具有低雾度包封层的太阳能电池模块制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括太阳能电池层和包含至少一个钠离聚物组合物层的片材，其中所述钠离聚物组合物基本上由钠离聚物组成，所述钠离聚物为前体α－烯烃羧酸共聚物的离子中和衍生物，其中存在于所述前体α－烯烃羧酸共聚物中的羧酸基团总含量的约１０％至约３５％已被钠离子中和，并且其中所述前体α－烯烃羧酸共聚物包含（ｉ）具有２至１０个碳原子的α－烯烃的共聚单元和（ｉｉ）按所述α－烯烃羧酸共聚物的总重量计为约２０至约２５重量％的具有３至８个碳原子的α，β－烯键式不饱和羧酸的共聚单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低雾度包封层的太阳能电池模块专利
本专利技术涉及具有表现出低雾度的包封片层的太阳能电池模块。具体地讲，本专利技术 涉及包括包封片材的太阳能电池模块，其中该包封片材包含至少一个钠离聚物组合物层。
技术介绍
由于太阳能电池可提供可持续能源，因此其使用范围正在迅速扩大。根据所采用 的光吸收材料，太阳能电池通常可分为两种，即，块状或晶片太阳能电池和薄膜太阳能电 池。单晶硅(c-Si)、多晶硅(poly-Si或mc-Si)和带状硅是用来形成较为传统的晶片 太阳能电池的最常用材料。源自晶片太阳能电池的太阳能电池模块通常包括焊接在一起的 一系列自承晶片(或电池)。这些晶片通常具有介于约180μπι和约240μπι之间的厚度。 此类太阳能电池板称为太阳能电池层，并且其还可以包括电线，诸如连接各个电池单元的 交叉带状线和一端连接至电池而另一端伸出模块的汇流条。然后，再将太阳能电池层层压 到一个或多个包封层和一个或多个保护层上，从而形成可以最多使用25至30年的耐候性 模块。一般来讲，源自一个或多个晶片太阳能电池的太阳能电池模块按从前受光面到后非 受光面的位置顺序包括⑴入射层，⑵前包封层，⑶太阳能电池层，⑷后包封层和(5) 背衬层。日益重要的可供选择的薄膜太阳能电池由通常由包括非晶硅(a-Si)、微晶硅 (μ c-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒化物(CuhSe2或CIS)、铜铟/镓二硒化物(CuhxGa (l_x) Se2或CIGS)、光吸收染料、以及有机半导体的材料形成。举例而言，薄膜太阳能电池公开 于例如美国专利 5，507, 881,5, 512, 107,5, 948, 176,5, 994, 163,6, 040, 521,6, 137，048 和 6，258，620 以及美国专利公布 20070298590、20070281090、20070240759、20070232057、 20070238285,20070227578,20070209699 和 20070079866。通过将半导体层沉积到由玻璃 或柔性膜形成的覆板或基板上来制备通常具有小于2 μ m的厚度的薄膜太阳能电池。制造 过程通常包括激光划片工序，该工序能够使相邻的电池直接相互串联，而不需要在电池之 间进行进一步焊料连接。与晶片电池一样，太阳能电池层还可包括诸如交叉带状线和汇流 条的电线。同样地，再将薄膜太阳能电池层压到其他包封层和保护层上以制备耐候性和耐 环境性模块。根据进行多层沉积的顺序，可将薄膜太阳能电池沉积到在最终模块中最终用 作入射层的覆板上，或者可将电池沉积到在最终模块中最终用作背衬层的基板上。因此，源 自薄膜太阳能电池的太阳能电池模块可具有两类构造中的一种。第一类构造按从前受光面 到后非受光面的位置顺序包括(1)太阳能电池层，其包括覆板和在非受光面处沉积在其 上的一个或多个薄膜太阳能电池层；( (后)包封层；和C3)背衬层。第二类构造按从前 受光面到后非受光面的位置顺序包括(1)入射层；( (前)包封层；C3)太阳能电池层，其 包括在其受光面处沉积在基板上的一个或多个薄膜太阳能电池层。用于太阳能电池模块中的包封层被设计用于包封和保护易碎的太阳能电池。用于 太阳能电池包封层的合适的聚合物材料通常具有以下特性的组合，诸如高抗冲击性、高耐 穿透性、良好的耐紫外线(UV)性、良好的长期热稳定性、对玻璃和其他刚性聚合物片材具有足够的粘附强度、高防潮性以及良好的长期耐侯性。此外，前包封层应足够透明以使阳光 可有效到达太阳能电池，从而使太阳能电池产生可能的最高功率输出。因此，非常期望用于 前包封层的聚合物材料呈现出低雾度和高透明度的组合。离聚物为通过使前体(也称为“母体”)酸共聚物酸部分的氢原子部分或完全由 离子部分取代而制备的聚合物。这通常通过中和母体酸共聚物，例如包含α-烯烃和α， β-烯键式不饱和羧酸的共聚单元的共聚物来实现。存在于此类母体或前体共聚物中的羧 酸基团的中和通常通过使共聚物与碱(例如氢氧化钠或氢氧化镁)反应来实现，通过该反 应使得羧酸的氢原子被碱的阳离子取代。由此形成的离聚物为完全或部分中和的离子组合 物，其包含具有源自羧酸与碱反应的阳离子的羧酸盐基团。离聚物在本领域中为人们所熟 知，此类物质包括这样的聚合物其中离聚物羧酸盐基团的阳离子为金属阳离子，包括碱金 属阳离子、碱土金属阳离子以及过渡金属阳离子。可商购获得的离聚物包括具有钠阳离子、 镁阳离子、铝阳离子、锌阳离子和铁阳离子的那些。将离聚物组合物用作层压安全玻璃中的夹层在本领域中是已知的。参见例如美 国专利 3，344，014,3, 762，988,4, 663，228,4, 668，574,4, 799，346,5, 759，698,5, 763，062、 5，895，721、6， 150，028 和 6，432，522 ；美国专利公布 20020155302、20020155302、 20060182983、20070092706、20070122633、20070289693 ；以及 PCT 专利公布 W09958334、 W02006057771和 W02007149082。近年来，还开发了某些离聚物组合物作为太阳能电池包封材料。参见例如美国 专利 5，476，553,5,478，402,5, 733，382,5, 741，370,5, 762，720,5, 986，203,6, 114，046、 6，187，448,6, 353，042,6, 320，116 和 6，660，930 ；以及美国专利公布 20030000568 和 20050279401。例如，美国专利5，476，553公开了将尤其是诸如Surlyn 1601树脂的钠离 聚物用作包封材料。美国专利6，114，046公开了可用作包封材料的多层茂金属聚烯烃/离 聚物层压结构。描述了多种类型的离聚物，包括钠离聚物和锌离聚物。目前使用的离聚物包封材料以及本领域中所公开的那些包封材料的透明性并非 最佳。期望存在具有更高透明性的可用离聚物组合物，从而使制备能够产生更高功率输出 的太阳能电池成为可能。专利技术概述本专利技术提供太阳能电池模块，其包括太阳能电池层和包含至少一个钠离聚物组合 物层的片材，其中(a)太阳能电池层选自包括单个太阳能电池的太阳能电池层和包括多个 电互连太阳能电池的太阳能电池层；(b)该太阳能电池层具有受光面和非受光面；并且(C) 钠离聚物组合物基本上由钠离聚物组成，该钠离聚物为前体α -烯烃羧酸共聚物的离子中 和衍生物，其中存在于前体α-烯烃羧酸共聚物中的羧酸基团总含量的约10%至约35%已 被钠离子中和，并且其中前体α-烯烃羧酸共聚物包含(i)具有2至10个碳原子的α-烯 烃的共聚单元和(ii)具有3至8个碳原子的α，烯键式不饱和羧酸的共聚单元，其按 α -烯烃羧酸共聚物的总重量计为约20至约25重量％。在一个特定实施方案中，太阳能电池模块按位置顺序基本上由以下各层组成(i) 入射层；(ii)层压到太阳能电池层受光面上的前包封层；(iii)太阳能电池层；(iv)层压 到太阳能电池层非受光面上的后包封层；以及(ν)背衬层，其中前包封层和后包封层为包 含钠离聚物组合物的片材。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括太阳能电池层和包含至少一个钠离聚物组合物层的片材，其中（ａ）所述太阳能电池层选自包括单个太阳能电池的太阳能电池层和包括多个电互连的太阳能电池的太阳能电池层；（ｂ）所述太阳能电池层具有受光面和非受光面；并且（ｃ）所述钠离聚物组合物基本上由钠离聚物组成，所述钠离聚物为前体α－烯烃羧酸共聚物的离子中和衍生物，其中存在于所述前体α－烯烃羧酸共聚物中的羧酸基团总含量的约１０％至约３５％已被钠离子中和，并且其中所述前体α－烯烃羧酸共聚物包含（ｉ）具有２至１０个碳原子的α－烯烃的共聚单元和（ｉｉ）按所述α－烯烃羧酸共聚物的总重量计约２０至约２５重量％的具有３至８个碳原子的α，β－烯键式不饱和羧酸的共聚单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-6-2 61/1307471.太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括太阳能电池层和包含至少一个钠离聚物 组合物层的片材，其中(a)所述太阳能电池层选自包括单个太阳能电池的太阳能电池层和 包括多个电互连的太阳能电池的太阳能电池层；(b)所述太阳能电池层具有受光面和非受 光面；并且(c)所述钠离聚物组合物基本上由钠离聚物组成，所述钠离聚物为前体α -烯烃 羧酸共聚物的离子中和衍生物，其中存在于所述前体α -烯烃羧酸共聚物中的羧酸基团总 含量的约10%至约35%已被钠离子中和，并且其中所述前体α-烯烃羧酸共聚物包含(i) 具有2至10个碳原子的α-烯烃的共聚单元和(ii)按所述α-烯烃羧酸共聚物的总重量 计约20至约25重量％的具有3至8个碳原子的α，β -烯键式不饱和羧酸的共聚单元。2.权利要求1的太阳能电池模块，其中所述前体α-烯烃羧酸共聚物包含按所述前体 α -烯烃羧酸共聚物的总重量计约21至约23重量％的α，β -烯键式不饱和羧酸的共聚 单元。3.权利要求1的太阳能电池模块，其中如根据ASTMD1238在190°C、2. 16kg下所测定， 所述前体α -烯烃羧酸共聚物具有约60克/10分钟或更小的熔体流动速率；并且如根据 ASTM D1238在190°C、2. 16kg下所测定，所述钠离聚物具有约10克/10分钟或更小的熔体流动速率。4.权利要求1的太阳能电池模块，其中如根据ASTMD638所测定，所述钠离聚物具有大 于约40，OOOpsi (276MPa)的挠曲模量。5.权利要求1的太阳能电池模块，其中⑴如根据ASTMD1238在190°C、2. 16kg下所 测定，所述前体α-烯烃羧酸共聚物具有约25克/10分钟或更小的熔体流动速率；(ii)所 述前体α-烯烃羧酸共聚物包含约21至约23重量％的α，β -烯键式不饱和羧酸的共聚 单元；(iii)存在于所述前体α-烯烃羧酸中的羧酸基团总含量的约20%至约35%已被钠 离子中和；并且(iv)如根据ASTM D1238在190°C、2. 16kg下所测定，所述钠离聚物具有约 5克/10分钟或更小的熔体流动速率。6.权利要求1的太阳能电池模块，其中包含所述钠离聚物组合物的片材为基本上由所 述钠离聚物组合物组成的单层的形式。7.权利要求1的太阳能电池模块，其中包含所述钠离聚物组合物的片材为多层片材的 形式并具有两个或更多个亚层，并且其中至少一个所述亚层基本上由所述钠离聚物组合物 组成，并且存在于所述多层片材中的每一个其他亚层包含至少一种聚合物，所述聚合物选 自酸共聚物、离聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇缩醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、 聚烯烃嵌段弹性体、α-烯烃和α，β-烯键式不饱和羧酸的共聚物、硅酮弹性体、环氧树 脂、以及它们中的两种或更多种的组合。8.权利要求1的太阳能电池模块，其中包含所述钠离聚物组合物的片材具有约0.25至 约1. 5mm的总厚度。9.权利要求1的太阳能电池模块，其中包含所述钠离聚物组合物的片材具有约0.38至 约0. 89mm的总厚度。10.权利要求1的太阳能电池模块，其中包含所述钠离聚物组合物的片材直接层压到 所述太阳能电池层上。11.权利要求1的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括层压到所述太阳能电池 层的受光面上的前包封层和层压到所述太阳能电池层的非受光面上的后包封层，其中所述前包封层和所述后包封层中的一者为包含权利要求1所述的钠离聚物组合物的片材，并且 所述前包封层和所述后包封层中的另一者包含聚合材料，所述聚合材料选自α-烯烃和 α，β-烯键式不饱和羧酸的共聚物、α-烯烃和α，β_烯键式不饱和羧酸的共聚物的离 聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇缩醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烃嵌段弹 性体、α-烯烃和α，β-烯键式不饱和羧酸的共聚物、硅酮弹性体、环氧树脂、以及它们中 的两种或更多种的组合。12.权利要求11的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括包含权利要求1所述的 钠离聚物组合物的片材中的两者，其中所述前包封层和所述后包封层中的每一者为两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：RA海斯，RL史密斯，K普鲁斯特，SC佩塞克，CA史密斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]