太阳能电池用保护板,其制造方法,太阳能电池用背板以及太阳能电池模块的制作方法

文档序号:7251116阅读:353来源:国知局
太阳能电池用保护板,其制造方法,太阳能电池用背板以及太阳能电池模块的制作方法
【专利摘要】一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括:聚酯载体,所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率;和聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量,所述太阳能电池保护板在所述聚酯载体与通过水系涂布形成在其上的所述功能层之间的粘附性上优异,并且当保持在高温高湿环境中时可以保持良好的形状。
【专利说明】太阳能电池用保护板,其制造方法,太阳能电池用背板以及
太阳能电池模块
【技术领域】
本发明涉及太阳能电池保护板及其制备方法,并且涉及太阳能电池用背板,并且涉及太阳能电池模块。具体地,本发明涉及在载体与其涂层之间的粘附性上优异的太阳能电池保护板,并且涉及用于制造保护板的方法。
【背景技术】
太阳能电池模块是在发电中不释放二氧化碳并且最近变得非常流行的环境负担减轻的发电系统。太阳能电池模块通常设计为使得将太阳能电池元件夹起并用密封剂密封在设置在日光落入在其上的前侧的前基板与设置在与日光入射前侧相反的一侧(背侧)的板即通常所说的背板之间,其中将前基板与太阳能电池元件之间的空间以及太阳能电池元件与背板之间的空间各自用EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等密封。
构成太阳能电池模块的背板发挥保护太阳能电池模块不受水穿过其背部的渗入的影响的作用,对于所述背板迄今使用的是玻璃、氟树脂等。然而,最近从其成本等的角度开始使用聚合物板。作为前基板,从其光透射率高并且可以保持相对高的强度的角度通常使用玻璃基板。然而,本领域中最近的方案是使用聚合物板代替玻璃基板。
用于这种太阳能电池保护板的聚合物板可以包含聚酯载体和根据所需特性设置在其上的功能层。例如,太阳能电池背侧-保护板(背板)在太阳能电池的背侧上使用并且希望具有耐候性、电绝缘性、机械保护、对Si单元密封剂的粘附性等。作为设置有这种功能层的背板,专利文献I提出了涂层型背板,并且专利文献2提出了层压型背板。
涂层型背板通过下列方法制备:将通过将官能化材料溶解或分散在有机溶剂中或在水中所制备的溶液或分散液在室温或在合适的高温涂布到聚酯等的载体板上。涂层型背板的益处是与专利文献2中描述的层压型背板比较制造成本可以降低。另一方面,作为涂层型背板的缺点,已知的是载体板与功能层之间的粘附性差,因为功能层并非使用粘合剂设置在板上。
另一方面,在需要最近开发的薄膜太阳能电池的可用性和玻璃基板的重量减少的情况下,变得需要的是背板不对构成太阳能电池的其他部件给出任何不必要的压力。具体地,现在正在研究的是将太阳能电池模块安装在其中背板自身将会变形的高温高湿环境中,并且特别是需要在高温高湿环境中保持背板的形状。
引用列表 专利文献
专利文献 1:JP-T2010-519742 专利文献 2 JP-A2007-150084 发明概述
本发明所要解决的问题
事实上,本发明的发明人研究了专利文献I中描述的太阳能电池保护板,并且已知聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层之间的粘附性仍不能令人满意。这里,聚合物载体的聚酯载体具有的问题在于:不管聚酯是结晶聚酯还是非晶聚酯,聚酯载体与通过水系涂布形成和层压在其上的聚合物层之间的层间粘附性通常倾向于差,因为聚酯对水具有大接触角并且因此涂布液不能良好地湿润载体以在其上扩散(参考文献,PolymerLatex (聚合物胶乳),第 191 页,Shin Koubunshi Bunko (1988))。
此外,发明人已知的是,当将专利文献I中描述的背板保持在120°C和100%的相对湿度的高湿高温环境中时,那么背板在60小时之后极大地卷曲和收缩,并且因此变形。
考虑到以上情况做出本发明,并且本发明的技术问题是提供一种这样的太阳能电池保护板,其在聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层之间的粘附性上优异,并且其当保持在高温高湿环境中时可以保持良好的形状。
用于解决问题的方式
发明人为了解决上述问题进行了勤恳的研究,并且结果发现,当代替在专利文献I中的实施例中使用的具有125 μ m的厚度的聚合物载体板而使用具有落入特定范围之内并且比该聚合物载体板的厚度大的厚度的聚酯载体时,并且当涂布之前的聚酯载体的热收缩率控制为落入特定范围内时,聚酯载体与功能层之间的粘附性可以提高并且当保持在高温高湿环境中时涂布板可以保持良好的形状。
用于解决上述问题的本发明的具体手段包括以下各项:
[0001]一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括:
聚酯载体,所述聚酯载体具有145μπι至300μπι的厚度,0.2至1.0%的在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率;和聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量。
[0002]优选地,在[I]所述的太阳能电池保护板中,所述聚合物层的厚度为至少I μ m。
[0003]优选地,在[I]或[2]所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体的所述面内第一方向是膜纵向。
[0004]优选地,在[I]至[3]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体是聚
对苯二甲酸乙二醇酯载体。
[0005]优选地,在[I]至[4]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体中的末端羧基含量为最多20eq/t。
[0006]优选地,在[I]至[5]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tan8的峰在123°C以上。
[0007]优选地,在[I]至[6]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体的特性粘度IV为至少0.65dl/g。
[0008]优选地,[I]至[7]中的任一项所述的太阳能电池保护板具有含有白色颜料和粘合剂的白色层作为所述聚合物层。
[0009]优选地,在[8]所述的太阳能电池保护板中,所述白色层通过涂布形成。
[0010]优选地,在[9]所述的太阳能电池保护板中,所述白色层含有水系胶乳衍生的粘合剂作为所述粘合剂。
[0011]优选地,在[8]至[10]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述白色层中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
[0012]优选地,[I]至[11]中的任一项所述的太阳能电池保护板具有耐候性层作为所述聚合物层,所述耐候性层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
[0013]优选地,在[12]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层通过涂布形成。
[0014]优选地,在[12]或[13]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层中的所述含氟聚合物或所述硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是水系胶乳衍生的粘合剂。
[0015]优选地,在[12]至[14]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层与所述聚酯载体接触设置。
[0016]优选地,[12]至[15]中的任一项所述的太阳能电池保护板在所述聚酯载体的一侧上具有所述白色层,并且在所述聚酯载体的与其上具有所述白色层的那一侧相反的另一侧上具有所述耐候性层。
[0017]优选地,在[16]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层包括含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的第一耐候性层以及设置在所述第一耐候性层上的含有含氟聚合物的第二耐候性层。
[0018]一种用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:
将聚合物层形成用涂布液涂布到聚酯载体上,所述聚合物层形成用涂布液包含粘合剂以及溶剂或分散介质,所述溶剂或分散介质的主要组分是水,其中所述聚酯载体具有145 μ m至300 μ m的厚度,0.2至1.0%的在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率,以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率。
[0019]优选地,在[18]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,涂布所述聚合物层形成用涂布液以使得所述聚合物层的干燥厚度可以是至少I μ m。
[0020]优选地,在[18]或[19]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体的所述面内第一方向是所述膜传送方向。
[0021]优选地,在[18]至[20]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,
所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
[0022]优选地,在[18]至[21]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体中的末端羧基含量是最多20eq/t。
[0023]优选地,在[18]至[22]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tan δ的峰为123°C以上。
[0024]优选地,在[18]至[23]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体的特性粘度IV是至少0.65dl/g。
[0025]优选地,[18]至[24]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法将白色颜料加入至所述聚合物层形成用涂布液以制备白色层形成用涂布液。
[0026]优选地,在[25]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述白色层形成用涂布液中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
[0027]优选地,[18]至[26]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括使用含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少任一种作为所述粘合剂以制备耐候性层形成用涂布液。[0028]优选地,[18]至[27]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括使用水作为所述分散介质并且使用水系粘合剂作为所述粘合剂,之后将所述水系粘合剂分散在水中,从而制备所述聚合物层形成用涂布液。
[0029]优选地,[27]或[28]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括将所述白色层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的一侧上,并且将所述耐候性层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的与涂布有所述白色层形成用涂布液的那一侧相反的另一侧上。
[0030]优选地,[29]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括:使用含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的涂布液作为所述耐候性层形成用涂布液,从而形成第一耐候性层,并且将含有含氟聚合物的涂布液进一步涂布到所述第一耐候性层上,从而形成第二耐候性层。
[0031]一种太阳能电池背板,所述太阳能电池背板设置有[I]至[17]中的任一项所述的太阳能电池保护板,或设置有根据[18]至[30]中的任一项所述的太阳能电池保护板制备方法制备的太阳能电池保护板。
[0032]一种太阳能电池模块,所述太阳能电池模块设置有[31]所述的太阳能电池背板。 本发明的有益效果
根据本发明的太阳能电池保护板的构造,提供了一种太阳能电池保护板,其在聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层的粘附性上优异并且可以当保持在高温高湿环境中时保持良好的形状。根据本发明的太阳能电池用保护板的制备方法,提供一种太阳能电池保护板,其没有在耐潮湿性测试之前与之后形状和粘附性改变的问题,因为使用并涂布了厚的载体。
附图简述
[图1]这是显示本发明的太阳能电池保护板的横截面的一个实例的示意图。
[图2]这是显示使用本发明的太阳能电池保护板作为其中的太阳能电池背板的太阳能电池模块的横截面的一个实例的示意图。
用于实施本发明的模式
下面详细描述本发明的太阳能电池保护板(在下文中,这可以称为“本发明的太阳能电池保护板”)及本发明的太阳能电池保护板的制备方法,以及使用所述板的本发明的太阳能电池背板和太阳能电池模块。
下面对于本发明的一些典型的实施方案给出的本发明的构成元件的描述,然而,本发明不应限定与此。在本说明书中,通过短语“一个数至另一个数”表达的数字范围意指落入表示范围的下限的前一个数与表示其上限的后一个数之间的范围。
[太阳能电池保护板]
本发明的太阳能电池保护板包括聚酯载体和聚合物层,所述聚酯载体的厚度为145 μ m至300 μ m,其在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率为0.2至1.0%并且其在垂直于第一方向的第二方向上的热收缩率为-0.3至0.5%,并且所述聚合物层设置在聚酯载体上并具有最多0.1质量%的残留溶剂量。在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的面内第一方向优选为膜纵向。
如果需要,本发明的太阳能电池保护板可以构造为具有任意另外的层如易粘合层等以提高对电池侧基板的粘附性(例如,密封剂如EVA等)(例如,将对密封剂的粘合力增加至ΙΟΝ/cm 以上)。
本发明的太阳能电池保护板的一个更优选实施方案是该板甚至在湿热老化之后也具有高粘合力,并且另外地具有高断裂拉伸保持率(断裂拉伸的保持率)。在这种情况下,优选地,在120°C并且在100%的相对湿度105小时的断裂拉伸保持率为至少50%,更优选至少65%,再更优选至少80%。这里,“断裂拉伸保持率”意指热处理之后的断裂拉伸(Lt)与热处理之前的断裂拉伸(Li)之比,并且通过以下公式表达。在MD和TD上都测量一个样品,并且将所得到的数据平均以给出所希望的断裂拉伸保持率的平均值。
断裂拉伸保持率)=100X (Lt)/(Li)
本发明的太阳能电池保护板具有聚合物层,所述聚合物层具有最多0.1质量%的残留溶剂量。优选地,整个太阳能电池保护板中含有的总残留溶剂量也为最多0.1质量%,更优选最多0.05质量%,再更优选最多0.01质量%。
首先,本发明的太阳能电池保护板的一个优选的构造在图1中给出。在图1中所示的聚合物板中,将聚合物层3设置在聚酯载体16的一侧上,并且将聚合物层I设置在载体的另一侧上。此外,可以将任意另外的两个以上聚合物层设置在板中。
下面描述构成本发明的聚合物板的每个层的优选实施方案的细节。
(聚酯载体)
在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的厚度为145 μ m至300 μ m。
在JP-A2010-519742中的实施例中描述的现有技术中,所使用的是125-μπι PET膜,并且因此膜的耐水解性的随时间降低是显著的。用于在本发明中使用的聚酯载体具有落入特定范围之内的厚度,并且因此耐潮湿性测试之前和之后其机械特性改变小。此外,适宜的是,耐潮湿性测试之前和之后载体的电介质击穿强度上的改变也小。
在本发明中,从更加有益地展现提高载体粘附性的耐湿热性的效果的角度,更优选地,聚酯载体的厚度为180 μ m至270 μ m,再更优选210 μ m至250 μ m。
最近,需要的是不仅增加太阳能电池的输出功率而且提高太阳能电池背板的电绝缘能力。通常,背板的电绝缘性与其厚度成正比,并且因此需要较厚的背板。关于这点,本文当将聚酯载体的厚度控制为落入上述优选的范围内时,可以提供另外地具有良好的电绝缘能力的太阳能电池保护板。
在本发明的太阳能电池保护板中,在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的聚酯载体的热收缩率为0.2至1.0%并且其在垂直于第一方向的第二方向上的热收缩率为-0.3至0.5%。尤其是,从提高湿热老化之后的其粘附性的角度,适宜的是在用下面提到的聚合物层涂布之前聚酯载体的热收缩率落入以下范围内。不限定于任何理论,所考虑的是聚酯载体与其上的涂层之间的粘合性将来自聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力。聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力由聚酯载体的膨胀力或收缩力与涂层的膨胀力和收缩力之间的平衡限定。在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的厚度大,并且因此聚酯载体的膨胀力/收缩力对聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力的影响大。因此,当将在150°C老化30分钟之后聚酯载体在面内第一方向上的热收缩率控制为至少0.2%时,那么聚酯载体的热膨胀对其对涂层的粘附性的影响与其中使用具有少于0.2%的较小热收缩率的聚酯载体的任意其他情况比较可以极大地提高。此外,当将面内第一方向上的热收缩率控制为最多1.0%时,那么聚酯载体的热收缩率不过大并且其对涂层的粘附性可以从而提闻。
当聚酯载体的厚度为下面要提到的聚合物层(涂层)的厚度的10至40倍时,所述影响是更显著的。
优选地,第一方向是膜纵向,并且例如,第一方向优选是制造聚酯载体中的膜传送方向(在下文中这可以称为机器方向,MD)。另一方面,第二方向优选是膜宽度方向,并且例如,第二方向优选是垂直于制造聚酯载体中的膜传送方向的方向(在下文中这可以称为横向,TD)。
优选地,第一方向上的热收缩率(优选MD)为0.3至0.8%,更优选0.4至0.7%。另一方面,第二方向上的热收缩率(优选TD)为-0.1至0.5%,更优选0.0至0.5 %。
在150°C老化30分钟之后聚酯的面内热收缩率可以通过成膜条件(成膜中的拉伸条件,尤其是拉伸之后的热松弛条件)控制。
通常,当聚酯载体的分子量大时,其热收缩率大,并且可以是,例如,大约2%。如下所述,在制造本发明的一个优选实施方案中的聚酯载体中,聚酯通过固相聚合制备以便具有增加的分子量(IV),并且此外,将聚酯中的末端羧基含量AV减少为最多20eq/t,并且此外,形成聚酯载体以便满足上述热收缩率条件。迄今为止,没有人知道这种能够满足低热收缩率、高IV和低末端羧基含量AV的所有需求的聚酯载体。
聚酯载体可以是膜状或板状的一类。从其成本和机械强度的角度,本发明的太阳能电池保护板使用聚酯载体。
用于作为本发明中的聚酯载体使用的聚酯基板是由芳族二元酸或其酯形成用衍生物和二醇或其酯形成用衍生物合成的直链的饱和聚酯。聚酯的具体实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙烯酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸1,4-亚环己基二亚甲基酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯等的膜或板。那些中,从其机械性质和成本之间的平衡的角度,尤其优选的是聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚2,6-萘二甲酸乙二酯。
聚酯基板可以是均聚物或共聚物。此外,基板可以是聚酯与小量的任意其他类型的树月旨,例如,聚酰亚胺等的共混物。
在制造用于在本发明中使用的聚酯中,从控制聚酯中的羧基含量落在预定范围内的角度,优选使用的是含Sb的、含Ge的或含Ti的化合物作为催化剂。尤其优选的是使用含Ti化合物。在使用含Ti化合物的聚合的优选实施方案中,适宜的是以Ippm至30ppm,更优选3ppm至15ppm的量作为Ti元素当量使用含Ti化合物作为催化剂。当所使用的含Ti化合物的Ti元素当量落入以上范围内时,那么可以控制末端羧基含量落在下面提到的范围内,并且也可以保持低的聚酯载体的耐水解性。
在制造具有含Ti化合物的聚酯中,例如,可使用的是JP-B8-301198、日本专利2543624、3335683、3717380、3897756、3962226、3979866、3996871、4000867、4053837、4127119、4134710、4159154、4269704、4313538 等中描述的方法。
在本发明的太阳能电池保护板中,从增加载体的耐水解性和防止载体的强度在湿热老化中降低的角度,优选地,聚酯载体中的末端羧基含量AV为最多20eq/t (吨-下同)。更优选地,该含量为5至18eq/t,再更优选9至17eq/t。
可以通过成膜之前聚合催化剂的类型和普通聚合之后的固相聚合条件,并且还通过成膜条件(成膜温度和时间,拉伸条件和热松弛条件)等控制聚酯中的羧基含量。尤其是,适宜的是,通过膜形式的聚酯载体的形成之前的固相聚合条件控制含量。优选地,固相聚合之后和形成为膜状聚酯载体之前起始聚酯中的末端羧基含量为I至20eq/t,更优选3至18eq/t,再更优选6至14eq/t。
可以根据H.A.Pohl,Anal.Chem.26(1954)2145中描述的方法测量羧基含量(AV)。具体地,将所需的聚酯研磨为粉末并且之后在真空干燥机中在60°C干燥30分钟。接下来,在刚好干燥之后,计量0.1OOOg的聚酯,向其加入5ml的苄醇,并且在加热下在205°C搅拌溶解2分钟。将溶液冷却,之后向其加入15ml的氯仿,并且使用酚红作为指示剂,将样品用碱标准液(0.0lN KOH-苄醇混合溶液)滴定至中性点(pH=7.3±0.1)。从滴定数据计算含量。
同样,优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的特性粘度IV(分子量)为至少 0.65dl/g,更优选 0.68 至 0.85dl/g,再更优选 0.70 至 0.80dl/g。
聚酯的特性粘度IV可以通过聚合催化剂的类型和成膜条件(成膜温度和时间)控制。尤其是,适宜的是,通过膜状聚酯载体形成之前的固相聚合条件控制特性粘度。尤其优选地,起始聚酯在其形成为膜状聚酯载体之前的特性粘度IV为0.68至0.90dl/g,更优选0.70 至 0.85dl/g,再更优选 0.72 至 0.83g/dl。
IV值可以如下测量:将所需的聚酯研磨为粉末,并且溶解在1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])的混合溶剂中成为0.01g/ml,并且使用乌氏粘度计(AVL-6C,由AsahiKasei Technosystems制造)在25°C的温度对样品进行测量。样品溶解在120°C花费15至30分钟。
优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,如用动态粘弹仪测量的聚酯载体的tan δ的峰为123°C以上,更优选为123至130°C,再更优选为124至128°C。
聚酯载体的tan δ的峰可以通过成膜之前的聚合催化剂的类型和通常聚合之后的固相聚合条件,并且还通过成膜条件(成膜温度和时间,拉伸条件和热松弛条件)等控制。尤其是,适宜的是通过拉伸条件(拉伸比和热固定温度)控制可以在线控制的数据。
如下测量tan δ的峰:在25°C和60%的相对湿度的条件2小时以上之后,将样品用商业可得的动态粘弹仪(Vibron:DVA-225 (由ITK制造))在2°C /分钟的加热速度在30°C至200°C的测量温度范围内并在IHz的频率分析。
优选地,对聚酯载体在聚合之后进行固相聚合。这可以容易地得到聚酯的优选的羧基含量和优选的特性粘度。固相聚合可以是连续法(其中将树脂填充在塔中,之后在其中在加热下逐渐地循环预定时间期间并且之后排出)或间歇法(其中将树脂放至容器中并且在其中加热预定时间期间)。具体地,日本专利2621563、3121876、3136774、3603585、3616522、3617340、3680523、3717392和4167159中描述的方法可以提供这里的固相聚合。
固相聚合的温度为优选170°C至240°C,更优选180°C至230°C,再更优选190°C至220°C。固相聚合的时间为优选5小时至100小时,更优选10小时至75小时,再更优选15小时至50小时。优选地,固相聚合在真空中或在氮氛中进行。
优选地,本发明中的聚酯载体是通过以下方法制备的双向拉伸膜:将上述聚酯熔融挤出为膜,之后将膜在流延鼓上冷却并固化为未拉伸的膜,将未拉伸的膜在Tg至(Tg+60) V在机器方向上拉伸一次或多次,达到3倍至6倍的总拉伸比,并且其后将其在横向在Tg至(Tg+60) °C进一步拉伸至3至5倍的拉伸比。
此外,在其成膜中优选的是,从提高其耐水解性和控制其热收缩率的角度,将用于在本发明中使用的聚酯载体在拉伸之后热处理。优选地,在150至230°C,更优选180至225°C,再更优选190至215°C热处理。还优选地,热处理时间为5至60秒,更优选10至40秒,再更优选10至30秒。
优选地,在其成膜中,从控制其热收缩率的角度,将用于在本发明中使用的聚酯载体在拉伸之后热松弛。优选地,在MD上的热松弛为I至10%,更优选3至7%,再更优选4至6%。还优选地,在TD上热松弛为3至20%,更优选6至16%,再更优选8至13%。
在MD和TD上的热松弛比可以通过使用同时双螺杆拉幅机或通过使用MD可缩的TD拉幅机独立地控制。因此,可以控制聚酯载体的热收缩率以在第一方向上和第二方向上落在不同的范围内。
为了提高载体的反射率的目的,可以将无机细粒加入至聚酯载体中。
用于本文使用的优选的无机细粒包括,例如,湿二氧化硅、干二氧化硅、胶态二氧化硅、碳酸钙、硅酸铝、磷酸钙、氧化铝、碳酸镁、碳酸锌、氧化钛、氧化锌(锌华(zinc flower)),氧化锑、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化镧、氧化镁、碳酸钡、碳酸锌、碱式碳酸铅(铅白)、硫酸钡、硫酸钙、硫酸铅、硫化锌、云母、钛酸盐化云母、滑石、粘土、高岭土、氟化锂、氟化钙等。在那些无机细粉中,优选的是二氧化钛和硫酸钡,并且更优选的是二氧化钛。氧化钛可以是锐钛矿型一类或金红石型一类中的任一种,但优选的是具有低光催化剂活性的金红石型一类。可以将二氧化钛细粒用无机物质如氧化铝、二氧化硅等表面处理,也可以用有机物质如硅氧烷材料、醇材料等表面处理。
用于将无机细粒加入至聚酯载体,可以采用任意已知方法。例如,当聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体时,用于载体的典型的方法是:(a)在聚对苯二甲酸乙二醇酯制造的酯交换或酯化反应结束之前加入无机细粒,或在缩聚反应开始之前加入无机细粒的方法;(b)将细粒加入至聚对苯二甲酸乙二醇酯之后将它们熔融捏合的方法;(c)包括制备已经根据以上方法(a)或(b)向其加入大量的无机细粒的母粒料(在下文中,这可以被称为母料(MB)),之后将它们与不含有无机细粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯捏合从而使得所得到的批料含有预定量的无机细粒的方法;(d)将上面的(C)中的母粒料直接按原样使用的方法。
那些中,优选的是其中将聚酯树脂预先与无机细粒在挤出机中混合的母料法(MB方法,上面的(C))。这里还可以采用的另一种方法包括将未预先干燥的聚酯树脂和细粒放入至挤出机中并在其中在通过脱气移除湿气和空气制备MB。更优选地,通过使用预先尽可能干燥的聚酯树脂制备MB,因为可以防止聚酯的酸值增加。在这种情况下,可以采用在脱气下挤出混合物的方法,或通过使用完全干燥的聚酯树脂在没有脱气的情况下挤出混合物的方法。
当加入无机细粒时,无机细粒的平均粒径为优选0.05至5 μ m,更优选0.1至3 μ m,再更优选0.15至0.8 μ m。当平均粒径小于0.05 μ m时,那么载体不能具有足够的反射率增加;但当大于5 μ m时,那么不幸地,载体的机械强度将显著地降低。
相对于聚酯载体的总质量,无机细粒的含量为优选2至50质量更优选5至20质量%。当该含量少于2质量%时,那么载体不能具有足够的反射率增加;但当大于50质量%时,那么不幸地,载体的机械强度可以显著地降低。
在本发明的聚酯载体中,其中的无机细粒的含量可以在厚度方向上是常数,或者载体可以由各自具有不同的无机细粒含量的两个以上层组成。在后一种情况下,从载体的耐久性的角度,优选的是其中具有高无机细粒含量的层存在于聚酯载体内并且两个表面层各自具有低无机细粒含量的三层结构;并且更优选地,具有低无机细粒含量的层不含有无机细粒。
优选地,将封端剂加入至聚酯载体,或换言之,适宜的是聚酯载体含有封端剂。如本发明中提及的封端剂是能够与聚酯载体的末端羧酸反应的化合物,用于提高聚酯载体的耐水解性。聚酯载体的水解由通过载体中末端羧酸等给出的H+的催化效果加速,并且因此所认为的是H+的形成可以通过封端剂而防止,从而提高载体的耐水解性。
封端剂的具体实例包括环氧化合物、碳二亚胺化合物(碳二亚胺型封端剂)、丨惩唑啉化合物、碳酸盐化合物等。优选的是对PET具有高亲和性并且具有高封端能力的碳二亚胺。
在碳二亚胺化合物中,优选的是具有环状结构的那些(例如,JP-A2011-153209中描述的那些)。聚酯的末端羧酸以开环反应的模式与环状碳二亚胺反应,并且开环产物中的一个与聚酯反应,同时其另一个与另一个聚酯反应,从而提供具有增加的分子量的产物并防止异氰酸酯气体的产生。
碳二亚胺化合物的具体实例包括JP-A2011-153209等中描述的二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、1,5-萘碳二亚胺、4,4’- 二苯基甲烷碳二亚胺、4,4’- 二苯基二甲基甲烷碳二亚胺、具有环状结构的碳二亚胺。
优选地,封端剂的分子量为200至100,000,更优选2000至80,000,再更优选10,000至50,000。当封端剂的分子量大于100,000时,那么难以将试剂均匀地分散在聚酯中,以至于难以使试剂充分展现提高耐候性的效果。另一方面,当分子量小于200时,那么试剂将在挤出和成膜过程中容易地蒸发,并且因此不幸地,试剂难以充分地展现提高耐候性的效果。
所要加入的封端剂的量为优选相对于聚酯0.1至10质量更优选0.2至5质量再更优选0.3至2质量%。当该量小于0.1质量%时,那么不能获得足够的提高耐候性的效果,并且当大于10质量%时,那么在制造聚酯载体的过程中可能形成聚集体。
优选地,将聚酯载体以电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理或UV处理中的任意模式表面处理。在其上用聚合物层涂布之前对所要涂布的载体的表面进行这种表面处理可以进一步提高在暴露至湿热环境中载体对涂层的粘附性。尤其是,因为提供更优异的粘附性提高效果,电晕处理是优选的。
表面处理增加聚酯载体(例如,聚酯基板)的表面中存在的羧基和羟基,从而可以提高聚酯载体对涂层的粘附性。当将表面处理与交联剂(尤其是与羧基具有高反应性的卩遞唑啉型或碳二亚胺型交联剂)的使用组合时,那么可以获得更有力的粘附性。这在电晕处理中是更显著的。因此,适宜的是,将要用聚合物层涂布的聚酯载体的表面电晕处理。
在本发明中,可以如下进行电晕处理:通常,在与电介质涂布的金属辊(电介质辊)电绝缘的电极之间提供高频高电压放电从而产生电极之间的空气绝缘击穿,借此将电极之间的空气离子化以产生电极之间的电晕放电。在这种情况下,引导所要处理的载体穿过具有电晕放电的空间。
本发明中的优选的处理条件是:电极和电介质辊之间的接头间隙为I至3_ ;频率为I至IOOkHz ;能量施加大约0.2至5kV.A.分钟/m2。
在本发明中的电晕处理之前,优选地是将所要处理的膜预先加热。根据该方法,在更短的时间期间内可以获得比不加热膜的情况下更好的粘附性。加热温度优选在40°C至所要处理的膜的软化点+20°C的范围内,更优选在70°C至所要处理的膜的软化点的范围内。当加热温度不低于40°C时,那么可以获得足够的粘附性提高的效果。当加热温度不高于所要处理的膜的软化温度时,那么在处理过程中可以确保膜良好的可操作性。
将要在真空中处理的膜升温的具体方法包括用IR加热器加热膜,或通过与热辊接触加热I吴等。
作为用于本发明中的使用的表面处理方法,还优选的是低压等离子体处理的方法。优选地,将聚酯载体的两个表面中的至少一个表面通过低压等离子体处理处理,并且更优选地,将载体的下面要提到的白色层侧的至少一个表面通过低压等离子体处理处理。
低压等离子体处理被称为真空等离子体处理或辉光放电处理的方法,其中通过低压气氛的蒸气(等离子体气体)中的放电产生等离子体从而处理基板的表面。用于在本发明中使用的低压等离子体优选为在低等离子体气体压力下形成的非平衡等离子体。在本发明中,表面处理可以通过将所要处理的膜安置在这种低压等离子体气氛中进行。
作为产生用于本发明中的低压等离子体处理的等离子体的方法,可以采用直流电辉光放电、高频放电、微波放电的方法等。用于放电的功率可以是直流电或交流电。当使用交流电时,优选它落入30Hz至20MHz左右的范围内。
在其中使用交流电的情况下,可以使用50或60Hz的商业可得频率,也可以使用10至50kHz左右的高频。还优选的是使用13.56MHz的高频的方法。
作为用于本发明中的低压等离子体处理的等离子体气体,可以采用的是无机气体如氧气、氮气、水蒸气、氩气、氦气等。尤其优选的是氧气或氧气和氩气的混合气。具体地,适宜的是使用氧气和氩气的混合气。在其中使用氧气和氩气的情况下,作为为其分压比的两者的比例为优选氧气/氩气体=100/0至30/70左右,更优选90/10至70/30左右。还优选的是其中不将蒸气引入至处理容器中并且使用得自通过泄露进入处理容器中的空气或得自在其中所要处理的材料的蒸气,如水蒸气等作为等离子体气体的方法。
等离子体气体压力必须是能够获得非平衡等离子体条件的低压。具体地,等离子体气体压力优选在0.005至5托,更优选0.05至I托,再更优选0.08至0.8托的范围内。当等离子体气体压力低于0.005托时,那么粘合性提高的效果可以是不足当,但相反,当高于10托时,那么电流可以增加以至于放电将是不稳定的。
依赖于处理容器的形状和尺寸和电极的形状变化,不能不加区别地限定等离子体输出功率,但优选为100至25000W左右,更优选500至15000W左右。
用于低压等离子体处理的处理时间为优选0.05至100秒,更优选0.5至30秒左右。当处理时间短于0.05秒时,那么粘附性提高的效果可以是不足的,但相反,当长于100秒时,可以存在一些处理过的膜的变形或变色的问题。
本发明中的低压等离子体处理中的放电处理强度可以依赖于等离子体输出功率和处理时间改变,但优选在0.01至IOkV.A.分钟/m2,更优选0.1至7kV.A.分钟/m2的范围内。当放电处理强度为至少0.0lkV.Α.分钟/m2时,那么该处理提供足够的粘附性提高效果,并且当最多IOkV.A.分钟/m2时,那么该处理可以没有所处理的膜的变形或变色的风险。
同样在本发明中的低压等离子体处理之前,适宜的是将要处理的膜预先加热。根据该方法,在比没有预加热的情况下更短的时间期间内可以获得更好的粘附性。关于加热温度和加热方法,参考在电晕处理部分描述的温度范围和方法。
(聚合物层)
本发明的太阳能电池保护板具有残留溶剂量为最多0.1质量%的聚合物层。聚合物层可以通过水系涂布形成。优选地,聚合物层中的残留溶剂量为最多0.05质量%,更优选最多0.01质量%。不具体地限定测量聚合物层中的残留溶剂量的方法。将除了所要分析的聚合物层之外的其他层预先移除,并且之后分析聚合物层以测量其中的残留溶剂量。
在本发明的太阳能电池保护板中的聚合物层是与聚酯载体的表面或者直接或者经由其中间的任意其他层接触设置的层。
从与相邻的聚酯载体的材料的粘附性等的角度,改善本发明中的聚合物层。本发明的太阳能电池保护板通过水系涂布形成具有最多0.1质量%的残留溶剂量的聚合物层而制备,并且因此,作为这种情况的优选实施方案,适宜的是聚合物层不具有聚合物层与聚酯载体之间的粘合层,并且聚合物层的优选实施方案是除了其中聚合物层通过热压缩接合连接至聚酯载体的表面的其他实施方案之外的方案。
如果需要,聚合物层可以含有任意其他组分。依赖于可应用的用途,构成组分可以变化。优选地,构造聚合物层以便另外地发挥用于提供日光反射率或外在外观设计的着色层的另一个功能(尤其优选地,层是发挥光反射作用的白色层)。在其中将聚合物层构造为能够反射朝向入射侧的日光的光反射层的情况下,适宜的是本发明的太阳能电池保护板具有含白色颜料的白色层作为聚合物层。
还优选地,形成聚合物层作为要设置在与聚酯载体日光落入其上的一侧相反的一侧上的背层。在作为充当耐候性层的背层设置聚合物层的情况下,本发明的太阳能电池保护板优选具有含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种的耐候性层作为聚合物层。
依赖于聚合物层的功能,聚合物层的优选厚度可以变化。优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,聚合物层的厚度为至少I μ m,更优选至少2 μ m,再更优选5至15 μ m。
下面与聚合物层的功能一起描述构成聚合物层的多种组分。
?作为白色层的聚合物层?
在其中本发明中的聚合物层充当白色层(光反射层)的情况下,本发明中的聚合物层含有白色颜料。如果需要,白色层可以另外地含有任意其他组分如多种类型的添加剂。优选地,从密封剂材料的剥离力为至少5N/cm。
白色层的一个功能是通过使得穿过太阳能电池并且达到背板而未用于发电的入射光的一部分返回至太阳能电池以增加太阳能电池模块的发电效率。
-聚合物_
从将聚合物层与在太阳能电池模块中作为密封剂使用的EVA等的粘附性增加到至少5N/cm角度,优选地,使用选自聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂和聚乙烯醇树脂的至少一种聚合物作为白色层中的粘合剂。首先,从耐久性的角度,优选的是丙烯酸类树脂和聚烯烃。
聚烯烃树脂优选为以至少50摩尔%的量含有烯烃组分的树脂。优选地,聚烯烃树脂是含有烯烃组分以及丙烯酸类组分和羧酸组分中的至少一种的共聚物。在本发明的太阳能电池保护板中,优选地,用于在白色层中使用的粘合剂是含有烯烃组分以及丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种的共聚物(通常所说的改性的烯烃共聚物)。 作为构成聚烯烃树脂的烯烃组分的优选的实例,提到乙烯、丙烯等。这些可以或者单独地或者作为那些组分的不同类型的混合物使用。
构成聚烯烃树脂的羧酸组分的优选的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐等。这些可以或者单独地或者作为那些组分的不同类型的混合物使用。
优选地,除了羧酸组分之外,聚烯烃树脂另外地含有通常所说的丙烯酸类组分或其酯组分,如进一步与丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体共聚。尤其优选地,聚烯烃树脂含有丙烯酸酯组分。丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的具体实例包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟乙酯等。
聚烯烃树脂中烯烃组分(乙烯、丙烯等)的总量优选在70至98摩尔%,更优选80至96摩尔%的范围内。丙烯酸类组分(丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体等)的总量优选在O至20摩尔%,更优选3至10摩尔%的范围内。羧酸组分的总量为优选O至15摩尔%,更优选0.2至10摩尔%。在这些聚合物中,尤其优选的是以70至98摩尔%的量含有乙烯或丙烯,以0.1至15摩尔%的量含有丙烯酸或甲基丙烯酸,并且以0.1至20摩尔%的量含有选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的单体的聚合物;并且再更优选的是以80至96摩尔%的量含有乙烯或丙烯,以0.1至10摩尔%的量含有丙烯酸或甲基丙烯酸,以及以3至10摩尔%的量含有选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的单体的聚合物。
具有落入上述范围内的单体组成,聚合物层可以同时满足良好的粘附性和良好的耐久性。
优选地,用于在本发明中使用的聚烯烃树脂的分子量为2000至200000左右。聚烯烃树脂可以具有直链的结构或支链的结构。
作为本发明中的聚烯烃树脂,可使用的是商业可得的一类,包括,例如,Arrow BaseSE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD_4010(全部由 Unitika 制造)、Hitec S3148、S3121、S8512(全部由 Toho Chemical 制造)、Chemipearl S-120、S-75N、V100、EV210H(全部由Mitsui Chemical制造)等。那些中,优选的是使用Arrow Base SE-1013N(由Unitika制造)O
作为丙烯酸类树脂,例如,优选的是含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的聚合物。作为丙烯酸类树脂,这里可使用的是商业可得的一类,包括,例如,AS-563A (由DaicelFineChem 制造)。
更优选地,白色层在其中含有水系胶乳衍生的粘合剂作为粘合剂。
提到其他优选的粘合剂的实例。聚烯烃的具体实例包括Chemipearl S-120、S-75N(都由Mitsui Chemical制造);并且丙烯酸类树脂的具体实例包括Jurymer ET410、SEK-3Ol (都由 Nippon Pure Chemicals 制造)等。
那些中,从确保聚酯载体与第一聚合物层之间的粘附性的角度,适宜的是在第二聚合物层中使用丙烯酸类树脂或聚烯烃树脂。尤其是,优选的是使用聚烯烃树脂,并且更优选的是使用含有丙烯酸类组分和羧酸组分中的至少任一种和烯烃组分的共聚物的聚烯烃树脂,其中烯烃组分占70至98摩尔%。
这里可以组合使用这种聚合物中的两种以上不同的类型,并且在这种情况下,优选的是丙烯酸类树脂和聚烯烃树脂的组合。白色层中粘合剂的含量优选在0.05至5g/m2的范围内,并且更优选在0.08至3g/m2的范围内。当粘合剂含量为至少0.05g/m2时,那么可以容易地获得所需的粘合力,并且当最多5g/m2时,那么可以获得更好的表面条件。
优选地,白色层对用作太阳能电池模块中的密封剂的EVA的粘附性为至少5N/cm,更优选大于30N/cm,并且再更优选50至150N/cm。
-白色颜料_
本发明中的白色层可以含有至少一种白色颜料。
作为白色颜料,优选的是无机颜料如二氧化钛、硫酸钡、氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、闻岭土、滑石、胶态二氧化硅等,或有机颜料如中空粒子等。
优选地,在本发明的聚合物板中,白色层中的颜料的体积分数为15至50%,更优选18至30%,再更优选20至25%。当白色层中颜料的体积分数为至少15%时,那么可以获得良好的表面条件并且可以获得足够的反射率。另一方面,当白色层中颜料的体积分数为最多50%时,那么可以基本上不存在由于白色层的差的强度的粘合失效的风险,并且此外,在湿热老化之前和之后的时间的过程中,白色层与密封剂之间的粘附性并且还有白色层与下涂层之间的粘附性可以保持良好,并且因此该范围是优选的。通常,在白色层中颜料的体积分数为最多50%的范围内,白色层是易碎的并且因此该层可以剥离。然而,具有本发明的构造,即使具有50%的白色颜料体积分数的白色层是易碎的,白色层对密封剂和太阳能电池模块中下面提到的下涂层的粘附性也可以保持良好。
聚合物层中的颜料体积分数可以根据下式计算。
颜料体积分数(% )=(颜料体积)/ (粘合剂体积+颜料体积)
颜料和粘合剂的体积可以通过测量获得,或颜料体积可以由颜料质量/颜料比重计算,并且粘合剂体积可以由粘合剂质量/粘合剂比重计算。
白色层中颜料的含量优选在3至18g/m2,更优选3.5至15g/m2,再更优选4.5至10g/m2的范围内。当颜料含量为至少3.0g/m2时,那么可以获得所需的着色,并且该层可以有效地提供反射率和装饰外观。此外,当白色层中的颜料含量为最多18g/m2时,那么白色层的表面条件可以容易地保持良好,并且膜强度可以是更优异的。
优选地,作为其体均粒径,颜料的平均粒径为0.03至0.8 μ m,更优选0.15至0.5 μ m左右。当平均粒径落入该范围内时,那么层的光反射率可以是高的。平均粒径是用激光分析/散射粒径仪LA950 (由Horiba Seisakusho制造)测量的值。
在作为聚合物层提供白色层的情况下,适宜的是其上设置白色层(最外表面)的一侧上的表面上的在550nm的光反射率为至少75%,更优选至少80%。这里的光反射率如下:在使用本发明的聚合物板作为太阳能电池背板的情况下,并且当朝向太阳能电池模块的密封剂侧的入射光在白色层上反射并且再从太阳能电池模块的密封剂侧离开时,入射光的量与出射光的量的比例给出光反射率。这里,使用具有550nm的波长的光作为典型的波长的光。
当光反射率为至少75%时,可以使得穿过电池并且进入内部的入射光有效地返回至电池,并且发电效率提高效果可以是大的。当将白色颜料含量例如控制在2.5至30g/m2的范围内时,那么可以将光反射率控制为至少75 %。
如果需要,可以将交联剂、表面活性剂、填充剂等加入至白色层。 -交联剂_
在本发明中,适宜的是白色层含有得自将聚合物交联的交联剂的结构部分。
交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型、嚷唑啉型交联剂等。与这种交联剂交联,湿热老化之后的粘附性,具体地,当暴露至湿热环境时,层与相邻的材料如密封剂等的粘附性可以更加提高。
交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型唑啉型交联剂等。在那些交联剂中,优选的是碳二亚胺型化合物、嚷唑啉型化合物等交联剂。
U恶唑啉型交联剂的具体实例包括2-乙烯基-2- Pf唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2- _唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-麵唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-Pf唑啉、2,2’-双-(2-1睡唑啉)、2,2’ -亚甲基-双-(2-囉唑啉)、2,2’ -亚乙基-双-(2- 唑啉)、2,2’ -三亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2’ -四亚甲基-双-(2- Hf唑啉)、2,2 ’ -六亚甲基-双-(2-1S唑啉)、2,2 ’ -1,8-亚辛基-双-(2- P*唑啉)、2,2’ -亚乙基-双_(4,4’ - 二甲基-2-丨丨恶唑啉)、2,2’ -p-亚苯基-双_(2_噁唑啉)、2,2’-m-亚苯基-双(2- _唑啉)、2,2’1-亚苯基-双-(4,4’ _ 二甲基_2-_唑啉)、双-(2- _唑啉基环己烷)硫化物、双-(2-噁唑啉基降莰烷)硫化物等。此外,这里优选使用那些化合物的(共)聚合物。
作为具有丨丨恶唑啉基的化合物,这里还可使用的是Epocross K2010E、K2020E、K2030E、WS-500、WS-700 (全部由 Nippon Shokubai 制造)等。
碳二亚胺型交联剂的具体实例包括二环己基甲烷碳二亚胺、四甲基亚二甲苯基碳二亚胺、二环己基甲烷碳二亚胺等。用于本文使用的还优选的是JP-A2009-235278中描述的碳二亚胺化合物。具体地,作为碳二亚胺型交联剂,这里可使用的是Carbodilite SV-02、Carbodilite V-02、 Carbodilite V-02-L2、 Carbodilite V-04、 Carbodilite E-01、Carbodilite E-02 (全部由 Nisshinbo Chemical 制造)等的商购产品。
相对于层中的粘合剂,交联剂的量为优选5至50质量更优选10至40质量%。当交联剂的量为至少5质量%时,那么可以获得足够的交联效果,同时着色层的强度和粘附性可以保持良好;并且当最多50质量%时,涂布液的储存期可以保持得长。
-表面活性剂-
作为表面活性剂,本文可使用的是任意已知的表面活性剂如阴离子和非离子表面活性剂等。当加入这种表面活性剂时,其量为优选0.1至15mg/m2,更优选0.5至5mg/m2。当所加入的表面活性剂的量为至少0.lmg/m2时,那么可以在形成良好的层的同时防止收缩;并且当最多15mg/m2时,层可以具有好的粘附性。
-用于形成白色层的方法-
白色层可以根据以下方法形成:粘合含有颜料的聚合物板的方法,基板形成中彩色层的共挤出的方法,涂布的方法等。具体地,可以将白色层经由下面提到的其中间的下涂层通过粘合、共挤出涂布等形成在聚酯载体的表面上。
在以上中,涂布方法是优选的,因为它是简单的并且能够形成均匀的和薄的膜。 在通过涂布形成层的情况下,这里可作为涂布方法采用的是用凹版涂布机、棒涂机等的任意已知的涂布方法。
涂布液可以是使用水作为涂布介质的水基液体,也可以是使用有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等的溶剂基液体。首先,从环境负担降低的角度,优选的是使用水作为溶剂。这里可以或者单独或者组合使用单独一种或两种以上不同类型的涂布溶剂。优选的是其中通过将粘合剂分散在水中制备水系涂布液并用于涂布的涂布方法。在这种情况下,溶剂中水的比例为优选至少60质量%,更优选至少80质量%。
更优选地,通过涂布形成白色层。例如,通过涂布形成白色层的事实可以由量化分析证实,以确认相对于太阳能电池保护板中聚合物层的总量残留溶剂量为最多lOOOppm。更优选地,相对于太阳能电池保护板中聚合物层的总量,残留溶剂量为最多500ppm,再更优选最多IOOppm0
-作为背层的聚合物层-
在其中聚合物层是本发明中的背层的情况下,适宜的是该层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种,并且任选地该层可以含有任意其他组分如多种类型的添加剂。在本发明的太阳能电池保护板中,适宜的是耐候性层是这样的涂层,其通过用含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种的用于耐候性层的水基组合物涂布而形成。
在具有电池侧基板[=其上日光落入侧上的透明基板(玻璃基板等)/含有太阳能电池元件的元件构成部分]/太阳能电池背板的层压构造的太阳能电池中,背层是设置在与聚酯载体的电池侧基板相反的一侧上的背保护层,并且可以具有单层结构或两个以上层的层压结构。含有该聚合物,层对聚酯载体的粘附性良好;并且当背层包括两个以上层并且当其中一个层是本发明中的聚合物层时,层之间的层间粘附性良好。此外,该层确保湿热环境中的耐劣化性。因此,在本发明的一个优选实施方案中,聚合物层可以作为充当背层的最外层设置,其设置在相对于模块中太阳能电池元件的背侧上。
(含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层)
在下面详细描述构成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的构成组分。
-娃氧烧丙烯酸类复合树脂_
优选地,本发明的太阳能电池保护板具有含硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层作为其中的聚合物层。
耐候性层含有作为硅氧烷聚合物类型的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂。硅氧烷聚合物意指含有至少一种在其分子链中具有(聚)硅氧烷结构的聚合物的一类。含有这种硅氧烷聚合物,层在对聚酯载体的相邻的材料或充当耐候性层的含氟聚合物的粘附性上并且在湿热环境下的耐久性上是更优异的。
对在其分子链中具有(聚)硅氧烷结构的硅氧烷聚合物不具体地限定。优选的是具有(聚)硅氧烷结构单元的化合物的均聚物(单聚合物),以及这种具有(聚)硅氧烷结构单元的化合物和任意其他化合物的共聚物,或者换言之,具有(聚)硅氧烷结构单元和任意其他结构单元的共聚物。其他化合物是非硅氧烷单体或聚合物,并且其他结构单元是非硅氧烧结构单元。
优选地,硅氧烷聚合物具有由下列通式(I)表示的(聚)硅氧烷结构单元作为其中的(聚)硅氧烷结构:
[化学式I]
【权利要求】
1.一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括: 聚酯载体,所述聚酯载体具有145μπι至300μπι的厚度,0.2至1.0%的在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率,和 聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体的至少一侧上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池保护板,其中所述聚合物层的厚度为至少Iμ m。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体的所述面内第一方向是膜纵向。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体中的末端羧基含量为最多20eq/t。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tan δ的峰在123°C以上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体的特性粘度IV为至少0.65dl/g。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板具有含有白色颜料和粘合剂的白色层作为所述聚合物层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层通过涂布形成。`
10.根据权利要求9所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层含有水系胶乳衍生的粘合剂作为所述粘合剂。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板具有耐候性层作为所述聚合物层,所述耐候性层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层通过涂布形成。
14.根据权利要求12或13所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层中的所述含氟聚合物或所述硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是水系胶乳衍生的粘合剂。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层与所述聚酯载体接触设置。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板在所述聚酯载体的一侧上具有所述白色层,并且在所述聚酯载体的与其上具有所述白色层的那一侧相反的另一侧上具有所述耐候性层。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层包括含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的第一耐候性层以及设置在所述第一耐候性层上的含有含氟聚合物的第二耐候性层。
18.一种用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:将聚合物层形成用涂布液涂布到聚酯载体上,所述聚合物层形成用涂布液包含粘合剂以及溶剂或分散介质,所述溶剂或分散介质的主要组分是水,其中所述聚酯载体具有145 μ m至300 μ m的厚度,0.2至1.0%的在150°C老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率,以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率。
19.根据权利要求18所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中涂布所述聚合物层形成用涂布液以使得所述聚合物层的干燥厚度可以是至少I μ m。
20.根据权利要求18或19所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体的所述面内第一方向是所述膜传送方向。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体中的末端羧基含量是最多20eq/t。
23.根据权利要求18至22中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tan δ的峰在123°C以上。
24.根据权利要求18至23中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体的特性粘度IV是至少0.65dl/g。
25.根据权利要求18至24中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括将白色颜料加入至所述聚合物层形成用涂布液中以制备白色层形成用涂布液。
26.根据权利要求25所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述白色层形成用涂布液中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
27.根据权利要求18至26中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括使用含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少任一种作为所述粘合剂以制备耐候性层形成用涂布液。
28.根据权利要求18至27中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括使用水作为所述分散介质并且使用水系粘合剂作为所述粘合剂,之后将所述水系粘合剂分散在水中,从而制备所述聚合物层形成用涂布液。
29.根据权利要求27或28所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括将所述白色层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的一侧上,和 将所述耐候性层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的与涂布有所述白色层形成用涂布液的那一侧相反的另一侧上。
30.根据权利要求29所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:使用含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的涂布液作为所述耐候性层形成用涂布液,从而形成第一耐候性层,并且将含有含氟聚合物的涂布液进一步涂布到所述第一耐候性层上,从而形成第二耐候性层。
31.一种太阳能电池背板,所述太阳能电池背板设置有权利要求1至17中的任一项所述的太阳能电池保护板,或设置有根据权利要求18至30中的任一项所述的太阳能电池保护板制备方法制备的太阳能电池保护板。
32.一种太阳能电池模块,所述太阳能电池模块设置有权利要求31所述的太阳能电池背板。
【文档编号】H01L31/049GK103650160SQ201280032627
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】竹上龙太 申请人:富士胶片株式会社
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