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论太阳能电池封装膜用交联POE老化性能

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论文导读:%;交联温度为135℃;交联时间为14min。制备的POE胶膜其凝胶含量为87.23%,与玻璃和PET膜间的剥离强度分别为126.7N/cm和68.4N/cm,拉伸强度可达20MPa。POE胶膜的热氧老化试验在90℃下进行。本次试验探讨了不同组成的POE胶膜在热氧老化历程中力学性能、透过率从及指数的变化,并采取热重分析(TG)、红外光谱从及示差扫描量热法
摘要:在当今世界,随着社会的不断进展,环境污染和能源短缺成为人类面对的最大挑战。使用太阳能电池将清洁的、可再生的太阳光转换成电能是解决这两个不足最有效的办法。太阳能电池组件中的硅电池可从利用30年的寿命,而对太阳能电池起到密封和保护意义的太阳能电池封装膜在室外利用的历程中容易老化变色甚至开裂,严重地影响了太阳能电池的光转换效率,进而造成太阳能电池寿命的下降。由此,研制在自然条件下,光、电和力学性能稳定可靠,且长期利用材料不会老化变色的太阳能封装材料成为提升太阳能电池寿命,降低其成本的关键。选用杜邦公司生产的茂金属聚乙烯弹性体(POE)为基本原料,加入交联剂、抗氧剂、紫外光吸收剂等助剂,通过熔融共混挤及热交联的办法制备太阳能电池封装膜。探讨了在不同交联条件下交联剂对POE胶膜交联度和对玻璃与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)粘合强度的影响。在不同交联剂、交联时间及交联温度条件下,通过正交试验,对制备的POE胶膜进行力学性能及交联度的测试,建立起POE胶膜最佳交联系统,即:交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)含量分别为0.6%和0.5%;交联温度为135℃;交联时间为14min。制备的POE胶膜其凝胶含量为87.23%,与玻璃和PET膜间的剥离强度分别为126.7N/cm和68.4N/cm,拉伸强度可达20MPa。POE胶膜的热氧老化试验在90℃下进行。本次试验探讨了不同组成的POE胶膜在热氧老化历程中力学性能、透过率从及指数的变化,并采取热重分析(TG)、红外光谱从及示差扫描量热法(DSC)等分析手段研究了POE胶膜在热氧老化历程中的结构变化及老化机理。结果表明,在上面陈述的交联条件下,加入抗氧剂(总量为0.1%)四[-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基,丙酸酯]季戊四醇酯(1010):亚磷酸三(2,4-二叔丁基)酯(168)=3:1时,制备的POE胶膜在老化800h后其性能下降的最少:拉伸强度以19.4MPa降到17.9MPa,即减少了1.5MPa;透过率以81.46%降到72.65%,即减少了8.81%。针对POE胶膜的紫外老化,本次试验对POE胶膜采取了0-800小时的紫外老化试验。分析了加入不同紫外光吸收剂的POE胶膜紫外老化历程中力学性能、透过率及指数的变化,并采取红外光谱、DSC及扫描电镜(SEM)测试办法对POE胶膜紫外老化前后结构的变化进行了测试。结果表明,在一定的交联条件下,加入紫外光助剂总量为0.5%,且紫外光捕捉剂1,6-已二胺,2.2.4,6-4哌啶胺,叔辛胺,三聚氯化氰聚合物(UV-944),双(2,2,6,6-四-4哌啶艰)葵二酸酐(UV-770)和紫外光吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)的比例分别为5:3:5时,制备的POE胶膜在紫外老化800h后性能下降的最少:拉伸强度以21.85MPa降到19.85MPa,即下降了2MPa;透过率以80.57%降到60.16%,即下降了20.41%。关键词:POE论文太阳能电池封装膜论文老化论文透过率论文力学性能论文
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Abstract6-16
第一章 绪论16-36

1.1 引言16

1.2 太阳能的使用16-19

1.3 太阳能电池的进展进程19-23

1.3.1 太阳能封装胶膜22

1.3.2 太阳能电池组件的其他构件22-23

1.4 太阳能电池封装膜的探讨发展23-28

1.4.1 太阳能电池封装用EVA胶膜23-24

1.4.2 EVA封装膜的老化性能探讨24-27

1.4.3 EVA作为太阳能封装材料的优缺点及改性办法27-28

1.5 茂金属聚乙烯弹性体POE28-33

1.5.1 POE的结构特性28-29

1.5.2 POE的性能特征29-30

1.5.3 POE的交联办法30-31

1.5.4 POE的运用及进展31-32

1.5.5 POE的热氧老化机理32-33

1.6 EVA的缺陷及POE的优势33-34

1.6.1 EVA作为太阳能电池封装膜的缺陷33

1.6.2 POE作为太阳能电池封装膜的论文导读:-714.3.OE紫外老化历程中透过率及指数的变化71-734.3.4红外光谱(FTIR-ATR)分析734.3.5DSC分析73-774.3.6SEM测试774.4本章小结77-79结论79-80参考文献80-85攻读学位期间发表的论文85-88致谢88上一页12
优势33-34

1.7 本文的探讨目的、办法及内容34-36

1.7.1 探讨目的34

1.7.2 探讨办法34-35

1.7.3 探讨内容35-36

第二章 POE交联系统与老化机理建立及表征36-55

2.1 引言36

2.2 实验部分36-38

2.1 实验药品36-37

2.2 实验设备及仪器37

2.3 实验配方37-38

2.3 性能表征38-39

2.3.1 凝胶含量测试38

2.3.2 力学性能测定38-39

2.3.3 剥离强度的测定39

2.3.4 TG分析39

2.3.5 红外光谱分析39

2.4 结果与讨论39-55

2.4.1 交联时间对POE交联度的影响39-41

2.4.2 交联温度对POE交联度的影响41-42

2.4.3 交联温度对POE胶膜粘合性能的影响42

2.4.4 交联时间对POE胶膜剥离强度的影响42-43

2.4.5 POE交联系统的建立43-49

2.4.6 TG分析49-50

2.4.7 POE热氧老化机理的探讨50-53

2.4.8 POE紫外老化系统的探讨53-54

2.4.9 本章小结54-55

第三章 POE热氧老化历程中结构及性能的变化55-66

3.1 引言55

3.2 实验部分55-57

3.

2.1 实验设备仪器55

3.

2.2 POE热氧老化系统配方55

3.

2.3 力学性能测定55-56

3.

2.4 透过率的测定及指数的计算56

3.

2.5 TG分析56

3.

2.6 红外光谱分析56

3.

2.7 DSC分析56-57

3.

2.8 SEM测试57

3.3 结果与讨论57-65

3.1 POE热氧老化历程中力学性能的变化57-59

3.2 POE热氧老化前后透过率及指数的变化59-60

3.3 TG分析60

3.4 红外光谱(FTIR-ATR)分析60-62

3.5 DSC分析62-64

3.6 SEM测试64-65

3.4 本章小结65-66

第四章 POE紫外老化历程中性能及结构的变化66-79

4.1 引言66

4.2 实验部分66-69

4.

2.1 实验器材及设备66

4.

2.2 POE胶膜紫外老化实验66

4.

2.3 POE胶膜紫外老化系统的配方66-67

4.

2.4 力学性能测定67-68

4.

2.5 透过率的测定及指数的计算68

4.

2.6 TG分析68

4.

2.7 红外光谱分析68

4.

2.8 DSC分析68-69

4.

2.9 SEM测试69

4.3 结果与讨论69-77
4.

3.1 POE紫外老化历程中力学性能的变化69-71

4.

3.3 POE紫外老化历程中透过率及指数的变化71-73

4.

3.4 红外光谱(FTIR-ATR)分析73

4.

3.5 DSC分析73-77

4.

3.6 SEM测试77

4.4 本章小结77-79
结论79-80
参考文献80-85
攻读学位期间发表的论文85-88
致谢88