再添加2mol的1,4-戊二烯、0.02mol的1010抗氧劑和0.32mol碳酸鈣,最后添加4.8mol氯苯,使用油浴加熱,保證混合物溫度為60~65℃,以50r/min的速度攪拌1h;②向步驟①所述的混合物中添加0.12mol乙烯基三胺,邊添加邊攪拌,攪拌速度為90r/min,油浴繼續加熱,保證混合物溫度為80~90℃,反應5h;③向步驟②所述的混合物中添加0.16mol氯化鐵,以100r/min攪拌速度、100~105℃溫度環境反應3h;④將反應產物真空抽濾,然后在50℃烘箱中干燥1h,制得共混改性材料。實施例3①選取潔凈的三口燒瓶,先添加2mol多酚型縮水甘油醚環氧樹脂,再添加2mol的1,4-戊二烯、0.02mol的1010抗氧劑和0.32mol碳酸鈣,最后添加4.8mol氯苯,使用油浴加熱,保證混合物溫度為65~70℃,以50r/min的速度攪拌1.5h;②向步驟①所述的混合物中添加0.12mol乙烯基三胺,邊添加邊攪拌,攪拌速度為90r/min,油浴繼續加熱,保證混合物溫度為70~80℃,反應6h;③向步驟②所述的混合物中添加0.16mol氯化鋅,以85r/min攪拌速度、95~100℃溫度環境反應4h;④將反應產物真空抽濾,然后在50℃烘箱中干燥1h,制得共混改性材料。對比實施例1不添加1,4-戊二烯,其余步驟同實施例1,制備共混改性材料。對比實施例2將實施例1中的氯化鋁(Lewis酸)改為HCl(質子酸),其余步驟同實施例1,制備共混改性材料。選取太陽能電池常規使用的封裝材料有機硅膠和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物),同時選取實施例1-3和對比實施例1、2制得的共混改性材料,從透光率、絕緣性和耐老化三個方面進行對比,對比數據如表1所示:表1透光率、絕緣性和耐老化性能對照表透光率/%絕緣性/Ω·m耐老化實施例1962.1×1017無黃變、無裂紋或銀紋實施例2951.7×1018無黃變、無裂紋或銀紋實施例3988.3×1019無黃變、無裂紋或銀紋對比實施例1895.2×1012有黃變、有輕微裂紋或銀紋對比實施例2876.7×1011有黃變、有輕微裂紋或銀紋有機硅膠787.3×1014無黃變、有輕微裂紋或銀紋EVA825.2×1013有輕微黃變、無裂紋或銀紋從表1可以看出,實施例1-3制備的材料在透光率、絕緣性和耐老化性能方面,較傳統材料均有不同程度的改善。當前第1頁1 2 3