光伏膠領(lǐng)域疏水型氣相二氧化硅憑什么成 “香餑餑”

在光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，光伏組件的性能與穩(wěn)定性至關(guān)重要。光伏膠作為保障光伏組件可靠運行的關(guān)鍵封裝材料，其性能優(yōu)化備受關(guān)注。氣相二氧化硅作為一種性能獨特的添加劑，尤其是疏水型氣相二氧化硅，對光伏膠性能有著復(fù)雜且關(guān)鍵的影響，深入研究二者關(guān)系對提升光伏組件質(zhì)量意義重大。

光伏膠是專用于太陽能光伏組件生產(chǎn)過程中的一類膠粘劑與密封材料。在光伏組件中，其主要作用包括：對電池片進(jìn)行封裝保護(hù)，隔絕外界的水分、氧氣、灰塵等雜質(zhì)，防止電池片被腐蝕，延長光伏組件的使用壽命；通過良好的粘接性能，將電池片與邊框、背板等部件牢固連接，確保組件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；同時，還需具備一定的電氣絕緣性能，保障光伏組件在發(fā)電過程中的電氣安全性。

氣相二氧化硅主要通過鹵硅烷（如四氯化硅）在氫氧火焰中高溫水解反應(yīng)制得。反應(yīng)過程中，鹵硅烷在高溫下迅速水解生成二氧化硅的初級粒子，這些初級粒子通過碰撞、團(tuán)聚形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚集體。其結(jié)構(gòu)特點為粒徑極小，通常在7- 40nm 之間，比表面積大，可達(dá)50 -400m2/g 。這種獨特的微觀結(jié)構(gòu)賦予了氣相二氧化硅許多特殊的性能。

親水性氣相二氧化硅表面含有大量的硅羥基（Si - OH），使其能與水及其他極性物質(zhì)發(fā)生相互作用，在極性溶劑中具有較好的分散性。而疏水型氣相二氧化硅是通過對親水性氣相二氧化硅表面進(jìn)行化學(xué)改性，引入有機(jī)基團(tuán)（如甲基、乙烯基等），覆蓋部分硅羥基，從而降低其表面極性，使其表現(xiàn)出疏水性，在非極性或弱極性體系中分散性更佳。

那么疏水型氣相二氧化硅在光伏膠中有何表現(xiàn)呢？匯富納米技術(shù)人員通過實驗進(jìn)行了測試和驗證。

在稠度和表干實驗中，稠度對于光伏膠施膠工藝有影響，而表干時間對于光伏膠施膠后固化效果產(chǎn)生影響。

匯富納米技術(shù)人員以3%、4%、5%、6%和7%比例在光伏膠中添加疏水氣相二氧化硅HB-139和競品B，隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加，稠度逐步增加，流動性降低，表干時間逐漸減少。在稠度上,當(dāng)添加量為3%和4%時，HB-139的稠度高于競品B，當(dāng)添加量為5%、6%和7%時，HB-139的稠度低于競品B；在表干時間上，除4%添加量時，HB-139表干時間快于競品B，其他添加量下表干時間趨于 一致。

在光伏膠本體強(qiáng)度影響測試中，隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加，斷裂伸長率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，拉伸強(qiáng)度則呈現(xiàn)上升趨勢。在斷裂伸長率測試中，當(dāng)添加量區(qū)間在3%和4%時， HB-139的表現(xiàn)更好，當(dāng)添加量為5%、6%和7%時，HB-139與競品B各有優(yōu)劣；在拉伸強(qiáng)度測試中，除4%添加量時，在添加量位于6%以下時，HB-139的拉伸強(qiáng)度高于競品B，當(dāng)添加量在7%時，HB-139的拉伸強(qiáng)度低于競品B。

在高溫高濕老化條件下（溫度85℃、濕度85%、1000h），對HB-139與競品B的性能進(jìn)行測試，HB-139與競品B在耐高溫高濕老化后本體強(qiáng)度性能接近，隨著疏水氣相二氧化硅的加入，光伏膠拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率下降幅度均減緩。

在耐黃變測試中，隨著疏水型氣相二氧化硅添加量的增加，光伏膠高溫高濕耐黃變性能提升，這主要得益于疏水氣相二氧化硅具有一定的光化學(xué)穩(wěn)定性，其生成的納米屏障效應(yīng)可阻隔氧氣和水分子擴(kuò)散，抑制光氧化反應(yīng)。

疏水型氣相二氧化硅通過增強(qiáng)光伏膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、提升耐候性和機(jī)械性能，顯著改善了其在高溫高濕環(huán)境下的可靠性。隨著光伏行業(yè)向高效化、長效化發(fā)展，疏水型氣相二氧化硅在光伏膠中的應(yīng)用將成為提升組件質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。