本发明涉及一种锆镁铝材料及制备方法和应用。
背景技术:
1、光伏组件的寿命决定了光伏组件的运行成本,由于电位诱发衰减效应(pid)等问题,会导致功率衰减达50%以上。eva树脂是一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物经过加工而成的新材料,是太阳能电池在生产时常用的封装材料,其抗pid性能直接决定了光伏组件的产品质量和使用寿命,如何在现有技术的基础上提高eva树脂抗pid性能从而提高光伏组件的使用寿命是一个亟需解决的问题。
2、中国发明专利cn108034372a公开了一种抗电势诱导衰减的光伏封装材料eva胶膜的制备方法,该专利通过降低eva中va的含量降低了醋酸的含量以及加入吸收钠离子的络合物,来增强eva的抗pid性能。但是游离的醋酸根仍会作为导电离子加速电池的腐蚀。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中eva树脂的抗pid性能差,光伏组件的使用寿命短的缺陷,而提供一种锆镁铝材料及制备方法和应用。
2、本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现。
3、本发明提供了一种锆镁铝材料,其原料组合物包括锆、镁、铝和磷酸,其结构式为zrxmgyalz(po4)m;其中,x+z=1.5,y=1,m=(4x+2y+3z)/3。
4、本发明还提供了一种锆镁铝材料的制备方法,其包括下述步骤:
5、向混合硝酸盐溶液中,加入磷酸溶液,以形成zrxmgyalz(po4)m,调节ph为3-4,进行陈化反应;
6、其中,所述混合硝酸盐溶液中包括锆离子、镁离子、铝离子和硝酸根离子;所述混合硝酸盐溶液中,锆离子和铝离子的浓度之和为1.5mol/l;
7、其中,所述x,y,z和m满足x+z=1.5,y=1,m=(4x+2y+3z)/3。
8、本发明中,所述混合硝酸盐溶液中镁离子的浓度可为0.5-2mol/l,例如为1mol/l。当镁离子浓度超过2.3mol/l时,镁离子会以硝酸镁的形式析出。
9、本发明中,所述磷酸溶液的浓度可为1-3mol/l,例如为2mol/l。
10、本发明中,加入所述磷酸溶液后,一般进行充分搅拌。
11、本发明中,一般通过滴加缓冲溶液进行所述调节ph;所述缓冲溶液例如为氢氧化钠-碳酸氢钠缓冲溶液。
12、本发明中,较佳地,所述ph例如为3、3.5、3.7或4。
13、本发明中,所述陈化反应的温度可为75-85℃,例如为80℃。
14、本发明中,所述陈化反应的时间可为8-10小时,例如为9小时或10小时。
15、本发明中,所述陈化反应结束后一般进行过滤,所述过滤可得到沉淀产物,较佳地,所述沉淀产物需进行洗涤、烘干和焙烧。
16、其中,所述洗涤一般通过抽滤的方式进行。
17、其中,所述洗涤一般用去离子水进行洗涤。
18、其中,所述洗涤一般洗涤至洗涤液呈中性。
19、其中,所述烘干一般采用真空烘箱进行。
20、其中,所述烘干的时间可为4-5小时。
21、其中,较佳地,所述烘干后的含水量≤1%。
22、其中,所述焙烧的温度可为450-550℃,例如为500℃。
23、其中,所述焙烧的时间可为20-30小时,例如为25小时、28小时或30小时。
24、本发明还提供了一种由如上所述的制备方法制得的锆镁铝材料。
25、本发明还提供了一种封装胶膜,其原料组合物包含如上所述的锆镁铝材料。
26、在本发明一些优选的实施方案中,所述封装胶膜包括如上所述的锆镁铝材料、eva树脂、过氧化异丙基碳酸叔丁酯和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
27、在本发明一些优选的实施方案中,所述封装胶膜包括以下重量分数的组分:
28、0.2份的锆镁铝材料;
29、98.8份的eva树脂;
30、0.5份的过氧化异丙基碳酸叔丁酯;
31、0.5份的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
32、本发明中,较佳地,所述封装胶膜的制备方法包括将所述原料组合物进行预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切、收卷。
33、本发明还提供了一种如上所述的封装胶膜在光伏组件中的应用。
34、在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
35、本发明所用试剂和原料均市售可得。
36、本发明的积极进步效果在于:本发明提供了一种锆镁铝材料及其制备方法和应用,由所得锆镁铝材料制得的封装胶膜,可以提高eva树脂的抗pid性能,进而提高光伏组件的使用寿命。
1.一种锆镁铝材料,其特征在于,其原料组合物包括锆、镁、铝和磷酸,其结构式为zrxmgyalz(po4)m;其中,x+z=1.5,y=1,m=(4x+2y+3z)/3。
2.一种锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,其包括下述步骤:
3.如权利要求2所述的锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,所述混合硝酸盐溶液中镁离子的浓度为0.5-2mol/l,例如为1mol/l;
4.如权利要求2所述的锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,加入所述磷酸溶液后,进行搅拌;
5.如权利要求2所述的锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,所述陈化反应的温度为75-85℃,例如为80℃;
6.如权利要求5所述的锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,所述沉淀产物需进行洗涤、烘干和焙烧。
7.如权利要求6所述的锆镁铝材料的制备方法,其特征在于,所述洗涤,洗涤至洗涤液呈中性;
8.一种锆镁铝材料,其特征在于,其由如权利要求2-5中任一项所述的锆镁铝材料的制备方法制得。
9.一种封装胶膜,其特征在于,其原料组合物包含如权利要求1或权利要求8所述的锆镁铝材料。
10.一种如权利要求7-9中任一项所述的封装胶膜在光伏组件中的应用。