[發明專利]太陽能電池用離子捕捉劑及含有其的太陽能電池用密封劑組合物以及太陽能電池模塊

有效

• 申請號: 201780018404.5
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN108778991B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 大野康晴
• 申請（專利權）人: 東亞合成株式會社
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C08K3/32;C08L23/08;C08L101/00;H01L31/048
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 吳宗頤

本發明的太陽能電池用離子捕捉劑含有下述中的至少一方：(A)離子交換基的至少一部分被選自鋰離子、鉀離子、銫離子、銣離子、鎂離子和鈣離子中的至少1種離子(a1)替代的α?磷酸鋯，以及(B)離子交換基的至少一部分被選自鋰離子、鉀離子、銫離子、銣離子、鎂離子和鈣離子中的至少1種離子(b1)替代的α?磷酸鈦。

技術領域

本發明涉及高選擇性地吸附導致太陽能電池的PID(電位誘導衰減)的Na⁺離子、從而提供耐PID性優異的太陽能電池的、太陽能電池用離子捕捉劑及含有其的太陽能電池用密封劑組合物以及太陽能電池模塊。

背景技術

由于對環境問題的意識的提高，正在利用太陽能電池作為清潔能源。通常，太陽能電池是具備多個太陽能電池模塊的復合體，該太陽能電池模塊具有具備表面側透明保護部件、密封了太陽能電池元件的層、和背面側保護部件(背片)的結構。

近年來，被稱為巨型太陽能電池的大規模的光伏發電系統正在急速增加，其中，大量的晶體硅太陽能電池模塊被設置在大型的場地上，用于構建電力事業用的光伏發電系統。在這樣的大規模的光伏發電系統中，為了簡化太陽能電池模塊之間的布線工事、減少布線根數和連接箱，從而降低成本，通常，將大量的太陽能電池模塊串聯連接，并將最大系統電壓設計為高達600V至1000V左右。然而，在這樣的系統電壓高的晶體硅光伏發電系統中，有時在晶體硅太陽能電池模塊中發生被稱為PID的急劇的特性降低現象。

關于這樣的晶體硅太陽能電池模塊的PID現象，尚未充分了解其原因和發生機制。然而，據報道，當向太陽能電池模塊施加高的系統電壓，而且處于高溫或高濕狀態時，PID現象容易發生和發展，另外，通過向太陽能電池模塊施加反方向的高電壓，特性恢復。

以下，對于采用使用一般的P型晶片構成的晶體硅太陽能電池的晶體硅太陽能電池模塊，說明發生PID現象的機制。晶體硅太陽能電池模塊的表面通常被由鈉鈣玻璃構成的玻璃蓋覆蓋。在此，當玻璃蓋表面存在水分時，從鈉鈣玻璃中產生出作為金屬離子的鈉離子(Na⁺離子)。晶體硅太陽能電池模塊的玻璃蓋被金屬框架支撐，金屬框架接地而產生接地電位。

在這樣的狀態下，當向晶體硅太陽能電池模塊的內部布線施加負的系統電壓時，在晶體硅太陽能電池模塊的內外產生大的電位差。玻璃蓋表面的Na⁺離子(金屬離子)由于該電位差，在玻璃蓋中和密封填充樹脂中移動，到達晶體硅太陽能電池的表面。在高溫高濕的條件下，玻璃蓋和密封樹脂的體積電阻降低，漏電流增加，Na⁺離子(金屬離子)容易移動。

通常，晶體硅太陽能電池的光入射側的摻雜層(N型)的表面被絕緣性的鈍化膜覆蓋。該鈍化膜由于帶電離子的附著而極化。由此，在晶體硅太陽能電池的光入射側的摻雜層(N型)與鈍化層的界面附近，形成極性反轉區(P型)，阻礙光生載流子的移動，電池特性降低。

作為防止這種PID現象發生的方法，迄今為止，建議了幾種方法。例如，作為光伏發電系統中的應對方法，已知有如下方法：使用帶有絕緣變壓器的逆變器，將輸入逆變器的負極接地等，使得太陽能電池模塊的內部不會相對于外部變成負電位。然而，近年來，正在開發無變壓器技術，以提高逆變器的效率和降低成本，應對這樣的系統變得困難。

另一方面，作為太陽能電池模塊的應對方法，專利文獻1中，公開了如下結構：在使用EVA密封太陽能電池的太陽能電池模塊中，為了防止水蒸氣入侵到太陽能電池模塊的內部，在EVA樹脂的與太陽能電池的相反側設置離聚物樹脂層。