专利名称：太阳能电池保护板及其制备方法，太阳能电池用背板和太阳能电池组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池保护板及其制备方法，和太阳能电池用背板以及太阳能电池组件，所述太阳能电池背板设置在太阳能电池元件的与太阳光入射侧相反的一侧上。
背景技术：
太阳能电池组件通常被设计为太阳能电池元件夹在太阳光落在其上的前侧基板 (即，前侧玻璃，透明聚合物，等)和配置在与太阳光入射侧相反的一侧(背侧)上的背板之间，其中所述前侧基板和所述太阳能电池元件之间的间隙和所述太阳能电池元件和所述背板之间的间隙各自用密封剂诸如EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等密封。前侧基板和背板各自充当太阳能电池保护板用于保护太阳能电池组件不被水渗透至其表面或背面中。对于太阳能电池保护板，迄今使用玻璃、含氟树脂等；然而，近来，出于其成本的考虑，使用聚酯板，例如，聚酯树脂板等。太阳能电池保护板暴露直接接触水、热和光，并且因此，太阳能电池保护板和密封剂之间的粘附性需要满足在高温和高湿度条件下的长期耐久性。然而，出于其在高温和高湿度条件下的长期耐久性的考虑，常规的太阳能电池保护板在太阳能电池保护板和密封剂之间的粘附性方面不令人满意。因此，目前，非常需要提高太阳能电池在湿热环境下的耐久性。另一方面，近来，作为仅单层聚合物板诸如聚酯树脂板等，太阳能电池保护板的背板除了保护太阳能电池组件不被水渗透其背面中的功能以外，尤其还需要赋予其他各种功能诸如下面提到的那些。关于所需的功能，例如，氧化钛等的白色无机细粒加入至背板从而使背板具有光反射性。这是漫反射入射太阳光的已经通过组件的前侧进入组件中并且以及经过了电池的光部分，并且使光返回至电池从而提高发电效率。就此而言，公开了其中加入白色无机细粒的白色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的实例(例如，参见专利文献1，3)；并且还公开了具有含白色颜料的白色油墨层的背侧保护板的实例(例如，参见专利文献3)。此外，为了确保背板和EVA密封剂之间的紧密粘附性，聚合物层诸如易粘附层等可以作为背板的最外层配置。关于此，描述了在白色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上设置热粘合剂层的技术(例如，参见专利文献1)。为了赋予其上述功能，设计背板使得其基板聚合物与多个具有此类其他功能的功能层层压。因此，近来即使在太阳能电池保护板内部，也需要改善基板(载体)和其上的多个功能层之间的夹层粘附力在湿热环境下的耐久性。在此，作为层压的方式，已知有将具有各种功能的板粘到基板聚合物上的方法，和例如，公开了通过层压多个树脂膜形成太阳能电池背板的方法(例如，参见专利文献2)。 然而，多个树脂膜的层压在湿热环境下长期使用时的夹层粘附性很差，并且因此在层压体的耐久性方面不充分。同样，为了形成太阳能电池背板，公开了用多个功能层涂覆基板聚合物的方法(例如，参见专利文献3和4)。还已知有在基板聚合物上形成涂层之前表面处
5理该基板聚合物的方法(例如，参见专利文献4和幻。专利文献4和5公开了当聚硅氧烷树脂诸如氟硅氧烷树脂或改性的硅化合物添加至涂布液时，板的可洗性、排水性(water drainablity)、防雾性、防露性(antidewing property)、抗静电性和生物相容性可以改善； 然而，在这些中，均没有关于板的湿热耐久性的研究。引用文件列举专利文献1 JP-A2003-060218专利文献2 JP-A 2002-100788专利文献3 JP-A 2006-210557专利文献4 JP-A2008-189828专利文献5 JP-A2000-3010
发明内容
然而，本发明人研究了专利文献4和5中所述的板的湿热耐久性，并且已经发现太阳能电池保护板内部的夹层粘附性以及太阳能电池保护板和密封剂之间的粘附性仍然不能在湿热环境下的长期使用中得到保证，因此该板需要进一步改进。本发明是考虑上述内容而完成的，并且本发明要解决的问题是提供在湿热环境中粘附耐久性优异的太阳能电池保护板。本发明已经进行了勤恳的研究，结果发现聚合物基板的表面处理和包含复合聚合物的涂布液的使用可以有助于改善湿热环境中的粘附性，其中所述复合聚合物包含聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元，并且其与专利文献5中的聚合物的不同之处在于该复合聚合物具有非聚硅氧烷结构单元。此外，本发明人尝试，与专利文献4中所述的厚度相比，显著地增加涂布液在干燥后的涂布厚度，所述涂布液包含复合聚合物，所述复合聚合物包含聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元，并且已经发现其结果是，在湿热环境下太阳能电池保护板内部的夹层粘附性以及太阳能电池保护板和密封剂之间的粘附性因此可以显著地改善。具体地，本发明人已经发现通过下面的方案可以解决上述问题，并且已经完成了本发明。用于解决上述问题的具体手段如下<1> 一种太阳能电池保护板，其包括聚合物基板和被设置在所述聚合物基板上的至少一个聚合物层，所述太阳能电池保护板满足下列条件[1]和[2]中的至少一个[1]所述聚合物基板是经表面处理的聚合物基板，并且所述聚合物层具有0. 8 μ m至12 μ m的厚度且包含复合聚合物，并且所述复合聚合物在分子中包含由下式(1)表示的聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元
权利要求
1. 一种太阳能电池保护板，其包括聚合物基板和被设置在所述聚合物基板上的至少一个聚合物层，所述太阳能电池保护板满足下列条件[1]和[2]中的至少一个 [1]所述聚合物基板是经表面处理的聚合物基板，并且所述聚合物层具有0. 8 μ m至12 μ m的厚度且包含复合聚合物，并且所述复合聚合物在分子中包含由下式(1)表示的聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元
2.根据权利要求1所述的太阳能电池保护板，其满足上述[1]。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池保护板，其中用于所述聚合物基板的所述表面处理是火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理和紫外线处理中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池保护板，其中用于所述聚合物基板的所述表面处理是大气压等离子体处理。
5.根据权利要求2所述的太阳能电池保护板，其中所含有的由式⑴表示的聚硅氧烷结构单元的量为整个复合聚合物分子的15至85质量％。
6.根据权利要求2所述的太阳能电池保护板，其中由R1或R2表示的所述一价有机基团是选自下列各项中的至少一种烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、巯基、氨基和酰胺基。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池保护板，其中所述非聚硅氧烷结构单元是乙烯基类结构单元、聚酯类结构单元和聚氨酯类结构单元中的至少一种。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的太阳能电池保护板，其中包含所述复合聚合物的聚合物层具有交联结构。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的太阳能电池保护板，其中至少一个包含所述复合聚合物的聚合物层被设置成与所述经表面处理的聚合物基板的表面接触。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池保护板，其中至少一个包含所述复合聚合物的聚合物层是最外层，所述最外层被安置成不与所述聚合物基板的表面接触。
11.根据权利要求2至7中任一项所述的太阳能电池保护板，其中所述聚合物基板包含聚酯类树脂，并且所述聚酯树脂的羧基含量为2至35当量/吨。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池保护板，其满足上述[2]。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池保护板，其中所述聚合物基板是聚酯。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池保护板，其在120°C和100%RH的条件下保存 50小时后的断裂伸长率与其在保存之前的断裂伸长率的比率为至少50%。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池保护板，其在150°C热处理30分钟的过程中的热收缩率在-1%至的范围内。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的太阳能电池保护板，其中所述第二聚合物层包含选自含氟聚合物和硅氧烷聚合物中的至少一种作为其中的粘合剂聚合物。
17.根据权利要求12-15中任一项所述的太阳能电池保护板，其中所述第一聚合物层包含选自硅氧烷聚合物、聚酯聚合物和聚氨酯聚合物中的至少一种作为其中的粘合剂聚合物。
18.根据权利要求16所述的太阳能电池保护板，其中所述第一聚合物层和所述第二聚合物层中的至少一个还包含相对于其中的粘合剂聚合物的量为0.5至50质量％的交联剂。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池保护板，其中所述交联剂是碳二亚胺类交联剂或口恶唑啉类交联剂。
20.根据权利要求12-15中任一项所述的太阳能电池保护板，其中所述第一聚合物层还包含其0. 5至50体积％的量的无机细粒。
21.根据权利要求12-15中任一项所述的太阳能电池保护板，其中所述第二聚合物层的厚度L2与所述第一聚合物层的厚度L1的比率L2/!1为0. 13/1. 0至M/1. 0。
22.根据权利要求1-7和权利要求12-15中任一项所述的太阳能电池保护板，其中至少一个聚合物层是包含白色颜料的光反射层。
23.—种太阳能电池用背板，其包括根据权利要求1-22中任一项所述的太阳能电池保护板。
24.一种用于制备太阳能电池保护板的方法，所述方法包括将聚合物基板的至少一个表面进行表面处理，和在所述聚合物基板的经表面处理的表面上涂覆包含复合聚合物的涂布液，使得所述涂布液在干燥后的厚度可以是0. 8 μ m至12 μ m，其中所述复合聚合物在分子中包含由下式(1)表示的聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元
25.根据权利要求M所述的用于制备太阳能电池保护板的方法，其中所述包含复合聚合物的涂布液还包含溶剂，且所述溶剂的至少50质量％是水。
26.根据权利要求对或25所述的用于制备太阳能电池保护板的方法，其中所述包含复合聚合物的涂布液包含交联剂。
27.一种太阳能电池保护板，其是根据权利要求对-26中任一项所述的用于制备太阳能电池保护板的方法制备的。
28.—种太阳能电池组件，其包括至少一个根据权利要求1-22和27中任一项所述的太阳能电池保护板。
29.根据权利要求观所述的太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括 在所述太阳能电池组件的太阳光入射侧的透明前基板；电池侧基板，在所述电池侧基板上用密封剂封装太阳能电池元件；和太阳能电池背板，所述太阳能电池背板在所述电池侧基板上被安置成与所述前基板相反并且与所述密封剂接触，并且所述太阳能电池组件包括所述太阳能电池保护板作为所述太阳能电池背板。
全文摘要
本发明提供太阳能电池保护板及其制备方法，太阳能电池用背板和太阳能电池组件，该太阳能电池保护板包括聚合物基板和聚合物层，满足下列条件[1]和[2]中的至少一个[1]所述聚合物基板是经表面处理的聚合物基板，并且所述聚合物层具有0.8μm至12μm的厚度且包含复合聚合物，所述复合聚合物在分子中包含由下式(1)表示的聚硅氧烷结构单元和非聚硅氧烷结构单元，其中R1和R2表示氢、卤素或一价有机基团；n表示1以上的整数；和[2]所述板包括所述聚合物基板上的第一聚合物层，第一聚合物层包含紫外线吸收剂和粘合剂聚合物；和第二聚合物层，第二聚合物层包含粘合剂聚合物，其中所述紫外线吸收剂的含量相对于所述粘合剂的总量为至多1.0质量％。
文档编号B32B27/18GK102442044SQ2011102453
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月25日 优先权日2010年8月26日
发明者尾田年弘, 有年阳平, 畠山晶, 赤崎祐介, 铃木凉太 申请人:富士胶片株式会社