[發明專利]包括使用具有低結塊趨勢的某種聚(乙烯醇縮丁醛)/薄膜雙層封裝層的太陽能電池及其簡化的制備方法

無效

• 申請號: 200780043796.7
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101542746A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: R·A·海斯
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/048
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

發明領域

本發明涉及包括含有無結塊聚(乙烯醇縮丁醛)的雙層片材的太陽能電池模塊。

發明背景

作為一種可再生的能源，太陽能電池模塊的應用范圍正迅速擴大。隨著太陽能電池模塊或層壓體變得日益復雜，對具有增強功能的封裝材料的需求也不斷增加。太陽能電池是將光能轉變為電能的裝置。太陽能電池模塊的典型或常規構造從頂部、或入射層(即，首先接觸光的層)到底片(離入射層最遠的層)由至少5個結構層組成：(1)入射層；(2)前片封裝層；(3)太陽能電池層；(4)底片封裝層；和(5)底片。入射層的作用是提供允許日光進入太陽能電池模塊的透明保護窗口。入射層通常為玻璃板或聚合物薄膜(例如含氟聚合物或聚酯薄膜)，但也可以設想為是可完全透過日光的任何材料。

太陽能電池模塊的封裝層被設計用于封裝和保護易碎的太陽能電池層。一般來講，太陽能電池模塊將包含夾在太陽能電池層周圍的至少兩個封裝層。前片封裝層的光學特性必須使得光能夠有效地被透射至太陽能電池層。多年以來，已經開發出用于制備層壓的太陽能電池產品的多種聚合物薄膜和片材。一般來講，這些聚合物薄膜和片材必須具有多種特性的組合，所述特性包括很高的光學清晰度、低霧度、高抗沖擊性、減震性、優異的耐紫外線性能、良好的長期熱穩定性、與玻璃及其他太陽能電池層壓層之間的優異粘合力、低紫外線透射率、低吸潮性、高防潮性和優異的長期耐侯性。廣泛使用的封裝材料包括基于下列物質的絡合的多組分組合物：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、離聚物、聚(乙烯醇縮丁醛)(PVB)、α-烯烴與α，β-烯鍵不飽和羧酸的酸性共聚物、衍生自α-烯烴與α，β-烯鍵不飽和羧酸的部分或完全中和的酸性共聚物的離聚物、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(如茂金屬催化的線性低密度聚乙烯)、聚烯烴嵌段彈性體、乙烯-丙烯酸酯共聚物(如乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、硅氧烷彈性體、環氧樹脂等。

例如，以下文獻公開了聚(乙烯醇縮丁醛)在形成太陽能電池封裝層時的用途：美國專利3,957,537、4,249,958、4,321,418、5,508,205、5,582,653、5,728,230、6,075,202、6,288,323、6,288,326、6,538,192、6,777,610、6,822,157、6,940,008；美國專利申請2004/0191422和2005/0284516；歐洲專利EP?0?343?628、EP?0?631?328、EP?1?005?096和EP?1?054?456。

然而，由于聚(乙烯醇縮丁醛)片材在環境溫度下極其柔軟并具有粘著性，在運輸和儲存過程中需要冷凍，因此在太陽能電池模塊內使用聚(乙烯醇縮丁醛)片材一直非常復雜。此外，由于隨著溫度升高，塑化的聚(乙烯醇縮丁醛)片材的粘著性會增加，并且其向玻璃的滑動性能變差，因此往往損害其可加工性和可使用性。為了改善這種趨勢并抑制潮解性，工作場所的溫度必須保持在約20℃。并且在實踐中，當把塑化的聚(乙烯醇縮丁醛)片材用作兩片玻璃之間的夾層時，需要采用兩步粘結法來制備層壓體(參見例如歐洲專利EP?0?145?928第2頁第30行)。

包括聚(乙烯醇縮丁醛)亞層的雙層層壓體已經用于玻璃裝配業，并且可以商品名SpallShield從E.I.du?Pont?de?Nemours?andCompany(DuPont)，Wilmington，Delaware商購獲得。通常將這種雙層層壓體直接施加到玻璃表面上，以制成防破壞和防盜玻璃，更具體地講是為了防止玻璃碎裂，即防止玻璃板尤其是鋼化的玻璃板破裂時鋒利的玻璃碎片朝受沖擊的相反側四處飛濺。包括此類結構的玻璃制品在例如下列專利中有所公開：美國專利3,781,184、3,900,673、4,059,469、4,072,779、4,242,403、4,469,743、4,543,283、4,832,782、4,834,829、4,925,737、4,952,457、5,028,287、5,069,942、5,082.515、5,188,692、5,250,146、5,356,745、5,393,365、5,415,942、5,501,910、5,567,529、5,631,089、5,698,053、5,763,089、5,965,853、以及美國專利申請2005/0129954。