
湖北匯富納米材料股份有限公司

已認(rèn)證
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在光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,光伏組件的性能與穩(wěn)定性至關(guān)重要。光伏膠作為保障光伏組件可靠運(yùn)行的關(guān)鍵封裝材料,其性能優(yōu)化備受關(guān)注。氣相二氧化硅作為一種性能獨(dú)特的添加劑,尤其是疏水型氣相二氧化硅,對光伏膠性能有著復(fù)雜且關(guān)鍵的影響,深入研究二者關(guān)系對提升光伏組件質(zhì)量意義重大。
光伏膠是專用于太陽能光伏組件生產(chǎn)過程中的一類膠粘劑與密封材料。在光伏組件中,其主要作用包括:對電池片進(jìn)行封裝保護(hù),隔絕外界的水分、氧氣、灰塵等雜質(zhì),防止電池片被腐蝕,延長光伏組件的使用壽命;通過良好的粘接性能,將電池片與邊框、背板等部件牢固連接,確保組件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;同時,還需具備一定的電氣絕緣性能,保障光伏組件在發(fā)電過程中的電氣安全性。
氣相二氧化硅主要通過鹵硅烷(如四氯化硅)在氫氧火焰中高溫水解反應(yīng)制得。反應(yīng)過程中,鹵硅烷在高溫下迅速水解生成二氧化硅的初級粒子,這些初級粒子通過碰撞、團(tuán)聚形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚集體。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為粒徑極小,通常在7- 40nm 之間,比表面積大,可達(dá)50 -400m2/g 。這種獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)賦予了氣相二氧化硅許多特殊的性能。
親水性氣相二氧化硅表面含有大量的硅羥基(Si - OH),使其能與水及其他極性物質(zhì)發(fā)生相互作用,在極性溶劑中具有較好的分散性。而疏水型氣相二氧化硅是通過對親水性氣相二氧化硅表面進(jìn)行化學(xué)改性,引入有機(jī)基團(tuán)(如甲基、乙烯基等),覆蓋部分硅羥基,從而降低其表面極性,使其表現(xiàn)出疏水性,在非極性或弱極性體系中分散性更佳。
那么疏水型氣相二氧化硅在光伏膠中有何表現(xiàn)呢?匯富納米技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測試和驗(yàn)證。
在稠度和表干實(shí)驗(yàn)中,稠度對于光伏膠施膠工藝有影響,而表干時間對于光伏膠施膠后固化效果產(chǎn)生影響。
匯富納米技術(shù)人員以3%、4%、5%、6%和7%比例在光伏膠中添加疏水氣相二氧化硅HB-139和競品B,隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加,稠度逐步增加,流動性降低,表干時間逐漸減少。在稠度上,當(dāng)添加量為3%和4%時,HB-139的稠度高于競品B,當(dāng)添加量為5%、6%和7%時,HB-139的稠度低于競品B;在表干時間上,除4%添加量時,HB-139表干時間快于競品B,其他添加量下表干時間趨于 一致。
在光伏膠本體強(qiáng)度影響測試中,隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加,斷裂伸長率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,拉伸強(qiáng)度則呈現(xiàn)上升趨勢。在斷裂伸長率測試中,當(dāng)添加量區(qū)間在3%和4%時, HB-139的表現(xiàn)更好,當(dāng)添加量為5%、6%和7%時,HB-139與競品B各有優(yōu)劣;在拉伸強(qiáng)度測試中,除4%添加量時,在添加量位于6%以下時,HB-139的拉伸強(qiáng)度高于競品B,當(dāng)添加量在7%時,HB-139的拉伸強(qiáng)度低于競品B。
在高溫高濕老化條件下(溫度85℃、濕度85%、1000h),對HB-139與競品B的性能進(jìn)行測試,HB-139與競品B在耐高溫高濕老化后本體強(qiáng)度性能接近,隨著疏水氣相二氧化硅的加入,光伏膠拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率下降幅度均減緩。
在耐黃變測試中,隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加,光伏膠高溫高濕耐黃變性能提升,這主要得益于疏水氣相二氧化硅具有一定的光化學(xué)穩(wěn)定性,其生成的納米屏障效應(yīng)可阻隔氧氣和水分子擴(kuò)散,抑制光氧化反應(yīng)。
疏水型氣相二氧化硅通過增強(qiáng)光伏膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、提升耐候性和機(jī)械性能,顯著改善了其在高溫高濕環(huán)境下的可靠性。隨著光伏行業(yè)向高效化、長效化發(fā)展,疏水型氣相二氧化硅在光伏膠中的應(yīng)用將成為提升組件質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。
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