【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子材料合成，具體涉及一種聚乙烯醇縮丁醛中間膜及其合成方法與應用，更具體涉及一種抗電勢誘導衰減且高透型的聚乙烯醇縮丁醛中間膜及其合成方法與應用。
技術介紹
1、聚乙烯醇縮丁醛(pvb)是一種性能優良的高分子材料，廣泛應用于光伏組件中的封裝材料。隨著光伏產業的快速發展，建筑一體化光伏(building-integratedphotovoltaics,bipv)逐漸成為一種重要的應用領域。bipv將光伏組件作為建筑材料的一部分，不僅能夠發電，還能替代傳統建筑材料，用于幕墻、屋頂、天窗等。
2、pvb樹脂在bipv組件中主要起到以下作用：①封裝材料：pvb樹脂作為光伏組件的封裝材料，主要用于層壓玻璃和太陽能電池之間的粘接和保護，pvb提供良好的機械強度和耐候性，確保組件在長期使用中的穩定性和可靠性；②防護層：pvb樹脂能有效阻擋水汽和污染物的進入，保護內部的太陽能電池片和其他材料，延長光伏組件的使用壽命；③絕緣層：由于其良好的絕緣性能，pvb樹脂在bipv組件中能有效防止電流泄漏，保證光伏系統的安全運行。
3、光伏系統中，pid效應的成因如下：①電場作用：在光伏組件的運行過程中，組件會長時間暴露在電場作用下，尤其是在高壓和高濕度環境中，電場會導致組件中的電荷移動和積累，進而影響組件的電性能；②離子遷移：電場作用下，組件中的離子(例如鈉離子)會遷移，導致組件內部產生電化學反應，這些反應會破壞組件的結構和材料的電性能。表面泄漏電流：高濕度環境下，組件表面會形成一層導電水膜，導致表面泄漏電流增加，這也
4、pid效應的影響：pid效應會導致光伏組件的輸出功率下降，轉換效率降低，甚至導致組件失效，具體表現為：①輸出功率降低：由于電荷的積累和遷移，組件的內部電阻增加，導致輸出功率下降；②效率降低：pid效應破壞了組件的電性能，降低了光電轉換效率；③材料劣化：電化學反應導致組件材料(例如封裝材料、eva等)劣化，影響其長期使用性能。
5、pvb材料在電場作用下容易出現電勢誘導衰減(pid)效應，導致光伏組件性能下降。pid效應主要發生在高電壓和高濕度條件下，導致電流泄漏和組件功率衰減。pvb樹脂的抗pid性能下降主要有以下幾個原因：
6、雜質含量高：在pvb樹脂的合成過程中，如果反應不完全或者洗滌不徹底，會殘留雜質。這些雜質會在電場作用下移動，導致組件內部產生漏電現象，從而加劇pid效應。
7、濕度和環境條件：pvb樹脂在高濕高溫環境下會吸收水分，降低其絕緣性能。水分子在電場作用下會形成導電通道，加劇電流泄漏，導致pid效應的發生。
8、pvb樹脂的純度：pvb樹脂中的未反應成分或者不純物質，會在電場作用下發生電化學反應，破壞樹脂的結構，降低其絕緣性能和抗pid能力。
9、結構缺陷：在生產過程中，如果pvb樹脂粉的粒徑分布不均勻或者存在空隙，會導致電場集中效應，增加局部電流密度，進而加劇pid效應。
10、高透光性是光伏組件提高發電效率的重要因素之一。然而，目前pvb樹脂粉在透光率方面存在以下痛點：
11、材料純度不足：合成過程中殘留的雜質和未反應物會影響pvb的透明性，導致透光率下降。
12、粒徑分布不均：pvb樹脂粉粒徑分布不均會導致光散射，增加霧度，降低透光率。
13、添加劑選擇不當：使用不合適的添加劑或填料會引入光學缺陷，影響材料的透光性能。
14、因此，開發一種既具有抗pid效應又具有高透光性的聚乙烯醇縮丁醛中間膜顯得尤為重要。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種聚乙烯醇縮丁醛中間膜及其合成方法與應用，更具體提供一種抗電勢誘導衰減且高透型的聚乙烯醇縮丁醛中間膜及其合成方法與應用。本專利技術通過對聚乙烯醇縮丁醛中間膜的組成與合成方法進行設計，通過將氣相二氧化硅納米顆粒與pvb分子鏈通過化學接枝反應結合的策略，同時引入納米氧化鋅(zno)和納米氧化鈰(ceo2)等納米材料，得到pvb-二氧化硅接枝共聚物，以提升聚乙烯醇縮丁醛中間膜的電絕緣性能、機械強度和透明性。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種聚乙烯醇縮丁醛中間膜的合成方法，所述合成方法包括如下步驟：
4、(a)聚乙烯醇和丁醛進行縮醛反應，得到pvb樹脂；
5、(b)使用硅烷偶聯劑對氣相二氧化硅進行表面改性，得到表面改性的氣相二氧化硅；
6、(c)在堿性條件下，表面改性的氣相二氧化硅和聚乙烯醇進行接枝反應，得到pva-二氧化硅接枝物；
7、(d)在酸性催化劑作用下，pva-二氧化硅接枝物與丁醛進行縮醛反應后，向其中加入納米材料混合，水洗、過濾、干燥，得到二氧化硅接枝pvb-納米材料混合物；
8、所述納米材料包括納米氧化鋅和納米氧化鈰；
9、(e)將步驟(d)得到的二氧化硅接枝pvb-納米材料混合物和步驟(a)得到的pvb樹脂混合，制膜，得到所述聚乙烯醇縮丁醛中間膜。
10、本專利技術通過對聚乙烯醇縮丁醛中間膜(pvb中間膜)的組成與合成方法進行設計，通過將氣相二氧化硅納米顆粒與pvb分子鏈通過化學接枝反應結合的策略，同時引入納米氧化鋅(zno)和納米氧化鈰(ceo2)等納米材料，得到二氧化硅接枝pvb-納米材料混合物，以提升聚乙烯醇縮丁醛中間膜的電絕緣性能、機械強度和透明性，從而滿足bipv光伏組件的應用需求。這些改性措施不僅能提高pvb中間膜的抗pid性能，延長光伏組件的使用壽命，還能提高其透光率，增強發電效率。
11、本專利技術中，pva表示聚乙烯醇，pvb表示聚乙烯醇縮丁醛。
12、以下作為本專利技術的優選技術方案，但不作為對本專利技術提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本專利技術的目的和有益效果。
13、作為本專利技術的優選技術方案，所述聚乙烯醇和丁醛的純度各自獨立地≥99.9％，例如可以是99.9％、99.91％、99.92％、99.93％、99.94％、99.95％或99.96％等。
14、優選地，所述聚乙烯醇的數均分子量為7萬～10萬，例如可以是7萬、7.2萬、7.5萬、7.8萬、8萬、8.1萬、8.4萬、8.6萬、8.8萬、9萬、9.3萬、9.6萬、9.8萬或10萬等。
15、優選地，步驟(a)中，所述聚乙烯醇和所述丁醛的質量比為1:(1.6-1.8)，例如可以是1:1.6、1:1.62、1:1.64、1:1.66、1:1.68、1:1.7、1:1.72、1:1.74、1:1.76、1:1.78或1:1.8等。
16、本專利技術中，通過控制步驟(a)中所述聚乙烯醇和所述丁醛的質量比在特定的范圍內，以及步驟(d)中所述丁醛和步驟(c)中所述聚乙烯醇的質量比在特定的范圍內，可進一步優化聚乙烯醇縮丁醛中間膜的綜合性能。
17、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂/中間膜的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和丁醛的純度各自獨立地≥99.9％；
3.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑包括γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
4.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(c)中，所述表面改性的氣相二氧化硅和聚乙烯醇的質量比為1:(25-45)。
5.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(d)中所述丁醛和步驟(c)中所述聚乙烯醇的質量比為1:(1.6-1.8)。
6.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述納米材料和步驟(c)中所述聚乙烯醇的質量比為1:(20-45)；
7.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(d)所述水洗的次數為15-20次；
8.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(e)中以步驟(a)所述PVB樹脂和步驟(d)所述二氧化硅接枝PVB-納米材料混合物的質量百分含量之和為100％計，所
9.一種如權利要求1-8任一項所述的合成方法制備得到的聚乙烯醇縮丁醛中間膜。
10.一種如權利要求9所述的聚乙烯醇縮丁醛中間膜的應用，其特征在于，所述聚乙烯醇縮丁醛中間膜用于制備光伏組件的封裝材料。
...【技術特征摘要】
1.一種聚乙烯醇縮丁醛樹脂/中間膜的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和丁醛的純度各自獨立地≥99.9％；
3.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑包括γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
4.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(c)中，所述表面改性的氣相二氧化硅和聚乙烯醇的質量比為1:(25-45)。
5.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在于，步驟(d)中所述丁醛和步驟(c)中所述聚乙烯醇的質量比為1:(1.6-1.8)。
6.根據權利要求1所述的合成方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱雄兵，
申請(專利權)人：億光年高分子材料江蘇有限公司，
類型：發明
國別省市：
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