包括具有低雾度和高耐湿性的包封片材的太阳能电池模块制造技术

技术编号:7165367 阅读:197 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种包括太阳能电池层和离聚物片材的太阳能电池模块,所述离聚物片材包含钠/锌混合离聚物,所述混合离聚物为前体酸共聚物的中和产物;其中所述前体酸共聚物包含具有2至10个碳原子的α-烯烃的共聚单元,和按所述前体酸共聚物的总重量计约20至约30重量%的具有3至8个碳原子α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚单元;其中根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定,所述前体酸共聚物具有约70至约1000克/10分钟的熔体流动速率;并且其中当所述前体酸共聚物中存在的羧酸基团的总含量的约40%至约90%被中和为羧酸根基团,以包含羧酸根基团和基本上由钠离子组成的抗衡离子时,所得钠离聚物具有测不到或小于约3.0焦/克的凝固焓,所述凝固焓根据ASTM D3418采用差示扫描量热法测定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有包封片材的太阳能电池模块,所述包封片材具有低雾度和高耐湿性。
技术介绍
由于太阳能电池提供可持续的能源,因而其应用得到快速的发展。根据所采用的吸光材料,太阳能电池通常分为两种,即块状或基于晶片的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基于晶片的太阳能电池的最常用材料。源自基于晶片的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180 μ m和约240 μ m 之间的厚度。此类太阳能电池板称为太阳能电池层,并且其可进一步包括电线,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。接着还可以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,以形成可以使用至少20年的耐候性模块。一般来讲,按照从前朝阳面到后非朝阳面的位置顺序,源自基于晶片的太阳能电池的太阳能电池模块包括(1)入射层(前板),⑵前包封层,⑶太阳能电池层,⑷ 后包封层,以及( 背衬层(后板)。在这类模块中,重要的是,设置在太阳能电池层的朝阳面(即入射层和前包封层)的材料具有良好的透明性,以允许足够的日光到达太阳能电池。此外,一些模块可包括双面太阳能电池,该模块的太阳能电池能够通过接收直射到其朝阳面上的日光和通过接收反射回其非朝阳面上的日光而产生电能。在这类模块中,重要的是,太阳能电池层周围的所有材料具有充分的透明性。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(Cdr^e2或CIS)、铜铟/镓二硒化物(Ci^nxGaa_xpe2 或CIGS)、吸光染料、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厚度小于2 μ m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,太阳能电池层可进一步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。按照从前朝阳面到后非朝阳面的位置顺序,第一类构造包括(1)太阳能电池层,其包括覆板和沉积在覆板上的非朝阳面上的一个或多个薄膜太阳能电池层,(2)(后)包封层,和C3)背衬层。按照从前朝阳面到后非朝阳面的位置顺序,第二类构造可包括(1)入射层,O)(前)包封层,( 太阳能电池层,其包括沉积到基板的朝阳面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、高耐湿性以及良好的长期耐侯性。离聚物是通过部分或全部中和作为前体或母体聚合物的酸共聚物的羧酸基团而制备的共聚物,其中酸共聚物通常包含α-烯烃和α,β-烯键式不饱和羧酸的共聚残基。 近年来,某些类型的离聚物已被用作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 2003/0000568 和 2005/0279401。 最近,还开发了具有优异光学特性的离聚物作为太阳能电池的包封材料,例如公开于申请人共同未决的专利申请61/110486(提交于2008年10月31日)和名称为“SOLAR CELLS MODULES COMPRISING LOW HAZE ENCAPSULANTS"(提交于 2008 年 12 月 30 日)的专利申请中的那些离聚物。然而,仍需要开发一种离聚物包封材料,这种包封材料不仅具有良好的光学特性,还具有改进的耐湿性。专利技术概述本专利技术涉及包括太阳能电池层和离聚物片材的太阳能电池模块,其中,(A)太阳能电池层包括单个太阳能电池或多个电互连的太阳能电池;以及(B)离聚物片材包含钠/锌混合离聚物,该混合离聚物是前体酸共聚物的中和产物;其中该前体酸共聚物包含具有2至10个碳原子的α -烯烃的共聚单元,以及按该所述前体酸共聚物的总重量计约20至约30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;其中根据ASTM D1238在190°C和2. 16kg下测定,所述前体酸共聚物具有约70至约1000克/10分钟的熔体流动速率;并且其中当按所述前体酸共聚物中存在的羧酸基团的总数计中和至约40%至约90%的含量,以包含羧酸根基团和基本上由钠离子组成的抗衡离子时,所述前体酸共聚物产生钠离聚物,当根据ASTM D3418由差示扫描量热法测定时,所述钠离聚物具有测不到或小于约3. 0焦/克的凝固焓;并且其中所述钠/锌混合离聚物包含羧酸根基团和抗衡离子混合物;所述抗衡离子混合物按所述前体酸共聚物中的羧酸根基团当量的总数计,基本上由约5至约95当量%的钠阳离子和互补地约95至 5当量%的锌阳离子组成。附图简述附图说明图1为本文公开的基于晶片的太阳能电池模块的剖面图(未按比例绘制)。图2为本文公开的一个特定薄膜太阳能电池模块的剖面图(未按比例绘制)。图3为本文所公开的另一个薄膜太阳能电池模块的剖面图(未按比例绘制)。专利技术详述除非特殊情况有其他限制,下列定义适用于本说明书中使用的术语。本文所使用的科技术语具有本专利技术所属
中的普通技术人员通常理解的含义。如发生矛盾,以本说明书及其包括的定义为准。如本文所用,术语“有限量”是指大于零的量。如本文所用,术语“含有”、“包括”、“包含”、“特征在于”、“具有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包括。例如,包括要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的或该工艺、方法、制品或设备所固有的其他要素。连接短语“基本上由组成”将权利要求的范围限制为具体的材料或步骤以及不会显著影响受权利要求保护的本专利技术的基本和新型特征的那些要素。如本文所定义,术语“基本上由组成”并不将任选的、其含量适合此类添加剂的添加剂以及微量杂质排除在组合物之外。当组合物、工艺、结构,或者组合物、工艺或结构的一部分在本文中用本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.包括太阳能电池层和离聚物片材的太阳能电池模块,其中,(A)所述太阳能电池层包括单个太阳能电池或多个电互连的太阳能电池,并且任选地具有前朝阳面和后非朝阳面;以及(B)所述离聚物片材包含钠/锌混合离聚物,所述离聚物是前体酸共聚物的中和产物;其中所述前体酸共聚物包含具有2至10个碳原子的α-烯烃的共聚单元和按所述前体酸共聚物的总重量计约20至约30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;其中根据ASTM D1238在190℃和2.16kg下测定,所述前体酸共聚物具有约70至约1000克/10分钟的熔体流动速率;并且其中当按所述前体酸共聚物中存在的羧酸基团的总数计中和至约40%至约90%的含量以包含羧酸根基团和基本上由钠离子组成的抗衡离子时,所述前体酸共聚物产生钠离聚物,当根据ASTM D3418由差示扫描量热法测定时,所述钠离聚物具有测不到或小于约3.0焦/克的凝固焓;并且其中所述钠/锌混合离聚物包含羧酸根基团和抗衡离子混合物;所述抗衡离子混合物按所述前体酸共聚物中的羧酸根基团当量的总数计,基本上由约5至约95当量%的钠阳离子和互补地约5至95当量%的锌阳离子组成...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·A·海斯
申请(专利权)人:纳幕尔杜邦公司
类型:发明
国别省市:US

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