用于光伏组件封装膜的树脂组合物以及使用其的光伏组件的制作方法
【专利摘要】提供了用于光伏组件封装膜的树脂组合物，以及使用其的光伏组件，更特别地，提供了具有低透湿性和由于热压得到优异粘合性的用于光伏组件封装膜的树脂组合物，以及使用该树脂组合物的光伏组件，因此，在将用于光伏组件封装膜的树脂组合物用于光伏组件的前板、背板或前板与背板二者的情况下，由于优异的透明度和对抗紫外光的耐久性、以及对玻璃的高粘合强度，可以使用该树脂组合物而无需粘合剂，因此可以表现出优异的相容性。
【专利说明】用于光伏组件封装膜的树脂组合物以及使用其的光伏组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于光伏组件封装膜的树脂组合物以及使用其的光伏组件，更特别地，涉及具有低透湿性和由于热压而得到的优异粘合性的用于光伏组件封装膜的树脂组合物，以及使用其的光伏组件。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种清洁、可再生并且用之不尽的能源。光伏技术是将太阳能转化为电能的系统技术。因为在该技术的能量转化过程中没有机械和化学作用，用于其的系统结构简单，因此几乎不需要维护，寿命长，并且安全而生态友好。此外，发电规模可为从用于家用发电至大规模发电不等。
[0003]光伏系统由接收光以发电的光伏组件、储存所生成的电的电池和用作功能为将电由直流电转化为交流电并将其连接至电力系统的功率调节系统(PCS)构成。
[0004]光伏组件的结构一般通过这样而得到:组合多个太阳能电池器件，并通过将粘合树脂填充在各太阳能电池器件的两个表面上都形成封装膜，从而将太阳能电池器件纳入并封装于该封装膜内部(一般来说，在阳光的光入射侧(前表面)上形成的封装膜称为“前板”，而在太阳光的光非入射侧(后表面)上形成的封装膜称为“背板”)。
[0005]此外，要求光伏组件寿命长，而输出功率保持20年至30年不降低。
[0006]为了实现其长寿命，重要的是阻隔不利地影响太阳能电池器件的水分或氧气，或者防止光伏组件封装膜(在下文中，称为 封装膜)由于水解或紫外光而劣化。此外，由于对较低价格的封装膜的强烈需求，需要降低封装膜的成本，并且需要封装膜具有反射太阳光的功能。
[0007]此外，对于通过使封装膜高度透明来改进转化效率(光电转换率)进行研究，由此增加太阳光的入射率。
[0008]相关领域的光伏组件具有这样的结构，其中太阳能电池位于安全玻璃层(其上贴附有EVA膜以增强上层部分的安全性和执行封装功能)与用于反射太阳光和执行封装功能的EVA背板之间。在此，背板执行与太阳能电池寿命直接相关的封装功能和再次反射通过太阳能电池层的光以减少太阳光损失的功能。因此，要求光伏组件的前板和背板对其上的玻璃具有强的粘合强度、通过热压得到的高粘合性、和低透湿性，但是它们尚未满足这些要求。
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]本发明的一个目的是提供具有对光伏组件钢化玻璃层(tempered glass layer)的优异粘合强度的、由此几乎不损失光的高透光性的用于光伏组件封装膜的树脂组合物，以及使用其的光伏组件。
[0011]更特别地，本发明的一个目的是提供通过包含相同材料的前板和背板，具有优异粘合强度从而显著改进封装功能的用于光伏组件封装膜的树脂组合物，以及使用其的光伏组件。
[0012]对于问题的解决方案
[0013]为了实现上述目的，提供了包含脂肪族聚碳酸酯的用于光伏组件封装膜的树脂组合物。
[0014]在下文中，将更详细地描述本发明。
[0015]在本文中，除非另有说明，否则说明书中所用术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域技术人员通常所理解的那些相同的含义，并且将省略可淡化本发明主题主旨的已知功能与构成的详细说明。
[0016]本发明涉及用于光伏组件封装膜的树脂组合物和使用其的光伏组件。在一个总的方面，本发明提供了用于光伏组件封装膜的树脂组合物，其包含由二氧化碳与选自以下的一种环氧化合物或者选自以下的两种或更多种不同的环氧化合物反应而得到的脂肪族聚碳酸酯:未被取代的或者被卤素或烷氧基取代的(C2-C10)环氧烷烃；未被取代的或者被卤素或烷氧基取代的(C4-C20)环氧环烷烃；未被取代的或者被卤素、烷氧基、烷基或芳基取代的(C8-C20)氧化苯乙烯；还提供了使用其的光伏组件。
[0017]烷氧基可选自烷氧基、芳氧基、芳烷氧基(aralkyloxy)等，但不限于此。芳氧基可选自苯氧基、联苯氧基和蔡氧基等。
[0018]此外，烷氧基、烷基和芳基还可被齒原子或烷氧基取代。
[0019]更特别地，脂肪族聚碳酸酯由以下化学式I来表示:
[0020][化学式I]
[0021]
[0022](其中，w为2至10的整数；x为5至100的整数；y为O至100的整数；n为I至3的整数；并且R是氢、(C1-C4)烷基或-CH2-O-R, (R，是(Cl~C8)烷基)。
[0023]在本发明中，环氧化合物的具体实例可包括但不限于:环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧戊烷、环氧己烷、环氧辛烷、环氧癸烷、环氧十二烷、环氧十四烷、环氧十六烷、环氧十八烷、一氧化丁二烯、1，2-环氧-7-辛烯、表氟醇、表氯醇、表溴醇、异丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、叔丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、环氧环戊烷、环氧环己烷、环氧环辛烷、环氧环十二烷、^1-氧化菔烯、2，3-环氧降冰片烯、氧化柠檬烯、狄氏剂、2，3_环氧丙基苯、氧化苯乙烯、环氧苯基丙烯、氧化二苯乙烯(stilbene oxide)、氧化氯代二苯乙烯(chlorostilbene oxide)、氧化二氯代二苯乙烯(dichlorostilbene oxide)、1，2_环氧_3_苯氧基丙烷、节氧基甲基环氧乙烧、缩水甘油基-甲基苯基醚、氯苯基-2，3-环氧丙基醚、环氧丙基甲氧基苯基醚(epoxypropylmethodyphenyl ether)、联苯缩水甘油醚和缩水甘油基`萘基醚等。
[0024]用于光伏组件封装膜的树脂组合物的特征在于包含在180°C下熔融粘度为
0.5Pa-秒至9Pa_秒的脂肪族聚碳酸酯。粘度与脂肪族聚碳酸酯聚合物的聚合度成比例。如果树脂组合物的粘度低于0.50Pa-秒，则难以赋予封装膜以耐水解性、耐光性和耐热性，导致该封装膜耐水性的劣化。反之，如果固有粘度高于IOPa-秒，则难以进行熔融和挤出成型，导致成膜性的劣化和粘合强度的降低。
[0025]上述化学式I的脂肪族聚碳酸酯可通过溶液聚合或本体聚合来制备，并且更特别地，通过在一种环氧化合物或者两种或更多种不同的环氧化合物以及催化剂的存在下供给二氧化碳同时使用有机溶剂作为反应介质来进行聚合。作为有机溶剂，可单独使用或者以两种或更多种的组合来使用以下化合物:脂肪烃，例如，戊烷、辛烷、癸烷和环己烷等；芳香烃，例如，苯、甲苯和二甲苯等；和卤代烃，例如，氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、氯乙烷、三氯乙烷、1-氯丙烷、2-氯丙烷、1-氯丁烷、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、氯苯和溴苯等。二氧化碳的压力可为正常压力至lOOatm，优选地，可合适地为5atm至30atm。共聚合时的聚合温度可为20°C至120°C，优选地，可合适地为50°C至90°C。更优选地，可进行使用单体本身作为溶剂的本体聚合。
[0026]在下文中，将更详细地描述制备根据本发明的用于光伏组件封装膜的树脂组合物的方法。
[0027]作为根据本发明用于光伏组件封装膜的树脂组合物，可使用熔融粘度为
0.5Pa_秒至9Pa_秒的聚碳酸亚丙酯。然后将其挤出成型以成膜。或者，可使用聚碳酸亚乙酯或聚碳酸亚丙酯的无规聚合物。为了使其实现，在共聚时，将二氧化碳与环氧烷烃(环氧丙烷和环氧乙烷作为环氧烷烃)以预定的比例混合，从而制备三元共聚物。环氧乙烷的含量变得越高，耐水性能(water barrier property)越高,但是玻璃化转变温度越低,导致膜的强度降低。因此，环氧乙烷在原料中的含量优选为50wt%或更低。
[0028]此外，本发明的特征在于，在制备脂肪族聚碳酸酯时使用由以下化学式2表示的配位化合物作为催化剂:
[0029][化学式2]
[0030]
【权利要求】
1.一种用于光伏组件封装膜的树脂组合物，所述树脂组合物包含由二氧化碳与选自以下的一种环氧化合物或者选自以下的两种或更多种不同的环氧化合物反应而得到的脂肪族聚碳酸酯:未被取代的或者被卤素或烷氧基取代的(C2-C10)环氧烷烃；未被取代的或者被卤素或烷氧基取代的(C4-C20)环氧环烷烃；未被取代的或者被卤素、烷氧基、烷基或芳基取代的(C8-C20)氧化苯乙烯。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯由以下化学式I表示: [化学式I]
3.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述树脂组合物在180°C下的熔融粘度为0.5Pa-秒至 9Pa_ 秒。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯通过使用由以下化学式2所表示的化合物作为催化剂来制备: [化学式2]
5.根据权利要求4所述 的树脂组合物，其中在由以上的化学式2表示的配位化合物中， M是二价钻；A是氧；Q是反式_1，2-环亚己基、亚苯基或亚乙基！R1和R2各自独立地是甲基或乙基；R3至R10各自独立地是氢或-[YR413^ffl((CR42R43)nN+R44R45R46}ffl] ;Y是C或Si ;R41、R42、R43、R44、R45和R46各自独立地是:氢、(C1-C20)烷基；含有卤素、氮、氧、硅、硫以及磷中至少一种的(C1-C20)烷基；(C2-C20)烯基；含有卤素、氮、氧、硅、硫和磷中至少一种的(C2-C20)烯基；(C1-C20)烷基(C6-C20)芳基；包含卤素、氮、氧、硅、硫以及磷中至少一种的(C1-C20)烷基(C6-C20)芳基；(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基；含有卤素、氮、氧、娃、硫以及磷中至少一种的(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基；或被烃基取代的第14族金属的类金属基团；并且R44、R45和R46中的两个可彼此连接以形成环；m为I至3的整数，并且η为I至20的整数；前提条件是，当m为I时，R3至Riq中的至少三个是_[YR413_m{ (CR42R43)nN+R44R45R46}J ;当 m 为 2 时，R3 至 Riq 中的至少两个是 _[YR413_mKCR42R43)nN+R44R45R46} J ;当 m 为 3 时，R3至 R10 中的至少一个是-[YR413_m {(CR42R43)nN+R44R45R46JJ。
6.一种光伏组件的封装膜，所述封装膜使用权利要求1至5中任一项所述的用于光伏组件封装膜的树脂组合物。
7.根据权利要求6所述的封装膜，其中所述封装膜是前板或背板。
8.根据权利要求7所述的封装膜，其中所述前板、所述背板或所述前板与背板二者还包含涂覆有有机硅烷的二氧化钛。
【文档编号】H01L31/048GK103890090SQ201280051116
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月18日
【发明者】洪承权, 田民湖, 丁光镇, 郑起男, 玉明岸, 孙寅宪 申请人:Sk新技术株式会社, Sk综合化学株式会社