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1、(10)申请公布号 CN 103146315 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103146315 A *CN103146315A* (21)申请号 201310101497.1 (22)申请日 2013.03.27 C09J 7/00(2006.01) C09J 123/08(2006.01) C09J 11/06(2006.01) H01L 31/048(2006.01) (71)申请人 温州瑞阳光伏材料有限公司 地址 325016 浙江省温州市瓯海经济开发区 三溪工业园康宏西路 1 号 (72)发明人 詹显光 (74)专利代理机构 温州瓯越专利代理有限公司 33211 。
2、代理人 李友福 (54) 发明名称 高体积电阻率 EVA 胶膜及其制备工艺 (57) 摘要 本发明涉及一种光伏组件的封装材料， 具体 是一种高体积电阻率 EVA 胶膜及其制备工艺。所 述的 EVA 胶膜的成分及其重量含量为 ： 82% 94% 的 EVA 树脂、 5% 15% 的聚烯烃弹性体 （POE） 、 0.1% 0.5% 的耐紫外老化助剂、 0.3% 1.5% 的 液态过氧化物交联剂和 0.1% 1.0% 液态硅烷偶 联剂。本发明中的高体积电阻率 EVA 胶膜降低了 VA 含量， 降低导电离子的产生， 可提高电阻率。而 聚烯烃弹性体在引发剂的作用下， 易发生交联， 且 与 EVA 分子发。
3、生多处交联， 交联密度高， 分子链更 牢固， 自由体积更小， 电阻率会提高， 不容易导电， 由于上述的原因， 使得本发明 EVA 胶膜具有更高 的体积电阻率， 可达 11015cm 以上。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 103146315 A CN 103146315 A *CN103146315A* 1/1 页 2 1. 一种高体积电阻率 EVA 胶膜， 其特征在于所述的 EVA 胶膜的成分及其重量含量为 ： （1） 82% 94% 的 EVA 树脂。
4、， 所述 EVA 树脂中 VA 含量为 24% 28%， EVA 树脂的熔体流 动速率为 20g/10min 45g/10min ； （2） 5%15%的聚烯烃弹性体， 所述聚烯烃弹性体为乙烯和辛烯的高聚物， 熔点80 90， 熔体流动速率 20g/10min 45g/10min ； （3） 0.1% 0.5% 的耐紫外老化助剂， 所述耐紫外老化助剂为二苯甲酮类或受阻胺类化 合物， 液体或熔点 90的固体 ； （4） 0.3% 1.5% 的液态过氧化物交联剂， 电导率 0.1S/cm ； （5） 0.1% 1.0% 液态硅烷偶联剂， 电导率 0.1S/cm。 2. 一种权利要求 1 所述的高体。
5、积电阻率 EVA 胶膜制备工艺， 其特征在于制备工艺由以 下步骤组成 ： （1） 将所有聚烯烃弹性体与部分 EVA 树脂按 1 ： 0.5 1.5 混炼， 若有固体耐紫外老化 助剂， 也一起配合混炼， 混炼后造粒 ； （2） 将混炼造粒得到的粒子与其他各种原料按比例混合， 制成混合料 ； （3） 将混合料通过挤出机熔融， 从模头挤出成薄膜状， 经过压辊压膜， 冷却定型， 收卷， 得到成品 EVA 胶膜。 权 利 要 求 书 CN 103146315 A 2 1/4 页 3 高体积电阻率 EVA 胶膜及其制备工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种光伏组件的封装材料， 具体是一种高体积电阻率 E。
6、VA 胶膜及其制 备工艺。 背景技术 0002 太阳能光伏组件是将太阳能转换为电能的装置， 目前， 国际上通行的光伏组件标 准为国际电工委员会标准 IEC61215 ： 2005地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型 和 IEC61646:2008薄膜地面光伏组件设计鉴定与定型 。但是， 随着光伏组件科技的不断发 展及使用中发现的一些问题， 即组件长期在高电压作用下， 使得玻璃、 封装材料之间存在漏 电流， 大量电荷聚集在电池片表面， 使得电池表面的钝化效果恶化， 导致 FF、 Jsc、 Voc 降低， 使组件性能低于设计标准。在 2010 年， NREL 和 Solon 证实了无论组件采用何种技。
7、术的 p 型晶硅电池片， 组件在负偏压下都有 PID 的风险。鉴于目前光伏产业科学技术的发展和光 伏电站对光伏组件要求的提高， 光伏组件生产企业都对产品品质加严要求， 把 PID 测试合 格作为光伏组件合格的一项附加指标。关于造成 PID 测试不满足要求的原因， 现在比较一 致的认识如下 ： 外部原因 ： 在高温、 潮湿和由于光伏逆变器阵列接地方式引起的光伏组件 严重的腐蚀和衰退 ； 内部原因 ： 系统、 组件和电池片三个方面均可以引起 PID 现象。在组件 方面， 采用性能好的封装材料是防止 PID 发生的途径之一， 其中封装材料 （一般为 EVA 胶膜） 的体积电阻率希望不低于 11015。
8、 cm。国外光伏组件生产， 对于各种原材料的控制严 格， 不使用有缺陷的原材料， 因此光伏组件的 PID 基本能满足要求。其中光伏组件用 EVA 胶 膜无特殊要求， 体积电阻率为 11014 cm 的 EVA 胶膜即可满足要求， 但国外很多 EVA 胶 膜的体积电阻率都达到 11015 cm 甚至更高。根据国内相关光伏组件生产企业反映的 情况， 采用单晶硅电池片生产的光伏组件， 采用现有 EVA 胶膜可满足 PID 测试要求。采用多 晶硅电池片生产的光伏组件， 若多晶硅电池片质量好时， 采用现有EVA胶膜也可满足PID测 试要求， 若采用质量差一些的多晶硅电池片， 采用现有EVA胶膜不能满足P。
9、ID测试要求， PID 测试后光伏组件的发电功率降低很多， 大大超过 5% 的限值。光伏组件价格不断降低已成为 一种趋势， 也是发展方向， 只有这样才能降低光伏发电成本。虽然满足 PID 测试的解决方案 很多， 但光伏组件生产企业表示， 相对于光伏组件的其他原材料， 例如晶体硅电池片、 钢化 玻璃、 背板等成本都较高， 而以EVA胶膜的成本最低， 他们向EVA胶膜提出要求， 研制生产体 积电阻率为 11015 cm 的 EVA 胶膜。纵观国内现有 EVA 胶膜， 体积电阻率都比较低。 例如目前正在报批的 光伏组件封装用乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物 （EVA） 胶膜 国家标准， 规 定 EVA 胶。
10、膜的体积电阻率不小于 61013 cm， 与 11015 cm 的要求相去甚远。因 此， 无论是满足顾客需求的角度来说， 还是从太阳能光伏发电的发展来说， 提高 EVA 胶膜的 体积电阻率都是非常有意义的。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供了一种高体积电阻率 EVA 胶膜。 说 明 书 CN 103146315 A 3 2/4 页 4 0004 为了实现上述目的， 本发明公开了一种高体积电阻率 EVA 胶膜， 其特征在于所述 的 EVA 胶膜的成分及其重量含量为 ： （1） 82% 94% 的 EVA 树脂， 所述 EVA 树脂中 VA 含量为 24% 28%， EVA 树脂的熔体流 。
11、动速率为 20g/10min 45g/10min ； （2） 5%15%的聚烯烃弹性体 （POE） ， 所述聚烯烃弹性体 （POE） 为乙烯和辛烯的高聚物， 熔点 80 90， 熔体流动速率 20g/10min 45g/10min ； （3） 0.1% 0.5% 的耐紫外老化助剂， 所述耐紫外老化助剂为二苯甲酮类或受阻胺类化 合物， 液体或熔点 90的固体 ； （4） 0.3% 1.5% 的液态过氧化物交联剂， 电导率 0.1S/cm ； （5） 0.1% 1.0% 液态硅烷偶联剂， 电导率 0.1S/cm。 0005 所述的高体积电阻率 EVA 胶膜制备工艺， 其特征在于制备工艺由以下步骤组。
12、成 ： （1） 将所有聚烯烃弹性体与部分 EVA 树脂按 1 ： 0.5 1.5 混炼， 若有固体耐紫外老化助剂， 也一起配合混炼， 混炼后造粒 ； （2） 将混炼造粒得到的粒子与其他各种原料按比例混合， 制成混合料 ； （3） 将混合料通过挤出机熔融， 从模头挤出成薄膜状， 经过压辊压膜， 冷却定型， 收卷， 得到成品 EVA 胶膜。 0006 本发明中的高体积电阻率 EVA 胶膜降低了 VA 含量， 降低导电离子的产生， 可提高 电阻率。而聚烯烃弹性体不会产生导电离子， 掺加聚烯烃弹性体使 EVA 树脂比例相对降低， 从而进一步降低了产生导电离子的可能性 ； 另一方面， 聚烯烃弹性体在引发。
13、剂的作用下， 易 发生交联， 且与 EVA 分子发生多处交联， 交联密度高， 分子链更牢固， 自由体积更小， 电阻率 会提高， 不容易导电， 较高的交联密度是提高体积电阻率的关键 ； 再则， 由于交联密度大， 分子耐老化性能大大提高， 从而可以取消抗氧剂， 实验发现， 掺加抗氧剂会使体积电阻率降 低。由于上述的原因， 使得本发明 EVA 胶膜具有更高的体积电阻率， 可达 11015 cm 以 上。 0007 下面将结合具体实施例作进一步详细说明。 具体实施方式 0008 实例一 （1） 配方 EVA 树脂 82% ； 聚烯烃弹性体 （POE） 15% ； 耐紫外老化助剂 （二苯甲酮类） 0.5。
14、% ； 交联剂 1.5% ； 偶联剂 1.0%。 0009 （2） 产品性能 体积电阻率 ： 2.51015 .cm ； 击穿电压强度 ： 31kV/mm ； 透光率 ： 91.5% ； EVA 胶膜 / 玻璃的剥离强度 ： 65N/cm ； 交联度 ： 88% ； 耐紫外老化 （UV1000h， 60） ： 黄变指数 （YI） 1.6 ； 耐湿热老化 （RH85%， 85， 1000h， ） ： 黄变指数 （YI） 1.8。 说 明 书 CN 103146315 A 4 3/4 页 5 0010 产品符合光伏组件对高体积电阻率 EVA 胶膜要求。 0011 实例二 （1） 配方 EVA 树脂。
15、 89% ； 聚烯烃弹性体 （POE） 9.5% ； 耐紫外老化助剂 （受阻胺类） 0.3% ； 交联剂 0.8% ； 偶联剂 0.4%。 0012 （2） 产品性能 体积电阻率 ： 1.11015 .cm ； 击穿电压强度 ： 29kV/mm ； 透光率 ： 91.2% ； EVA 胶膜 / 玻璃的剥离强度 ： 62N/cm ； 交联度 ： 85% ； 耐紫外老化 （UV1000h， 60） ： 黄变指数 （YI） 1.3 ； 耐湿热老化 （RH85%， 85， 1000h， ） ： 黄变指数 （YI） 1.7。 0013 产品符合光伏组件对高体积电阻率 EVA 胶膜要求。 0014 实例三。
16、 （1） 配方 EVA 树脂 94% ； 聚烯烃弹性体 （POE） 5% ； 耐紫外老化助剂 （二苯甲酮类） 0.1% ； 交联剂 0.8% ； 偶联剂 0.1%。 0015 （2） 产品性能 体积电阻率 ： 1.51015 .cm ； 击穿电压强度 ： 30kV/mm ； 透光率 ： 91.2% ； EVA 胶膜 / 玻璃的剥离强度 ： 52N/cm ； 交联度 ： 85% ； 耐紫外老化 （UV1000h， 60） ： 黄变指数 （YI） 1.5 ； 耐湿热老化 （RH85%， 85， 1000h， ） ： 黄变指数 （YI） 1.8。 0016 产品符合光伏组件对高体积电阻率 EVA 胶。
17、膜要求。 0017 实例四 （1） 配方 EVA 树脂 85% ； 聚烯烃弹性体 （POE） 13.7% ； 耐紫外老化助剂 （受阻胺类） 0.5% ； 交联剂 0.3% ； 偶联剂 0.5%。 0018 （2） 产品性能 体积电阻率 ： 2.01015 .cm ； 击穿电压强度 ： 33kV/mm ； 透光率 ： 91.5% ； EVA 胶膜 / 玻璃的剥离强度 ： 52N/cm ； 交联度 ： 83% ； 耐紫外老化 （UV1000h， 60） ： 黄变指数 （YI） 1.0 ； 耐湿热老化 （RH85%， 85， 1000h， ） ： 黄变指数 （YI） 1.2。 说 明 书 CN 10。
18、3146315 A 5 4/4 页 6 0019 产品符合光伏组件对高体积电阻率 EVA 胶膜要求。 0020 上述各具体实施例的制备工艺如下 ： （1） 先将所有聚烯烃弹性体与部分 EVA 树脂按 1 ：（0.5 1.5） 混炼， EVA 树脂的熔体 流动速率应为 20g/10min 45g/10min， 所述聚烯烃弹性体 （POE） 为乙烯和辛烯的高聚物， 熔点在8090， 熔体流动速率 20g/10min45g/10min ； 若有固体耐紫外老化助剂， 也 一起配合混炼。混炼后造粒 ； （2） 将混炼造粒得到的粒子与其他各种原料按比例混合， 制成混合料 ； （3） 将混合料通过挤出机熔融， 从模头挤出成薄膜状， 经过压辊压膜， 冷却定型， 收卷， 得到成品 EVA 胶膜。 说 明 书 CN 103146315 A 6 。