本发明涉及光伏电池，尤其涉及一种三层复合光伏封装胶膜及其制备方法和光伏组件。
背景技术：
1、随着光伏电池技术日新月异的发展，n型topcon电池因其少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小等优异的性能，在电池的技术迭代中杀出重围。虽然topcon电池具备效率高等优势，但其正面是硼掺杂的p型发射极，存在与纯银浆焊接形成的欧姆接触差的问题，需要使用含铝的银铝浆焊接，而铝是比较活泼的元素，对水汽、酸、碱都非常敏感，相比纯银浆焊接而成的栅线，银铝浆焊接而成的栅线对水汽阻隔有更高的要求，因此topcon电池的封装需要水汽透过率更低的聚烯烃弹性体（poe）胶膜或者epe胶膜。
2、 epe胶膜集合了乙烯-醋酸乙烯共聚物（eva）胶膜和poe胶膜的优点，具有eva层-poe层-eva层三层复合结构，是目前在topcon电池中使用最为广泛的光伏封装胶膜。但epe胶膜中，位于中间的poe层内的丙烯酸酯助剂（添加于poe层内的丙烯酸酯助剂可用于促进交联，添加于eva层内添加的丙烯酸酯助剂可发挥促进交联和抗pid的作用） 易迁移到eva层中，造成层压时poe层的交联程度不足，出现四角缺胶脱层的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，即现有的epe胶膜在层压后易出现四角缺胶脱层的现象，本发明提供了一种三层复合光伏封装胶膜及其制备方法和光伏组件。采用本发明的制备方法，能够在避免对胶膜与玻璃和电池之间粘接性能产生过度影响的同时，较好地降低胶膜在层压过程中出现中间层四角缺胶脱层的风险。
2、本发明的具体技术方案为：
3、第一方面，本发明提供了一种三层复合光伏封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）将含有乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的外层原料混合均匀，得到外层混合料；所述丙烯酸酯中含有至少2个丙烯酸酯基团；
5、（2）将含有聚烯烃弹性体和丙烯酸酯助剂的中间层原料混合均匀，得到中间层混合料；所述丙烯酸酯助剂中含有至少2个丙烯酸酯基团；
6、（3）采用外层混合料作为上表层和下表层的材料，采用中间层混合料作为中间层的材料，进行三层共挤流延，得到共挤出胶膜；
7、（4）对共挤出胶膜进行电子束辐照，得到三层复合光伏封装胶膜。
8、本发明在制得共挤出胶膜后，对其进行电子束辐照，能够使中间层中最难吸收、最易发生迁移的极性丙烯酸酯助剂发生反应，连接到poe上，从而发挥以下两方面作用：一方面，能够将丙烯酸酯助剂保留在中间层中，避免其在胶膜储存期间迁出到上、下表层中，导致胶膜使用时中间层交联不足；另一方面，利用丙烯酸酯助剂中所存在的多个丙烯酸酯基团，能够在poe之间形成交联，从而在层压开始前就确保中间层内的交联程度。通过以上方式，有助于减少层压过程中中间层出现四角缺胶而导致脱层的问题。
9、此外，在上、下表层中，若与中间层中同样添加丙烯酸酯，则在进行电子束辐照时，表层中的丙烯酸酯发生反应而在eva分子链之间形成交联，易导致层压时表层流动性过差，对玻璃和电池浸润不足而产生粘接问题。为此，本发明在上、下表层中采用的是丙烯酸酯接枝的eva，即在进行电子束交联之前已将丙烯酸酯接枝在eva上，这种方式能够减少电子束辐照过程中表层中的丙烯酸酯发生反应，从而确保层压前表层中含有一定量的未交联eva，有利于层压时表层对玻璃和电池的浸润，从而确保胶膜与玻璃、电池之间的粘接性能。
10、而本发明在中间层内不采用丙烯酸酯接枝的poe，而后在制成共挤出胶膜后再进行电子束辐照，这是由于：若采用丙烯酸酯接枝的poe，则当接枝率过低时，无法有效避免层压过程中及老化后中间层出现四角缺胶脱层问题；而若提高接枝率，则会由于丙烯酸酯接枝的poe本身交联度较高，在制备成共挤出胶膜的过程中易出现凝胶块。
11、 作为优选，步骤（4）中，所述电子束辐照的过程中，控制总辐照剂量不低于5 kgy。
12、 进一步地，步骤（4）中，所述电子束辐照的过程中，控制总辐照剂量不低于25kgy。
13、 进一步地，步骤（4）中，所述电子束辐照的过程中，控制总辐照剂量为25~40 kgy。
14、 作为优选，步骤（4）中，所述电子束辐照的过程中，控制线速度为10~50 m/min，束流为10~50 ma。
15、作为优选，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂在中间层原料中的质量占比不低于0.095%。
16、进一步地，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂在中间层原料中的质量占比不低于0.5%。
17、 在通过电子束辐照避免层压过程中出现四角缺胶脱层问题的基础上，通过将电子束辐照的总辐照剂量控制在不低于25 kgy，并将丙烯酸酯助剂在中间层原料中的质量占比控制在不低于0.5%，能够进一步产生提高胶膜抗老化性能的效果，避免胶膜在老化后出现组件脱层、起泡现象。
18、进一步地，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂在中间层原料中的质量占比为0.5~1.0%。作为优选，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物中所使用的丙烯酸酯质量不低于所述外层原料质量的0.1%。
19、进一步地，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物中所使用的丙烯酸酯质量为所述外层原料质量的0.1~0.6%。
20、作为优选，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物由质量比为1:(19~99)的丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。
21、进一步地，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，在110~130℃下共混挤出。
22、作为优选，步骤（1）中，所述丙烯酸酯中含有3个丙烯酸酯基团。
23、进一步地，步骤（1）中，所述丙烯酸酯包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基三丙烯酸酯中的一种或多种。
24、作为优选，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂中含有2个丙烯酸酯基团。
25、进一步地，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯和乙氧化-2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。
26、作为优选，步骤（1）中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数为5~30g/10min，醋酸乙烯（va）含量为15~40%；步骤（2）中，所述聚烯烃弹性体是熔融指数为5~25g/10min的乙烯-α烯烃共聚物。
27、 作为优选，步骤（1）中，所述外层原料包括以下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物60~95份，丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物5~30份，抗pid母粒0~5份，吸酸剂母粒0~5份，引发剂0.1~1份，助交联剂0.1~1份，光稳剂0~0.5份，偶联剂0 ~1份。
28、作为优选，步骤（2）中，所述中间层原料包括以下重量份的组分：聚烯烃弹性体90~97份，增粘母粒3~10份，丙烯酸酯助剂0.1~1.5份，引发剂0.1~1份，助交联剂0.1~1份，光稳剂0~0.5份，偶联剂0~1份。
29、进一步地，外层原料中，所述抗pid母粒为乙烯-醋酸乙烯共聚物和磷酸盐的混合物。
30、进一步地，外层原料中，所述吸酸剂母粒为乙烯-醋酸乙烯共聚物和吸酸剂的混合物，所述吸酸剂包括氢氧化物、氧化物和双氢氧化物中的一种或多种。
31、 进一步地，中间层原料中，所述增粘母粒为乙烯-醋酸乙烯共聚物和增粘剂接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物，所述增粘剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、含乙烯基键硅烷低聚物、马来酸酐和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。
32、进一步地，外层原料和中间层原料中，所述引发剂为有机过氧化物。进一步可选自过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯和/或过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯。
33、进一步地，外层原料和中间层原料中，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯和/或三聚氰酸三烯丙酯。
34、 进一步地，外层原料和中间层原料中，所述偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、含乙烯基键硅烷低聚物、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
35、进一步地，外层原料和中间层原料中，所述光稳剂包括uv-292、uv-622和uv-770中的一种或多种。
36、第二方面，本发明提供了一种采用所述制备方法制得的三层复合光伏封装胶膜，包括两个乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层和设于两个乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层之间的聚烯烃弹性体基中间层。
37、 作为优选，所述三层复合光伏封装胶膜的厚度为0.3~1 mm，其中，每个所述乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层与聚烯烃弹性体基中间层的厚度之比为1:(0.5~2)。
38、第三方面，本发明提供了一种光伏组件，包括所述的三层复合光伏封装胶膜。
39、作为优选，所述光伏组件包括从上到下依次叠合的背板、三层复合光伏封装胶膜、太阳能电池片、三层复合光伏封装胶膜和玻璃。
40、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
41、（1）本发明在制备三层复合光伏封装胶膜的过程中，通过在中间层内使用含有至少2个丙烯酸酯基团的丙烯酸酯助剂，并在三层共挤流延后进行电子束辐照，能够较好地降低胶膜在层压过程中出现中间层四角缺胶脱层的风险。
42、 （2）本发明在制备三层复合光伏封装胶膜的过程中，通过在表层内采用丙烯酸酯接枝的eva作为原料，能够避免电子束辐照造成胶膜与玻璃和电池之间的粘接性能过度下降。
43、 （3）本发明在制备三层复合光伏封装胶膜的过程中，通过控制电子束辐照剂量，以及丙烯酸酯助剂在中间层原料中的添加量，能够进一步产生提高胶膜抗老化性能的效果，避免胶膜在老化后出现组件脱层、起泡现象。
1.一种三层复合光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述电子束辐照的过程中，控制总辐照剂量不低于5 kgy。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述丙烯酸酯助剂在中间层原料中的质量占比不低于0.095%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物中所使用的丙烯酸酯质量不低于所述外层原料质量的0.1%。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述丙烯酸酯接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物由质量比为1:(19~99)的丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物制成。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述丙烯酸酯中含有3个丙烯酸酯基团。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数为5~30g/10min，醋酸乙烯含量为15~40%；步骤（2）中，所述聚烯烃弹性体是熔融指数为5~25g/10min的乙烯-α烯烃共聚物。
8.一种采用权利要求1~7之一所述制备方法制得的三层复合光伏封装胶膜，其特征在于，包括两个乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层和设于两个乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层之间的聚烯烃弹性体基中间层。
9.根据权利要求8所述的三层复合光伏封装胶膜，其特征在于，所述三层复合光伏封装胶膜的厚度为0.3~1 mm，其中，每个所述乙烯-醋酸乙烯共聚物基外层与聚烯烃弹性体基中间层的厚度之比为1:(0.5~2)。
10.一种光伏组件，其特征在于，包括根据权利要求8或9所述的三层复合光伏封装胶膜。
