一种光伏叠瓦组件有机硅导电胶及其制备方法与流程

2021-02-02 20:02:16|

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本发明属于胶粘剂材料及其制备领域，特别涉及一种光伏叠瓦组件有机硅导电胶及其制备方法。

背景技术：

光伏电池是一种太阳能光电转换的重要装置，目前快速发展的高效组件技术之一的叠瓦组件技术在光伏电池备受关注。与传统的焊料粘结方式不同，叠瓦组件技术利用导电胶以更紧密的粘接方式串联电池片，可使电池片多放13％，从而大幅度提高组件的输出功率。可见导电胶是叠瓦组件的关键材料。目前常用的导电胶体系中基础底胶体系有环氧、丙烯酸和有机硅体系等。环氧导电胶的粘接性能良好，但需要较高的固化温度和较长的固化时间；丙烯酸体系固化快，粘接性高，但耐老化性能差而导致室外耐候性差；有机硅体系因其固化快、具有优良的耐候性和粘接性，更适合太阳能电池片在室外的自然条件。另一方面，导电胶的导电填料主要包括金属系导电填料，炭系导电填料，及其它填料三大部分组成。其中金属系导电填料(如银、铜等)因为良好的导电性而在叠瓦组件技术中受到广泛关注。因此，发展含金属填料的有机硅导电胶在叠瓦组件技术中具有重要应用前景。但现有有机硅导电胶制备技术中一般存在制备工艺复杂、导电胶体积电阻率高(大于10^-3ω·cm)、剪切强度小(小于2mpa)等问题，难以满足光伏叠瓦组件中对导电胶的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种光伏叠瓦组件有机硅导电胶及其制备方法，以克服现有技术中有机硅导电胶体积电阻率高、剪切强度小以及制备复杂等缺陷。

本发明提供一种光伏叠瓦组件有机硅导电胶的制备方法，包括：

(1)将液体硅橡胶、抑制剂、催化剂、稀释剂以重量比4-6:0.22-0.26:0.12:0.8-1.5混合，研磨，抽真空脱气，得到基础低胶；

(2)将导电填料加入步骤(1)中基础低胶中，搅拌，得到光伏叠瓦组件有机硅导电胶，其中导电填料占导电填料和基础底胶的比重为70-80％。

所述步骤(1)中液体硅橡胶为甲基乙烯基液体硅油；抑制剂为乙炔环己醇。

所述甲基乙烯基液体硅油为ab双组分，5-20万cp，来源于瓦克化学有限公司。

所述乙炔环己醇纯度为99％，来源于百灵威科技有限公司。

所述步骤(1)中催化剂为karstedt催化剂；稀释剂为d80稀释剂。

所述karstedt催化剂铂含量1.1-1.5％，来源于深圳市矽利康科技有限公司。

所述d80稀释剂为1级，来源于埃克森美孚。

所述步骤(1)中液体硅橡胶、抑制剂、催化剂、稀释剂的重量比为5：0.24：0.12：1。

所述步骤(1)中研磨为：研磨分散混合均匀。

所述步骤(1)中抽真空脱气是在真空手套箱中进行。

所述步骤(2)中导电填料为导电银粉。

所述导电银粉为粒径10-12μm的球状或片状银粉。

所述步骤(2)中光伏叠瓦组件有机硅导电胶进行热固化；所述热固化温度为150-170℃，热固化时间为25-35min。

所述热固化后测定导电胶的体积导电率和剪切强度。

本发明还提供一种上述方法制备得到的有机硅导电胶。

本发明还提供一种上述方法制备得到的有机硅导电胶的应用。

本发明将双组分液体硅橡胶在催化剂作用下进行交联制备基础底胶，再以导电银粉为填料制备有机硅导电胶。

本发明涉及的液体硅橡胶为甲基乙烯基液体硅油，可以使得制备得到的有机硅导电胶具有较好的剪切强度。

有益效果

本发明工艺过程简单，制备得到的导电胶导电性好、粘结性能强，导电胶的体积电阻率为0.0002-0.0008ω·cm，剪切强度为2.2-2.6mpa。该导电胶的体积电阻率和剪切强度都能满足光伏叠瓦组件中对导电胶的实际应用要求，具有重要应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明中搅拌、研磨和抽真空脱气过程中使用的仪器分别为jj-1电动搅拌器(金坛市江南仪器厂)、es80三辊研磨机(常州龙鑫化工机械有限公司)、zkx真空手套箱(南京南大仪器有限公司)。

体积导电率采用四点探针法，按照astmd257-2007《绝缘材料直流电阻或电导率的标准试验方法》标准进行测试，导电胶剪切强度按照国家标准gb/t7124-2008《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》进行测定。

实施例1

球状银粉填料有机硅导电胶的制备及性能：

依次称取甲基乙烯基液体硅橡胶(ab双组分，5-20万cp，瓦克化学有限公司)100g，乙炔环己醇(99％，百灵威科技有限公司)4.8g，karstedt催化剂(铂含量1.1-1.5％，深圳市矽利康科技有限公司)2.4g，d80稀释剂(1级，埃克森美孚)20g，放入一性塑料烧杯中，手动搅拌5分钟混合后，使用三辊研磨机研磨10分钟，使其混合均匀。置入真空手套箱中抽真空脱气10分钟，得到澄清透明体，即得基础底胶。再将球状银粉(粒径10-12μm)(上海凌颢金属材料有限公司)150g与底胶50g混合，室温搅拌30分钟得到银灰色膏状物，即得有机硅导电胶。进一步在160℃热固化30分钟后，测定体积导电率为0.0008ω·cm，剪切强度为2.6mpa。可见本发明制备的有机硅导电胶的体积电阻和剪切强度都能满足光伏叠瓦组件中对导电胶的实际应用要求。

实施例2

片状银粉填料有机硅导电胶的制备及性能：

根据实施例1，将实施例1中球状银粉(粒径10-12μm)改为片状银粉(粒径10-12μm)(上海凌颢金属材料有限公司)，其余均与实施例1相同，得到有机硅导电胶。进一步在160℃固化30分钟后，测定体积导电率为0.0006ω·cm，剪切强度为2.2mpa。可见利用片状银粉填料可获得导电性更高但剪切强度更低的有机硅导电胶，因此可通过银粉形状调节导电胶性能。

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