太陽能電池用聚合物板及其制造方法、太陽能電池用背板、以及太陽能電池模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能電池用聚合物板，其具有聚酯基材和聚合物層，所述聚酯基材的羧基的含量為15當(dāng)量/t以下，利用示差掃描量熱測定求出的微小吸熱峰溫度Tmeta(℃)為220℃以下，在溫度125℃、相對濕度100％RH的條件下放置72小時(shí)后的平均延伸度保持率為10％以上，所述聚合物層設(shè)于所述聚酯基材上，含有在分子中包含質(zhì)量比例為15～85質(zhì)量％的以下述通式(1)〔R1、R2：H、鹵素原子、1價(jià)的有機(jī)基(R1與R2既可以相同也可以不同。多個(gè)R1及R2分別既可以相同也可以不同。)、n：1以上的整數(shù)〕表示的硅氧烷結(jié)構(gòu)單元和質(zhì)量比例為85～15質(zhì)量％的非硅氧烷系結(jié)構(gòu)單元的復(fù)合聚合物，在濕熱環(huán)境下的粘接耐久性優(yōu)異，可以廉價(jià)地制造。[化1]
【專利說明】太陽能電池用聚合物板及其制造方法、太陽能電池用背板、以及太陽能電池模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池用聚合物板及其制造方法、太陽能電池用背板、以及太陽能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是在發(fā)電時(shí)沒有二氧化碳的排出、環(huán)境負(fù)擔(dān)小的發(fā)電方式，近年來迅速地得到普及。太陽能電池中所用的聚合物板被要求如下各種性質(zhì)，即，與放置于屋頂上等而暴露在雨中的太陽能電池的使用環(huán)境對應(yīng)的耐久性、用于不妨礙太陽能電池的發(fā)電效率的透明性等。另外，作為太陽能電池用的聚合物板，已知有密封太陽能電池元件(單元)的太陽能電池用密封材料(也簡稱為“密封材料”)、保護(hù)所述密封材料免受外部影響的太陽能電池用背板等。
[0003]太陽能電池模塊通常具有在太陽光入射的一側(cè)的表面玻璃、與配置于與太陽光入射的一側(cè)相反一側(cè)(背面?zhèn)?的所謂背板之間夾持有太陽能電池單元的結(jié)構(gòu)，表面玻璃與太陽能電池單元之間、以及太陽能電池單元與背板之間分別由EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等密封。
[0004]背板具有防止來自太陽能電池模塊的背面的水分的浸入的作用，以往使用玻璃、氟樹脂等，然而近年來，從成本的觀點(diǎn)考慮開始使用聚酯。此外，背板有時(shí)并非單純的聚合物板，而被賦予如下所示的各種功能。
[0005]作為所述功能，例如有時(shí)要求向背板中添加氧化鈦等白色無機(jī)微粒、使之具有反射性能。這是因?yàn)?，通過將從模塊的表面入射的太陽光當(dāng)中的徑直穿過單元的光漫反射、將其送回單元而提高發(fā)電效率。對于這一點(diǎn)，公開過添加有白色無機(jī)微粒的白色聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜的例子(例如參照日本特開2003-060218號公報(bào)、日本特開2006-210557號公報(bào))，另外還公開過具有包含白色顏料的白色油墨層的背面保護(hù)片的例子(例如參照日本特開2006-210557號公報(bào))。
[0006]另外，有時(shí)對背板還要求裝飾性。從這一點(diǎn)考慮，為了改善裝飾性，公開過添加有作為黑色顏料的茈系顏料的太陽能電池用背板的例子(例如參照日本特開2007-128943號公報(bào))。
[0007]此外，為了獲得背板與EVA密封材料之間的牢固的粘接，有時(shí)在背板的最表層設(shè)置聚合物層。對于這一點(diǎn)，記載過在白色的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上設(shè)置熱粘接層的技術(shù)(例如參照日本特開2003-060218號公報(bào))。
[0008]為了賦予如上所述的功能，背板成為在支承體上層疊了具有其他的功能的層的結(jié)構(gòu)。作為層疊的方法，有在支承體上貼合具有各種各樣的功能的薄片的方法。例如，公開過利用多個(gè)樹脂薄膜的貼合來形成背板的方法(例如參照日本特開2002-100788號公報(bào))。此外，作為利用貼合以低成本形成背板的方法，公開過在支承體上涂布具有各種各樣的功能的層的方法(例如參照日本特開2006-210557號公報(bào)、日本特開2007-128943號公報(bào))。[0009]另外，還有過關(guān)于在白色聚酯薄膜設(shè)置有含有防靜電劑及硅酮化合物的涂布層的反射板用白色聚酯薄膜、在有機(jī)薄膜上層疊含有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基共聚物、硅氧烷化合物的粘接層的太陽能電池用背板的公開(例如參照日本特開2008-189828號公報(bào)、日本特開2008-282873號公報(bào))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明所要解決的問題
[0012]但是，雖然對于借助貼合的背板形成方法有公開的技術(shù)，然而成本高，而且長期使用中層間的粘接性差，在耐久性的方面不夠充分。即，由于背板直接暴露于水分或熱、光中，因此要求對于這些能夠長時(shí)間地耐受的性能。例如，背板一般來說具有與EVA系密封材料粘接的結(jié)構(gòu)，而該情況下背板/ EVA之間的經(jīng)時(shí)的粘接耐久性極為重要。另外，支承體與各層之間的粘接耐久性也不可缺少。
[0013]雖然對于借助涂布的方法也有過公開，然而在溫濕度比較高的環(huán)境等下難以長時(shí)間地保持粘接性，尚未提供可以實(shí)現(xiàn)低廉的制造、且兼顧了光反射性等功能和與EVA系密封材料之間的粘接性的太陽能電池用的聚合物板。
[0014]如上所述在含有硅酮化合物或硅氧烷化合物的聚酯薄膜、背板中，就前者而言，作為防靜電劑含有的陽離子聚合物的耐久性差，另外就后者而言，硅氧烷化合物以外的樹脂或共聚物的耐久性差，因此在溫濕度比較高的環(huán)境等下難以保持長時(shí)間的粘接性。
[0015]另外，如果為了使聚合物板具有耐久性，而提高聚合物板的基材的耐久性、特別是提高濕熱耐久性，則基材與聚合物層之間的粘接性就會降低。另一方面，為了提高聚合物層的耐久性，一般來說將氟樹脂(也稱作氟化碳系樹脂)作為粘合劑使用，然而將氟樹脂作為粘合劑的聚合物層具有與基板的密合差的問題。所以，無法兼顧基材的耐久性和聚合物層的粘接性。
[0016]如上所述，現(xiàn)實(shí)情況是，尚未提供出如下的太陽能電池用的背板等太陽能電池用聚合物板，即，具有可以耐受長時(shí)間的與EVA系密封材料的粘接性并根據(jù)情況兼?zhèn)淦渌墓δ?例如反射性能、裝飾)，而且可以廉價(jià)地制造，可以滿足濕熱耐久性。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種濕熱環(huán)境下各層間的粘接耐久性、以及聚合物板的構(gòu)成基材、電池側(cè)基板的構(gòu)成基材(例如EVA等密封材料)之間的粘接耐久性優(yōu)異、可以廉價(jià)地制造的太陽能電池用聚合物板及其制造方法、太陽能電池用背板、以及具有穩(wěn)定的發(fā)電效率的廉價(jià)的太陽能電池模塊，以實(shí)現(xiàn)該目的為課題。
[0018]用于解決問題的方法
[0019]用于實(shí)現(xiàn)所述目的的具體的方法如下所示。
[0020]〈1> 一種太陽能電池用聚合物板，其具有聚酯基材和聚合物層，所述聚酯基材中羧基的含量為15當(dāng)量/ t以下，利用示差掃描量熱測定求出的微小吸熱峰溫度TmetaCC)為2200C以下，在溫度125°C、相對濕度100% RH的條件下放置72小時(shí)后的平均延伸度保持率為10%以上，所述聚合物層設(shè)于所述聚酯基材上，含有在分子中包含質(zhì)量比例為15?85質(zhì)量％的以下述通式(I)表示的硅氧烷結(jié)構(gòu)單元和質(zhì)量比例為85?15質(zhì)量％的非硅氧烷系結(jié)構(gòu)單元的復(fù)合聚合物。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池用聚合物板，具有: 聚酯基材，其羧基的含量為15當(dāng)量/ t以下，利用示差掃描量熱測定求出的微小吸熱峰溫度TmetaCC )為220°C以下，在溫度125°C、相對濕度100% RH的條件下放置72小時(shí)后的平均延伸度保持率為10%以上；以及 聚合物層，其設(shè)于所述聚酯基材上，含有在分子中包含質(zhì)量比例為15?85質(zhì)量％的以下述通式(I)表示的硅氧烷結(jié)構(gòu)單元和質(zhì)量比例為85?15質(zhì)量％的非硅氧烷系結(jié)構(gòu)單元的復(fù)合聚合物， [化I]
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層具有來自于將所述復(fù)合聚合物交聯(lián)的交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述非聚硅氧烷系結(jié)構(gòu)單元為丙烯酸系結(jié)構(gòu)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述交聯(lián)劑是選自碳二亞胺系化合物、》惡唑啉系化合物、以及環(huán)氧系交聯(lián)劑中的至少I種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層中的來自于所述交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)部分相對于所述復(fù)合聚合物的質(zhì)量比例為I?30質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚酯基材被實(shí)施了選自電暈處理、火焰處理、低壓等離子體處理、大氣壓等離子體處理、以及紫外線處理中的至少I種表面處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述通式(I)中的以所述R1及R2表示的I價(jià)的有機(jī)基是選自烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、巰基、氨基、以及酰胺基中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚酯基材的羧基的含量為I?15當(dāng)量/ t的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層的至少I層的厚度為0.8 μ m?12 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層的至少I層被設(shè)置為與所述聚合物基材的表面接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層的至少I層是配置在最遠(yuǎn)離所述聚合物基材的位置的最外層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 所述聚合物層的至少I層是還含有白色系顏料且具有光反射性的反射層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 至少含有2層的所述聚合物層，作為所述2層中的其中一層具有所述反射層，在所述反射層與所述聚酯基材之間具有另一層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板，其中， 還具有含有白色系顏料且具有光反射性的反射層，在該反射層與所述聚酯基材之間具有至少一層的所述聚合物層。
15.一種太陽能電池用聚合物板的制造方法，具有如下的工序，即，在羧基的含量為15當(dāng)量/ t以下、利用示差掃描量熱測定求出的微小吸熱峰溫度TmetaCC)為220°C以下、在溫度125°C、相對濕度100% RH的條件下放置72小時(shí)后的平均延伸度保持率為10%以上的聚酯基材上，涂布含有在分子中包含質(zhì)量比例為15?85質(zhì)量％的以所述通式(I)表示的硅氧烷結(jié)構(gòu)單元和質(zhì)量比例為85?15質(zhì)量％的非硅氧烷系結(jié)構(gòu)單元的復(fù)合聚合物的涂布液，形成至少I層的聚合物層， [化2]
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能電池用聚合物板的制造方法，其中， 所述涂布液還含有選自碳二亞胺系化合物、H惡唑啉系化合物、以及環(huán)氧系交聯(lián)劑中的交聯(lián)劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽能電池用聚合物板的制造方法，其中， 所述涂布液還含有溶劑，該溶劑的50質(zhì)量％以上為水。
18.—種太陽能電池用背板，是與將太陽能電池元件利用密封材料密封的電池側(cè)基板的所述密封劑接觸地配置的太陽能電池用背板，其中， 使用了權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板、或者利用權(quán)利要求15?17中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用聚合物板的制造方法制造的太陽能電池用聚合物板。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能電池用背板，其中， 在所述聚酯基材的與設(shè)有所述聚合物層的面相反一側(cè)的表面，具備相對于所述密封材料具有5Ν / cm以上的粘接力的易粘接層。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能電池用背板，其中， 將選自所述太陽能電池用聚合物板中的2個(gè)以上的太陽能電池用聚合物板利用膠粘劑貼合而成。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能電池用背板，其中， 具有防止水和氣體的至少一種的浸入的屏蔽層。
22.—種太陽能電池模塊，其中具備權(quán)利要求18所述的太陽能電池用背板。
23.—種太陽能電池模塊，其具備: 太陽光入射的透明性的前基板、 設(shè)于所述前基板上并具有太陽能電池元件及密封所述太陽能電池元件的密封材料的單元結(jié)構(gòu)部分、以及 設(shè)于所述單元結(jié)構(gòu)部分的與所述前基板所處一側(cè)相反一側(cè)并與所述密封材料相鄰而配置的權(quán)利要求18所述的 太陽能電池用背板。
【文檔編號】B32B27/36GK103430321SQ201280011843
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】畠山晶 申請人:富士膠片株式會社