本发明专利技术涉及基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜的用途，其用于生产光电模块，该聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇含量小于２０重量％。该膜优选的玻璃化转变温度Ｔｇ至少为２０℃和／或增塑剂最大含量为２６重量％。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光电模块的生产，该生产使用了低吸湿性的基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜。现有技术光电模块由光敏半导体层组成，其带有透明的覆盖层来保护其免遭外来影响。作为光敏半导体层，可以使用单晶太阳能电池或者带有载体的多晶薄半导体层。薄膜太阳能模块由光敏半导体层组成，该半导体层依靠例如蒸发、气相沉积、溅射或者湿沉积来施加到基本透明的片上。两种系统通常都层压到玻璃板和硬的后覆盖层板之间，该后覆盖层板例如是由玻璃或者塑料依靠透明的粘接剂来制成的。该透明的粘接剂必须完全地包封光敏半导体层和它的连接线路，必须是UV稳定的和湿气不敏感的，并且在层压加工后必须是完全无气泡的。作为透明粘接剂，经常使用的是热固性流延树脂或者可交联的基于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)的体系，例如诸如DE4122721C1或者DE4128766A1中所公开的那样。在未固化状态时，这些粘接剂体系可以调整到这样低的粘度，以使得它们无气泡的包封太阳能电池单元。在加入固化剂或者交联剂之后，获得了机械耐受性的粘接剂层。这些粘接剂体系的一个缺点是在固化加工过程中，经常会释放出侵蚀性物质例如酸，其会损害光敏半导体层，特别是薄膜模块。另外，在几年之后，由于UV辐照的结果，一些流延树脂倾向于形成气泡或者脱层。作为热固性粘接剂体系的一种备选方案是使用包含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)(其是复合玻璃制造中已知的)的膜。太阳能电池单元用一个或多个PVB膜覆盖，并且在升高压力和升高温度下将该膜用期望的覆盖材料结合成为层压制件。使用PVB膜生产太阳能模块的方法例如是从DE4026165C2，DE4227860A1，DE2923770C2，DE3538986C2或者US4321418中已知的。在太阳能模块中使用PVB膜作为复合安全玻璃公开在例如DE20302045U1，EP1617487A1和DE3538986C2中。但是，这些文献没有包含任何关于所用的PVB膜的机械、化学和电学性能的信息。特别地，随着光敏半导体层日益提高的效率和太阳能模块的全球普及，粘接剂膜的电学性能变得越来越重要。在所述模块的整个使用寿命内，在极端的气候条件下例如热带温度、高空气湿度或者强烈UV辐照下，还必须避免半导体层的电荷损失或者甚至短路。根据CEI 61215，对光电模块进行众多的测试(湿热测试，湿泄漏电流测试)，目的是降低该模块的泄漏电流。已知的是PVB膜的电阻随着含水量的提高而急剧下降，其强烈促使光电模块中泄漏电流的出现。在光电模块的边缘区域中，作为包封材料的膜经常暴露于高的环境湿度。在这里，膜的含水量会大大增加并且达到高到平衡湿度的值(大约3重量％)。在膜边缘区域-->中含水量的增加大大降低了这个区域的电阻。朝着该膜的中间，含水量会再次降低，但是为了避免泄漏电流，光敏半导体层因此不能放置到直至所述膜或者模块的边缘区域。这降低了面密度()，以及因此降低了该模块的电流效率。用于光电模块的粘接剂膜因此应当具有尽可能低的吸湿性。目标因此，本专利技术的目标是提供具有低吸湿性的基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜，用于生产光电模块。已经发现基于包含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的具有低聚乙烯醇含量的膜表现出足够低的吸湿性。另外，可以使用低极性的增塑剂，这进一步提高了所述膜的耐潮湿性。
技术实现思路
本专利技术的主题因此是光电模块，其包含由下列组成的层压制件：a)透明的前覆盖层b)一个或多个光敏半导体层c)至少一个基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜，和d)后覆盖层，其中该聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇含量小于20重量％。即使在潮湿条件下，适于生产光电模块的膜优选在边缘区域具有下面的含水量或者含水量：最大2.3重量％，最大2.0重量％，最大1.8重量％，和特别优选最大1.5重量％。距离模块棱边不超过3cm的区域被认为是边缘区域。在该区域中，所述膜经由暴露的棱边吸湿，在模块内部含水量以一种扩散受控的方式降低。具有这种类型膜的光电模块可以非常接近于该膜边缘用光敏半导体层来覆盖，并因此具有提高的面积产量和电流产量。具有提高的玻璃化转变温度Tg的聚乙烯醇缩醛膜也具有提高的电阻系数。不受该理论的正确性的束缚，这归因于降低了在玻璃状或者高粘度环境中的离子迁移率。为了生产光电模块，本专利技术所用的膜c)的玻璃化转变温度Tg进一步优选在每种情况中为至少20℃，22℃，24℃，26℃，27℃，30℃或者35℃。可以规定40℃为最大的玻璃化转变温度Tg。本专利技术所用的膜优选在85％相对湿度的环境湿度和23℃表现出下面的电阻系数：至少1E+11ohm×cm，优选至少5E+11ohm×cm，优选1E+12ohm×cm，优选5E+12ohm×cm，优选1E+13，优选5E+13ohm×cm，优选1E+14ohm×cm。这些值应当在膜的任何位置上实现，特别是在模块的边缘区域中。该基于包含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的膜优选包含未交联的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，其通过将聚乙烯醇用丁醛进行缩醛化获得。使用交联的聚乙烯醇缩醛，特别是交联的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)同样是可能的。合适的交联聚乙烯醇缩醛描述在例如EP 1527107B1和WO2004/063231 A1(含羧基的聚乙烯醇缩醛的加热自交联)，EP 1606325A1(用多醛交联的聚乙烯醇缩醛)和WO 03/020776 A1(用二羟乙酸交联的聚乙烯醇缩醛)中。这些专利申请的公开内容在此全部引入作为参考。还可以使用具有5-10个碳原子的其它或者另外的醛类(例如诸如戊醛)来进行-->缩醛化。来自水解的乙酸乙烯酯/乙烯共聚物的三元共聚物也可以用作本专利技术范围内的聚乙烯醇。这些化合物通常水解到大于98％，并且包含1-10重量％的基于乙烯的单元(例如Kuraray Europe GmbH的“Exceval”类型)。除了缩醛单元之外，聚乙烯醇缩醛还包含由乙酸乙烯酯和乙烯醇所形成的单元。本专利技术所用的聚乙烯醇缩醛优选具有下面的聚乙烯醇含量：小于18重量％，小于16重量％或者特别是小于14重量％。聚乙烯醇含量应当不低于12重量％。聚乙酸乙烯酯含量优选低于5重量％，优选低于3重量％和最优选低于2重量％。由聚乙烯醇含量和残留的乙酸酯含量能够计算缩醛化程度。基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜的耐湿性和玻璃化转变温度Tg另外取决于所用的增塑剂的含量和极性或者增塑效果。结果，该膜的吸湿性和电阻系数可以通过增塑剂以简单的方式来调整。所述的膜优选具有下面的增塑剂含量：最大26重量％，更优选最大24重量％，和特别是最大22重量％；因为该膜的加工性原因，增塑剂含量应当不低于15重量％。本专利技术的膜或者光电模块可以包含一种或多种增塑剂。根据本专利技术，特别合适的是这样的增塑剂，它用式100xO/(C+H)表示的极性小于/等于9.4；其中O、C和H表示在各自分子中的氧，碳和氢原子的数目。下面的表格表示了可用于本专利技术的增塑剂以及其根据式100xO/(C+H)的极性值。名称 缩写 100xO/(C+H)二-2-乙基己基癸二酸酯 (DOS) 5.3二-2-乙基己基己二酸酯 (DOA) 6.3二本文档来自技高网...
【技术保护点】
光电模块，其包含由下列组成的层压制件：ａ）透明的前覆盖层ｂ）一个或多个光敏半导体层ｃ）至少一个基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜，和ｄ）后覆盖层，特征在于该聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇含量小于２０重量％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-10-5 102007000818.11.光电模块，其包含由下列组成的层压制件：a)透明的前覆盖层b)一个或多个光敏半导体层c)至少一个基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜，和d)后覆盖层，特征在于该聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇含量小于20重量％。2.根据权利要求1的光电模块，特征在于该基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜c)的增塑剂含量最大为26重量％。3.根据权利要求1或2的光电模块，特征在于基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜c)的玻璃化转变温度Tg至少为20℃。4.根据权利要求1-3中任一项的光电模块，特征在于该聚乙烯醇缩醛的聚乙酸乙烯酯含量小于5重量％。5.根据权利要求1-4中任一项的光电模块，特征在于作为增塑剂使用这样的一种或多种化合物，该化合物用式100xO/(C+H)表示的极性小于/等于9.4...
【专利技术属性】
技术研发人员：A卡平斯基，U凯勒，M斯托伊尔，H斯滕泽尔，
申请(专利权)人：可乐丽欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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