可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物及包含该组合物的太阳能电池封装材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及在太阳能电池组件中用作封装材料的可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共 聚物的组合物。
【背景技术】
[0002] 光伏组件是可再生能源的重要来源。尤其是，它们包括当暴露于阳光时释放电子 的太阳能电池。太阳能电池通常是易碎的半导体材料，所以一般被包装或封装在使它们免 于物理冲击和擦刮的聚合材料中。被封装的太阳能电池一般进一步地被玻璃，或被耐候、耐 磨损或耐其它物理损害的另一外层所保护。
[0003] 当太阳能电池组件在其太阳能电池和组件的另一部分之间以大电势运行时，经常 会发生电势诱导衰减（"PID"）的问题。这导致太阳能电池降低或停止电力的产生。PID 是当组件的电压电势和漏电流在半导体材料和组件的其它元件（例如玻璃和边框）之间驱 动组件内的离子迁移时发生的。PID的发生所需的条件涉及（i)环境因素、（ii)系统因素、 (iii)组件因素和（iv)电池因素。在组件这一级别，玻璃的选择、封装和扩散阻阻隔层都已 显示出对PID具有影响。例如，人们假定扩散的水和离子可引起不利的电化学反应，使太阳 能电池的p-n结失效。对于此，在Aitken等人的国际专利申请公布W02013/020128中，他 们声称通过将不含或基本上不含碱金属离子，例如钠离子，的玻璃替换光伏组件中的标准 钙钠玻璃可降低或消除PID。人们还已建议EVA封装材料可对PID起重要作用。尤其是， 在Schuetze等人的"LaboratoryStudyofPotentialInducedDegradationofSilicon PhotovoltaicModules"，Q-CellsSE,Sonnenalleel7-21，06766Bitterfel_Wolfen中，他 们提出EVA中包含的乙酸与水分的共存可能是导致被称为"玻璃腐蚀"的玻璃界面处的金 属离子溶解的原因，并且他们认为PID与经由玻璃和EVA之间的界面、以及经由EVA和电 池表面之间的界面的传递过程有关。
[0004] 如上所述，显然对于可以防止或减少光伏组件的PID的聚合物封装材料存在较大 需求。
【发明内容】
[0005] 在此提供一种可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物，所述组合物包含： (a)至少一种乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、（b)0. 01-5重量％的至少一种不饱和羧酸、以及 (c)0. 05-5重量％的至少一种交联剂，其中所述组合物中包含的所有组分的重量％总计为 100重量％。
[0006] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物的一个实施方案中，所述至 少一种不饱和羧酸选自a，(6-烯键式不饱和羧酸，或者所述至少一种不饱和羧酸选自具 有3-24个碳原子的a，(6-烯键式不饱和羧酸。或者，所述至少一种不饱和羧酸选自：丙 烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、巴豆酸、2-乙基丙烯酸、2-戊烯酸、4-戊烯酸、2-丙基丙烯酸、 2-辛烯酸、3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸、10-i碳烯酸、芥酸、巴西烯酸、棕榈油酸(palmitoleinicacid)、油酸、神经酸、亚麻酸、菌麻油酸、4-氧代-4-苯基-2-丁烯酸、2-溴 丙烯酸、2-溴甲基-丙烯酸、山梨酸、衣康酸、柠康酸、富马酸、甲基富马酸、中康酸、2-甲基 琥珀酸、黏康酸、丙炔酸、2-丁炔酸、2-戊炔酸、2-己炔酸、2-辛炔酸、苯基丙炔酸、乙炔二羧 酸、2-乙酰氨基-丙烯酸和马来酸单酰胺、以及其中的两种或更多种的组合，或者所述至少 一种不饱和羧酸选自：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、以及其中的两种或更多种的组合。
[0007] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物的另一个实施方案中，所述 至少一种交联剂选自过氧化物，或者所述至少一种交联剂选自有机过氧化物，或者所述至 少一种交联剂选自叔丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、 2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基过氧基）己烷、1，1_双（叔丁基过氧基）-3, 3, 5-三甲基环 己烷、1，1_二（叔丁基过氧基）环己烷、2, 2'-双（叔丁基过氧基）二异丙苯、4, 4'-双 (叔丁基过氧基）丁基戊酸酯、3, 3-双（叔丁基过氧基）丁酸乙酯、过氧化叔丁基异丙 苯、二[(叔丁基过氧基）异丙基]苯、过氧化叔丁基、6, 6, 9, 9-四甲基-3-甲基-3-正丁 基-1，2, 4, 5-四氧基环壬烷、6, 6, 9, 9-四甲基-3-甲基-3-乙基羰基甲基-1，2, 4, 5-四 氧基环壬烷、3, 3-二（叔丁基过氧基）-丁酸乙酯、过氧化二苯甲酰、过氧化2, 4-二氯苯甲 酰、2, 5-二甲基-2, 5-二-(叔丁基过氧基）-3-己炔、以及其中的两种或更多种的组合。
[0008] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物的又一个实施方案中，所述至 少一种乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的含量为所述组合物的总重量的85-99. 5重量％、或90-99 重量％、或95-98. 5重量％。
[0009] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物的又一个实施方案中，所述至 少一种不饱和羧酸的含量为所述组合物的总重量的〇. 02-3重量％或0. 05-2重量％。
[0010] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的又一个实施方案中，所述至少一种交 联剂的含量为所述组合物的总重量的0. 1-3重量％或0. 2-2重量％。
[0011] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物的又一个实施方案中，所述组 合物还包含一种或多种附加添加剂，或者所述组合物还包含一种或多种选自以下的附加添 加剂：交联助剂、增塑剂、加工助剂、流动增强添加剂、润滑剂、颜料、染料、阻燃剂、抗冲击 改性剂、成核剂、防粘连剂、紫外线稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、热稳定剂、分散剂、表 面活性剂、螯合剂、偶联剂、粘合剂、底漆、补强添加剂、填料、以及其中的两种或更多种的组 合。
[0012] 在此还提供由以上提供的可交联的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的组合物形成的可 交联的乙烯/乙酸乙烯酯的膜或片。
[0013] 在所述可交联的乙烯/乙酸乙烯酯的膜或片的一个实施方案中，所述膜或片被用 作太阳能电池的封装层。
[0014] 在此还提供太阳能电池预层压组件，其包括：（i)包括太阳能电池部件并具有前 侧和背侧的太阳能电池层，所述太阳能电池部件由一个或多个太阳能电池构成、以及（ii) 位置邻近所述太阳能电池层的前侧的前封装层，其中所述前封装层由权利要求9的可交联 的乙烯/乙酸乙烯酯的膜或片形成。
[0015] 在所述太阳能电池预层压组件的一个实施方案中，所述组件还包括位置邻近所述 前封装层并与所述太阳能电池层相对的前板。
[0016] 在所述太阳能电池预层压组件的另一个实施方案中，所述组件还包括背封装层 和背板，所述背封装层位置邻近太阳能电池部件的背侧，所述背板位置邻近所述背封装层 且与太阳能电池层相对。
[0017] 在此还提供一种通过层压以上提供的太阳能电池预层压组件而形成的太阳能电 池组件。
[0018] 在所述太阳能电池组件的一个实施方案中，用以形成前封装层的可交联的乙烯/ 乙酸乙烯酯的膜或片为经过交联的。
[0019] 依据本公开，当用两个特定端点给出范围时，应理解该范围包括这两个特定端点 内的任何数值、以及等于或约等于这两个端点中任一个的任何值。
【附图说明】
[0020] 图1A-1D为PID老化前在CEl和E1-E3中制备的组件前侧的电致发光（EL)图像。
[0021] 图1E-1H为PID老化后在CEl和E1-E3中制备的组件前侧的EL图像。
[0022] 图2A-2E为PID老化前在CE2和E4-E7中制备的组件前侧的EL图像。
[0023] 图2F-2J为PID老化后在CE2和E4-E7中制备的组件前侧的EL图像。
[0024] 图3A-3C为PID老化前在CE3和E8-E9中制备的组件前侧的EL图像。
[0025] 图3D-3F为PID老化后在CE3和E8-E9中制备的组件前侧的EL图像。
[0026] 图4A-4E为PID老化前在CE4和E12-E15中制备的组件前侧的EL图像。
[0027] 图4F-4J为PID老化后在CE4和E12-E15中制备的组件前侧的EL图像。
[0028] 图5A-5B为PID老化前在CE5-CE6中制备的组件前侧的EL图像。
[0029] 图5C-?为PID老化后在CE5-CE6中制备的组件前侧的EL图像。
【具体实施方式】
[0030] 在此公开了一种可交联的乙烯/乙酸乙烯酯（EVA)共聚物的组合物，其中所述组 合物包含（a)至少一种乙烯/乙酸乙烯酯（EVA)共聚物、(b)约0. 01-5重量％的至少一种 不饱和羧酸和（c)约0.05-5重量％的至少一种交联剂，其中所述组合物中包含的所有组分 的重量％总计为100重量％。
[0031] 在此使用的EVA共聚物来自乙烯和乙酸乙烯酯的共聚。所述EVA共聚物