本發(fā)明涉及光伏組件封裝膠粘劑領(lǐng)域，具體涉及一種光伏組件封裝用雙組分膠粘劑、膠粘劑的制備方法及其封裝應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、為了能使太陽(yáng)能電池組件在戶外持續(xù)使用20年以上，需要使用封裝工藝隔絕組件的內(nèi)外環(huán)境，比如隔絕外部水汽和氧氣的入侵。特別是新一代對(duì)水汽和氧氣敏感的太陽(yáng)能電池，比如薄膜、異質(zhì)結(jié)和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，對(duì)組件內(nèi)部環(huán)境和外部工作環(huán)境的相互隔絕有更高的要求。目前常通過(guò)墊片或防水結(jié)構(gòu)改善封裝效果。

2、目前太陽(yáng)能電池組件的背面普遍采用玻璃蓋板封裝，即太陽(yáng)能電池層被前后兩層玻璃通過(guò)黏連材料(膠膜)包裹，以阻擋四周的水汽和氧氣侵入。背面的玻璃蓋板具有開孔(引線孔)，太陽(yáng)能電池組件的正負(fù)引線(即匯流條)從背面的玻璃蓋板的引線孔被引出，然后和接線盒相連。這種封裝方式使得外界的水汽和氧氣容易從玻璃蓋板的引線孔侵入組件內(nèi)部，最終導(dǎo)致太陽(yáng)能電池于質(zhì)保期內(nèi)衰減失效。cn220420594u通過(guò)在膠膜與蓋板之間設(shè)置第一墊片，使第一墊片與組件同時(shí)經(jīng)過(guò)層壓工藝，封住引線孔，達(dá)到封裝效果。該方法存在以下問(wèn)題：首先，增加第一墊片后，易導(dǎo)致墊片周圍電池片受力不均而碎片；其次，墊片需要人工精準(zhǔn)墊入相應(yīng)位置，生產(chǎn)效率低；再次，所選材料不能有效對(duì)匯流條和玻璃同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的化學(xué)粘接，尤其是匯流條界面存在導(dǎo)氣通道風(fēng)險(xiǎn)。cn116504681a在光伏組件中通過(guò)將防水結(jié)構(gòu)夾設(shè)于背板和前板之間，匯流條的引出端經(jīng)防水結(jié)構(gòu)伸出于引線孔，經(jīng)過(guò)層壓工藝，封住引線孔；但防水結(jié)構(gòu)需要人工精準(zhǔn)定位設(shè)置，生產(chǎn)效率低；其次防水結(jié)構(gòu)為硅膠體系，水汽透過(guò)率較高。因此，目前材料較難滿足組件高效的封裝工藝。

3、光伏組件層壓后，為使接線盒與組件背面的玻璃蓋板固定連接，常需要在玻璃蓋板表面涂敷一層硅膠，起到對(duì)接線盒的粘接固定作用。由于硅膠水汽透過(guò)率高，水汽易穿透硅膠，入侵引線孔及電池，因此，硅膠已逐漸不能滿足對(duì)水汽敏感的新一代電池封裝。

4、綜上，為實(shí)現(xiàn)減少光伏組件封裝工序，提高封裝效率，達(dá)到優(yōu)異阻隔水汽和氧氣的目的，開發(fā)一種對(duì)匯流條、玻璃、接線盒等材料粘接優(yōu)異，使用時(shí)無(wú)界面通道的膠粘劑材料顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種雙組分光伏組件封裝膠粘劑及其制備方法，解決水汽或氧氣從引線孔入侵電池的難題。同時(shí)為簡(jiǎn)化光伏組件封裝過(guò)程需提前在膠膜與蓋板之間敷設(shè)墊片的工序，提供一種光伏組件引線孔封裝及接線盒粘接的方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面提供光伏組件膠粘劑的組成配方：

3、一種光伏組件膠粘劑，包括a組分和b組分，a組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：含活潑氫聚合物25～40份，低分子量聚異丁烯15～30份，氣相二氧化硅10～15份，填料30～40份，增粘劑0.8～1.2份，催化劑0～0.3份，擴(kuò)鏈交聯(lián)劑0～0.5份；b組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：端異氰酸酯基聚丁二烯16～33份，低分子量聚異丁烯16～35份，氣相二氧化硅5～18份，填料30～45份，炭黑0～1份，除水劑1～2份。

4、以上述光伏組件膠粘劑方案為基礎(chǔ)，對(duì)光伏組件膠粘劑的原料進(jìn)行選擇，形成了以下光伏組件膠粘劑，該光伏組件膠粘劑中a組分使用了催化劑和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，b組分使用了炭黑：包括a組分和b組分，a組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：含活潑氫聚合物25～40份，低分子量聚異丁烯15～30份，氣相二氧化硅10～15份，填料30～40份，增粘劑0.8～1.2份，催化劑0.01～0.3份，擴(kuò)鏈交聯(lián)劑0.01～0.5份；b組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：端異氰酸酯基聚丁二烯16～33份，低分子量聚異丁烯16～35份，氣相二氧化硅5～18份，填料30～45份，炭黑0.01～1份，除水劑1～2份。

5、對(duì)光伏組件膠粘劑的原料進(jìn)行選擇，還可以形成以下光伏組件膠粘劑，該光伏組件膠粘劑中a組分沒(méi)有使用催化劑和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，b組分沒(méi)有使用炭黑：包括a組分和b組分，a組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：含活潑氫聚合物25～40份，低分子量聚異丁烯15～30份，氣相二氧化硅10～15份，填料30～40份，增粘劑0.8～1.2份；b組分以質(zhì)量份計(jì)，包括如下原料：端異氰酸酯基聚丁二烯16～35份，低分子量聚異丁烯16～33份，氣相二氧化硅5～18份，填料30～45份，除水劑1～2份。

6、在上述所有的光伏組件膠粘劑中：

7、優(yōu)選的，所述含活潑氫聚合物為端羥基丁腈橡膠(htbn)、端羧基丁腈橡膠(ctbn)、端氨基丁腈橡膠(atbn)中的一種。其中端羥基丁腈橡膠羥值為0.8～1.2mmol/g，丙烯腈質(zhì)量含量為18％～28％，數(shù)均分子量為2800～4000；其中端羧基丁腈橡膠羧基值為0.45～0.70mmol/g，丙烯腈質(zhì)量含量為18％～28％，數(shù)均分子量為2500～4000；端氨基丁腈橡膠胺值為1.0～1.8mmol/g，丙烯腈質(zhì)量含量為10～28％，數(shù)均分子量為3500～4500；

8、優(yōu)選的，所述低分子量聚異丁烯的數(shù)均分子量為300～1400。

9、優(yōu)選的，所述氣相二氧化硅為表面親水或疏水的氣相二氧化硅中的至少一種。

10、優(yōu)選的，所述填料為納米碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉等中的至少一種。

11、優(yōu)選的，所述增粘劑為含活潑氫的硅烷偶聯(lián)劑，包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)己胺基丙基三甲氧基硅烷，二(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、3-巰基丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。

12、優(yōu)選的，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、有機(jī)鉍、螯合錫中的至少一種。

13、優(yōu)選的，所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷、丙三醇中的至少一種。

14、優(yōu)選的，所述端異氰酸酯基聚丁二烯的粘度為1～20pa.s，異氰酸酯質(zhì)量占比為1.8％～7.0％。

15、優(yōu)選的，除水劑為乙烯基官能團(tuán)硅烷類，包括乙烯基三甲氧硅烷、乙烯基三乙氧硅烷或乙烯基甲基二甲氧硅烷，即除水劑可選擇其中的至少一種。

16、優(yōu)選的，炭黑為色素炭黑。

17、本發(fā)明第二方面提供光伏組件膠粘劑的制備方法，其中：

18、a組分制備方法：將含活潑氫聚合物、低分子量聚異丁烯、氣相二氧化硅與填料真空脫水捏合得到基料，將冷至室溫的基料、增粘劑、催化劑、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑攪拌得到a組分；

19、b組分制備方法：將低分子量聚異丁烯、氣相二氧化硅與填料真空脫水捏合得到基料，將冷至室溫的基料、端異氰酸酯基聚丁二烯、炭黑、除水劑攪拌得到b組分。

20、在上述光伏組件膠粘劑的制備方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以優(yōu)選采用以下條件制備a、b組分：

21、a組分的制備方法，包括如下步驟：

22、先將含活潑氫聚合物、低分子量聚異丁烯、氣相二氧化硅與填料投入捏合機(jī)中，于溫度110～130℃、抽真空度至-0.08～-0.1mpa，脫水捏合120min，出料，即得基料；

23、將冷至室溫的基料、增粘劑、催化劑、擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，攪拌混合10～15min。再抽真空度至-0.08～-0.1mpa，攪拌混合10～20min，即得a組分；

24、b組分的制備方法，包括如下步驟：

25、先將低分子量聚異丁烯、氣相二氧化硅與填料投入捏合機(jī)中，于溫度130～150℃、抽真空度至-0.08～-0.1mpa，脫水捏合120min，出料，即得基料；

26、將冷至室溫的基料、端異氰酸酯基聚丁二烯、炭黑、除水劑，攪拌混合10～15min。再抽真空度至-0.08～-0.1mpa，攪拌混合10～20min，即得b組分。

27、本發(fā)明第二方面提供光伏組件膠粘劑的封裝應(yīng)用：

28、使用時(shí)，將a組分、b組分等體積比例(即體積比1:1)通過(guò)靜態(tài)混合器均勻混合，施膠于光伏組件背板引線孔及引線孔四周即可。

29、優(yōu)選的，所述光伏組件膠粘劑的封裝應(yīng)用，包括如下步驟：

30、在層壓后的光伏組件背板引線孔、匯流條引出端四周，涂敷本發(fā)明所述的光伏組件膠粘劑，再按壓上接線盒(表面材質(zhì)為聚苯醚)，組成完整的封裝結(jié)構(gòu)。

31、本方案的原理：首先，本發(fā)明a組分采用含活潑氫聚合物、低分子量聚異丁烯為主要聚合物，b組分采用低分子量聚異丁烯、端異氰酸酯基聚丁二烯為主要聚合物，使得膠粘劑主體聚合物主鏈為非極性的碳?xì)浞肿渔?，?shí)現(xiàn)了膠粘劑優(yōu)異的水汽阻隔性能。其次，本發(fā)明以相容性良好的低分子量聚異丁烯調(diào)節(jié)膠粘劑的施工性能，不易析出且增韌性能優(yōu)異。同時(shí)，本發(fā)明使用的含活潑氫聚合物為丁腈橡膠，使得膠粘劑體系支鏈含有電負(fù)性強(qiáng)的氰基，其可對(duì)金屬匯流條實(shí)現(xiàn)有效的化學(xué)粘接，解決了非極性碳?xì)浞肿渔溑c金屬粘接不良的難題，避免了膠粘劑與金屬匯流條之間導(dǎo)氣通道的形成；再次，a組分中采用的增粘劑是含活潑氫的硅烷偶聯(lián)劑，其與b組分中端異氰酸酯基聚丁二烯的異氰酸酯基通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，接枝在分子鏈上，可實(shí)現(xiàn)膠粘劑對(duì)玻璃和聚苯醚的有效粘接；由于本發(fā)明的膠粘劑對(duì)金屬匯流條、玻璃和聚苯醚具有良好的粘接能力，且具有優(yōu)異的水汽阻隔性能，因此膠粘劑的使用，省去了光伏組件層壓過(guò)程中需要提前在膠膜與蓋板之間敷設(shè)墊片或防水結(jié)構(gòu)的工序，規(guī)避了層壓時(shí)引線孔四周電池片應(yīng)力不均導(dǎo)致的碎片問(wèn)題。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了以下有益效果：

33、膠粘劑存在于光伏組件層壓后引線孔位置，具備良好地水汽阻隔功能，可將聚苯醚材質(zhì)的接線盒通過(guò)膠粘劑良好地固定在玻璃背板表面，有效規(guī)避了金屬匯流條與膠粘劑之間的導(dǎo)氣通道，膠粘劑實(shí)現(xiàn)了三合一的功能，為光伏組件封裝提供了高效自動(dòng)化封裝方案。