太阳能电池封装材料固化剂的协同效应

太阳能电池封装材料固化剂的协同效应
张艳银   尚红霞
（广东工业大学轻工化工学院，广东广州510090）
    摘要：利用固化剂聚氧化丙烯二胺（D230）和异佛尔酮二胺（IPDA）的协同效应，以提高太阳能电池封装材料 环氧树脂的透明性、抗紫外光老化性和耐热性。热分析和抗紫外光老化实验结果表明：当分别用D230或IPDA单一 固化剂时，固化物的玻璃化转变温度θg分别为101和122℃，黄度指数变化值?YI分别为20.48和14.98；而采用D230 与IPDA组成的二元固化剂且D230与IPDA的质量比为5:3时，固化物的θg和?YI则分别为138℃和8.44。
    关键词：高分子材料；协同效应；抗老化；固化剂；黄度指数
    中图分类号：O63文献标识码:A文章编号:1001-2028（2009）04-0058-03
    太阳能电池的封装材料主要采用环氧树脂进行 薄膜灌封，但环氧树脂材料长期暴露在太阳光下， 易变黄、发生老化[ 1~2]，从而影响太阳能电池的光电 转化效率。为了解决环氧树脂的老化问题，通常在 环氧树脂中加入光稳定剂和抗氧剂[ 3]，但是它们与环 氧树脂的相容性差，在用量为质量分数1%~2%的情 况下就能析出；或者对己二胺进行羟烷基化、氰乙 基化改性[ 4]来改善环氧树脂固化物的透光性，但其存 在一定的毒性和对皮肤的刺激性，并能与空气中的 CO2发生反应。因此，研究如何改善环氧树脂的透光 性和抗紫外光老化性具有重要意义。笔者利用聚氧 化丙烯二胺（D230）和异佛尔酮二胺（IPDA）固化 剂的协同效应，提高环氧树脂透光性、抗紫外光老 化性和耐热性，不但毒性低，无刺激性，而且工艺流程简单，成本低。
    1.实验
    1.1主要原料与仪器
    双酚A型环氧树脂EP828（广州市创远经贸有 限公司）；固化剂：聚氧化丙烯二胺（D230，中穗化 工有限公司），异佛尔酮二胺（IPDA，深圳市佳迪达 化工有限公司）；稀释剂：501环氧活性稀释剂（江 苏三木集团有限公司）；增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯 （DBP，深圳江海天化工有限公司）；溶剂：苯甲醇 （BA，天津市福晨化学试剂厂）。
    DHG—9053A电热恒温鼓风干燥箱（上海申贤恒 温设备厂）；TU—1901型双光束紫外可见分光光度计 (北京普析通用仪器有限责任公司)；紫外灯；DSCQ10 差示扫描量热仪(美国TA公司)，N2气氛，升温速率 为10℃/min，扫描温度范围为室温~300℃。
    1.2样品的制备
    称取100 g环氧树脂于塑料杯中，加入质量分数 为15%的环氧活性稀释剂501，搅拌混合均匀，然后 分别加入质量分数为10%的增塑剂、5%的溶剂和 20%~35%的固化剂，混合均匀后浇注到115 mm×25 mm×2 mm模具中，置于恒温干燥箱内，在80℃下 固化90 min，脱除模具，测试固化物样品性能。
    1.3性能测试
    1.3.1透光性的测定
    采用紫外可见分光光度计，用空气做参比，测 定固化物在波长400~800 nm的透光率曲线。用透光 率分析其透明性。透光率越大，其透明性越好。
    1.3.2抗紫外光实验
    将固化物放在70 W的紫外灯下照射一定时间 后，放入紫外可见分光光度计的样品池中，测定其在 波长400~800 nm的透光率曲线，用黄度指数衡量其 抗紫外光老化性能。黄度指数YI用下列公式计算 [5]：