太陽能電池用密封膜和使用其的太陽能電池的制作方法
【專利摘要】提供具有乙烯-極性單體共聚物作為主要組分、絕緣性高和在高溫環(huán)境下粘接力的耐久性優(yōu)異的太陽能電池用密封膜；以及使用該密封膜的太陽能電池。本發(fā)明涉及到：一種太陽能電池用密封膜，其包括含有乙烯-極性單體共聚物和交聯(lián)劑的組合物，所述太陽能電池用密封膜的特征在于：所述組合物還包括每一分子中具有三個(gè)烷氧基甲硅烷基的硅烷偶聯(lián)劑A和每一分子中具有一個(gè)烷氧基甲硅烷基的硅烷偶聯(lián)劑B；以及通過該密封膜密封太陽能電池元件而得到的太陽能電池。
【專利說明】太陽能電池用密封膜和使用其的太陽能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及主要包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的太陽能電池用密封膜，特別是在高溫環(huán)境下絕緣性改進(jìn)的太陽能電池用密封膜。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，從有效使用自然資源和防止環(huán)境污染的觀點(diǎn)，已廣泛采用太陽能電池(太陽能電池組件)作為直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。此外，正在進(jìn)行太陽能電池就發(fā)電效率和耐候性方面的研發(fā)。
[0003]如圖1所示，太陽能電池通常包括透明正面?zhèn)缺Ｗo(hù)材料11 (例如，玻璃板)、正面?zhèn)让芊饽?3A、光伏元件14(例如，硅制光伏元件)、背面?zhèn)让芊饽?3B和背面?zhèn)缺Ｗo(hù)材料12(背面?zhèn)雀采w構(gòu)件)。為了制備太陽能電池，首先，依次連續(xù)地層壓上述構(gòu)件。然后，將層壓體進(jìn)行真空脫氣，隨后，在加壓下加熱以將正面?zhèn)让芊饽?3A和背面?zhèn)让芊饽?3B交聯(lián)或固化從而粘合地結(jié)合成層壓體。
[0004]為了產(chǎn)生大的電輸出，太陽能電池具有彼此相連的多個(gè)光伏元件14。因此，為了確保光伏元件14之間的電絕緣性，具有高絕緣性的密封膜13A、13B將光伏元件密封。
[0005]此外，薄膜太陽能電池例如薄膜硅型太陽能電池、非晶硅膜型太陽能電池和銅銦硒化物(CIS)型太陽能電池的研發(fā)也在推進(jìn)。這些薄膜太陽能電池通過例如，通過化學(xué)氣相沉積法等在透明材料例如玻璃基板和聚酰亞胺基板的表面上形成薄膜光伏元件例如半導(dǎo)體層，在薄膜光伏元件上疊置密封膜等并使它們粘合地結(jié)合成層壓體來制備。
[0006]作為太陽能電池用密封膜，使用由乙烯-極性單體共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(有時(shí)簡(jiǎn)稱為EVA)或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)制成的膜。特別是，優(yōu)選使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，因?yàn)樗哂械统杀竞透咄该餍?。另外，在用于密封膜的EVA膜中，交聯(lián)劑如有機(jī)過氧化物與EVA的結(jié)合改進(jìn)了用于膜的強(qiáng)度和耐久性改進(jìn)的交聯(lián)密度。
[0007]需要這樣的太陽能電池，以確保收集使用入射太陽光的由光伏元件或薄膜光伏元件(在本發(fā)明中，它們被統(tǒng)稱為光伏元件)產(chǎn)生的電能。因此，太陽能電池用密封膜需要具有高的絕緣性，以長(zhǎng)期防止漏電，因此，絕緣性到目前為止已經(jīng)得到改進(jìn)。
[0008]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種具有改進(jìn)的絕緣性以及優(yōu)異的透明性、耐熱性和粘接性的太陽能電池用密封膜，其包括0.03至0.3質(zhì)量份的硅烷偶聯(lián)劑，相對(duì)于100質(zhì)量份乙烯-極性單體共聚物。
[0009]另外，專利文獻(xiàn)2公開了一種具有特別是在高溫環(huán)境下改進(jìn)的絕緣性的太陽能電池用密封膜，其包括乙烯-極性單體共聚物如EVA和交聯(lián)劑，并具有1.0X IO13至
5.0X IO14 Q .cm范圍的體積電阻率。在專利文獻(xiàn)2中，調(diào)整交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑的組成和含量以便獲得具有上述體積電阻率的太陽能電池用密封膜。
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)I JP2006-036875A[0013]專利文件2 JP2008-205448A
【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的問題
[0015]但是，根據(jù)太陽能電池的類型和/或安裝位置，太陽能電池用密封膜有時(shí)需要具有更改進(jìn)的絕緣性，因此，期望開發(fā)具有更高絕緣性的密封膜。在這種情況下，還需要密封膜具有粘接力的耐久性，從而長(zhǎng)期保持在高溫環(huán)境下的絕緣性。
[0016]因此，本發(fā)明的目的是提供具有改進(jìn)的絕緣性和優(yōu)異的在高溫環(huán)境下粘接力的耐久性的太陽能電池用密封膜。
[0017]此外，本發(fā)明的目的是提供一種使用該密封膜的太陽能電池。
[0018]用于解決問題的方案
[0019]本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述目的可以通過使用特定類型的硅烷偶聯(lián)劑的組合來實(shí)現(xiàn)。
[0020]換句話說，上述目的可以通過由包含乙烯-極性單體共聚物和交聯(lián)劑的組合物構(gòu)成的太陽能電池用密封膜來實(shí)現(xiàn)，其中該組合物進(jìn)一步含有硅烷偶聯(lián)劑A和硅烷偶聯(lián)劑B，該硅烷偶聯(lián)劑A在其分子中具有三個(gè)烷氧基甲硅烷基，而該硅烷偶聯(lián)劑B在其分子中具有一個(gè)烷氧基甲娃烷基。
[0021]硅烷偶聯(lián)劑A具 有通過三個(gè)烷氧基甲硅烷基與有機(jī)官能團(tuán)結(jié)合而形成的結(jié)構(gòu)。此外，硅烷偶聯(lián)劑B具有通過一個(gè)烷氧基甲硅烷基與有機(jī)官能團(tuán)結(jié)合而形成的結(jié)構(gòu)。相比于常規(guī)密封膜，使用含有這兩種類型的硅烷偶聯(lián)劑的組合物帶來了一種具有改進(jìn)的絕緣性和在高溫環(huán)境下粘接力的耐久性的太陽能電池用密封膜。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池用密封膜的優(yōu)選實(shí)施方式描述如下。
[0023](I)相對(duì)于100質(zhì)量份乙烯-極性單體共聚物，硅烷偶聯(lián)劑A的含量為0.2至I質(zhì)量份；并且相對(duì)于100質(zhì)量份乙烯-極性單體共聚物，硅烷偶聯(lián)劑B的含量為0.1至I質(zhì)量份。使用含有在上述含量范圍內(nèi)的這兩種類型的硅烷偶聯(lián)劑的組合物達(dá)成密封膜的更充分的絕緣性和粘接力的耐久性。
[0024](2)硅烷偶聯(lián)劑A在其分子中具有異氰脲酸酯基。換句話說，優(yōu)選的是，硅烷偶聯(lián)劑A具有通過三個(gè)烷氧基甲硅烷基與異氰脲酸酯基結(jié)合而形成的結(jié)構(gòu)。
[0025](3)硅烷偶聯(lián)劑A由下式(I)表示:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池用密封膜，其由包括乙烯-極性單體共聚物和交聯(lián)劑的組合物構(gòu)成， 其中所述組合物進(jìn)一步含有硅烷偶聯(lián)劑A和硅烷偶聯(lián)劑B, 所述硅烷偶聯(lián)劑A在其分子中具有三個(gè)烷氧基甲硅烷基，而所述硅烷偶聯(lián)劑B在其分子中具有一個(gè)烷氧基甲硅烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池用密封膜，其中相對(duì)于100質(zhì)量份所述乙烯-極性單體共聚物，所述硅烷偶聯(lián)劑A的含量為0.2至I質(zhì)量份，并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述乙烯-極性單體共聚物，所述硅烷偶聯(lián)劑B的含量為0.1至I質(zhì)量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池用密封膜，其中所述硅烷偶聯(lián)劑A在其分子中具有異氰脲酸酯基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述硅烷偶聯(lián)劑A由下式(I)表示:
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述硅烷偶聯(lián)劑A是選自由以下組成的組的至少一種:1，3，5_三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]異氰脲酸酯，1，3，5_三[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]異氰脲酸酯，1，3，5-三[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]異氰脲酸酯和1，3，5_三[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]異氰脲酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述硅烷偶聯(lián)劑B由下式(II)表示:
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述硅烷偶聯(lián)劑B是選自由以下組成的組的至少一種: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-異氰酸酯基丙基二乙氧基硅烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其在25°C的氛圍中測(cè)定的交聯(lián)之后的體積電阻率為1.0X1016Q.cm以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，在所述密封膜交聯(lián)和隨后在85°C的溫度和85% RH的濕度下放置2000小時(shí)之后，根據(jù)180°剝離試驗(yàn)(JIS K6584，1994)測(cè)量的玻璃粘接力為20N/cm以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述乙烯-極性單體共聚物為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜，其中所述交聯(lián)劑為有機(jī)過氧化物。
12.—種太陽能電池，其通過以根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的太陽能電池用密封膜密封光伏元件而獲 得。
【文檔編號(hào)】H01L31/048GK103636003SQ201280031499
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月27日
【發(fā)明者】富山真紀(jì)子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通