太阳能组件封装用POE胶膜的制备与性能表征

【摘要】：众所周知,太阳能不仅仅是清洁能源,而且是可再生资源,用之不竭,取之不尽。为了人类后代可持续发展,太阳能发电是未来必须普及的一种发电方式。太阳能电池封装膜是太阳能发电组件的重要组成部分,它起到保护太阳能电池芯片,粘接上下底板,防止水分入侵的作用。因此,性能上要求其具有良好的透光率,优异的抗老化性能以及粘接性能。茂金属催化乙烯-辛烯共聚物(POE)作为一种线型高分子材料,具有良好的抗老化性能与力学性能,适合通过添加过氧化物交联剂、抗氧剂和紫外线吸收剂加工成太阳能电池封装薄膜。首先,本实验通过选取叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(TBEC)作为交联剂,研究了不同交联剂含量与交联温度对POE胶膜的硫化曲线、凝胶含量、结晶度、光学性能与力学性能的影响,确定了交联体系。在此基础上,还探究了POE胶膜与PET胶膜之间的粘接工艺。研究发现：在基体材料中加入2%的TBEC,在135℃条件下层压25分钟制备出来的POE胶膜具有良好的光学与力学性能。在145℃条件下层压30分钟所制备的POE胶膜与PET胶膜间具有良好的粘接性能。其次,本实验通过选取四[p-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、p-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)作为抗氧剂,通过单独使用和复配的方式研究了其抗热氧老化效果,确定了热氧老化体系。研究发现：加入0.2%的1010具有良好的抗热氧老化性能,在80℃的条件下老化960小时仍具有较好的力学与光学性能。最后,本实验通过选取UV-944、UV-770、UV-531作为抗紫外老化助剂,通过单独使用和复配的方式研究了其抗紫外老化效果,确定了抗紫外老化体系,研究发现,加入0.3%的UV-531具有良好的抗紫外老化性能,在紫外光线老化960小时仍具有较好的力学与光学性能。 【关键词】：乙烯-辛烯共聚物 封装膜 热氧老化 凝胶含量 交联度
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-34
• 1.1 太阳能与太阳能光伏技术概述14-15
• 1.1.1 太阳能的潜力14
• 1.1.2 太阳能光伏是什么14
• 1.1.3 太阳能光伏技术14-15
• 1.2 太阳能电池组件简介15-18
• 1.2.1 太阳能电池组件的基本结构15-16
• 1.2.2 太阳能电池用封装胶膜16-18
• 1.3 POE简介18-24
• 1.3.1 POE结构与性能18-21
• 1.3.2 POE作为改性剂的应用21-23
• 1.3.3 POE作为交联弹性体的应用23-24
• 1.4 聚烯烃交联改性简介24-28
• 1.4.1 过氧化物交联24-25
• 1.4.2 硅烷交联25-27
• 1.4.3 辐射交联27-28
• 1.5 聚烯烃的氧化机理28-29
• 1.6 聚烯烃的光老化机理29-30
• 1.7 聚烯烃材料的粘接30-32
• 1.7.1 聚烯烃材料的粘接特点30-31
• 1.7.2 聚烯烃材料粘接困难的原因31
• 1.7.3 改善聚烯烃材料粘接效果的方法31-32
• 1.8 本论文研究内容与意义32-34
• 1.8.1 本论文研究内容32-33
• 1.8.2 本论文研究意义33-34
• 第二章 POE胶膜交联体系的建立及表征34-51
• 2.1 引言34
• 2.2 实验部分34-37
• 2.2.1 实验原料34
• 2.2.2 设备与仪器34-35
• 2.2.3 试样的制备35
• 2.2.4 性能测试35-37
• 2.3 结果与讨论37-50
• 2.3.1 不同交联剂含量和不同温度对硫化曲线的影响37-38
• 2.3.2 不同交联剂含量和不同层压温度对POE胶膜凝胶含量的影响38-39
• 2.3.3 不同交联剂含量和不同层压温度对POE胶膜结晶度的影响39-40
• 2.3.4 不同交联剂含量和不同层压温度对POE胶膜光学性能的影响40-42
• 2.3.5 不同交联剂含量和不同层压温度对POE胶膜力学性能的影响42-44
• 2.3.6 不同老化时间后POE胶膜的红外谱图44-47
• 2.3.7 不同层压温度对胶膜剥离力的影响47-48
• 2.3.8 不同层压时间对胶膜剥离力的影响48-49
• 2.3.9 不同老化时间对粘接体系剥离力的影响49-50
• 2.4 本章小结50-51
• 第三章 POE胶膜热氧老化体系的建立及表征51-64
• 3.1 引言51
• 3.2 实验部分51-52
• 3.2.1 原材料51-52
• 3.2.2 设备与仪器52
• 3.2.3 试样的制备52
• 3.2.4 性能测试52
• 3.3 结果与讨论52-63
• 3.3.1 不同抗氧体系的热分析52-55
• 3.3.2 不同老化时间对POE胶膜凝胶含量的影响55-56
• 3.3.3 不同老化时间对POE胶膜结晶度的影响56-57
• 3.3.4 不同老化时间对POE胶膜交联度的影响57-58
• 3.3.5 不同老化时间对POE胶膜力学性能的影响58
• 3.3.6 不同老化时间对POE胶膜透过率的影响58-59
• 3.3.7 不同老化时间后POE胶膜的红外谱图59-63
• 3.4 本章小结63-64
• 第四章 POE胶膜紫外老化体系的建立及表征64-75
• 4.1 引言64
• 4.2 实验部分64-65
• 4.2.1 原材料64
• 4.2.2 设备与仪器64-65
• 4.2.3 试样的制备65
• 4.2.4 性能测试65
• 4.3 结果与讨论65-73
• 4.3.1 不同抗紫外老化体系老化不同时间对力学性能的影响65-67
• 4.3.2 不同抗紫外老化体系老化不同时间对透过率的影响67-68
• 4.3.3 不同抗紫外老化体系老化不同时间对黄度指数的影响68
• 4.3.4 不同抗紫外老化体系老化不同时间后的红外谱图68-73
• 4.4 本章小结73-75
• 结论75-76
• 参考文献76-83
• 攻读硕士学位期间科研成果83-85
• 致谢85-8

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