本發(fā)明涉及光伏，具體涉及一種一體化成型的輕量化光伏組件及其封裝材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的增長和環(huán)境保護(hù)意識的提高，太陽能光伏技術(shù)得到了快速發(fā)展。光伏組件作為太陽能轉(zhuǎn)換為電能的關(guān)鍵部件，其性能和可靠性直接影響著太陽能發(fā)電系統(tǒng)的效率和壽命。傳統(tǒng)的光伏組件封裝材料大多采用eva（乙烯-醋酸乙烯共聚物）膜進(jìn)行封裝，這種材料雖然在光伏行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，但也存在一些不足之處，主要包括：（1）重量問題：eva膜的密度較高，導(dǎo)致光伏組件的整體重量較大，不僅增加了安裝和運輸?shù)某杀荆€限制了其在某些場合的應(yīng)用，如便攜式光伏組件等。（2）耐候性問題：eva膜在長時間暴露于戶外環(huán)境中容易發(fā)生老化，導(dǎo)致透光率下降，從而影響光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率。（3）環(huán)保問題：eva膜在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，且其廢棄物處理也是一個亟待解決的問題。

2、為了解決上述問題，近年來，研究人員開始探索新型的封裝材料。其中，uv固化技術(shù)因其快速固化、節(jié)能環(huán)保等特點，在光伏組件封裝領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。uv固化封裝材料可以在短時間內(nèi)固化成型，減少了傳統(tǒng)熱固化所需的能耗和時間，提高了生產(chǎn)效率。然而，uv固化材料也面臨著一些挑戰(zhàn)，特別是如何控制固化速度。在需要定位和組裝電池片的過程中，往往需要一定的操作時間窗，以確保組件各部分能夠準(zhǔn)確對齊并穩(wěn)定固定。如果固化速度過快，則可能導(dǎo)致電池片的位置偏差，影響組件的性能；如果固化速度過慢，則會增加生產(chǎn)周期，影響生產(chǎn)效率。

3、因此，亟需一種一體化成型的輕量化光伏組件及其封裝材料的制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，在實現(xiàn)快速固化的同時，確保組件的組裝精度，提高光伏組件的性能和可靠性，同時減輕組件的重量，增強(qiáng)耐候性，延長使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種一體化成型的輕量化光伏組件及其封裝材料的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏組件封裝材料存在的固化速度慢、耐候性差和重量過重等問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種封裝材料，用于封裝光伏組件，所述封裝材料包括以下重量份的原料：

4、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂50-100份、液體雙酚基環(huán)氧樹脂0-20份、uv固化異氰酸酯-氟化聚氨酯改性功能化環(huán)氧丙烯酸酯0-20份、增韌樹脂5-15份、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基丙烯酸酯5-15份、α-羥基酮0.1-2份、陽離子光引發(fā)劑0.1-5份和助劑0.1-5份；

5、所述uv固化異氰酸酯-氟化聚氨酯改性功能化環(huán)氧丙烯酸酯的制備方法為：

6、s1.將10-20份的六次亞甲基二異氰酸酯與含有20-60份的聚碳酸酯多元醇、1-5份的二月桂酸二丁基錫以及2-5份1，4-丁二醇混合在60-120℃攪拌3-5h，得到含有端異氰酸酯基團(tuán)的預(yù)聚體，向所述含有端異氰酸酯基團(tuán)的預(yù)聚體中加入1-5份的新戊二醇，在30-90℃攪拌2-4h，混合均勻，得到端異氰酸酯基聚氨酯；

7、s2.向s1中得到的端異氰酸酯基聚氨酯中加入3-5份的改性納米二氧化硅，在60-120℃、400-600rpm下攪拌2-4h，然后加入0.1-3份的二月桂酸二丁基錫、5-15份的聚氧乙烯和10-20份的氟化丙烯酸酯單體繼續(xù)攪拌2-4h，反應(yīng)得到異氰酸酯封端的氟化聚氨酯；

8、s3.將10-40份馬來酸酐、30-90份含雙鍵的聚氧乙烯醚和30-150份甲苯加入到反應(yīng)器中，在氮氣保護(hù)及80-120℃條件下攪拌反應(yīng)6-12h，得到馬來酸酐改性的聚氧乙烯醚，然后加入5-25份環(huán)氧丙烯酸酯和1-3份n，n-二甲基環(huán)己胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)6-12h后減壓蒸餾除去甲苯，得到功能化環(huán)氧丙烯酸酯；

9、s4.取s3中得到的功能化環(huán)氧丙烯酸酯15-30份與s2中得到的異氰酸酯封端的氟化聚氨酯10-20份、含雙鍵的馬來酸酯20-35份在70-90℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的時間為30-100min，得到改性功能化環(huán)氧丙烯酸酯；

10、s5.取s4中得到的改性功能性環(huán)氧丙烯酸酯15-30份與二甲基乙醇胺0.25-1.25份進(jìn)行中和反應(yīng)，得到uv固化異氰酸酯-氟化聚氨酯改性功能化環(huán)氧丙烯酸酯。

11、進(jìn)一步地，所述改性納米二氧化硅的制備方法為：將10-30重量份的水、40-80重量份的乙醇、0.2-0.6重量份的乙酸、2-4重量份的納米二氧化硅混合，然后向混合物中緩慢加入5-15重量份的甲基三甲氧基硅烷和3-6重量份的十八烷基三甲氧基硅烷，反應(yīng)得到改性納米二氧化硅。

12、進(jìn)一步地，所述氟化丙烯酸酯單體的制備方法為：在氮氣保護(hù)及30-35℃條件下，將80-120重量份的六氟異丙醇滴加到90-150重量份的異佛爾酮二異氰酸酯中，然后滴加0.3-1.5重量份的n，n-二甲基環(huán)己胺，滴加完畢后在400-600rpm下攪拌反應(yīng)2-4h；然后加入0.5-1重量份的丙烯酸羥乙酯，并補(bǔ)加剩余的n，n-二甲基環(huán)己胺；溫度調(diào)至80-85℃，攪拌3-6h，通過柱層析法純化產(chǎn)物，即得氟化丙烯酸酯單體。

13、進(jìn)一步地，所述陽離子光引發(fā)劑為二芳基碘鎓鹽、三芳基硫鎓鹽、烷基硫鎓鹽或鐵芳烴鹽中的至少一種。

14、進(jìn)一步地，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3'，4'-環(huán)氧環(huán)己基甲酯、聚[(2-環(huán)氧乙烷基)-1，2-環(huán)己二醇]2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇醚、四氫茚二環(huán)氧化物、1，2-環(huán)氧-4-乙烯基環(huán)己烷、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基甲基丙烯酸酯、3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基丙烯酸酯或二氧化乙烯基環(huán)己烯中的至少一種。

15、進(jìn)一步地，所述液體雙酚基環(huán)氧樹脂包括液體雙酚a環(huán)氧樹脂、液體氫化雙酚a環(huán)氧樹脂、液體雙酚f環(huán)氧樹脂或液體氫化雙酚f環(huán)氧樹脂中的至少一種。

16、進(jìn)一步地，所述增韌樹脂包括核殼增韌脂環(huán)環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化聚丁二烯、液體橡膠或多元醇中的至少一種。

17、進(jìn)一步地，所述助劑包括流平劑、分散劑、偶聯(lián)劑或抗黃變劑中的至少一種。

18、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種封裝材料的制備方法，包括將上述任一項的封裝材料的組分混合均勻后熔融，制成膠水狀，備用。

19、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種一體化成型的輕量化光伏組件，應(yīng)用上述任一項的封裝材料，制備步驟包括：

20、s1.在模具底部鋪一層經(jīng)過表面處理的氟塑料薄膜，然后澆灌第一層封裝材料，uv照射至封裝材料不流動但還未完全固化狀態(tài)；

21、s2.在上述封裝材料上鋪放玻纖布，然后重復(fù)s1步驟，得到第二層封裝材料；

22、s3.在s2所述的第二層封裝材料表面上放置電池片；然后再灌涂第三層封裝材料，uv照射至膠水不流動但還未完全固化狀態(tài)；

23、s4.在s3所得的第三層封裝材料表面重復(fù)s2步驟，得到第四層封裝材料；

24、s5.在第四層封裝材料表面鋪設(shè)一層經(jīng)過表面處理的氟塑料薄膜；

25、s6.然后將模具放入層壓機(jī)內(nèi)加熱至80-120℃，加熱時間為20-60min，層壓定型，待固化成型后脫模得到一體化成型的輕量化光伏組件。

26、本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

27、1.本技術(shù)的封裝材料中加入了uv固化異氰酸酯-氟化聚氨酯改性功能化環(huán)氧丙烯酸酯，該化合物具有優(yōu)異的紫外線穩(wěn)定性和耐候性，可以有效保護(hù)光伏組件免受惡劣環(huán)境條件的影響，并且該封裝材料還含有脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、液體雙酚基環(huán)氧樹脂和增韌樹脂等成分，這些成分可以提高封裝材料的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，從而提高光伏組件的整體可靠性和使用壽命。

28、2.本技術(shù)通過使用陽離子光引發(fā)劑和助劑可以優(yōu)化封裝材料的固化過程，確保封裝材料在uv照射下的快速固化，同時保持良好的透明度和電絕緣性能；采用分層封裝的方法并結(jié)合uv固化技術(shù)，可以顯著縮短光伏組件的生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。此外，該方法還簡化了封裝工藝，降低了生產(chǎn)成本，具有輕量化、一體化，工藝簡單、環(huán)保等優(yōu)勢。