具有包封剂和光伏电池的阻挡组件制造技术

本发明专利技术涉及一种组件，所述组件包括包封剂、设置在所述包封剂上的第一聚合物膜基底、设置在所述第一聚合物膜基底上的阻挡膜、设置在所述阻挡膜上的压敏粘合剂层和设置在所述压敏粘合剂上的第二聚合物膜基底。所述第一聚合物膜基底具有第一热膨胀系数。所述第二聚合物膜基底的第二热膨胀系数高于所述第一热膨胀系数。所述第二聚合物膜基底通常耐紫外光降解。所述组件能透射可见光和红外光。在一些实施例中，所述包封剂层在光伏电池上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有包封剂和光伏电池的阻挡组件
技术介绍
新兴的太阳能技术如有机光伏器件(OPV)和薄膜太阳能电池如铜铟镓二硒(CIGS)需要保护以免受水蒸气之害并且需要是在户外环境中耐久的(例如对紫外(UV)光)。通常已使用玻璃作为这类太阳能器件的包封材料，因为玻璃是非常好的水蒸气屏障、光学透明且对UV光稳定。但玻璃重、脆、难以制成柔性的且难以搬运。对开发不具有玻璃的缺点但具有与玻璃类似的阻挡性质和UV稳定性的透明柔性包封材料来代替玻璃感兴趣，并且已经开发出许多接近玻璃的阻挡性质的柔性阻挡膜。
技术实现思路
尽管包封技术已取得了进步，但太阳能应用中对阻挡和耐久性的需求仍然是一个挑战，并且需要另外的工作为太阳能市场带来有效的柔性包封方案。本专利技术提供了可用于例如包封太阳能器件的组件。本文所公开的组件一般是柔性的，能透射可见光和红外光，并且具有极佳的阻挡性质。虽然据说含氟聚合物膜和其它耐气候膜为用于柔性光伏电池的包封系统的可用组件(如在美国专利申请公开第2003/0029493号中)，但含氟聚合物膜可以具有超过lOOppm/K (百万分率/开尔文)的热膨胀系数，而可用于光伏电池的柔性载体(如聚酸亚胺膜或金属箔)可以具有小于30ppm/K的热膨胀系数。含氟聚合物膜与柔性载体之间的这种热膨胀系数失配可以在经过包封的柔性光伏电池中造成热应力。现已发现，在某些热层合条件下(例如150°C)，包括用热固化包封剂(如乙烯-醋酸乙烯酯)层合到低CTE柔性基底上的含氟聚合物上的多层阻挡膜的包封系统发展可以导致分层的热应力。柔性光伏电池(如CIGS )具有相对较高的轮廓(如比例如有机电致发光器件高的轮廓)。通常，薄膜CIGS电池的汇流和互连带可能例如高出电池的表面O. 15_。这些高轮廓组件可以充当可能加重由CTE失配所造成的问题的应力收集器。根据本专利技术的阻挡组件可用于例如将高温层合后可能导致的耐气候性顶层与柔性光伏模块之间的CTE失配的影响最小化。在一个方面，本专利技术提供一种组件，其包括包封层；第一聚合物膜基底，所述第一聚合物膜基底具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面和第一热膨胀系数，其中所述第一聚合物膜基底的第二表面设置在所述包封剂层上；阻挡膜，所述阻挡膜设置在所述第一聚合物膜的第一表面上；压敏粘合剂层，所述压敏粘合剂层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中所述压敏粘合剂的第一表面设置在与所述第一聚合物膜基底相对的阻挡膜上；以及第二聚合物膜基底，所述第二聚合物膜基底设置在压敏粘合剂层的第二表面上，其中所述第二聚合物膜基底具有第二热膨胀系数，并且其中所述第二热膨胀系数高于所述第一热膨胀系数。所述组件能透射可见光和红外光。在一些实施例中，包封剂层在光伏电池上。在本专利申请中，例如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并不旨在仅指单一实体，而是包括一般类别，其具体实例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“至少一种(一个)”和“包括至少一种(一个)”指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。附图说明结合附图，参考以下对本专利技术的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本专利技术，其中:图1使用示意性侧视图示出了根据本专利技术的一些实施例的组件；图2示出了根据本专利技术的组件的一个实施例的示意性侧视图，其中阻挡膜具有层；图3示出了根据本专利技术的组件的另一实施例的示意性侧视图，其中所述组件包括光伏模块；和图4示出了根据本专利技术的组件的一个实施例的示意性侧视图，其中阻挡膜具有层且其中所述组件包括光伏模块；具体实施例方式根据本专利技术的阻挡组件能透射可见光和红外光。在此所用的术语“可透射可见光和红外光”可以指，沿法向轴测得，对光谱的可见和红外部分的平均透射率至少为约75%(在一些实施例中至少为约80、85、90、92、95、97或98%)。在一些实施例中，可见光和红外光可透射的组件对400nm到1400nm范围的平均透射率至少为约75%(在一些实施例中至少为约80、85、90、92、95、97或98%)。可见光和红外光可透射的组件为不干扰例如光伏电池对可见光和红外光的吸收的那些。在一些实施例中，可见光和红外光可透射的组件对对于光伏电池有用的光的波长范围的平均透射率至少为约75% (在一些实施例中至少为约80、85、90、92、95、97或98%)。可以根据折射率和厚度来选择第一和第二聚合物膜基底、压敏粘合剂层以及阻挡膜，以便提高对可见光和红外光的透射率。根据本专利技术的阻挡组件通常是柔性的。在此所用的术语“柔性的”指能成型为卷。在一些实施例中，术语“柔性的”指能绕曲率半径至多7.6厘米(cm) (3英寸)、在一些实施例中至多6.4cm (2.5英寸)、5cm (2英寸)、3.8cm (1.5英寸)或2.5cm (I英寸)的卷芯弯曲。在一些实施例中，柔性组件可以绕至少0.635cm (1/4英寸)、1.3cm (1/2英寸)或1.9cm(3/4英寸)的曲率半径弯曲。 根据本专利技术的阻挡组件一般不显示可能由多层结构中的热应力或回缩而引起的分层或卷曲。在本文中，卷曲是使用Ronald P.Swanson在2006AWEB会议录(工业金属化、涂布与层合、应用幅材处理协会会议录2006 (Association of IndustrialMetallizersj Coaters and Laminatorsj Applied Web Handling Conference Proceedings2006))中提出的“幅材卷曲测量(Measurement of Web Curl)”中所述的卷曲规来测量。根据这种方法，可以测量达到分辨率0.25ΠΓ1曲率的卷曲。在一些实施例中，根据本专利技术的阻挡组件显示最高至7、6、5、4或3ΠΓ1的卷曲。根据固体力学，已知横梁的曲率与施加给它的弯曲力矩成比例。已知弯曲应力的大小又与弯曲力矩成比例。根据这些关系，相对而言，样本的卷曲可以用来比较残余应力。阻挡组件通常还对固化在基底上的EVA和其它常用光伏包封剂显示高剥离粘附力。通常，即使在高温度和湿度老化后，也能维持本文所公开的阻挡组件的性质。根据本专利技术的组件的实施例示出于图1到图4中。图1示出了根据本专利技术的一些实施例的组件。组件100包括阻挡膜120，阻挡膜120可以描述为具有两个主表面。在图示实施例中的下主表面上，阻挡膜120接触第一聚合物膜基底140。在图示实施例中的上主表面上，阻挡膜120接触压敏粘合剂层110，压敏粘合剂层110将阻挡膜120粘附到第二聚合物膜基底130的主表面。图2示出了根据本专利技术的一些实施例的另一组件200，其中阻挡膜具有层228、226和224。在图示实施例中，第一和第二聚合物层224和228由与第一和第二聚合物层224和228紧密接触的可见光可透射无机阻挡层226分开。在图示实施例中，第一聚合物层224接触第一聚合物膜基底240，而第二聚合物层228接触压敏粘合剂层210，压敏粘合剂层210将第二聚合物层228粘附到第二聚合物膜基底230的主表面。第二聚合物层228和无机阻挡层226可以称为成对层。虽然图2 (和图4)中仅示出一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.02 US 61/361,1331.一种组件，所述组件包括: 包封剂层； 第一聚合物膜基底，所述第一聚合物膜基底具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面和第一热膨胀系数，其中所述第一聚合物膜基底的第二表面设置在所述包封剂层上; 阻挡膜，所述阻挡膜设置在所述第一聚合物膜的第一表面上； 压敏粘合剂层，所述压敏粘合剂层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中所述压敏粘合剂的第一表面设置在与所述第一聚合物膜基底相对的所述阻挡膜上；和 第二聚合物膜基底，所述第二聚合物膜基底设置在所述压敏粘合剂层的第二表面上，其中所述第二聚合物膜基底具有第二热膨胀系数，并且其中所述第二热膨胀系数高于所述第一热膨胀系数； 其中所述组件能透射可见光和红外光。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述包封剂层在光伏电池上。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述光伏电池为CIGS电池。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其中所述第一聚合物膜与所述第二聚合物膜的厚度比至少为5:2。5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述压敏粘合剂层具有最高至3.4X108帕斯卡的拉伸模量。6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，所述组件具有最高至7m—1的卷曲。7.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中所述压敏粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·D·韦格尔，马克·A·勒里希，艾伦·K·纳赫蒂加尔，塞缪尔·基达内，安德鲁·J·亨德森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：