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新型太阳能光伏电池封装材料的制备

作　者: 胡韬
导　师: 涂伟萍；戴子林
学　校: 华南理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 封装材料 双组份聚氨酯 显著性影响 耐候性
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 142次
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内容摘要


为保证太阳能光伏电池在户外能长期稳定的工作,需要在电池硅板表面覆盖一层封装材料,以减缓其受阳光、雨水等自然条件的破坏,延长太阳能光伏电池的寿命。传统的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)玻璃封装方式成本较高、生产效率低下、重量大、膜的抗老化性能差、易被污染和霉变。为了克服玻璃封装带来的各种缺陷,人们提出以轻质、透明、低折射率的各种透明树脂板材替代玻璃。本文以双组份聚氨酯作为新型太阳能光伏电池封装材料,通过正交试验设计的方法,对市场上的羟基树脂、多异氰酸酯固化剂进行分析,确定了原料对封装材料各种性能的显著性影响,并通过单因素分析,筛选出合适的羟基树脂与固化剂以及使用比例,最后对基本配方及工艺条件进行优化,选择出合适的助剂和固化温度,并对最终制备的封装材料进行测试与表征。研究发现:对漆膜耐冲击性、柔韧性、摆杆硬度的影响因素次序为:羟基树脂>投料比>固化剂;对漆膜透光率与雾度的影响因素次序为:流平剂>固化剂>消泡剂>羟基树脂。脂肪族羟基树脂与脂肪族固化剂的使用能有效提高封装材料的柔韧性与耐冲击性,芳香族羟基树脂与芳香族固化剂、脂环族固化剂则能提高封装材料的硬度;芳香族羟基树脂与芳香族固化剂的耐候性劣于脂肪族羟基树脂与固化剂。提高大量的实验研究确定了基本配方:Desmophen651与Desmophen1100复配作为羟基组分,N75为固化剂,NCO/OH=1.2,固化温度:60℃-80℃,催化剂DBTDL用量0.2%,醋酸丁酯、二甲苯、环己酮质量比2:1:1作为溶剂,消泡剂TEGO932用量0.4%,流平剂BYK306用量0.4%,偶联剂KH550用量12%。热失重分析表明本研究开发的材料分解温度290℃,原子力显微镜观察封装材料表面平整致密。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-27
  1.1 前言  11
  1.2 太阳能光伏电池简介  11
  1.3 太阳能光伏电池封装技术  11-19
    1.3.1 太阳能电池封装材料组件  12-13
    1.3.2 太阳能电池封装材料的发展现状  13-19
  1.4 聚氨酯树脂材料  19-23
    1.4.1 双组份聚氨酯化学反应机理  19-20
    1.4.2 双组份聚氨酯的原料及助剂  20-23
  1.5 聚氨酯材料的应用进展  23-25
    1.5.1 聚氨酯泡沫塑料  23
    1.5.2 聚氨酯粘合剂  23-24
    1.5.3 聚氨酯弹性体  24
    1.5.4 聚氨酯涂料  24-25
  1.6 聚氨酯材料的特点  25-26
  1.7 论文选题的目的与意义  26-27
第二章 实验设计与检测方法  27-32
  2.1 主要实验仪器与药品  27-28
    2.1.1 实验主要原料与试剂  27
    2.1.2 实验仪器  27-28
  2.2 聚氨酯薄膜的制备步骤  28
  2.3 正交试验设计  28-30
    2.3.1 聚氨酯漆膜物理机械性能  28-29
    2.3.2 聚氨酯漆膜光学性能  29-30
  2.4 测试与表征  30-32
第三章. 实验的结果与讨论  32-56
  3.1 相容性  32
  3.2 正交试验结果  32-39
    3.2.1 原料对机械性能的影响  32-36
    3.2.2 原料及助剂对光学性能的影响  36-39
  3.3 单因素分析  39-51
    3.3.1 羟基树脂的影响  39-47
    3.3.2 固化剂的影响  47-48
    3.3.3 NCO/OH 比例对漆膜性能影响  48-51
  3.4 聚氨酯耐候性能的探讨  51-54
    3.4.1 固化剂的影响  51-53
    3.4.2 羟基树脂的影响  53-54
  3.5 本章小结  54-56
第四章 配方优化与测试表征  56-74
  4.1 引言  56
  4.2 固化温度  56-58
  4.3 催化剂的种类与用量  58-59
  4.4 溶剂的种类与用量  59-61
  4.5 助剂的选择  61-65
    4.5.1 消泡剂的选择  61-63
    4.5.2 流平剂的选择  63-65
  4.6 漆膜附着力的改善  65-69
    4.6.1 硅烷偶联剂表面预处理法  65-67
    4.6.2 硅烷偶联剂直接加入法  67-69
  4.7 实验基本配方  69
  4.8 封装材料的测试与分析  69-73
    4.8.1 漆膜基本性能指标  69-70
    4.8.2 漆膜红外光谱分析  70-71
    4.8.3 热失重分析  71
    4.8.4 原子力分析  71-73
  4.9 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-80
致谢  80-81
附件  81

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
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