太阳电池用背板及太阳电池模块的制作方法_6

文档序号:9383226阅读:来源:国知局
或刷 毛的涂布方法等。而且,也可将支撑体浸渍于下涂层形成用涂布液中而进行。而且,自成本 的观点考虑,优选的是通过在支撑体制造步骤内将下涂层形成用涂布液涂布于支撑体上的 所谓的线内涂布法而进行涂布。具体而言,例如在支撑体的制作中可使用如下的方法:一面 并用例如挤出、静电密接法等一面将支撑体的原料树脂浇铸于冷却鼓上而获得薄片后,在 纵方向上进行延伸,其次在所述纵延伸后的支撑体的单面涂布下涂层形成用涂布液,然后 在横方向上进行延伸等方法。涂布时的干燥、热处理的条件因涂布厚度、装置的条件而定, 优选的是在涂布后立即送入至直角方向的延伸步骤,在延伸步骤的预热区或延伸区使其干 燥。在这种情况下,通常在50°C~250°C左右进行。另外,也可对支撑体实施电晕放电处理、 其他表面活化处理。
[0460] 另外,下涂层形成用涂布液中的固体成分浓度优选的是30质量%以下,特别优选 的是10质量%以下。固体成分浓度的下限优选的是1质量%,更优选的是3质量%,特别 优选的是5质量%。通过设为上述范围,可形成面状良好的下涂层。
[0461] [太阳电池模块]
[0462] 本发明的太阳电池模块例如将太阳电池元件配置于太阳光入射的透明性基板与 太阳电池用背板之间,利用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等密封材料将所述基板与背板之间密 封,上述太阳电池元件将太阳光的光能转换为电能。
[0463] 具体而言,本发明的太阳电池模块包含:太阳光入射的透明性基材;元件结构部 分,设于基材上,包含太阳电池元件及对太阳电池元件进行密封的密封材料;太阳电池用背 板,配置于元件结构部分的位于基材的侧的相反侧。而且,应用本发明的背板作为太阳电池 用背板。
[0464] 关于太阳电池模块、太阳电池单元、背板以外的构件,例如在《太阳光发电系统构 成材料》(杉本荣一主编、工业调查会股份有限公司、2008年发行)中有详细的记载。
[0465] 透明性的前基板若具有可透过太阳光的透光性即可,可自透过光的基材中适宜选 择。自发电效率的观点考虑,优选的是光的透过率高者,此种基板例如可适宜地使用玻璃基 板、丙烯酸系树脂等透明树脂等。
[0466] 太阳电池元件可应用单晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系、铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、 镉-碲、镓-砷等III-V族或II-VI族化合物半导体系等各种已知的太阳电池元件。
[0467] [实施例]
[0468] 以下,利用实施例对本发明加以更具体的说明,但只要本发明不超过其主旨,则并 不限定于以下的实施例。另外,若无特别说明,则"份"、" % "及"比"为质量基准。
[0469] (支撑体的制作)
[0470] -聚酯的合成-
[0471] 将高纯度对苯二甲酸(三井化学股份有限公司制造 UOOkg与乙二醇(日本催化 剂股份有限公司制造)45kg的浆料以4小时依序供给至预先装入有对苯二甲酸双(羟基乙 基)酯约123kg且保持为温度250°C、压力I. 2 X IO5Pa的酯化反应槽中,在供给结束后进一 步以1小时进行酯化反应。其后,将所得的酯化反应产物123kg移送至缩聚反应槽中。
[0472] 继而,在移送有酯化反应产物的缩聚反应槽中,相对于所得的聚合物而添加0. 3% 乙二醇。进行5分钟搅拌后,相对于所得的聚合物而以分别成为30ppm、15ppm的方式加入乙 酸钴及乙酸锰的乙二醇溶液。进一步搅拌5分钟后,以相对于所得的聚合物而言成为5ppm 的方式添加醇钛化合物的2%乙二醇溶液。在5分钟后,以相对于所得的聚合物而言成为 5ppm的方式添加二乙基膦酰基乙酸乙酯的10%乙二醇溶液。其后,一面以30rpm对低聚合 物进行搅拌,一面使反应系统自250°C缓缓升温至285°C,且将压力降至40Pa。到达最终温 度、最终压力的时间均为60分钟。在成为规定的搅拌转矩的时间点对反应系统进行氮气冲 洗,恢复至常压,停止缩聚反应。继而,在冷水中喷出为股线状,立即进行切割而制作聚合物 的颗粒(直径约3mm、长度约7mm)。另外,自减压开始至到达规定的搅拌转矩的时间是3小 时。
[0473] 其中,醇钛化合物使用日本专利特开2005-340616号公报的段落编号[0083]的实 施例1中所合成的醇钛化合物(Ti含量=4. 44% )。
[0474] -固相聚合-
[0475] 将上述所得的颗粒在保持为40Pa的真空容器中,220°C的温度下保持30小时而进 行固相聚合。
[0476] -基质形成-
[0477] 将如上所述地经过固相聚合后的颗粒在280°C下熔融而浇铸于金属鼓上,制作厚 度约3mm的未延伸基质。其后,在90°C下在纵方向上延伸3. 4倍,在下述条件下进行电晕放 电处理,其次将下述组成的A层形成用涂布液,以涂布量成为5. lml/m2的方式,在MD延伸 后、TD延伸前利用线内涂布法涂布于聚对苯二甲酸乙二酯支撑体的电晕处理面,形成厚度 为0.1 ym的A层。另外,TD延伸温度为105°C,在TD方向上延伸4. 5倍,在膜面为200 °C 下进行15秒的热处理,在190°C下以MD松弛率5%、TD松弛率11%而在MD、TD方向上进行 热松弛,获得形成有A层的厚度为250 μm的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯支撑体(以下称 为"附有A层的PET支撑体")。
[0478] (电晕放电处理)
[0479] 在PET支撑体的其中一个面上所进行的电晕放电处理的条件如下所述。
[0480] ?电极与介电体辊的间距间隙:1. 6mm
[0481] ?处理频率:9· 6kHz
[0482] ?处理速度:2〇m/min
[0483] ?处理强度:0· 375kV · A · min/m2
[0484] (A层形成涂布液的组成)
[0485] ?聚烯烃树脂水分散液 3. 74份
[0486] [艾罗贝斯(Arrow base)SE_1013N、尤尼吉可股份有限公司制造、固体成分: 20. 2% ]
[0487] ?丙稀酸系树脂水分散液 〇. 3份
[0488] [AS-563A、大赛璐精细化工股份有限公司制造、固体成分:28%的乳胶]
[0489] ?水溶性噁唑啉系交联剂 0. 85份
[0490] [艾伯卡洛斯(EP0CR0S) WS-700、日本催化剂股份有限公司制造、固体成分:25% ]
[0491] ?添加剂 在表1~表2中有所记载
[0492] ?蒸馏水 100份
[0493] 如上所述而制作比较例1~比较例14的太阳电池用背板及实施例1~实施例36 的太阳电池用背板。
[0494] [实施例37的电池用背板的制作]
[0495] 与太阳电池用背板30的制作同样地进行直至形成A层。将所述膜厚为0. 5 μ m的 A层表面在730J/m2的条件下进行电晕放电处理后,以厚度成为0. 1 μπι的方式涂布比较例 1的太阳电池用背板的制作中所使用的A层形成涂布液,其后与比较例1的太阳电池用背板 的制作同样地进行处理,制作实施例37的太阳电池用背板。
[0496] [实施例38的太阳电池用背板的制作]
[0497] 将PET支撑体各自以搬送速度80m/min进行搬送,以730J/m2的条件对PET面进 行电晕放电处理后,以涂布量成为17. 25cc/m2的方式涂布下述组成的中间层1形成用涂布 液,在170°C下进行2分钟干燥,由此在PET基材上设置1 μπι厚的中间层1。以730J/m2的 条件对所述中间层1的表面进行电晕放电处理,然后与太阳电池用背板34的A层的形成方 法同样地进行而形成A层,制作实施例38的太阳电池用背板。
[0498] (中间层1形成用涂布液的组成)
[0499] ?丙烯酸系树脂水分散液 11. 8份
[0500] [保龙(B0NL0N)XPS002、三井化学股份有限公司制造、固体成分:45· 0% ]
[0501] ?水溶性噁唑啉系交联剂 1.6份
[0502] [艾伯卡洛斯(EP0CR0S) WS-700、日本催化剂股份有限公司制造、固体成分: 25. 0% ]
[0503] ?阴离子系表面活性剂 0.4份
[0504] [钠 -L 2-{:双(3, 3, 3,4,4, 5, 5,6,6,6-九氟己基羰基)}乙磺酸盐]
[0505] [固体成分2. 0% :利用水/乙醇=2 : 1进行溶解]
[0506] ?蒸馏水 86. 3份
[0507][实施例39的太阳电池用背板的制作]
[0508] 与太阳电池用背板38的制作同样地进行,但使用下述组成的中间层2形成用涂布 液形成白色的中间层2而代替中间层1,制作实施例39的太阳电池用背板。
[0509](中间层2形成用涂布液的组成)
[0510] ?丙烯酸系树脂水分散液 10. 6份
[0511] [保龙(B0NL0N)XPS002、三井化学股份有限公司制造、固体成分:45· 0% ]
[0512] ?水溶性噁唑啉系交联剂 1.4份
[0513] [艾伯卡洛斯(EP0CR0S) WS-700、日本催化剂股份有限公司制造、固体成分:25% ]
[0514] ?阴离子系表面活性剂 0.4份
[0515] [钠-1.2-{:双(3,3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基羰基)}乙磺酸盐]
[0516] [固体成分2. 0% :利用水/乙醇=2 : 1进行溶解]
[0517] ?氧化钛分散液 4. 4份
[0518] [氧化钛分散液的制备方法:使用戴诺磨(Dyno-mill)分散机,以二氧化钛的平均 粒径成为0. 45的方式进行分散而制备二氧化钛分散液。另外,二氧化钛的平均粒径使用霍 尼韦尔(Honeywell)公司制造的麦克奇(Microtrac)FRA而测定。
[0519] (二氧化钛分散液的组成:二氧化钛…455. 8份(泰白克(TIPAQUE)CR-95、石原产 业股份有限公司制造、粉黛)、聚乙烯醇(?〇17?丨即141(:〇11 〇1,?¥4)水溶液~227.9份(德 莫尔(DEMOL)EP、花王股份有限公司制造、浓度25% )、蒸馏水…310. 8份)]
[0520] ?蒸馏水 83. 2份
[0521] [实施例40的太阳电池用背板的制作]
[0522] 与太阳电池用背板38的制作同样地进行,但使用下述组成的中间层3形成用涂布 液形成黑色中间层3而代替中间层1,制作实施例40的太阳电池用背板。
[0523] (中间层3形成用涂布液的组成)
[0524] ?丙烯酸系树脂水分散液 11. 7份
[0525] [保龙(B0NL0N)XPS002、三井化学股份有限公司制造、固体成分:45· 0% ]
[0526] ?水溶性噁唑啉系交联剂 1. 6份
[0527] [艾伯卡洛斯(EP0CR0S) WS-700、日本催化剂股份有限公司制造、固体成分:25% ]
[0528] ?阴离子系表面活性剂 0.4份
[0529] [钠 -L 2-{:双(3, 3, 3,4,4, 5, 5,6,6,6-九氟己基羰基)}乙磺酸盐]
[0530] [固体成分2. 0% :利用水/乙醇=2 : 1进行溶解]
[0531] ?碳黑分散液 0.4份
[0532] [MF5630黑(Black)、大日精化工业股份有限公司制造、固体成分:31· 5% ]
[0533] ?蒸馏水 86. 0份
[0534] [评价]
[0535] 关于各例中所得的太阳电池用背板,依照所述的方法测定背板的设有A层的侧的 面的表面电阻值SR,且进行以下评价。
[0536] (部分放电电压)
[0537] 将太阳电池用背板在23°C、65% Rh的室内放置一夜之后,使用部分放电试验器 KPD2050(菊水电子工业制造),测定10次部分放电电压,将其平均值作为背板的部分放电 电压。另外,试验条件如下所述。
[0538] ?输出薄片中的输出电压施加图案选择包含3个阶段的图案,第一阶段是单纯地 使电压自OV上升至规定的试验电压的图案,第2阶段是维持规定的试验电压的图案,第3 阶段是单纯地使电压自规定的试验电压降低至OV的图案。
[0539] ?频率设为50Hz。
[0540] ?试验电压为lkV,在未观测到部分放电的情况下,每隔IkV地使试验电压上升,进 行测定直至观测到部分放电。
[0541] ?第一阶段的时间Tl为lOsec、第2阶段的时间T2为2sec、第3阶段的时间T3为 IOsec0
[0542] ?脉冲计数薄片的计数方法是" + "(加)、检测水平为50%。
[0543] 继而,在部分放电电压的测定后,基于其值而按照以下等级进行评价。
[0544] 等级 1 :0· 82kV ~0· 87kV
[0545] 等级 2 :0· 88kV ~0· 93kV
[0546] 等级 3 :0· 94kV ~0· 99kV
[0547] 等级 4 :1. OOkV ~I. 05kV
[0548] 等级 5 :1. 06kV ~I. IlkV
[0549] (EVA 密接力)
[0550] 将各例中所得的太阳电池用背板切为MD方向8. 0cm、TD方向3. 0cm。其次,在玻 璃板上载置作为密封材料而使用的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)的膜,在其上以A层 形成面朝向EVA侧的方式进行而重叠背板的切割品后,在145°C、真空抽吸4分钟、加压10 分钟的条件下使用日清纺精密机器(Nisshinbo Mechatronics)公司制造的真空层压装置 (LAMINAT0R0505S)而进行层压。其后,在23°C、50%的条件下进行24h以上的湿度调整,然 后利用切割机在背板的MD方向上以成为IOmm的宽度的方式切出2条切口。
[0551] 以100mm/min的速度利用腾喜龙(TENSILON)(艾安得(A&D)股份有限公司制造的 RTF-1310)以180°拉伸上述切出有切口的太阳电池用背板的IOmm宽的部分,基于自EVA 表面剥离太阳电池用背板时的力(单位:N/mm),按照以下的等级进行评价。
[0552] 等级 I :3N/mm 以下
[0553] 等级 2 :3N/mm ~5N/mm
[0554] 等级 3 :5N/mm ~7N/mm
[0555] 等级 4 :7N/mm ~9N/mm
[0556] 等级 5 :9N/mm 以上
[0557] 以下,将评价结果与各例的详细一同表示于表1及表2中。另外,在表中,"E0链 长"表示表面活性剂所具有的乙二醇链中的环氧乙烷的重复数η。
[0558] 以下,对各表的商品名等示出略称等的详细内容。
[0559] ?艾玛莱斯(EMLEX) 102 :通式(SII)中,m = 16、η = 2的例示化合物(日本乳化 (Nihon-Emulsion)股份有限公司制造)
[0560] ?艾玛莱斯(EMLEX) 105 :通式(SII)中,m = 16、η = 5的例示化合物(日本乳化 股份有限公司制造)
[0561] ?艾玛莱斯(EMALEX) 110 :通式(SII)中,m = 16、η = 10的例示化合物(日本乳 化股份有限公司制造)
[0562] ?艾玛莱斯(EMALEX) 120 :通式(SII)中,m = 16、η = 20的例示化合物(日本乳 化股份有限公司制造)
[0563] ?艾玛莱斯(EMALEX) 130 :通式(SII)中,m = 16、η = 30的例示化合物(日本乳 化股份有限公司制造)
[0564] ?拜通(Baytron):导电性聚合物"非水溶性聚噻吩系导电性高分子水分散体(拜 耳(Bayer)公司制造/世泰科(H. C. Stark)公司制造)"
[0565] ?派莱斯(Pelex)NBL :阴离子系表面活性剂"烷基萘磺酸钠(花王股份有限公司 制造)"
[0566] ?戴塔路(DENTALL) WK-500 :无机导电性材料"针状TiO2粒子(大冢化学股份有限 公司制造)"
[0567] ?邦戴普(BONDEIP) -PM :非水溶性阳离子系导电性材料的水分散体(小西 (Konishi)油脂股份有限公司制造)
[0568] ?奥鲁分(Olfine)EXP4150F :具有乙炔基的非离子系表面活性剂(日信化学工业 股份有限公司制造)
[0569] [表 1]
[0570]







的提高与相对于密封太阳电池元件的密封材料的密接性。
[0579] 本发明的具体形态的记述是以记述与说明的目的而提供者。并不考虑将本发明限 定为所揭示的精确的形态,或者并不考虑穷举。显而易见应该明白本领域技术人员可进行 多种修饰或变形。所述形态是为了最优选地说明本发明的概念或其实际应用而选定者,由 此以适于本领域技术人员以外的人员所考虑的特定用途而进行各种形态或各种变形的方 式,使本领域技术人员以外的人员理解本发明。
[0580] 在2013年4月3号提出申请的日本专利申请案第2013-078078号公报、在2013 年8月16号提出申请的日本专利申请案第2013-169244号公报、及在2013年12月26号 提出申请的日本专利申请案第2013-269889号公报的所有揭示内容在此处作为参照文献 而并入。
[0581] 作为本说明书中所记述的所有出版物或专利申请案、以及技术标准,在指定这些 各个出版物或专利申请案、以及技术标准作为引用文献而特别地、且各个地并入的情况下, 在与所述引用文献相同的限定范围中并入于此处。本发明的范围依据下述专利申请范围及 其等价物而决定。
【主权项】
1. 一种太阳电池用背板,其包含: 支撑体;以及 A层,在所述支撑体的至少一个面的侧至少含有具有乙二醇链且不具碳-碳三键的非 离子系表面活性剂; 太阳电池用背板的设有所述A层的侧的表面电阻值SR为1.0X10、/ □以上、 5. 5X1015Q/ □以下的范围。2. 根据权利要求1所述的太阳电池用背板,其中,所述表面电阻值SR是 1.0X10nn/ □以上、i.〇xio15n/ □以下的范围。3. 根据权利要求1或2所述的太阳电池用背板,其中,所述A层是最外层。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的太阳电池用背板,其中,所述非离子系表面活性 剂的乙二醇链的重复数n为7以上、30以下。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的太阳电池用背板,其中,所述非离子系表面活性 剂的乙二醇链的重复数n为10以上、20以下。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的太阳电池用背板,其中,所述非离子系表面活性 剂是选自由下述通式(SI)所表示的非离子系表面活性剂、通式(SII)所表示的非离子系表 面活性剂、通式(SIII-A)所表示的非离子系表面活性剂、及通式(SIII-B)所表示的非离子 系表面活性剂所构成的群组的至少一种; [化1]通式(SI)中,R11、R13、R21及R23分别独立地表示经取代或未经取代的烷基、芳基、烷氧 基、卤素原子、酰基、酰胺基、磺酰胺基、氨甲酰基、或氨磺酰基;R12、R14、R22及R24分别独立 地表示氢原子,或经取代或未经取代的烷基、芳基、烷氧基、卤素原子、酰基、酰胺基、磺酰胺 基、氨甲酰基、或氨磺酰基;R5及R6分别独立地表示氢原子,或经取代或未经取代的烷基或 芳基; R11与R12、R13与R14、R21与R22、R23与R24及R5与R6也可相互连结而形成经取代或未经 取代的环;m及n分别独立地表示聚氧乙烯链的平均重复数,是2~50的数; (SII) :H2n+1Cn-0-(CH2CH20)n-H 通式(SII)中,m表示0~40的整数,n表示聚氧乙烯链的平均重复数,是2~50的 数; [化2]通式(sm-A)及通式(sm-B)中,r1(]及r2°分别独立地表示氢原子或碳原子数为i~ 100的有机基,tl及t2分别独立地表示1或2,Y1及Y2分别独立地表示单键或碳原子数为 1~10的亚烷基;ml及nl分别独立地表示0或1~100的数,其中ml并不为0,且在nl为 〇的情况下ml并不为1 ;m2及n2分别独立地表示0或1~100的数,其中m2并不为0,且 在n2为0的情况下m2并不为1。7. 根据权利要求6所述的太阳电池用背板,其中,所述通式(SI)中的Rn、R13、R21及R23 分别独立地表示经取代或未经取代的烷基、芳基、或烷氧基;通式(SII)中的m表示0~20 的整数,n表示7~30的数;通式(SIII-A)及通式(SIII-B)中的R1(]及R2°分别独立地为 氢原子、碳原子数为1~10的直链或分支链的烷基、碳原子数为1~10的烷氧基、烷氧基 幾基、N-烷基氨基、N,N-二烷基氨基、N-烷基氨甲酰基、酰氧基、酰基氨基、重复单兀数为 5~20的聚氧亚烷基链、碳原子数为6~20的芳基、或键结有重复单元数为5~20的聚氧 亚烷基链的芳基。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的太阳电池用背板,其中,所述A层中的所述非离 子系表面活性剂的含量是相对于A层的固体成分总量而言为2. 5质量%以上、50质量%以 下。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的太阳电池用背板,其中,在所述支撑体与所述A 层之间进一步包含含有树脂的中间层。10. 根据权利要求9所述的太阳电池用背板,其中,所述中间层含有白色有色材料。11. 根据权利要求9或10所述的太阳电池用背板,其中,所述中间层含有黑色有色材 料。12. -种太阳电池模块,其包含: 太阳光入射的透明性基材; 元件结构部分,设于所述基材上,包含太阳电池元件及对所述太阳电池元件进行密封 的密封材料;以及 太阳电池用背板,其是根据权利要求1至11中任一项所述的太阳电池用背板,配置于 所述元件结构部分的位于所述基材的侧的相反侧。
【专利摘要】一种太阳电池用背板及包含其的太阳电池模块,所述太阳电池用背板包含支撑体与A层,所述A层在支撑体的至少一个面的侧至少含有具有乙二醇链且不具碳-碳三键的非离子系表面活性剂,设有所述A层的侧的表面电阻值SR为1.0×1010Ω/□以上5.5×1015Ω/□以下的范围,且所述太阳电池用背板兼顾部分放电电压的提高与相对于密封太阳电池元件的密封材料的密接性。
【IPC分类】B32B7/02, H01L31/049, B32B9/00
【公开号】CN105103303
【申请号】CN201480019777
【发明人】冨泽秀树, 松永直裕, 小糸直希
【申请人】富士胶片株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年3月19日
【公告号】WO2014162879A1
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