CN102754222A - 太阳能电池用背板、其制备方法以及太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

一种被设置为与电池侧基板的密封材料接触的太阳能电池用背板,其中太阳能电池器件被所述密封材料密封,所述背板包括:聚合物基材;以及聚合物层,所述聚合物层被安置在所述聚合物基材上并且含有复合聚合物,所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元:其中R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;以及n是1以上的整数。

Description

太阳能电池用背板、其制备方法以及太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种安装在与太阳能电池器件的太阳光入射侧相反的侧面上的太阳能电池用背板、一种用于制备该背板的方法、以及一种太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池是在发电期间不排放二氧化碳并且对环境具有很小有害影响的发电***,并且近年来,太阳能电池已被快速普及。
太阳能电池组件一般具有这样的结构,其中太阳能电池被夹在太阳光进入一侧上的前表面玻璃和设置在与太阳光进入一侧相反的侧面(后表面侧)上的所谓背板之间。前表面玻璃和太阳能电池之间以及太阳能电池和背板之间的空间分别用EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等密封。
背板具有防止湿气从太阳能电池组件的后表面渗入的功能,并且传统上已经使用了玻璃、氟树脂等。然而,近年来,从成本的角度考虑,已经越来越多地使用聚酯。此外,背板不必需地仅仅是聚合物板,而且可以被赋予各种功能,如以下描述的那些。
关于上述功能,例如,可能存在对于通过向背板中添加白色无机细粒如氧化钛来赋予反射性能的需求。这是因为当通过组件的前表面入射并通过电池的太阳光中的光部分被扩散地反射并返回到电池时,发电效率增高。在这方面,已经公开了具有添加的白色无机细粒的白色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的实例(参见,例如,日本专利申请公开(JP-A)No.2003-060218和JP-ANo.2006-210557),以及还已经公开了具有包含白色颜料的白色油墨层的后表面保护板的实例(参见,例如,JP-ANo.2006-210557)。
此外,存在其中要求背板具有装饰性(decorativeness)的情形。在这方面,已经公开了已添加苝颜料(其是一种黑色颜料)以改善装饰性的太阳能电池用背板的实例(参见,例如,JP-ANo.2007-128943)。
此外,存在其中设置聚合物层作为背板的最外层以获得背板和EVA密封材料之间的强粘合性的情形。在这方面,已经公开了在白色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上提供热粘合层的技术(参见,例如JP-ANo.2003-060218)。
为了赋予诸如上述的功能,背板具有这样的结构,其中具有另一种功能的层被层合在载体上。层合方法的实例可以包括将具有各种功能的板附着在载体上。例如,已经公开了通过附着多个树脂膜而形成背板的方法(例如,参见,JP-A No.2002-100788)。此外,作为以比附着方法更低成本形成背板的方法,已经公开了在载体上涂布具有各种功能的层的方法(参见,例如,JP-A No.2006-210557和JP-A No.2007-128943)。
而且,存在关于以下的公开内容:用于反射板的白色聚酯膜,其中含有抗静电剂和硅树脂化合物的涂布层被安置在白色聚酯膜上;或者太阳能电池用背板,其中含有环氧树脂、酚树脂、乙烯基共聚物或硅氧烷化合物的粘附层被层合在有机膜上(参见,例如JP-A No.2008-189828和JP-A No.2008-282873)。
然而,尽管存在与通过附着来形成背板的方法有关所公开的可用技术,但是这些技术涉及高成本、长期使用中的层间粘附性差,并且在耐久性方面是不令人满意的。即,由于背板直接暴露于湿气、热或光,所以要求背板对此长期具有耐久性。例如,背板通常具有粘附至EVA密封材料的结构,并且在这种情况下,背板和EVA之间的随时间的粘合耐久性极为重要。此外,载体和各个层之间的粘合耐久性也是绝对需要的。
还已公开了涉及涂布的方法。然而,在具有相对高温和湿度的环境中很难保持长时间的粘附性,并且这些方法在提供可以以低成本制备并且实现光反射性等和对EVA密封材料的粘附性之间的良好平衡的太阳能电池用背板方面还不是令人满意的。
关于上述含有硅树脂化合物或硅氧烷化合物的聚酯膜或背板,前者在作为抗静电剂包含的阳离子聚合物的耐久性方面较差,而后者在不同于硅氧烷化合物的树脂或共聚物的耐久性方面较差,使得在具有相对较高湿度和温度的环境中难以保持长时间的粘附性。
如上所述,在当前的情形下,还没有提供这样的太阳能电池用背板,其具有持续长时间的对EVA密封材料的粘附性和其他功能(例如,反射性能或装饰性),同时其可以以低成本制备并且可以提供对于湿气和热的令人满意的耐久性。
发明内容
鉴于以上情形而实现了本发明,并且本发明的一个目的是提供一种太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板在热和潮湿环境中在各个层之间的粘合耐久性以及对该背板或电池侧基板的构成基材(例如,密封材料如EVA)的粘合耐久性优异,并且可以以低成本制备;一种用于制备该背板的方法、以及一种具有稳定发电效率的不昂贵的太阳能电池组件。
本发明的示例性实施方案例如为如下:
<1>一种被设置为与电池侧基板的密封材料接触的太阳能电池用背板,其中太阳能电池器件被所述密封材料密封,所述背板包括:
聚合物基材;和
聚合物层,所述聚合物层被安置在所述聚合物基材上并且含有复合聚合物(composite polymer),所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元:
Figure BDA00002003964500031
式(1)
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
<2>根据<1>的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层包含衍生自用于交联所述复合聚合物的交联剂的结构部分。
<3>根据<1>或<2>的太阳能电池用背板,其中所述非硅氧烷结构单元包含丙烯酸类结构单元。
<4>根据<2>或<3>的太阳能电池用背板,其中所述交联剂是选自碳二亚胺化合物或
Figure BDA00002003964500032
唑啉化合物中的至少一种。
<5>根据<2>至<4>中任一项的太阳能电池用背板,其中在所述聚合物层中,基于所述复合聚合物的含量,衍生自所述交联剂的所述结构部分的质量含量为1质量%至30质量%。
<6>根据<1>至<5>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物基板已经经过选自由电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理和紫外处理组成的组中的至少一种表面处理。
<7>根据<1>至<6>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述由R1或R2表示的一价有机基团是选自由烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、巯基、氨基和酰胺基组成的组中的至少一种。
<8>根据<1>至<7>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物基材包含具有在2当量/吨至35当量/吨的范围内的羧基含量的聚酯树脂。
<9>根据<1>至<8>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层具有0.8μm至12μm的厚度。
<10>根据<1>至<9>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层被安置为与所述聚合物基材的表面接触。
<11>根据<1>至<10>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层是被设置在距离所述聚合物基材最远位置处的最外层。
<12>根据<1>至<11>中任一项的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层还含有白色颜料并且是具有光反射性的反射层。
<13>根据<1>至<11>中任一项的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板包括至少两个所述聚合物层,其中所述聚合物层中的一个还含有白色颜料并且是具有光反射性的反射层,而所述聚合物层中的另一个被设置在所述反射层和所述聚合物基材之间。
<14>根据<1>至<11>中任一项的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板还包括含有白色颜料并且具有光反射率的反射层,其中所述聚合物层被设置在所述反射层和所述聚合物基材之间。所述反射层和所述聚合物基材优选通过所述聚合物层粘结。
<15>一种用于制备太阳能电池用背板的方法,所述方法包括通过在聚合物基材上涂布含有复合聚合物的涂布液而形成至少一个聚合物层,所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元:
Figure BDA00002003964500051
式(1)
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
<16>根据<15>的用于制备太阳能电池用背板的方法,其中所述涂布液还含有选自碳二亚胺化合物或
Figure BDA00002003964500052
唑啉化合物中的交联剂。
<17>根据<15>或<16>的用于制备太阳能电池用背板的方法,其中所述涂布液还含有溶剂,并且50质量%以上的所述溶剂是水。
<18>一种太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括根据<1>至<14>中任一项的太阳能电池用背板或通过根据<15>至<17>中任一项的用于制备太阳能电池用背板的方法制备的太阳能电池用背板。
<19>一种太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括:
透明前基板,太阳光通过所述透明前基板进入;
电池结构部分,所述电池结构部分被安置在所述前基板上并且包括太阳能电池器件和密封所述太阳能电池器件的密封材料;以及
根据<1>至<14>中任一项的太阳能电池用背板或通过根据<15>至<17>中任一项的用于制备太阳能电池用背板的方法制备的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板被安置在所述电池结构部分的与设置所述前基板的所述电池结构部分的侧面相反的侧面上,从而与所述密封材料邻接。
根据本发明,可以提供这样的太阳能电池用背板,其在热和潮湿环境中的在各个层之间的粘合耐久性和对于所述背板或电池侧基板的构成基材(例如密封材料如EVA)的粘合耐久性优异,并且可以以低成本制备,以及一种用于制备所述背板的方法。
此外,根据本发明,可以提供一种具有稳定发电效率的不昂贵的太阳能电池组件。
实施方案描述
下文中,将详细描述本发明的太阳能电池用背板、用于制备该背板的方法、以及太阳能电池组件。
<太阳能电池用背板和用于制备该背板的方法>
本发明的太阳能电池用背板是被设置为与电池侧基板的密封材料接触的太阳能电池用背板,其中太阳能电池器件被该密封材料密封。背板包括聚合物基材和聚合物层,所述聚合物层被安置在该聚合物基材上并且含有复合聚合物,所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元。
这里,以上提及的R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团,并且R1和R2可以彼此相同或不同。另外,n表示1以上的整数。
Figure BDA00002003964500061
式(1)
在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
根据本发明,由于作为背板的构成层的聚合物层利用在分子中含有非硅氧烷结构单元和与其共聚的(聚)硅氧烷结构单元的特定复合聚合物进行构建,所以各个层之间的粘附力和对聚合物基材或电池侧基板(特别地,密封材料如EVA)的粘附力得以改善,并且由于热或湿气所致的劣化被抑制。因此,能够在长时间暴露于热或湿气的环境条件下长时间内保持高的粘附强度,并且能够确保长期耐久性。由此,当构建太阳能电池组件时,获得令人满意的发电性能,同时发电效率能够长时间保持稳定。
根据本发明的聚合物层可以应用于构成背板的任何层。聚合物层可以应用于例如反射层或背层(back layer)(其将在以下进行描述),或者在功能层如反射层和聚合物基材之间粘附的粘合层。由于该聚合物层在热或湿气的热和潮湿环境中的耐久性优异,所以在背板的构成层之中,也特别优选将该聚合物层用作被设置在含有白色颜料等的反射层和聚合物基材之间的聚合物层,或者作为背层,所述背层是在当被构建到太阳能电池组件中时的情况下暴露于外部环境的最外层。
(聚合物基材)
聚合物基材的实例包括聚酯、聚烯烃如聚丙烯或聚乙烯,以及氟聚合物如聚氟乙烯。这些之中,从成本、机械强度等角度考虑,优选聚酯类。
被用作根据本发明的聚合物基材(载体)的聚酯可以是从芳族二元酸或其酯形成衍生物和二醇或其酯形成衍生物合成的直链饱和聚酯。这样的聚酯的具体实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸1,4-环己基二甲酯)和聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。这些之中,从机械性能和成本之间的平衡的角度考虑,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。
聚酯可以是均聚物,或可以是共聚物。此外,聚酯可以共混有少量不同种类的树脂,例如聚酰亚胺。
为了聚合根据本发明的聚酯,从将羧基含量抑制到等于或小于预定范围的值的角度考虑,优选使用Sb、Ge或Ti化合物作为催化剂,并且它们之中,特别优选Ti化合物。在使用Ti化合物的情况下,优选通过以对应于1ppm至30ppm,并且更优选3ppm至15ppm的Ti元素含量的量使用Ti化合物作为催化剂进行聚合的实施方案。当Ti化合物的使用量在上述范围内时,端羧基的量可以被调节至诸如以下所述的范围,并且可以保持高的聚合物基材的耐水解性。
在使用Ti化合物的聚酯合成中,可以采用例如在日本已审专利申请(JP-B)No.8-301198、日本专利No.2543624、3335683、3717380、3897756、3962226、3979866、3996871、4000867、4053837、4127119、4134710、4159154、4269704和4313538中描述的方法。
聚酯中的羧基含量优选为55当量/t(吨;下文中相同)以下,并且更优选为35当量/t以下。从保持对形成在聚酯上的层(例如着色层)的粘附性的角度考虑,羧基含量的下限优选为2当量/t。当羧基含量为55当量/t以下时,聚酯可以保持耐水解性,并且可以抑制在热和湿气存在下经过一段时间后的强度降低。
聚酯中的羧基含量可以通过聚合催化剂的种类或用于成膜的条件(用于成膜的温度或时间)而进行调节。
根据本发明的聚酯优选在发生聚合之后进行固相聚合。由此,可以实现优选的羧基含量。固相聚合可以通过连续法(将树脂填充到塔中,允许这种树脂在加热下缓慢地保持预定时间,然后排出该树脂的方法)进行,或者可以通过分批法(将树脂引入到容器中并对该树脂加热预定时间的方法)进行。具体地,可以将在日本专利No.2621563、3121876、3136774、3603585、3616522、3617340、3680523、3717392、4167159等中描述的方法用于固相聚合。
用于固相聚合的温度优选为170℃至240℃,更优选为180℃至230℃,并且甚至更优选为190℃至220℃。此外,用于固相聚合的时间优选为5小时至100小时,更优选为10小时至75小时,并且甚至更优选为15小时至50小时。固相聚合优选在真空中或氮气气氛中进行。
根据本发明的聚酯基材优选是通过例如以下方法获得的双轴拉伸膜:将以上提及的聚酯熔融挤出为膜状,随后用流延鼓冷却并固化该膜以获得未拉伸膜,在Tg至(Tg+60)℃下在纵向方向上拉伸该未拉伸膜一次或两次以上,以实现3倍至6倍的总拉伸比;然后在Tg至(Tg+60)℃下在宽度方向上拉伸所得膜以实现3至5倍的拉伸比。
此外,热处理可以任选地在180℃至230℃下进行1秒至60秒。
聚合物基材(特别地,聚酯基材)的厚度优选为约25μm至300μm。当该厚度为25μm以上时,机械强度是满意的。当该厚度为300μm以下时,成本方面是有利的。
特别地,聚酯基材具有这样的趋势:随着厚度增大,耐水解性变差,并且耐久性在长期使用期间降低。根据本发明,当厚度为120μm至300μm并且聚酯中的羧基含量为2当量/t至35当量/t时,提供进一步增强对湿气和热的耐久性的效果。
在优选实施方案中,将聚合物基材通过电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理或紫外处理进行表面处理。当进行这样的表面处理时,可以进一步改善在暴露于热和潮湿环境的粘附性。特别地,通过进行电晕处理,可以获得进一步的优异粘附性改善效果。
当进行表面处理时,聚合物基材(例如,聚酯基材)的表面上的羧基或羟基增加,由此改善粘附性。使用交联剂(具体地,
Figure BDA00002003964500091
唑啉或碳二亚胺交联剂,其与羧基是高度反应性的)联合表面处理导致进一步强的粘附性。这种现象在电晕处理的情况下被显著观察到。
(聚合物层)
本发明的聚合物层是直接或经由另一个层被设置在聚合物基材的表面上的层。该聚合物层至少含有特定的复合聚合物,该复合聚合物在分子中含有非硅氧烷结构单元和由下式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元。根据本发明的聚合物层优选直接形成在聚合物基材上,因为通过包括该复合聚合物的构造改善了对于聚合物基材的粘合性、以及层间粘合性(具体地,对于电池侧基板的密封材料的粘合性)。由于聚合物层相对于湿气和热具有耐久性,因此聚合物层优选被形成为背层,其是暴露于外部环境的最外层。
这种聚合物层可以任选地还含有另一种组分,并且该构成组分根据使用用途而变化。聚合物层可以构成具有反射太阳光或提供外观设计的功能的着色层或者被设置在与太阳光入射侧相反的侧面上的背层。
在当将聚合物层构建为例如将太阳光反射至入射侧的反射层时,该聚合物层可以进一步含有着色剂如白色颜料。反射层可以通过结合复合聚合物而形成为聚合物层。也可以使用在聚合物基材上具有两个以上聚合物层的白色层(聚合物层)/聚合物层/聚合物基材的层合结构。在这种情况下,可以进一步增强背板中的反射层的粘附性和紧密附着。
-复合聚合物-
根据本发明的聚合物层含有至少一种复合聚合物,该复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元。由于聚合物层含有这种复合聚合物,所以相比于传统聚合物层,可以显著地增强对于聚合物基材(其是载体)的粘附性、或层间粘附性、或对于电池侧基板(具体地,密封材料如EVA)的粘附性,即,显著增强当施加热或湿气时趋于发生劣化的抗剥离性和形状稳定性。
根据本发明的复合聚合物是其中聚硅氧烷和至少一种聚合物共聚的嵌段共聚物。发生共聚的聚硅氧烷和该聚合物可以分别由单个化合物组成,或者可以由两种以上组成。
Figure BDA00002003964500101
式(1)
在式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
在作为复合聚合物中的(聚)硅氧烷段的“-(Si(R1)(R2)-O)n-”部分(由式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元)中,R1和R2可以彼此相同或不同,并且各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团。
部分“-(Si(R1)(R2)-O)n-”是衍生自具有直链、支链或环状结构的各种(聚)硅氧烷的(聚)硅氧烷段。
由R1和R2表示的卤素原子的实例包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
由R1或R2表示的“一价有机基团”是能够与Si原子共价连接的基团,并且可以是未取代的或可以是取代的。一价有机基团的实例包括烷基(例如,甲基或乙基)、芳基(例如,苯基)、芳烷基(例如,苄基或苯乙基)、烷氧基(例如,甲氧基,乙氧基,或丙氧基)、芳氧基(例如,苯氧基)、巯基、氨基(例如,氨基或二乙基氨基)和酰胺基。
它们之中,从对于邻接材料如聚合物基材的粘附性以及在热和潮湿环境中的耐久性的角度考虑,R1和R2各自独立地优选是氢原子、氯原子、溴原子、未取代或取代的具有1至4个碳原子的烷基(特别地,甲基或乙基)、未取代或取代的苯基、未取代或取代的烷氧基、巯基、未取代或取代的氨基或酰胺基,并且从热和潮湿环境中的耐久性的角度考虑,更优选是未取代或取代的烷氧基(优选地,具有1至4个碳原子的烷氧基)。
上述n优选为1至5000,并且更优选为1至1000。
相对于复合聚合物的总质量,复合聚合物中-(Si(R1)(R2)-O)n-部分(由式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元)的比例为15质量%至85质量%,并且尤其是,从对于聚合物基材的粘附性以及在热和潮湿环境中的耐久性的角度考虑,该比例优选在20质量%至80质量%的范围内。
如果聚硅氧烷部分的比例小于15质量%,则对于聚合物基材的粘附性和在暴露于热和潮湿环境时的粘合耐久性变差。如果该比例大于85质量%,则所述液体变得不稳定。
对于与硅氧烷结构单元共聚的非硅氧烷结构单元(衍生自聚合物的结构单元)没有特别限制,除了该非硅氧烷结构单元不具有硅氧烷结构以外,并且衍生自聚合物的任何聚合物段都可以被用作非硅氧烷结构单元。作为聚合物段的前体(前体聚合物)的聚合物的实例包括各种聚合物如乙烯基聚合物、聚酯聚合物和聚氨酯聚合物。从容易制备和耐水解性优异考虑,优选乙烯基聚合物和聚氨酯聚合物,并且特别优选乙烯基聚合物。
乙烯基聚合物的代表性实例包括各种聚合物如丙烯酸类聚合物、羧酸-乙烯基酯聚合物、芳族乙烯基聚合物和氟-烯烃聚合物。它们之中,从设计的自由度考虑,特别优选丙烯酸类聚合物。
另外,构成非硅氧烷结构单元的聚合物可以单独使用,或者可以两种以上组合使用。
此外,构成非硅氧烷结构单元的前体聚合物优选含有酸基团和被中和的酸基团、和/或可水解甲硅烷基中的至少一种。在这样的前体聚合物之中,乙烯基聚合物可以通过使用各种方法进行制备,例如,(1)将含有酸基团的乙烯基单体、和含有可水解甲硅烷基和/或硅烷醇基的乙烯基单体与能够与这些单体共聚的单体进行共聚的方法;(2)允许已经预先制备的含有羟基和可水解甲硅烷基和/或硅烷醇基的乙烯基聚合物与聚羧酸酐发生反应的方法;和(3)允许已经预先制备的含有酸酐基团和可水解甲硅烷基和/或硅烷醇基的乙烯基聚合物与具有活性氢的化合物(水,醇,胺等)发生反应的方法。
这样的前体聚合物可以通过使用例如在JP-ANo.2009-52011的第[0021]至[0078]段中描述的方法进行制备和获得。
根据本发明的聚合物层可以单独含有复合聚合物作为粘合剂,或者可以含有复合聚合物连同另一种聚合物。当联合使用另一种聚合物时,基于粘合剂的总量,根据本发明的复合聚合物的比例优选为30质量%以上,并且更优选为60质量%以上。当复合聚合物的比例为30质量%以上时,聚合物层对于聚合物基材的粘附性以及在热和潮湿环境中的耐久性优异。
复合聚合物的分子量优选为5,000至100,000,并且更优选为10,000至50,000。
对于复合聚合物的制备,可以使用以下方法,如(i)允许前体聚合物与具有上式(1)[-(Si(R1)(R2)-O)n-]的结构的聚硅氧烷进行反应的方法,和(ii)使具有其中R1和/或R2是可水解基团的结构[-(Si(R1)(R2)-O)n-]的硅烷化合物在前体聚合物存在下经受水解和缩合的方法。
方法(ii)中使用的硅烷化合物的实例包括各种硅烷化合物,但烷氧基硅烷化合物是特别优选的。
在通过方法(i)制备复合聚合物的情况下,复合聚合物可以通过例如在任选地添加水和催化剂的同时,允许前体聚合物和聚硅氧烷的混合物在约20℃至150℃的温度下反应约30分钟至30小时(优选地,在50℃至130℃下反应1小时至20小时)而制备。作为催化剂,可以添加各种硅烷醇缩合催化剂如酸性化合物、碱性化合物和含金属的化合物。
此外,在通过方法(ii)制备复合聚合物的情况下,复合聚合物可以通过例如向前体聚合物和烷氧基硅烷化合物的混合物中添加水和硅烷醇缩合催化剂,并使该混合物在约20℃至150℃的温度下经受水解和缩合约30分钟至30小时(优选地,在50℃至130℃下水解和缩合1小时至20小时)而制备。
(交联剂)
在本发明中,聚合物层优选包括衍生自用于进行复合聚合物的分子之间的交联的交联剂的结构部分。即,可以利用能够进行复合聚合物的分子之间的交联的交联剂形成聚合物层。由于通过交联剂进行交联,所以在湿气和热存在下随时间的粘附性,具体地,当暴露于具有湿气和热的环境时对于聚合物基材的粘合性和层间粘合性可以得到进一步改善。
交联剂的实例包括环氧化合物(epoxy)、异氰酸酯、三聚氰胺、碳二亚胺和
Figure BDA00002003964500121
唑啉交联剂。它们之中,碳二亚胺化合物和
Figure BDA00002003964500122
唑啉化合物优选作为交联剂。
唑啉交联剂的具体实例包括2-乙烯基-2-
Figure BDA00002003964500124
唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA00002003964500125
唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-
Figure BDA00002003964500126
唑啉、2-异丙烯基-2-
Figure BDA00002003964500127
唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA00002003964500128
唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-唑啉、2,2′-双(2-
Figure BDA000020039645001210
唑啉)、2,2′-亚甲基-双(2-
Figure BDA00002003964500131
唑啉)、2,2′-亚乙基-双(2-
Figure BDA00002003964500132
唑啉)、2,2′-(1,3-亚丙基)-双(2-
Figure BDA00002003964500133
唑啉)、2,2′-(1,4-亚丁基)-双(2-
Figure BDA00002003964500134
唑啉)、2,2′-(1,6-亚己基)-双(2-
Figure BDA00002003964500135
唑啉)、2,2′-(1,8-亚辛基)-双(2-
Figure BDA00002003964500136
唑啉)、2,2′-亚乙基-双(4,4′-二甲基-2-
Figure BDA00002003964500137
唑啉)、2,2′-对亚苯基-双(2-
Figure BDA00002003964500138
唑啉)、2,2′-间亚苯基-双(2-
Figure BDA00002003964500139
唑啉)、2,2′-间亚苯基-双(4,4′-二甲基-2-唑啉)、双(2-唑啉基环己烷)硫醚和双(2-
Figure BDA000020039645001312
唑啉基降莰烷)硫醚。此外,也优选使用这些化合物的(共)聚合物。
此外,作为具有
Figure BDA000020039645001313
唑啉基团的化合物,也可以使用EPOCROS K2010E、EPOCROS K2020E、EPOCROSS K2030E、EPOCROSS WS-500和EPOCROSS WS-700(商品名,都由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)。
碳二亚胺交联剂的具体实例包括二环己基甲烷碳二亚胺,四甲代苯二甲撑碳二亚胺等。也优选在JP-ANo.2009-235278中描述的碳二亚胺化合物。也可以使用商业上可获得的碳二亚胺交联剂,其包括CARBODILITE SV-02、CARBODILITE V-02、CARBODILITE V-02-L2、CARBODILITE V-04、CARBODILITE E-01和CARBODILITE E-02(商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造)。
在聚合物层中,基于复合聚合物的含量,衍生自交联剂的结构部分的质量含量优选为1质量%至30质量%,并且更优选为5质量%至20质量%。当该质量含量为1质量%以上时,聚合物层在湿气和热存在下随时间的强度和粘附性优异。当该质量含量为30质量%以下时,可以保持长的涂布液的贮存期。
在本发明的背板中,由于聚合物层含有如上所述的复合聚合物,所以聚合物层具有改善的对于聚合物基材的粘合性,以及改善的层间粘附性(尤其是,对于电池侧基板的密封材料的粘附性)。而且,聚合物层对于热和潮湿环境中的抗劣化性(粘合耐久性)优异。因此,优选将该聚合物层提供作为被设置在距离聚合物基材最远位置处的最外层。具体实例包括设置在面对包括太阳能电池器件的电池侧基板的侧面(前侧)的相反侧(后侧)上的背层,以及具有光反射性的反射层,其被设置为与密封电池侧基板的太阳能电池器件的密封材料接触。
可以仅提供一个聚合物层,或者可以提供多个聚合物层。
一个聚合物层的厚度优选为0.3μm至22μm,更优选为0.5μm至15μm,进一步优选为0.8μm至12μm,特别优选为1.0μm至8μm,并且最优选为2μm至6μm。当聚合物层的厚度为0.3μm以上,或0.8μm以上时,在暴露于热和潮湿环境时水几乎不透过该聚合物层,并因此水几乎不到达聚合物层和聚合物基材之间的界面,从而使得粘附性显著改善。当聚合物层的厚度为22μm以下,或12μm以下时,聚合物层几乎不变脆,并且在暴露于热和潮湿环境时几乎不发生聚合物层的破坏,从而使得粘附性改善。
特别是在下列情况时,改善热和潮湿环境中随时间的粘附性的效果优异:聚合物层包含复合聚合物和其中复合聚合物的聚合物分子通过交联剂交联的交联结构,其中衍生自交联剂的结构部分的质量含量基于复合聚合物的含量为1质量%至30质量%,并且聚合物层的厚度为0.8μm至12μm。-背层-
当根据本发明的聚合物层被构建为背层时,除了复合聚合物外,该背层可以任选地还包含其他组分如各种添加剂。在具有电池侧基板(=在太阳光入射侧/太阳能电池器件上的透明基板(玻璃基板等))太阳能电池用背板的层合结构的太阳能电池中,背层是被设置在面对作为载体的聚合物基材的电池侧基板的侧面的相反侧上的后表面保护层,并且该背层可以具有单层结构,或者可以具有其中层合的两个或更多个层的结构。由于背层含有复合聚合物,所以对于聚合物基材的粘合性或在该背层由两个或更多个层构成的情况下的层间粘合性可以得到改善,同时,获得在热和潮湿环境中的抗劣化性。因此,优选这样的实施方案,其中作为根据本发明的聚合物层的背层被设置为距离聚合物基材最远的最外层。
当提供至少两个背层时,该背层可以是各自包含复合聚合物或者复合聚合物和交联剂二者的聚合物层,或者背层中的一个可以是包含复合聚合物或者复合聚合物和交联剂二者的聚合物层。
尤其是,从改善热和潮湿环境中的粘合耐久性的角度考虑,优选至少接触聚合物基材的背层(第一背层)是包含复合聚合物或者复合聚合物和交联剂二者的聚合物层。在这种情况下,在提供在聚合物基材上的第一背层上的第二背层可以不包含含有由式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元和非硅氧烷结构单元的复合聚合物。在这种情况下,从在没有仅由树脂构成的间隙的情况下形成均匀膜以防止水透过聚合物和颜料之间的间隙并且改善热和潮湿环境中的粘附性的角度考虑,优选第二背层不含有聚硅氧烷均聚物。
可以被包含在背层中的其他组分的实例包括表面活性剂以及填料,如将在后面描述的。此外,也可以结合用于着色层的颜料。这些其他组分和颜料的细节和优选实施方案将在下面描述。
-着色层-
当根据本发明的聚合物层被构建为着色层(优选地,反射层)时,除了复合聚合物,该聚合物层还可以含有颜料。着色层可以任选地还包含其他组分如各种添加剂。
着色层的功能的实例包括作为第一功能的增大太阳能电池组件的发电效率,其中通过反射入射光中已通过太阳能电池器件并到达背板而没有被用于发电的光部分,以使该光部分返回到太阳能电池器件;和作为第二功能的增强当从太阳光入射侧(前表面侧)观察太阳能电池组件时的外观的装饰性。一般地,当从前表面侧观察太阳能电池组件时,在太阳能电池周围看到背板。因此,当在背板上提供着色层时,可以增强装饰性,并由此可以改善外观。
(颜料)
根据本发明的着色层可以含有至少一种颜料。
颜料的实例包括无机颜料如二氧化钛、硫酸钡、氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、高岭土、滑石、群青蓝、普鲁士蓝(Prussian blue)和炭黑;和有机颜料如酞菁蓝或和酞菁绿,并且颜料可以被恰当地选择和结合。
在颜料之中,在将聚合物层构建为反射进入太阳能电池并通过太阳能电池的光部分、并使该光部分返回到太阳能电池的反射层的情况下,优选白色颜料。白色颜料的优选实例包括二氧化钛、硫酸钡、氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、高岭土和滑石。
着色层中的颜料的含量优选在2.5g/m2至8.5g/m2的范围内。当颜料的含量为2.5g/m2以上时,获得必要的着色,并且可以有效地提供反射率和装饰性。当着色层中的颜料的含量为8.5g/m2以下时,着色层的表面状态可能被满意地保持,并且膜强度优异。尤其,颜料的含量更优选在4.5g/m2至8.0g/m2的范围内。
作为体积平均粒径,颜料的平均粒径优选为0.03μm至0.8μm,并且更优选为约0.15μm至0.5μm。当平均粒径在上述范围内时,光反射效率高。平均粒径是利用激光分析/散射型粒径分布分析仪[LA950,商品名,由Horiba,Ltd.制造]测得的值。
当聚合物层被构建为着色层时,基于颜料的含量,粘合剂组分(包括上述复合聚合物)的含量优选在15质量%至200质量%的范围内,并且更优选在17质量%至100质量%的范围内。当粘合剂的含量为15质量%以上时,获得足够的着色层强度,并且当该含量为200质量%以下时,可以满意地保持反射率或装饰性。
(添加剂)
本发明的聚合物层可以任选地含有表面活性剂、填料等。
作为表面活性剂,可以使用已知的阴离子型或非离子型表面活性剂。当添加表面活性剂时,表面活性剂的添加量优选为0.1mg/m2至15mg/m2,并且更优选为0.5mg/m2至5mg/m2。当表面活性剂的添加量为0.1mg/m2以上时,抑制收缩发生,并且可以获得满意的层形成。当添加量为15mg/m2以下时,可以满意地实现粘合。
根据本发明的聚合物层可以进一步包含填料。基于聚合物层的粘合剂的含量,填料的添加量优选为20质量%以下,并且更优选为15质量%以下。当填料的添加量为20质量%以下时,可以将聚合物层的表面状态维持为更满意。
-性质-
当着色层通过添加作为颜料的白色颜料而被用作反射层时,在550nm的光在其中提供着色层和易粘附层一侧的表面上的反射率优选为75%以上。光反射率为进入并通过易粘附层表面、在反射层上被反射并再次通过易粘附层出来的光的量相对于入射光的量的比率。这里,波长为550nm的光被用作具有代表性波长的光。
当光反射率为75%以上时,已通过电池并进入内部的光部分可以有效地返回到电池,并因此增强发电效率的效果大。当将着色剂的含量控制在2.5g/m2至30g/m2的范围内时,光反射率可以被调节至75%以上。
除了聚合物基材和聚合物层之外,本发明的太阳能电池用背板具有其他功能层。作为其他功能层,可以提供下涂层和易粘附层。
-下涂层-
在本发明的太阳能电池用背板中,可以在聚合物基材(载体)和聚合物层之间安置下涂层。下涂层的厚度优选为在2μm以下,更优选为0.05μm至2μm,并且甚至更优选为0.1μm至1.5μm的范围内。当该厚度为2μm以下时,表面状态可以被保持为令人满意。此外,当该厚度为0.05μm以上时,可以确保必要的粘附性。
下涂层可以含有粘合剂。粘合剂的实例包括聚酯、聚氨酯、丙烯酸类树脂和聚烯烃。此外,除了粘合剂之外,也可以将环氧化合物、异氰酸酯、三聚氰胺、碳二亚胺或
Figure BDA00002003964500171
唑啉交联剂、阴离子或非离子表面活性剂、填料如二氧化硅添加到下涂层中。
对于用于涂布下涂层的方法或涂布液的溶剂没有特别限制。
作为涂布方法,例如,可以使用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机。
在涂布液中使用的溶剂可以是水,或者可以是有机溶剂如甲苯或甲乙酮。可以单独使用一种类型的溶剂,或可以以混合物使用两种以上。
此外,涂布可以通过以下方法实施:将涂布液涂布在已被双轴拉伸的聚合物基材上的方法;或将涂布液涂布在已被单轴拉伸的聚合物基材上,然后在不同于初始拉伸方向的方向上拉伸该聚合物基材的方法。此外,涂布液可以在拉伸之前涂布在基材上,然后可以将该基材双轴拉伸。
本发明的太阳能电池用背板可以通过恰当选择的方法制备,该方法包括形成含有特定复合聚合物(含有由式(1)表示的硅氧烷结构单元和非硅氧烷结构单元的复合聚合物)的聚合物层。例如,聚合物层的形成可以最优选地通过以下描述的制备本发明的太阳能电池用背板的方法实施。
-着色层-
本发明的背板可以提供有基本上不含有复合聚合物的着色层(优选地,反射层)。在这种情况下,背板可以通过在着色层(特别地,反射层)和聚合物基材之间提供含有复合聚合物的聚合物层而适当地构建。在这种情况下,着色层至少含有不同于复合聚合物的聚合物组分和颜料,并且任选地可以进一步含有其他组分如各种添加剂。
颜料和各种添加剂的细节如以上关于其中聚合物层被形成为着色层的情形所描述的。对于不同于复合聚合物的聚合物组分没有特别限制,并且该聚合物组分可以根据目的恰当地选择。
短语“基本上不含有”是指着色层不以主动方式含有复合聚合物,并且具体地是指该着色层中的复合聚合物的含量为15质量%以下,优选地,如果着色层不含有复合聚合物(含量为0质量%),则是优选的。
当反射层被安置在聚合物基材上时,本发明不局限于其中反射层含有如上所述的复合聚合物的实施方案,并且也可以采用其中聚合物的一个层或两个以上的层被安置在基本上不含有复合聚合物的反射层和聚合物基材之间的实施方案。在这种情况下,当含有复合聚合物的聚合物层被安置在聚合物基材和着色层之间时,反射层和聚合物基材之间的粘附性和紧密粘附被增强,并且耐水性可以被进一步增大。由此,防止了归属于差的粘合的耐候性的劣化。
-易粘附层-
本发明的背板可以进一步在聚合物层(特别地,反射层)上方提供有易粘附层。该易粘附层是用来紧密地将背板粘附至密封电池侧基板(电池的主体)的太阳能电池器件(下文中也称为发电器件)的密封材料的层。
易粘附层可以含有粘合剂和无机细粒,并且任选地可以进一步包含其他成分如添加剂。易粘附层优选地相对于密封电池侧基板的发电器件的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)密封材料具有10N/cm以上(优选地,20N/cm以上)的粘附力。当该粘附力为10N/cm以上时,有可能获得可以保持粘附性的湿气和热耐受性。
所述粘附力可以通过调节易粘附层中的粘合剂和无机细粒的量的方法、对粘附至背板的密封材料的表面施加电晕处理的方法等进行调节。
(粘合剂)
易粘附层可以含有至少一种粘合剂。
适用于易粘附层的粘合剂的实例包括聚酯、聚氨酯、丙烯酸类树脂和聚烯烃。它们之中,从耐久性的角度考虑,优选丙烯酸类树脂和聚烯烃。此外,丙烯酸类树脂(acryl)和硅树脂的复合树脂也优选作为丙烯酸类树脂。
粘合剂的优选实例包括:作为聚烯烃的具体实例的CHEMIPEARLS-120和S-75N(商品名,均由Mitsui Chemicals,Inc.制造);作为丙烯酸类树脂的具体实例的JURYMER ET-410和SEK-301(商品名,均由Nihon JunyakuCo.,Ltd.制造);作为丙烯酸类树脂和硅树脂的复合树脂的具体实例的CERANATE WSA1060和WSA1070(商品名,均由DIC Corp.制造),以及H7620、H7630和H7650(商品名,均由Asahi Kasei Chemicals Corp.制造)。
易粘附层中粘合剂的含量优选在0.05g/m2至5g/m2的范围内。尤其,该含量更优选在0.08g/m2至3g/m2的范围内。当粘合剂的含量为0.05g/m2以上时,有可能获得期望的粘附力,并且当该含量为5g/m2以下时,获得更满意的表面状态。
(细粒)
易粘附层可以包含至少一种无机细粒。
无机细粒的实例包括二氧化硅、碳酸钙、氧化镁、碳酸镁和氧化锡的细粒。它们之中,从当暴露于热和潮湿气氛时粘附性降低小的角度考虑,优选氧化锡和二氧化硅的细粒。
作为体积平均粒径,无机细粒的粒径优选为约10nm至700nm,并且更优选为约20nm至300nm。当该粒径在此范围内时,可以获得更满意的易粘附性。该粒径是通过激光分析/散射型粒径分布分析仪[LA950,商品名,由Horiba,Ltd.制造]测得的值。
对于无机细粒的形状没有特别限制,并且可以使用球形、无定形或针状等中的任何形状。
基于易粘附层中的粘合剂的含量,无机细粒的含量在5质量%至400质量%的范围内。如果无机细粒的含量小于5质量%,则当暴露于热和潮湿气氛时不能保持满意的粘附性,并且如果该含量大于400质量%时,易粘附层的表面状态会变差。
尤其,无机细粒的含量优选在50质量%至300质量%的范围内。
(交联剂)
易粘附层可以含有至少一种交联剂。
适用于易粘附层的交联剂的实例包括环氧化合物、异氰酸酯、三聚氰胺、碳二亚胺和
Figure BDA00002003964500201
唑啉交联剂。它们之中,从在湿气和热存在下经过一段时间之后确保粘附性的角度看,特别优选
Figure BDA00002003964500202
唑啉交联剂。
Figure BDA00002003964500203
唑啉交联剂的具体实例包括在以上聚合物层部分中描述的那些。
基于易粘附层中的粘合剂的含量,易粘附层中的交联剂的含量优选为5质量%至50质量%,并且尤其地,更优选为20质量%至40质量%。当交联剂的含量为5质量%以上时,获得满意的交联效果,并且可以保持着色层的强度或粘附性。当该含量为50质量%以下时,可以保持长的涂布液的的贮存期。
(添加剂)
在根据本发明的易粘附层中,可以进一步任选地添加已知的消光剂,如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅;已知的阴离子或非离子表面活性剂等。
(形成易粘附层的方法)
易粘附层的形成可以通过将具有易粘附性的聚合物板附着在基材上方的方法或者涂布的方法进行。它们之中,从方法方便、以及可以形成均匀薄膜的角度考虑,优选涂布的方法。作为涂布方法,可以使用例如利用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机的已知涂布方法。在涂布液的制备中使用的涂布溶剂可以是水,或者可以是有机溶剂如甲苯或甲乙酮。可以单独使用一种类型的涂布溶剂,或可以以混合物形式使用两种以上类型。
对易粘附层的厚度没有特别限制,但该厚度通常优选为0.05μm至8μm,并且更优选在0.1μm至5μm的范围内。当易粘附层的厚度为0.05μm以上时,可以适当地获得必要的粘附性,而当该厚度为8μm以下时,表面状态得到改善。
此外,本发明的易粘附层需要是透明的,以便不降低着色层的效果。
-性质-
本发明的太阳能电池用背板优选为使得在120℃和100%RH气氛中储存48小时之后对于密封材料的粘附力为储存之前相对于密封材料的粘附力的至少75%。当本发明的太阳能电池用背板,如上所述,包含预定量的粘合剂和相对于该粘合剂的预定量的无机细粒,并且该背板具有对于EVA密封材料有10N/cm以上的粘附力的易粘附层时,即使在诸如上述的储存之后,也可以获得相比于储存之前的粘附力的75%以上的粘附力。因而,由此制造的太阳能电池组件使得背板的剥落、以及发电性能的随后降低被抑制,并且更大地改善长期耐久性。
-背板的制备-
本发明的太阳能电池用背板可以通过任何方法制备,只要该方法是能够如上所述在聚合物基材上形成根据本发明的聚合物层和任选的易粘附层的方法即可。根据本发明,背板可以通过以下方法合适地制备,该方法包括在聚合物基材上涂布包含复合聚合物以及优选的交联剂(和任选地,用于易粘附层的涂层)的涂布液,由此形成至少一个聚合物层的步骤(制备本发明的太阳能电池用背板的方法),其中所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由上式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元。
如上所述,用于聚合物层的涂布液是包含至少一种复合聚合物的涂布液。聚合物基材以及复合聚合物和构成各种涂布液的其他组分的细节如上所述。
涂布方法的合适实例也如上所述,并且例如,可以使用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机。此外,在根据本发明的涂布步骤中,聚合物层(例如,着色层(优选地,反射层)或背层)可以通过在聚合物基材的表面上直接涂布用于聚合物层的涂布液或经由厚度为2μm以下的下涂层而形成在聚合物基材上。
可以通过将聚合物片材附着在聚合物基材上的方法、在聚合物基材形成期间共挤出聚合物层的方法、涉及涂布的方法等进行聚合物层的形成。它们之中,从方法方便并且还能够均匀地形成薄膜的角度考虑,优选涉及涂布的方法。在通过涂布形成聚合物层的情况下,作为涂布涂布液的方法,例如,可以使用已知的利用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机的涂布方法。
涂布液可以是利用水作为涂布溶剂的水性体系,或利用有机溶剂如甲苯或甲乙酮的溶剂体系。它们之中,从环境负荷角度考虑,优选使用水作为溶剂。可以单独使用一种的涂布溶剂,或者可以以混合物形式使用两种以上的类型。
用于聚合物层的涂布液优选是这样的水性涂布液,其中此涂布液中包含的溶剂的50质量%以上并且优选60质量%以上为水。从环境负荷角度考虑,优选水性涂布液,并且当水的比例为50质量%以上时,由于环境负荷特别地减小而是有利的。从环境负荷角度看,用于聚合物层的涂布液中的水的更大比例是优选的,并且更优选溶剂总量的90质量%以上为水。
在涂布步骤之后,可以提供干燥步骤,其中在期望条件下进行干燥。
<太阳能电池组件>
本发明的太阳能电池组件包括本发明的用于太阳能电池的以上背板或者通过用于制备本发明的太阳能电池用背板的以上方法制备的太阳能电池用背板。在本发明的一个优选实施方案中,太阳能电池组件被构建成使得将太阳光的光能转化为电能的太阳能电池器件设置在太阳光通过其进入的透明前基板和如上所述的本发明的太阳能电池用背板之间,并且该太阳能电池器件被密封材料如乙烯-乙酸乙烯酯密封材料密封和粘附在所述前基板和背板之间。即,包括太阳能电池器件和密封太阳能电池器件的密封材料的电池结构部分被安置在所述前基板和所述背板之间。
除了太阳能电池组件、太阳能电池和背板之外的其他构件详细描述在例如“Constituent Materials for Photovoltaic Power Generation System(用于光伏发电***的构成材料)”(由Eiichi Sugimoto编写,Kogyo ChosakaiPublishing Co.,2008年出版)中。
透明基板可以期望地具有可以传输太阳光的透光性,并且能够恰当地选自能够透射光的基材。从发电效率的角度考虑,优选具有较高光透过率的基板,并且作为这样的基板,例如,可以合适地使用玻璃基板,透明树脂如丙烯酸类树脂的基板等。
作为太阳能电池器件,可以采用各种已知的硅类材料如单晶硅、多晶硅和非晶硅的太阳能电池器件;第III-V族或第II-VI族化合物半导体如铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲和镓-砷的太阳能电池器件;等。
实施例
下文中,将通过实施例的方式更具体地描述本发明,但本发明不意在局限于以下实施例。另外,实施例中的单位“份”基于质量。
在以下描述中,体积平均粒径利用激光分析/散射型粒径分布分析仪[LA950,商品名,由Horiba,Ltd.制造]测量。
(复合聚合物的合成)
[合成实施例-1]:复合聚合物的水性分散体P-1的制备
-步骤1-
在装有搅拌装置和滴液漏斗并且用氮气置换的反应容器中,引入81份丙二醇单正丙基醚(PNP)、360份异丙醇(IPA)、110份苯基三甲氧基硅烷(PTMS)和71份二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS),并且在将该混合物在氮气气氛中搅拌的同时,将温度升高至80℃。
-步骤2-
接着,在相同温度下,将含有260份甲基丙烯酸甲酯(MMA)、200份甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、110份丙烯酸正丁酯(BA)、30份丙烯酸(AA)、19份3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、31.5份过氧-2-乙基己酸叔丁酯(TBPO)和31.5份PNP的混合物在4小时内逐滴加入到反应容器中。之后,在相同温度下将该混合物加热和搅拌2.5小时,并由此获得含有羧基和可水解甲硅烷基并且具有29,300的重均分子量的丙烯酸类聚合物的溶液。
-步骤3-
接着,向其中加入54.8份去离子水,并在搅拌下将该混合物连续加热16小时,由此水解该烷氧基硅烷并且将产物与丙烯酸类聚合物缩合。由此,获得具有衍生自含羧基的丙烯酸类聚合物的部分和聚硅氧烷部分、具有56.3质量%的非挥发性组分(NV)和22.3mg KOH/g的溶液酸值的复合聚合物的溶液。
-步骤4-
接着,在搅拌下在相同温度下向此溶液中加入42份三乙胺,并将该混合物搅拌10分钟。由此,中和所含有的100%羧基。
-步骤5-
之后,在相同温度下在1.5小时内逐滴加入1250.0份去离子水以实现相转化乳化,接着将温度升高至50℃,并将该混合物搅拌30分钟。接着,在40℃的内部温度下在3.5小时内在减压下,连同有机溶剂一起除去一部分的水。由此,获得含有衍生自含羧基的丙烯酸类聚合物的部分和聚硅氧烷部分、具有42质量%的固体浓度和110nm的平均粒径的复合聚合物的水性分散体P-1。该水性分散体P-1在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-2]:复合聚合物的水性分散体P-2的制备
以与合成实施例-1中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-2,不同之处在于将在复合聚合物的水性分散体P-1的制备中使用的单体的量改变为以下量。
使用的单体的比例为如下:苯基三甲氧基硅烷(PTMS):210份;二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS):166份;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS):24份;甲基丙烯酸甲酯(MMA):200份;甲基丙烯酸正丁酯(BMA):100份;丙烯酸正丁酯(BA):70份;和丙烯酸(AA):30份。该水性分散体P-2在聚合物中含有约50质量%的聚硅氧烷部分和约50质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-3]:复合聚合物的水性分散体P-3的制备
以与合成实施例-1中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-3,不同之处在于将在复合聚合物的水性分散体P-1的制备中使用的单体的量改变为以下量。
使用的单体的比例为如下:苯基三甲氧基硅烷(PTMS):320份;二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS):244份;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS):36份;甲基丙烯酸甲酯(MMA):90份;甲基丙烯酸正丁酯(BMA):60份;丙烯酸正丁酯(BA):20份;和丙烯酸(AA):30份。该水性分散体P-3在聚合物中含有约75质量%的聚硅氧烷部分和约25质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-4]:复合聚合物的水性分散体P-4的制备
以与合成实施例-1中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-4,不同之处在于将在复合聚合物的水性分散体P-1的制备中使用的单体的量改变为以下量。
使用的单体的比例为如下:苯基三甲氧基硅烷(PTMS):60份;二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS):25份;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS):15份;甲基丙烯酸甲酯(MMA):300份;甲基丙烯酸正丁酯(BMA):220份;丙烯酸正丁酯(BA):150份;和丙烯酸(AA):30份。该水性分散体P-4在聚合物中含有约13质量%的聚硅氧烷部分,并且这是没有被归类为根据本发明的复合聚合物的聚合物。
[合成实施例-5]:复合聚合物的水性分散体P-5的制备
以与合成实施例-1中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-5,不同之处在于将在复合聚合物的水性分散体P-1的制备中使用的单体的量改变为以下量。
使用的单体的比例为如下:苯基三甲氧基硅烷(PTMS):360份;二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS):320份;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS):40份;甲基丙烯酸甲酯(MMA):20份;甲基丙烯酸正丁酯(BMA):20份;丙烯酸正丁酯(BA):10份;和丙烯酸(AA):30份。该水性分散体P-5在聚合物中含有约90质量%的聚硅氧烷部分,并且这是没有被归类为根据本发明的复合聚合物的聚合物。此外,在这种水性分散体中出现聚集,并且稳定性差。
[合成实施例-6]:复合聚合物的水性分散体P-6的制备
以与复合聚合物的水性分散体P-1的制备中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-6,不同之处在于将在复合聚合物的水性分散体P-1的制备期间初始加入的110份苯基三甲氧基硅烷(PTMS)和71份二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)改变为100份苯基三甲氧基硅烷(PTMS)、10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和71份二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)。
该水性分散体P-6在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-7]:复合聚合物的水性分散体P-7的制备
以与复合聚合物的水性分散体P-6的制备中的相同方式制备复合聚合物P-7的水性分散体,不同之处在于将复合聚合物的水性分散体P-6的制备中使用的10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改变为10份3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)。
该水性分散体P-7在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-8]:复合聚合物的水性分散体P-8的制备
以与复合聚合物的水性分散体P-6的制备中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-8,不同之处在于将复合聚合物的水性分散体P-6的制备中使用的10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改变为10份3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)。
该水性分散体P-8在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的丙烯酸类聚合物部分。
[合成实施例-9]:复合聚合物的水性分散体P-9的制备
以与复合聚合物的水性分散体P-6的制备中的相同方式制备复合聚合物的水性分散体P-9,不同之处在于将复合聚合物的水性分散体P-6的制备中使用的10份3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改变为10份对苯乙烯基三甲氧基硅烷(STMS)。
该水性分散体P-9在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的丙烯酸类聚合物部分。
在复合聚合物水性分散体P-1至P-9的制备中使用的材料的种类和量在下表1中显示。
Figure BDA00002003964500271
(实施例1)
<聚合物基材的制备>
-PET 1的制备-
[步骤1]-酯化-
将100kg高纯度对苯二甲酸(由Mitsui Chemicals,Inc.制造)和45kg乙二醇(由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)的浆料依次在4小时内供料到之前装有约123kg对苯二甲酸二(羟乙基)酯并且已保持在250℃温度和1.2×105Pa压力下的酯化反应罐中,并且即使在供料完成之后,也将酯化反应再进行超过1小时。之后,将由此获得的123kg酯化反应产物转移到缩聚反应罐中。
[步骤2]-聚合物粒料的制备-
接着,基于所获得的聚合物以0.3质量%的量,向已经转移有酯化反应产物的缩聚反应罐中加入乙二醇。在搅拌5分钟之后,向其中加入乙酸钴和乙酸锰的乙二醇溶液,以使在由此可获得的聚合物中的钴元素的浓度和锰元素的浓度分别为30ppm和15ppm。在再搅拌5分钟之后,加入钛醇盐化合物的2质量%乙二醇溶液,以使在由此可获得的聚合物中的钛元素的浓度为5ppm。在5分钟后,加入膦酰基乙酸三乙酯(ethyldiethylphosphonoacetate)的10质量%乙二醇溶液,以基于由此可获得的聚合物提供5ppm的P的浓度。之后,在以30rpm搅拌该低聚物的同时,将反应体系慢慢地从250℃加热到285℃,并将压力降低至40Pa。达到最终温度和最终压力所花的时间调整为60分钟。在当达到预定搅拌扭矩时的时间点处,用氮气吹扫反应体系,并将压力恢复到常压以终止缩聚反应。然后,将反应产物以丝条形状排放到冷水中并立即切割,并由此制备聚合物的粒料(直径约3mm,长度约7mm)。这里,在启动压力降低至达到预定搅拌扭矩的时间点所花的时间为3小时。
然而,对于钛醇盐化合物,使用在JP-ANo.2005-340616的第[0083]段的实施例1中合成的钛醇盐化合物(Ti含量=4.44质量%)。
[步骤3]-固相聚合-
将如上所述获得的粒料在维持40Pa的真空容器中在220℃的温度下保持30小时,并由此进行固相聚合。
[步骤4]-聚合物基材膜的制备-
将在如上所述的固相聚合之后的粒料在280℃下熔融并在金属鼓上流延以制备厚度为约3mm的未拉伸基底。之后,将该未拉伸基底在90℃下在纵向方向上拉伸至3倍,并在120℃下在横向方向上进一步拉伸至3.3倍。由此,获得厚度为300μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯载体(下文中,称为“PET-1”)。
PET-1中的羧基含量为30当量/t。
<反射层>
-颜料分散体的制备-
混合以下组成中的组分,并使用Dynomill型分散机使该混合物经受1小时的分散处理。
<颜料分散体的组成>
●二氧化钛(体积平均粒径=0.42μm)            39.9质量%
(TIPAQUE R-780-2,商品名,由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造;固含量为100质量%)
●聚乙烯醇                                   8.0质量%
(PVA-105,商品名,由Kuraray Co.,Ltd.制造;固含量:10质量%)
●表面活性剂                                 0.5质量%
(DEMOL EP,商品名,由Kao Corp.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                                     51.6质量%
-用于反射层的涂布液1的制备-
混合以下组成中的组分,并由此制备用于反射层1的涂布液。
<涂布液1的组成>
●上述的颜料分散体                           80.0份
●聚丙烯酸类树脂的水性分散液                 19.2份
(粘合剂:JURYMER ET410,商品名,由Nihon Junyaku Co.,Ltd.制造;固含量:30质量%)
●聚氧化烯烷基醚                             3.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造,固含量:1质量%)
Figure BDA00002003964500301
唑啉化合物(交联剂,H-1)                     2.0份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                                7.8份
-反射层的形成-
将由此获得的用于反射层的涂布液1涂布在上述PET-1上,并在180℃下干燥1分钟。由此,作为颜料层形成二氧化钛的量为6.5g/m2的白色层(反射层)。
<易粘附层>
-用于易粘附层的涂布液的制备-
混合以下组成中的组分,并由此制备用于易粘附层的涂布液。
<涂布液的组成>
●聚烯烃树脂的水性分散液                5.2份
(粘合剂:CHEMIPEARL S75N,商品名,由Mitsui Chemicals,Inc.制造;固含量:24质量%)
●聚氧化烯烷基醚                        7.8份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
Figure BDA00002003964500302
唑啉化合物(交联剂,H-1)                     0.8份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●二氧化硅细粒的水性分散体              2.9份
(AEROSIL OX-50,商品名,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造;体积平均粒径=0.15μm,固含量:10质量%)
●蒸馏水                                83.3份
-易粘附层的形成-
将由此获得涂布液涂布在反射层上以实现0.09g/m2的粘合剂量,并在180℃下干燥1分钟。由此,形成易粘附层。
<背层>
-用于背层的涂布液1的制备-
混合以下组成中的组分,并由此制备用于背层的涂布液。
<用于涂布液的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-1                    45.9份
(固体浓度42质量%)
Figure BDA00002003964500311
唑啉化合物(交联剂,H-1)                            7.7份
(EPOCROS WS-700,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                               2.0份
(NAROACTY CL95,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                                       44.4份
-背层的形成-
将由此获得的用于背层的涂布液1涂布在其中没有形成反射层和易粘附层的PET-1的侧面上,以使作为湿涂布量的粘合剂量为3.0g/m2,并且将涂布液在180℃下干燥1分钟。由此,形成干燥厚度为3μm的背层。
如上所述,制得背板。
(实施例2和3,以及比较例1和2)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于将在实施例1中的用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1分别用如上所述制备的复合聚合物的水性分散体P-2和P-3(固体浓度42质量%;实施例2和3)以及复合聚合物的水性分散体P-4和P-5(固体浓度42质量%;比较例1和2)代替。
(实施例4)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于通过用如上所述制备的复合聚合物的水性分散体P-6(固体浓度42质量%)代替在实施例1中的用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1而制备以下用于背层的涂布液2,并且使用该用于背层的涂布液2代替用于背层的涂布液1。
-用于背层的涂布液2的制备-
混合以下组成中的组分,并由此制备用于背层的涂布液2。
<涂布液的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-6                  45.9份
(固体浓度42质量%)
●环氧化合物(交联剂,H-2)                    7.7份
(DINACOL EX521,商品名,由Nagase Chemtex Corp.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                             2.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                                     44.4份
(实施例5)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于通过用复合聚合物的水性分散体P-7(固体浓度42质量%)代替在实施例1中的用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1而制备以下用于背层的涂布液3,并且使用该用于背层的涂布液3代替用于背层的涂布液1。
-用于背层的涂布液3的制备-
混合以下组成中的组分,并由此制备用于背层的涂布液3。
<涂布液的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-7                 48.2份
(固体浓度40质量%)
●碳二亚胺化合物(交联剂,H-3)               7.7份
(CARBODILITE V-02-L2,商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                            2.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                                    42.1份
(实施例6和7)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于分别用复合聚合物的水性分散体P-8(固体浓度42质量%;实施例6)和P-9(固体浓度42质量%;实施例7)代替在实施例1中的用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1,并通过改变粘合剂的湿涂布量而将背层的干燥厚度如下表2中所示进行改变。
(实施例8和9,以及比较例3和4)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于分别用下列聚合物P-10、P-11、P-101和P-102(固体浓度42质量%)代替在实施例1中的用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1,并进行背板的评价。评价结果提供在下表2中。
●P-10:CERANATE WSA1070(商品名)
(聚硅氧烷部分:约30%,聚合物部分:约70%,由DIC Corp.制造)
●P-11:CERANATE WSA1060(商品名)
(聚硅氧烷部分:约75%,聚合物部分:约25%,由DIC Corp.制造)
●P-101:FINETEX ES650(商品名,由DIC Corp.制造)
(不具有聚硅氧烷部分的聚酯粘合剂)
●P-102:OLESTAR UD350(商品名,由Mitsui Chemicals,Inc.制造)
(不具有聚硅氧烷部分的聚氨酯粘合剂)
(实施例10和11)
以与实施例6和7中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例6和7的[步骤4]中用于制备PET-1的熔融温度从280℃分别增加至295℃(PET-2:实施例10)和310℃(PET-3:实施例11),并通过改变粘合剂的湿涂布量而将背层的干燥厚度如下表2中所示进行改变。
(实施例12)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于没有添加实施例1中的
Figure BDA00002003964500341
唑啉化合物(交联剂,H-1)。
(实施例13)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例1中用于背层的涂布液的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1改变为以下的复合聚合物的水性分散体P-104。
[合成实施例-10]:复合聚合物的水性分散体P-104的制备
在装有搅拌装置和滴液漏斗并且用氮气置换的反应容器中,加入14份二羟甲基丁酸、57份PLACCEL CD220(商品名,聚碳酸酯二醇(PCD),由Daicel Chemical Industries Limited.制造,平均分子量:2000)、4份链增长剂(短链二醇组分)、25份的下列化合物A(两末端聚硅氧烷二醇),和预定量的丙酮,并均匀地溶解以制备溶液。
然后,向其中加入预定量(NCO/OH 2.0)的1,6-己二异氰酸酯(HDI),在80℃下反应直至获得预定的NCO%,并冷却至50℃。向其中进一步加入相对于固体含量以30质量%的量的离子交换水和以预定量(与亲水性基团-COOH相当的量)的中和剂(三乙胺(TEA)),该体系均匀地乳化,并加入乙二胺(EDI)组分(以与实际测量NCO%相当的量)用于链增长。体系中的丙酮通过真空脱气收集。
如上提及的,制备具有聚硅氧烷结构单元和作为非聚硅氧烷结构单元的氨基甲酸酯结构单元的复合聚合物的水性分散体P-104。
该复合聚合物的水性分散体P-104在聚合物中含有约25质量%的聚硅氧烷部分和约75质量%的氨基甲酸酯聚合物部分。
该复合聚合物的水性分散体P-104的固体浓度为42%。
化合物A
(两末端聚硅氧烷二醇;n:整数,平均分子量:1,900)
(实施例14)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例1中在用于背层的涂布液的制备中使用的交联剂改变为以下异氰酸酯化合物(H-4)。
●异氰酸酯化合物(TAKELAC W-6061,商品名,由Mitsui Chemicals,Inc.制造,固含量:25质量%)
(实施例15)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例1中的聚合物基材PET-1的两个表面通过以下电晕处理条件进行表面处理。
[电晕处理条件]
●设备:固态电晕处理设备6KVA型,由Pillar Technologies制造
●电极和介电辊之间的接头间隙:1.6mm
●处理频率:9.6kHz
●处理速度:20m/min
●处理强度:0.375kV·A·min/m2
(实施例16)
以与实施例15中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例15中的用于聚合物基材PET-1的两个表面的表面处理条件改变为以下火焰处理条件。
[火焰处理条件]
在传送PET-1的同时,将通过利用宽燃烧器(wide burner)燃烧丙烷气体和空气(体积比=1/17)的混合气体产生的火焰施加至PET-1的表面达0.5秒。
(实施例17)
以与实施例15中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例15中的用于聚合物基材PET-1的两个表面的表面处理条件改变为以下低压等离子体处理条件。
[低压等离子体处理条件]
在传送PET-1的同时,将通过利用3.56MHz高频放电设备产生的并具有1000W·min/m2的功率的等离子体施加至处于通过混合氧气和氩气(体积比=80/20)制备的等离子气体的气氛(气压:1.5托)中的PET-1的表面达15秒。
(实施例18)
以与实施例15中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例15中的用于聚合物基材PET-1的两个表面的表面处理条件改变为以下大气压等离子体处理条件。
[大气压等离子体处理条件]
在传送PET-1的同时,将通过利用5Hz高频放电设备产生的并具有250W·min/m2的功率的等离子体施加至处于通过混合空气和氩气制备的等离子气体的气氛(气压:750托)中的PET-1的表面达15秒。
(实施例19)
以与实施例15中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例15中的用于聚合物基材PET-1的两个表面的表面处理条件改变为以下紫外处理条件。
[紫外处理条件]
在传送PET-1的同时,将利用低压汞灯产生的紫外光施加至在大气压力下的PET-1的表面达20秒。
(实施例20)
以与实施例15中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例15中的用于背层的涂布液的制备中使用的交联剂改变为以下碳二亚胺化合物(H-3)。
●碳二亚胺化合物(交联剂,H-3)
(CARBODILITE V-02-L2,商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;固含量:25质量%)
(实施例21)
以与实施例20中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例20中的用于背层的涂布液的组成改变为以下用于背层的涂布液4的组成。
<用于背层的涂布液4的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-1                   45.9份
(粘合剂,固体浓度42质量%)
●碳二亚胺化合物(交联剂,H-3)                 0.4份
(CARBODILITE V-02-L2,商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                              2.0份
(NAROACTY CL95,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                                      51.7份
(实施例22)
以与实施例20中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例20中的用于背层的涂布液的组成改变为以下用于背层的涂布液5的组成。
<用于背层的涂布液5的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-1                   45.9份
(粘合剂,固体浓度42质量%)
●碳二亚胺化合物(交联剂,H-3)                 30.8份
(CARBODILITE V-02-L2,商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                       2.0份
(NAROACTY CL95,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                               21.3份
(实施例23)
以与实施例20中的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例20中的背层干燥厚度改变为0.5μm。
(实施例24)
以与实施例20的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例20中的背层干燥厚度改变为15μm。
(实施例25)
以与实施例20的相同方式制备背板,不同之处在于将实施例20中的用于背层的涂布液改变为以下含有白色颜料的涂布液6。
[含有白色颜料的涂布液6的制备]
混合以下组分以制备用于含有白色颜料的背层的含有白色颜料的涂布液6。
<含有白色颜料的涂布液6的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-1           45.9份
(粘合剂,固体浓度42质量%)
●碳二亚胺化合物(交联剂,H-3)         5.4份
(CARBODILITE V-02-L2,商品名,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;固含量:25质量%)
Figure BDA00002003964500381
唑啉化合物(交联剂,H-1)                   2.3份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                      2.0份
(NAROACTY CL95,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●以下白色颜料分散体                       33.0份
●蒸馏水                                   11.4份
-白色颜料分散体的制备-
混合以下组成的组分,并利用Dynomill型分散机使该混合物经受分散处理1小时。
<白色颜料分散体的组成>
●二氧化钛(体积平均粒径=0.42μm)          39.9质量%
(TIPAQUE R-780-2,商品名,由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造;固含量:100质量%)
●聚乙烯醇                                 8.0质量%
(PVA-105,商品名,由Kuraray Co.,Ltd.制造;固含量:10质量%)
●表面活性剂                               0.5质量%
(DEMOL EP,商品名,由Kao Corp.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                                   51.6质量%
(评价)
对于以上实施例和比较例中制备的背板进行以下评价。评价结果在下表2中显示。
-粘附性的评价-
(1)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性
利用单刀片剃刀,将六个切口(cuts)分别在纵向方向和横向方向上***在背板的背层的表面上,并由此形成25个方块。将Mylar胶带(聚酯带)粘附在其上,并且通过在180°方向上沿着样品表面手动地拉动该胶带而剥离该胶带。这时,根据基于剥离方块的数量的以下评价标准对背层的粘附力评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
<评价标准>
5:没有被剥离方块(0个方块)。
4:被剥离方块的数量为0个方块至少于0.5个方块。
3:被剥离方块的数量为0.5个方块至少于2个方块。
2:被剥离方块的数量为2个方块至少于10个方块。
1:被剥离方块的数量为10个方块以上。
(2)在湿气和热存在下经过一段时间之后的粘附性
将背板在120℃和100%RH的环境条件下保持48小时,然后在25℃和60%RH的环境中经受湿度调整1小时。接着,通过与在“(1)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性”的评价中使用的方法相同的方法评价背层的粘附力。
(3)在水中浸泡之后的粘附性
将背板在25℃下的蒸馏水中浸泡16小时,然后在25℃和60%RH的环境中擦掉表面上的水分。接着,通过与在“(1)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性”的评价中使用的方法相同的方法立即评价背层的粘附力。
(4)在湿气和热存在下再经过一段时间之后的粘附性
将在“(2)在湿气和热存在下经过一段时间之后的粘附性”的评价中具有评价标准中的评价等级5的背板在120℃和100%RH的环境条件下保持80小时,然后在25℃和60%RH的环境中经受湿度调整1小时。接着,通过与在“(1)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性”的评价中使用的方法相同的方法评价背层的粘附力。
在此评价中,评价等级3至5落入实践中可接受的范围。
(5)在UV光辐照之后的粘附性
对于所制备的背板,利用由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造的超高能量辐照试验仪器(UE-1DEc型),将在紫外波长区具有峰的100mW/cm2能量的光在背层的表面上辐照48小时。在辐照之后立即地,通过与在“(1)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性”的评价中使用的方法相同的方法评价背层的粘附力。
光辐照期间背板的温度被控制为63℃。
Figure BDA00002003964500411
Figure BDA00002003964500421
Figure BDA00002003964500431
如表2中显示的,在实施例1至25中,获得具有高粘合耐久性的背板,其中基材和背层之间的粘附性在热和潮湿环境中或在水中浸泡下经过一段时间之后优异。
具体地,在热和潮湿环境中或在水中浸泡下经过一段时间之后具有特别高粘合耐久性的背板在各种实施例中获得,包括其中聚合物层中含有的交联剂的结构或含量在优选范围内的实施例,其中复合聚合物中的非硅氧烷结构单元为丙烯酸类结构单元的实施例,其中聚合物基材经受表面处理的实施例,其中聚合物基材为聚酯树脂并且具有在优选范围内的羧基含量的实施例,其中聚合物层的厚度在优选范围内的实施例,以及其中复合聚合物中的硅氧烷结构单元中的R1和R2为在优选范围内的一价有机基团的实施例。
而且,在其中背层包含白色颜料的实施例25中,获得了即使在UV辐照之后也具有特别高粘合耐久性的背板。
相反,在比较例中,没有获得满意的表面状态,并且即使表面状态满意,也没有获得承受热和潮湿环境的粘合耐久性。
(实施例26)
以与实施例1中的相同方式制备背板,不同之处在于如实施例1中形成易粘附层,然后如下所述形成具有两层结构的背层,并进行背板的评价。评价结果提供在下表4中。
-背层的形成-
在形成易粘附层之后,将如下所述获得的用于第一背层的涂布液A涂布在PET-1的其中没有形成反射层和易粘附层的侧面上,以使作为湿涂布量的粘合剂量为3.0g/m2,并在180℃下将该涂布液A干燥1分钟。由此,形成具有3μm干燥厚度的第一背层。接着,将如下所述获得的用于第二背层的涂布液B涂布在第一背层上,以使作为湿涂布量的粘合剂量为2.0g/m2,并将该涂布液B在180℃下干燥1分钟。由此,形成具有2μm干燥厚度的第二背层。
[用于第一背层的涂布液A的制备]
混合以下组成的组分,并由此制备用于第一背层的涂布液A。
<用于涂布液A的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-1                 45.9份
(固体浓度42质量%)
Figure BDA00002003964500451
唑啉化合物(交联剂,H-1)                         7.7份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                            2.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●以下显示的颜料分散体                      33.0份
●蒸馏水                                    11.4份
-颜料分散体的制备-
混合以下组分,然后利用Dynomill型分散机使该混合物经受分散处理1小时。
<组成>
●二氧化钛(体积平均粒径=0.42μm)           39.9质量%
(TIPAQUE R-780-2,商品名,由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造;固含量:100质量%)
●聚乙烯醇                                  8.0质量%
(PVA-105,商品名,由Kuraray Co.,Ltd.制造;固含量:10质量%)
●表面活性剂                                0.5质量%
(DEMOL EP,商品名,由Kao Corp.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                                    51.6质量%
[用于第二涂层的涂布液B的制备]
混合以下组成的组分,并由此制备用于第二背层的涂布液B。
<涂布液的组成>
●复合聚合物的水性分散体P-3                 45.9份
(固体浓度42质量%)
唑啉化合物(交联剂,H-1)                   7.7份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                      2.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●以上显示的颜料分散体                33.0份
●蒸馏水                              11.4份
(实施例27至31)
以与实施例26中的相同方式制备背板,不同之处在于如下表3所示改变第一背层和第二背层中使用的复合聚合物的水性分散体的种类、交联剂的种类和量、表面处理、以及白色颜料的存在,并进行背板的评价。评价结果提供在下表4中。
另外,P-10、P-11和P-103的细节为如下。
●P-10:CERANATE WSA1070(商品名)
(聚硅氧烷部分:约30%,聚合物部分:约70%,由DIC Corp.制造)
●P-11:CERANATE WSA1060(商品名)
(聚硅氧烷部分:约75%,聚合物部分:约25%,由DIC Corp.制造)
●P-103:OBBLIGATO(商品名,由AGC Coat-Tech Co.,Ltd.制造)
(不具有聚硅氧烷部分的氟粘合剂)
Figure BDA00002003964500471
表4
Figure BDA00002003964500481
如表4中所示,实施例26至31的背板即使当暴露于热和潮湿环境或在水中浸泡下也具有满意的粘合耐久性。
(实施例32)
将具有3mm厚度的钢化玻璃、EVA板(SC50B,由Mitsui ChemicalsFabro,Inc.制造)、晶体太阳能电池、EVA板(SC50B,由Mitsui Chemicals Fabro,Inc.制造)以及实施例1的背板以此顺序叠加,并使用用真空层合机(由Nisshinbo Chemical,Inc.制造;真空层合机)热压该组装体,由此将该组装体与EVA粘合。这时,实施例1中制备的背板被设置成使得易粘附层与EVA板接触。此外,粘附方法如下。
如上讨论的,制备晶体太阳能电池组件。操作所制得的太阳能电池组件以进行发电,并且该太阳能电池组件作为太阳能电池表现出满意的发电性能。
<粘附方法>
利用真空层合机在128℃形成真空达3分钟,然后将所述组装体压制2分钟以初步地粘合该组装体。之后,在干燥烘箱中在150℃下实施主粘附处理达30分钟。
(实施例33至37)
以与实施例32中的相同方式制备晶体太阳能电池组件,不同之处在于用实施例2、3、8、9和25中制备的背板代替实施例32中的背板。
将由此获得的太阳能电池组件用于操作并发电,并且它们作为太阳能电池都表现出满意的发电性能。
(实施例38至43)
以与实施例32中的相同方式制备晶体太阳能电池组件,不同之处在于用实施例26至31中制备的背板代替实施例32中的背板。
将由此获得的太阳能电池组件用于操作并发电,并且它们作为太阳能电池都表现出满意的发电性能。
(实施例44)
将以下用于反射层的涂布液2涂布在以与实施例1中的相同方式制备的PET-1的一侧上,并在180℃下干燥1分钟。由此,将具有的二氧化钛的量为6.5g/m2的白色层(反射层;干燥厚度=约2μm)形成为颜料层。此外,以与实施例1中的相同方式在其上形成易粘附层,并由此制备背板。
-用于反射层的涂布液2的制备-
混合以下组成的组分,并由此制备用于反射层的涂布液2。
<涂布液2的组成>
●在实施例1的用于反射层的涂布液的制备中使用的颜料分散体
                                                       80.0份
●复合聚合物的水性分散体P-1                            13.7份
(固体浓度42质量%)
●聚氧化烯烷基醚                                       3.0份
(NAROACTY CL95,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
Figure BDA00002003964500491
唑啉化合物(交联剂,H-1)                                    2.0份
(EPOCROS WS-700,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                            13.3份
-粘附性的评价-
对于实施例44中制备的背板,通过以下描述的方法评价在湿气和热存在下经过一段时间之前和经过一段时间之后的密封材料和背板之间的粘附性,以及在湿气和热存在下再经过一段时间之后的粘附性。评价结果提供在下表5中。
(A)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性
将如上所述制备的背板切割成尺寸为20mm宽×150mm长的尺寸,并制备两个样件的板。将这两个样件的板布置成各个易粘附层面向内侧。将之前已经切割为尺寸为20mm宽×100mm长的EVA板(由Mitsui ChemicalsFabro,Inc.制造的EVA板;SC50B)设置在其间,并使用真空层合机(真空层合机,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造)热压该组装体以将该易粘附层粘附至EVA。用于粘附的条件为如下。
利用真空层合机在128℃下形成真空达3分钟,然后将所述组装体挤压2分钟以初步粘合所述组装体。之后,在150℃的干燥烘箱中实施主要的粘附处理达30分钟。这样,获得用于粘合性评价的样品,其中彼此粘附的两个样件的板从一个边缘在20mm的区域中没有粘附至EVA,并且该样件在长度为100mm的剩余区域中粘附至EVA板。
将由此获得的用于粘合性评价的样品的EVA未粘附区域夹在Tensilon(RTC-1210A,商品名,由Orientec Co.,Ltd.制造)的上下夹具之间,并且以180°的剥离角和300mm/min的牵引速度实施牵拉试验。由此,测量粘附力。
基于测得的粘附力,根据以下评价标准对样品进行评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
<评价标准>
5:粘合性非常满意(60N/20mm以上)
4:粘合性满意(30N/20mm至小于60N/20mm)
3:粘合性稍差(20N/20mm至小于30N/20mm)
2:出现粘合性破坏(10N/20mm至小于20N/20mm)
1:粘合性破坏显著(小于10N/20mm)
(B)在湿气和热存在下经过一段时间之后的粘附性
将由此获得的用于粘合性评价的样品在85℃和85%RH的环境条件中保持1000小时(在湿气和热存在下经过一段时间),然后通过如在以上部分(A)中的相同方法测量粘附力。基于测得的粘附力,根据以上评价标准对样品评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
(C)在湿气和热存在下再经过一段时间之后的粘附性
以与以上(A)的相同方式获得的用于粘附评价的样品在85℃和85%RH的环境条件中保持3000小时(在湿气和热存在下再经过一段时间),然后通过如在以上部分(A)中的相同方法测量粘附力。基于测得的粘附力,根据以上评价标准对样品评级。在该评价中,评价等级3、4和5落入实践中可接受的范围。
(实施例45至48)
以与实施例44中的相同方式制备背板样品,不同之处在于如下表5中所示代替在实施例44中的用于反射层的涂布液2的制备中使用的复合聚合物的水性分散体P-1,并进行样品的评价。评价结果提供在下表5中。
(实施例49)
以与实施例44中的相同方式制备背板样品,不同之处在于没有使用在实施例44中的用于反射层的涂布液2的制备中使用的交联剂H-1,并进行样品的评价。评价结果提供在下表5中。
(实施例50)
以与实施例44中的相同方式制备背板样品,不同之处在于在实施例44中通过以下电晕处理条件对聚合物基材PET-1的两个表面进行表面处理,并进行样品的评价。评价结果提供在下表5中。
[电晕处理条件]
●设备:固态电晕处理设备6KVA型,由Pillar Technologies制造
●电极和介电辊之间的接头间隙:1.6mm
●处理频率:9.6kHz
●处理速度:20m/min
●处理强度:0.375kV·A·min/m2
Figure BDA00002003964500531
如表5中显示的,本发明的背板即使当暴露于热和潮湿环境时也具有满意的粘合耐久性。
(实施例51至57)
利用实施例44至50中制备的背板样品,在形成易粘附层之后,以与实施例26的相同方式在每一个背板中,将具有由第一背层和第二背层构成的两层结构的背层形成在与其中提供反射层和易粘附层的一侧相反的侧面上。由此,制备背板。通过实施例32中使用的相同方法将这些背板用于制备太阳能电池组件。
将由此制备的太阳能电池组件用来操作和发电,并且作为太阳能电池它们都表现出满意的发电性能。
(实施例58至85)
分别以实施例51-57中的相同方式制备太阳能电池组件,不同之处在于以表3所示的实施例27至30的相同方式改变在实施例51至57的第一背层和第二背层中使用的复合聚合物的水性分散体。
将由此制备的太阳能电池组件用来操作和发电,并且作为太阳能电池它们都表现出满意的发电性能。
(实施例86)
将以下用于粘合层的涂布液涂布在通过与实施例1中使用方法相同的方法制备的PET-1的一侧上,以使作为湿涂布量的粘合剂量为7.1g/m2,并且将该涂布液在180℃下干燥1分钟以形成具有0.15μm干燥厚度的粘合层。接着,将以下显示的用于反射层的涂布液3涂布在此粘合层上,并在180℃下干燥1分钟,从而形成作为颜料层的具有二氧化钛的量为6.5g/m2的白色层(反射层;干燥厚度=约11μm)。在此白色层上,以与实施例1的相同方式形成易粘附层,并由此制备背板。
-用于粘合层的涂布液的制备-
混合以下组成的组分,并由此制备用于粘合层的涂布液。
<涂布液的组成>
●CERANATE WSA1070(商品名,复合聚合物(P-10);聚硅氧烷部分:约30%,聚合物部分:约70%,由DIC Corp.制造)          3.6份
Figure BDA00002003964500551
唑啉化合物(交联剂,H-1)                               1份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●聚氧化烯烷基醚                                  1.5份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
●蒸馏水                                          93.9份
-用于反射层的涂布液3的制备-
混合以下组成的组分,并由此制备用于反射层的涂布液3。
<涂布液3的组成>
●实施例1用于反射层的涂布液的制备中使用的颜料分散体   80.0份
●CHEMIPEARL S75N(商品名)                             9份
(固体浓度24质量%,由Mitsui Chemicals,Inc.制造)
(不具有聚硅氧烷部分的聚烯烃粘合剂,P-105)
●聚氧化烯烷基醚                                      3.0份
(NAROACTY CL95,商品名,由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造;固含量:1质量%)
Figure BDA00002003964500552
唑啉化合物(交联剂,H-1)                                   2.0份
(EPOCROS WS-700,商品名,由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造;固含量:25质量%)
●蒸馏水                                              6份
-粘附性的评价-
对于由此制备的背板,通过以下描述的方法评价粘附性。评价结果提供在下表6-2中。
(i)在湿气和热存在下经过一段时间之前的粘附性
将如上所述制备的背板切割成尺寸为20mm宽×150mm长的尺寸,并制备两个样件的板。将这两个样件的板布置成各个易粘附层面向内侧。将之前已经切割为尺寸为20mm宽×100mm长的EVA板(由Mitsui ChemicalsFabro,Inc.制造的EVA板;SC50B,商品名)设置在其间,并使用真空层合机(真空层合机,由Nisshinbo Chemical,Inc.制造)热压该组装体以将该易粘附层粘附至EVA。这时,利用真空层合机在128℃下形成真空达3分钟,然后将所述组装体压制2分钟以初步粘合所述组装体。之后,在150℃的干燥烘箱中实施主要的粘附处理达30分钟。这样,获得用于粘合性评价的样品,其中彼此粘附的两个样件的板从一个边缘在20mm的区域中没有粘附至EVA,并且所述样件在长度为100mm的剩余区域中粘附至EVA板。
将由此获得的用于粘合性评价的样品的EVA未粘附区域夹在Tensilon(RTC-1210A,商品名,由Orientec Co.,Ltd.制造)的上下夹具之间,并且以180°的剥离角和300mm/min的牵引速度实施牵拉试验。由此,测量粘附力。基于测得的粘附力,根据以下评价标准对样品进行评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
<评价标准>
5:反射层和粘合层之间的粘合性非常满意(60N/20mm以上)
4:反射层和粘合层之间的粘合性满意(30N/20mm至小于60N/20mm)
3:反射层和粘合层之间的粘合性稍差(20N/20mm至小于30N/20mm)
2:出现反射层和粘合层之间的粘合性破坏(10N/20mm至小于20N/20mm)
1:反射层和粘合层之间的粘合性破坏显著(小于10N/20mm)
(ii)在湿气和热存在下经过一段时间之后的粘附性
将由此获得的用于粘合性评价的样品在85℃和85%RH的环境条件中保持1000小时(在湿气和热存在下经过一段时间),然后通过如在以上部分(i)中的相同方法测量粘附力。基于测得的粘附力,根据以上评价标准对样品评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
(iii)在湿气和热存在下再经过一段时间之后的粘附性
将以上(i)中获得的用于粘合性评价的样品在85℃和85%RH的环境条件中保持3000小时(在湿气和热存在下再经过一段时间),然后通过如在以上部分(i)中的相同方法测量粘附力。基于测得的粘附力,根据以上评价标准对样品评级。在此评价中,评价等级3、4和5落入实践中可接受的范围。
(iv)在水中浸泡之后的粘附性
将由此获得的用于粘合性评价的样品在70℃下的蒸馏水中浸泡7天,然后在25℃和60%RH的环境中擦掉表面上的水分。接着,利用单刀片剃刀,将六个切口分别在纵向方向和横向方向上***在样品-58的白色层的表面上,并由此形成25个方块。将Mylar胶带(聚酯带)粘附在其上,并且通过在90°方向上沿着样品表面手动地拉动胶带而剥离该胶带。这时,根据基于剥离方块的数量的以下评价标准对反射层的粘附力进行评级。评价等级4和5落入实践中可接受的范围。
<评价标准>
5:没有被剥离方块(0个方块)。
4:被剥离方块的数量为大于0个方块至少于0.5个方块。
3:被剥离方块的数量为0.5个方块至少于2个方块。
2:被剥离方块的数量为2个方块至少于10个方块。
1:被剥离方块的数量为10个方块以上。
(实施例87至92以及比较例5至7)
以与实施例86中的相同方式制备背板,不同之处在于如下表6-1和6-2中所示改变实施例86中在用于粘合层的涂布液和用于反射层的涂布液3的制备中使用的聚合物的种类和交联剂的种类,并进行背板的评价。评价结果提供在下表6-2中。
●P-106:VYLONAL MD1200(商品名,由Toyobo Co.,Ltd.制造,不具有聚硅氧烷部分的聚酯粘合剂)
●P-107:PESRESIN A520(商品名,由Takamatsu Oil & Fat Co.,Ltd.制造,不具有聚硅氧烷部分的聚酯粘合剂)
(实施例93)
以与实施例92中的相同方式制备背板,不同之处在于在反射层上形成的易粘附层不是通过涂布形成的,并进行背板的评价。评价结果提供在下表6-2中。
(实施例94)
以与实施例93中的相同方式制备背板,不同之处在于没有向粘合层和反射层中添加交联剂,并进行背板的评价。评价结果提供在下表6-2中。
(实施例95)
以与实施例93中的相同方式制备背板,不同之处在于在实施例93中通过以下电晕处理条件对聚合物基材PET-1的两个表面进行表面处理。
[电晕处理条件]
●设备:固态电晕处理设备6KVA型,由Pillar Technologies制造
●电极和介电辊之间的接头间隙:1.6mm
●处理频率:9.6kHz
●处理速度:20m/min
●处理强度:0.375kV·A·min/m2
Figure BDA00002003964500591
Figure BDA00002003964500601
如表6-1和6-2显示的,本发明的背板即使当暴露于热和潮湿环境时以及当置于加热的水中时也具有满意的粘合耐久性。
(实施例96至105)
利用实施例86至95中制备的背板样品,在形成易粘附层之后,以与实施例26中的相同方式在每一个背板中,将具有由第一背层和第二背层构成的两层结构的背层形成在与其中提供反射层等的一侧相反的侧面上。由此,制备背板。通过实施例32中使用的相同方法,使用这些背板并由此制备太阳能电池组件。
将所制备的太阳能电池组件用来操作和发电,并且作为太阳能电池它们都表现出满意的发电性能。
通过引用将日本专利申请No.2010-037869、2010-254209和2011-035131并入本文中。
本说明书中提及的所有出版物、专利申请、以及技术标准,以如同每一个出版物、专利申请或技术标准被具体且单个地指明通过引用并入的相同程度通过引用并入本文中。

Claims (19)

1.一种被设置为与电池侧基板的密封材料接触的太阳能电池用背板,其中太阳能电池器件被所述密封材料密封,所述背板包括:
聚合物基材;和
聚合物层,所述聚合物层被安置在所述聚合物基材上并且含有复合聚合物,所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元:
式(1)
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层包含衍生自用于交联所述复合聚合物的交联剂的结构部分。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其中所述非硅氧烷结构单元包含丙烯酸类结构单元。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池用背板,其中所述交联剂是选自碳二亚胺化合物或唑啉化合物中的至少一种。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的太阳能电池用背板,其中在所述聚合物层中,基于所述复合聚合物的含量,衍生自所述交联剂的所述结构部分的质量含量为1质量%至30质量%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物基板已经经过选自由电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理和紫外处理组成的组中的至少一种表面处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述由R1或R2表示的一价有机基团是选自由烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、巯基、氨基和酰胺基组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物基材包含具有在2当量/吨至35当量/吨的范围内的羧基含量的聚酯树脂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层具有0.8μm至12μm的厚度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层被安置为与所述聚合物基材的表面接触。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层是被设置在距离所述聚合物基材最远位置处的最外层。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的太阳能电池用背板,其中所述聚合物层还含有白色颜料并且是具有光反射性的反射层。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板包括至少两个所述聚合物层,其中所述聚合物层中的一个还含有白色颜料并且是具有光反射性的反射层,而所述聚合物层中的另一个被设置在所述反射层和所述聚合物基材之间。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板还包括含有白色颜料并且具有光反射性的反射层,其中所述聚合物层被设置在所述反射层和所述聚合物基材之间。
15.一种用于制备太阳能电池用背板的方法,所述方法包括通过在聚合物基材上涂布含有复合聚合物的涂布液而形成至少一个聚合物层,所述复合聚合物在分子中含有15质量%至85质量%的由下式(1)表示的硅氧烷结构单元和85质量%至15质量%的非硅氧烷结构单元:
Figure FDA00002003964400021
式(1)
其中R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或一价有机基团;R1和R2可以彼此相同或不同;n是1以上的整数;当存在多个R1时,它们可以彼此相同或不同;并且当存在多个R2时,它们可以彼此相同或不同。
16.根据权利要求15所述的用于制备太阳能电池用背板的方法,其中所述涂布液还含有选自碳二亚胺化合物或
Figure FDA00002003964400031
唑啉化合物中的交联剂。
17.根据权利要求15或16所述的用于制备太阳能电池用背板的方法,其中所述涂布液还含有溶剂,并且50质量%以上的所述溶剂是水。
18.一种太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括根据权利要求1至14中任一项所述的太阳能电池用背板或者通过根据权利要求15至17中任一项所述的用于制备太阳能电池用背板的方法制备的太阳能电池用背板。
19.一种太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括:
透明前基板,太阳光通过所述透明前基板进入;
电池结构部分,所述电池结构部分被安置在所述前基板上并且包括太阳能电池器件和密封所述太阳能电池器件的密封材料;以及
根据权利要求1至14中任一项所述的太阳能电池用背板或通过根据权利要求15至17中任一项所述的用于制备太阳能电池用背板的方法制备的太阳能电池用背板,所述太阳能电池用背板被安置在所述电池结构部分的与设置所述前基板的所述电池结构部分的侧面相反的侧面上,从而与所述密封材料邻接。
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