太陽電池用耐老化EVA封裝膠膜的制備、結構與性能研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源短缺是人類在21世紀面臨的最大挑戰(zhàn)。利用太陽電池組件將清潔的、可再生的陽光轉變?yōu)殡娔苁墙鉀Q這兩個問題的最有效途徑之一。太陽能電池組件中的核心部分硅電池本身壽命已具有30年以上的使用壽命，然而對電池片起到固定、密封和保護作用的透明高分子封裝膠在室外天候環(huán)境中會很快老化變黃，從而導致整個電池組件的光電轉化效率下降。結果，封裝膠膜的使用壽命就限制了整個電池組件的壽命。因此，研制自然天候條件下，光、電和力學性能穩(wěn)定可靠、使用期長的

2、透明高分子封裝材料是提高太陽電池組件壽命，降低太陽能發(fā)電成本的關鍵。 選用含33％VA的EVA做基本原料，通過熔融共混擠出的方法加入抗氧劑、紫外光吸收劑、紫外光穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑和增粘劑，再經(jīng)過熱壓，得到太陽能電池封裝用EVA膠膜。研究了在不同交聯(lián)條件下交聯(lián)劑對EVA膠膜交聯(lián)度的影響和增粘劑對EVA膠膜粘合強度的影響。 EVA膠膜的熱氧老化試驗在90℃下進行。在本試驗中研究了不同組成的EVA膠膜在老化過程中的力學性能、透光率

3、以及黃色指數(shù)的變化，并采用熱重分析、紅外光譜等分析手段探討了EVA膠膜在熱氧老化過程中的結構變化和老化機理。結果表明，選用適宜的交聯(lián)劑，能夠使EVA膠膜在低溫短時間條件下進行封裝固化，并且在此條件下固化的EVA膠膜具有更好的熱氧穩(wěn)定性。本工作所制備的改性EVA膠膜的熱氧穩(wěn)定性明顯優(yōu)于國產(chǎn)產(chǎn)品，接近進口產(chǎn)品。 針對太陽電池封裝用EVA膠膜的老化機理，在國內(nèi)首次對EVA膠膜長達1000小時的紫外光老化過程中的變色現(xiàn)象進行了系統(tǒng)的、定

4、量的實驗研究。采用AtlasUV2000紫外老化測試儀對所研究的EVA膠膜進行加速老化。分析了不同組成的EVA膠膜老化過程中力學性能的變化，透過率和黃色指數(shù)的變化，以及老化前后太陽能組件外觀及I-V特性的變化，并借助紅外光譜和熒光光譜來研究EVA膠膜在紫外光老化過程中的結構變化。研究表明，選擇合理復配的含抗氧劑、紫外光穩(wěn)定劑和紫外光吸收劑的抗老化體系，制備出了具有優(yōu)異的耐紫外光老化性能的的EVA膠膜B-17、B-28。這兩種EVA膠膜老

5、化過程中生成的新的生色團的濃度比國產(chǎn)EVA膠膜要低得多，與進口EVA膠膜相當，與之相一致地是所制備的EVA膠膜的耐紫外光穩(wěn)定性比國產(chǎn)EVA膠膜要好，接近進口EVA膠膜。 在通過實驗室研究制備出的耐老化性能較優(yōu)的EVA膠膜的基礎上，嘗試將實驗室的制備工藝轉化為實際生產(chǎn)中可行的方法和工藝。成功地采用共混擠出、流延、冷卻、牽引、卷取等工序一次加工制備出了能滿足封裝條件的EVA膠膜，并委托有關檢測機構對所制得的EVA膠膜的紫外光老化性能