太阳能电池用密封膜和使用其的太阳能电池的制作方法
【专利摘要】提供具有乙烯-极性单体共聚物作为主要组分、绝缘性高和在高温环境下粘接力的耐久性优异的太阳能电池用密封膜；以及使用该密封膜的太阳能电池。本发明涉及到：一种太阳能电池用密封膜，其包括含有乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物，所述太阳能电池用密封膜的特征在于：所述组合物还包括每一分子中具有三个烷氧基甲硅烷基的硅烷偶联剂A和每一分子中具有一个烷氧基甲硅烷基的硅烷偶联剂B；以及通过该密封膜密封太阳能电池元件而得到的太阳能电池。
【专利说明】太阳能电池用密封膜和使用其的太阳能电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及主要包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的太阳能电池用密封膜，特别是在高温环境下绝缘性改进的太阳能电池用密封膜。
【背景技术】
[0002]近年来，从有效使用自然资源和防止环境污染的观点，已广泛采用太阳能电池(太阳能电池组件)作为直接将太阳能转换为电能的装置。此外，正在进行太阳能电池就发电效率和耐候性方面的研发。
[0003]如图1所示，太阳能电池通常包括透明正面侧保护材料11 (例如，玻璃板)、正面侧密封膜13A、光伏元件14(例如，硅制光伏元件)、背面侧密封膜13B和背面侧保护材料12(背面侧覆盖构件)。为了制备太阳能电池，首先，依次连续地层压上述构件。然后，将层压体进行真空脱气，随后，在加压下加热以将正面侧密封膜13A和背面侧密封膜13B交联或固化从而粘合地结合成层压体。
[0004]为了产生大的电输出，太阳能电池具有彼此相连的多个光伏元件14。因此，为了确保光伏元件14之间的电绝缘性，具有高绝缘性的密封膜13A、13B将光伏元件密封。
[0005]此外，薄膜太阳能电池例如薄膜硅型太阳能电池、非晶硅膜型太阳能电池和铜铟硒化物(CIS)型太阳能电池的研发也在推进。这些薄膜太阳能电池通过例如，通过化学气相沉积法等在透明材料例如玻璃基板和聚酰亚胺基板的表面上形成薄膜光伏元件例如半导体层，在薄膜光伏元件上叠置密封膜等并使它们粘合地结合成层压体来制备。
[0006]作为太阳能电池用密封膜，使用由乙烯-极性单体共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(有时简称为EVA)或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)制成的膜。特别是，优选使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，因为它具有低成本和高透明性。另外，在用于密封膜的EVA膜中，交联剂如有机过氧化物与EVA的结合改进了用于膜的强度和耐久性改进的交联密度。
[0007]需要这样的太阳能电池，以确保收集使用入射太阳光的由光伏元件或薄膜光伏元件(在本发明中，它们被统称为光伏元件)产生的电能。因此，太阳能电池用密封膜需要具有高的绝缘性，以长期防止漏电，因此，绝缘性到目前为止已经得到改进。
[0008]例如，专利文献I公开了一种具有改进的绝缘性以及优异的透明性、耐热性和粘接性的太阳能电池用密封膜，其包括0.03至0.3质量份的硅烷偶联剂，相对于100质量份乙烯-极性单体共聚物。
[0009]另外，专利文献2公开了一种具有特别是在高温环境下改进的绝缘性的太阳能电池用密封膜，其包括乙烯-极性单体共聚物如EVA和交联剂，并具有1.0X IO13至
5.0X IO14 Q .cm范围的体积电阻率。在专利文献2中，调整交联剂和交联助剂的组成和含量以便获得具有上述体积电阻率的太阳能电池用密封膜。
[0010]专利文献
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献I JP2006-036875A[0013]专利文件2 JP2008-205448A
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]但是，根据太阳能电池的类型和/或安装位置，太阳能电池用密封膜有时需要具有更改进的绝缘性，因此，期望开发具有更高绝缘性的密封膜。在这种情况下，还需要密封膜具有粘接力的耐久性，从而长期保持在高温环境下的绝缘性。
[0016]因此，本发明的目的是提供具有改进的绝缘性和优异的在高温环境下粘接力的耐久性的太阳能电池用密封膜。
[0017]此外，本发明的目的是提供一种使用该密封膜的太阳能电池。
[0018]用于解决问题的方案
[0019]本发明的发明人已经发现，上述目的可以通过使用特定类型的硅烷偶联剂的组合来实现。
[0020]换句话说，上述目的可以通过由包含乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物构成的太阳能电池用密封膜来实现，其中该组合物进一步含有硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B，该硅烷偶联剂A在其分子中具有三个烷氧基甲硅烷基，而该硅烷偶联剂B在其分子中具有一个烷氧基甲娃烷基。
[0021]硅烷偶联剂A具 有通过三个烷氧基甲硅烷基与有机官能团结合而形成的结构。此外，硅烷偶联剂B具有通过一个烷氧基甲硅烷基与有机官能团结合而形成的结构。相比于常规密封膜，使用含有这两种类型的硅烷偶联剂的组合物带来了一种具有改进的绝缘性和在高温环境下粘接力的耐久性的太阳能电池用密封膜。
[0022]根据本发明的太阳能电池用密封膜的优选实施方式描述如下。
[0023](I)相对于100质量份乙烯-极性单体共聚物，硅烷偶联剂A的含量为0.2至I质量份；并且相对于100质量份乙烯-极性单体共聚物，硅烷偶联剂B的含量为0.1至I质量份。使用含有在上述含量范围内的这两种类型的硅烷偶联剂的组合物达成密封膜的更充分的绝缘性和粘接力的耐久性。
[0024](2)硅烷偶联剂A在其分子中具有异氰脲酸酯基。换句话说，优选的是，硅烷偶联剂A具有通过三个烷氧基甲硅烷基与异氰脲酸酯基结合而形成的结构。
[0025](3)硅烷偶联剂A由下式(I)表示:
[0026]
【权利要求】
1.一种太阳能电池用密封膜，其由包括乙烯-极性单体共聚物和交联剂的组合物构成， 其中所述组合物进一步含有硅烷偶联剂A和硅烷偶联剂B, 所述硅烷偶联剂A在其分子中具有三个烷氧基甲硅烷基，而所述硅烷偶联剂B在其分子中具有一个烷氧基甲硅烷基。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用密封膜，其中相对于100质量份所述乙烯-极性单体共聚物，所述硅烷偶联剂A的含量为0.2至I质量份，并且相对于100质量份所述乙烯-极性单体共聚物，所述硅烷偶联剂B的含量为0.1至I质量份。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用密封膜，其中所述硅烷偶联剂A在其分子中具有异氰脲酸酯基。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述硅烷偶联剂A由下式(I)表示:
5.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述硅烷偶联剂A是选自由以下组成的组的至少一种:1，3，5_三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯，1，3，5_三[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯，1，3，5-三[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯和1，3，5_三[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]异氰脲酸酯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述硅烷偶联剂B由下式(II)表示:
7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述硅烷偶联剂B是选自由以下组成的组的至少一种:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷，N-苯基-3-氨基丙基二甲氧基硅烷，和3-异氰酸酯基丙基二乙氧基硅烷。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其在25°C的氛围中测定的交联之后的体积电阻率为1.0X1016Q.cm以上。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的太阳能电池用密封膜，在所述密封膜交联和随后在85°C的温度和85% RH的湿度下放置2000小时之后，根据180°剥离试验(JIS K6584，1994)测量的玻璃粘接力为20N/cm以上。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述乙烯-极性单体共聚物为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的太阳能电池用密封膜，其中所述交联剂为有机过氧化物。
12.—种太阳能电池，其通过以根据权利要求1-11中任一项所述的太阳能电池用密封膜密封光伏元件而获 得。
【文档编号】H01L31/048GK103636003SQ201280031499
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】富山真纪子 申请人:株式会社普利司通