本技术涉及封装材料，尤其涉及增粘剂及其制备方法、光伏组件封装材料。
背景技术：
1、太阳能电池能有效将太阳能转化为电能，实现再生能源有效利用，但需要关注的是，光伏组件中的电池单元对水汽、灰尘等因素敏感，长期处于潮湿、多灰环境时其发电效率大大下降，因此行业内通常使用光伏胶膜对电池片进行封装保护，保护电池片免受外界环境因素干扰。光伏胶膜的评价测试包括透光率、体积电阻率、水汽透过率等关键性能。透光率越高、水汽阻隔性能越好、体积电阻率越高，越有利于保持电池片的光电转化效率、延长其使用年限。
2、市场上常见的光伏胶膜有eva、poe和共挤型epe胶膜等。eva胶膜作为光伏组件封装材料因价格优势、加工性能优势成为当前市场主流封装材料，占比约为52％。但因eva易水解生成醋酸，醋酸和玻璃中的na反应，可以生成大量的自由移动的na离子，会与电池片表面的银栅线发生反应，腐蚀电池栅线使得串联电阻的升高，从而导致组件性能衰减(简称pid)。而poe胶膜由于其独特的抗pid性能，同时其电阻率高、不易水解，已经隐隐有取代eva成为下一代的封装材料的趋势。epe胶膜通过共挤工艺将eva与poe树脂挤出制造，兼具eva良好的加工性能与poe良好的抗pid性能、耐水汽性能。根据cpia的预测，未来几年，eva胶膜市场比重下滑，epe和poe胶膜市场份额将明显提高。
3、随着晶硅光伏技术的不断进步，新型光伏技术的不断涌现，对封装材料的要求也日渐提高。比如：1、n型topcon电池正面银浆内含其他金属成分，会导致电气腐蚀电池正面银铝细栅线，造成电池片周围el栅线发黑和功率衰减现象，这就要求封装材料要有更高的电气绝缘性和化学稳定性；2、迫于成本的压力，无论topcon还是hjt技术，减薄硅片厚度和银浆单瓦耗量的降低是必然的降本之路，这些变化对封装材料又提出了更低克重的需求；3、新型温敏性钙钛矿光伏电池的发展，其组件需要在较低温度下层压封装，而传统的eva/poe胶膜必须在140℃左右的温度下进行交联，从而限制了其在钙钛矿电池上的使用。
4、在此背景下，有机硅封装材料因主链si-o-si构型，si-o键键能高达451kj/mol，远高于345kj/mol的碳碳键c-c，因而用有机硅液体硅橡胶作为光伏组件封装材料具有更优异的长期耐热老化性、耐紫外辐射和耐腐蚀性，可以生产能够抵御恶劣环境的高性能光伏电池组件，确保光伏电池组件在恶劣环境下能长期稳定。不仅如此，有机硅材料的超高透明度特性还可以让更多的光源进入电池，从而提高组件的光电转化效率；同时，有机硅封装材料采用液体封装工艺，可以控制封装材料的克重在组件车间灵活自由调节，与传统胶膜层压工艺相比，液体封装工艺对资本和劳动力的密集程度需求较低，在价值链中可实现整体成本的节约；另外有机硅封装材料在120℃就能完成组件的层压固化，有望成为钙钛矿光伏电池理想封装材料。因此，液体有机硅橡胶作为未来理想的光伏电池组件封装材料越来越受到各大光伏组件厂的青睐。
5、作为一种新型光伏封装材料，有机硅液体封装材料也存在一些尚待解决的问题，其中最关键的问题在于液体硅橡胶侧链多为甲基、乙烯基、苯基等有机惰性基团，因此表面能低，与光伏玻璃和电池片之间的粘接性差，这导致在使用过程中水汽易从界面缝隙中进入造成电池面板腐蚀甚至失效。目前的工作中主要通过对基材表面改性、设计有机硅分子结构或加入增粘剂这三种手段来提高液体硅橡胶与光伏组件中玻璃基板的粘接性。其中基材表面改性法的工艺复杂，易对电池片表面结构造成损耗，存在较大加工风险，改性有机硅分子结构可显著改善有机硅封装材料粘接性，但实现工业化生产难度大。因此，向有机硅封装材料中加入增粘剂是一种直接有效的提升材料粘接强度的方法。
6、目前已报道了一些应用于液体有机硅橡胶增粘剂的研究工作。例如，公开号为cn105086917a的发明专利虽然能显著提升有机硅液体胶与基材的界面粘接强度，但增粘剂中含有大量的极性基团会使有机硅橡胶本身的耐水性下降，影响材料的水汽透过性；增粘剂与有机硅橡胶的相容性也是需要重点关注的问题，现阶段应用于透明光学元件上的增粘剂以环氧树脂、聚氨酯体系为主，其与有机硅胶的si-o-si结构相容度差，加工后有机硅橡胶透光率显著下降；公开号为cn 114456383 b的发明专利报道了一种基于不同基材表面可实现稳定粘接的led封装用有机硅粘接促进剂，但该增粘剂在制备过程中需要使用到贵金属催化剂，这存在催化剂去除困难的问题，会对封装材料的体积电阻率产生不良影响。因此，有必要研发一种既可有效提高有机硅封装材料粘接性，又不影响硅橡胶透光率、电气绝缘性、加工性和其他性能的新型增粘剂材料。
技术实现思路
1、本技术的一个目的在于提供一种增粘剂及其制备方法，该增粘剂与有机硅本体的相容性好。
2、本技术的另一个目的在于提供一种增粘剂及其制备方法，该增粘剂的制备不使用金属催化剂，因此不会因金属催化剂的残留对封装材料的体积电阻率产生不良影响。
3、本技术的另一个目的在于提供一种增粘剂及其制备方法，该增粘剂能够显著提升封装材料与玻璃的粘接强度。
4、本技术的另一个目的在于提供一种光伏组件封装材料，具有优良的透光率。
5、本技术的另一个目的在于提供一种光伏组件封装材料，具有更大的体积电阻率。
6、本技术的另一个目的在于提供一种光伏组件封装材料，与玻璃材质的粘接性能良好。
7、为达到以上目的，本技术的一个方面提供一种增粘剂，其结构通式为：
8、
9、其中r1为-ch3或-ch＝ch2，r2为n≥1。
10、本技术的另一个方面提供一种增粘剂的制备方法，包括以下步骤：s1，将5～25质量份封端剂与5～25质量份二官能度含硅化合物在酸催化剂作用下进行水解缩合反应，制得线性聚硅氧烷；s2，将32～44质量份硅烷偶联剂和16～28质量份正硅酸乙酯进行混合，制得均匀混合产物；s3：将所述均匀混合产物滴加至所述线性聚硅氧烷中进行反应，反应结束后脱除低分子及杂质，得到所述增粘剂。
11、作为一种优选，所述封端剂为六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一种或多种的组合。
12、作为一种优选，所述二官能度含硅化合物为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
13、作为一种优选，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
14、作为一种优选，所述酸催化剂为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或多种的组合。
15、作为一种优选，所述s1具体为：将5～25质量份所述封端剂、5～25质量份所述二官能度含硅化合物、1～5质量份所述酸催化剂、6～10质量份去离子水和6～10质量份乙醇加入反应容器，将所述反应容器升温至60～80℃，以150～250r/min的速度搅拌混合，水解缩合反应20～40min，制得所述线性聚硅氧烷。
16、作为一种优选，所述s3具体为：将所述s2制得的均匀混合产物缓慢且匀速滴加至所述线性聚硅氧烷中，滴加过程持续搅拌得到预聚体混合物，将所述预聚体混合物在60～80℃下反应2～4h；反应结束后，将所述混合物在60～80℃，真空度为-0.06～0.10mpa条件下脱去低分子和其余杂质，得到所述增粘剂。
17、本技术的再一个方面提供一种光伏组件封装材料，由组分a和组分b按照质量比为1：(0.5～2)的比例配置而成；所述组分a由50～100质量份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、5～20质量份多乙烯基聚硅氧烷和1～5质量份铂金催化剂组成；所述组分b由50～100质量份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、5～20质量份多乙烯基聚硅氧烷、5～10质量份聚甲基氢硅氧烷、0.5～2质量份抑制剂和0.5～2质量份如权利要求1所述的增粘剂，或0.5～2质量份如权利要求2～8任一制备方法制得的所述增粘剂组成。
18、进一步优选，由组分a和组分b按照质量比为1:1配置而成。
19、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
20、(1)本技术的增粘剂无色透明，不含金属催化剂，在后续加工工艺过程中无需额外步骤除去催化剂，且在室温条件下可长时间稳定放置，在交联过程中不会额外产生小分子，无需充氮或避光保持，具有较好的环境稳定性；
21、(2)本技术的增粘剂制备方法简单，仅需脱低处理后可去除多余的小分子和催化剂，且具有高收率，能够有效避免过高的时间成本和过于繁杂的加工工艺，可以有效提高生产效率，降低生产成本；
22、(3)本技术的增粘剂通过接枝改性引入反应性官能团(丙烯酰氧基、环氧官能团等)，通过化学键合保障有机硅封装材料与光伏玻璃的粘接强度，并设计引入二官能团含硅线性化合物有效调节增粘剂与基体全甲基加成型硅橡胶的相容性，使最终制得的有机硅光伏组件封装材料具有超高透明性，在体系中添加量少，不会破坏有机硅封装材料的电气绝缘性、耐紫外、抗老化、力学性能和加工性能等关键指标。
1.一种增粘剂，其特征在于，结构通式为：
2.一种增粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述封端剂为六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一种或多种的组合。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二官能度含硅化合物为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂为盐酸、硫酸、醋酸中的一种或多种的组合。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述s1具体为：将5～25质量份所述封端剂、5～25质量份所述二官能度含硅化合物、1～5质量份所述酸催化剂、6～10质量份去离子水和6～10质量份乙醇加入反应容器，将所述反应容器升温至60～80℃，以150～250r/min的速度搅拌混合，水解缩合反应20～40min，制得所述线性聚硅氧烷。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述s3具体为：将所述s2制得的均匀混合产物缓慢且匀速滴加至所述线性聚硅氧烷中，滴加过程持续搅拌得到预聚体混合物，将所述预聚体混合物在60～80℃下反应2～4h；反应结束后，将所述混合物在60～80℃，真空度为-0.06～0.10mpa条件下脱去低分子和其余杂质，得到所述增粘剂。
9.一种光伏组件封装材料，其特征在于，由组分a和组分b按照质量比为1：(0.5～2)的比例配置而成；所述组分a由50～100质量份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、5～20质量份多乙烯基聚硅氧烷和1～5质量份铂金催化剂组成；所述组分b由50～100质量份端乙烯基聚二甲基硅氧烷、5～20质量份多乙烯基聚硅氧烷、5～10质量份聚甲基氢硅氧烷、0.5～2质量份抑制剂和0.5～2质量份如权利要求1所述的增粘剂，或0.5～2质量份如权利要求2～8任一制备方法制得的所述增粘剂组成。
10.如权利要求9所述的光伏组件封装材料，其特征在于，由组分a和组分b按照质量比为1:1配置而成。
