CN103650160A - 太阳能电池用保护板,其制造方法,太阳能电池用背板以及太阳能电池模块 - Google Patents
太阳能电池用保护板,其制造方法,太阳能电池用背板以及太阳能电池模块 Download PDFInfo
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Abstract
一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括:聚酯载体,所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率;和聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量,所述太阳能电池保护板在所述聚酯载体与通过水系涂布形成在其上的所述功能层之间的粘附性上优异,并且当保持在高温高湿环境中时可以保持良好的形状。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池保护板及其制备方法,并且涉及太阳能电池用背板,并且涉及太阳能电池模块。具体地,本发明涉及在载体与其涂层之间的粘附性上优异的太阳能电池保护板,并且涉及用于制造保护板的方法。
背景技术
太阳能电池模块是在发电中不释放二氧化碳并且最近变得非常流行的环境负担减轻的发电***。太阳能电池模块通常设计为使得将太阳能电池元件夹起并用密封剂密封在设置在日光落入在其上的前侧的前基板与设置在与日光入射前侧相反的一侧(背侧)的板即通常所说的背板之间,其中将前基板与太阳能电池元件之间的空间以及太阳能电池元件与背板之间的空间各自用EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)树脂等密封。
构成太阳能电池模块的背板发挥保护太阳能电池模块不受水穿过其背部的渗入的影响的作用,对于所述背板迄今使用的是玻璃、氟树脂等。然而,最近从其成本等的角度开始使用聚合物板。作为前基板,从其光透射率高并且可以保持相对高的强度的角度通常使用玻璃基板。然而,本领域中最近的方案是使用聚合物板代替玻璃基板。
用于这种太阳能电池保护板的聚合物板可以包含聚酯载体和根据所需特性设置在其上的功能层。例如,太阳能电池背侧-保护板(背板)在太阳能电池的背侧上使用并且希望具有耐候性、电绝缘性、机械保护、对Si单元密封剂的粘附性等。作为设置有这种功能层的背板,专利文献1提出了涂层型背板,并且专利文献2提出了层压型背板。
涂层型背板通过下列方法制备:将通过将官能化材料溶解或分散在有机溶剂中或在水中所制备的溶液或分散液在室温或在合适的高温涂布到聚酯等的载体板上。涂层型背板的益处是与专利文献2中描述的层压型背板比较制造成本可以降低。另一方面,作为涂层型背板的缺点,已知的是载体板与功能层之间的粘附性差,因为功能层并非使用粘合剂设置在板上。
另一方面,在需要最近开发的薄膜太阳能电池的可用性和玻璃基板的重量减少的情况下,变得需要的是背板不对构成太阳能电池的其他部件给出任何不必要的压力。具体地,现在正在研究的是将太阳能电池模块安装在其中背板自身将会变形的高温高湿环境中,并且特别是需要在高温高湿环境中保持背板的形状。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP-T2010-519742
专利文献2:JP-A2007-150084
发明概述
本发明所要解决的问题
事实上,本发明的发明人研究了专利文献1中描述的太阳能电池保护板,并且已知聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层之间的粘附性仍不能令人满意。这里,聚合物载体的聚酯载体具有的问题在于:不管聚酯是结晶聚酯还是非晶聚酯,聚酯载体与通过水系涂布形成和层压在其上的聚合物层之间的层间粘附性通常倾向于差,因为聚酯对水具有大接触角并且因此涂布液不能良好地湿润载体以在其上扩散(参考文献,PolymerLatex(聚合物胶乳),第191页,Shin Koubunshi Bunko(1988))。
此外,发明人已知的是,当将专利文献1中描述的背板保持在120℃和100%的相对湿度的高湿高温环境中时,那么背板在60小时之后极大地卷曲和收缩,并且因此变形。
考虑到以上情况做出本发明,并且本发明的技术问题是提供一种这样的太阳能电池保护板,其在聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层之间的粘附性上优异,并且其当保持在高温高湿环境中时可以保持良好的形状。
用于解决问题的方式
发明人为了解决上述问题进行了勤恳的研究,并且结果发现,当代替在专利文献1中的实施例中使用的具有125μm的厚度的聚合物载体板而使用具有落入特定范围之内并且比该聚合物载体板的厚度大的厚度的聚酯载体时,并且当涂布之前的聚酯载体的热收缩率控制为落入特定范围内时,聚酯载体与功能层之间的粘附性可以提高并且当保持在高温高湿环境中时涂布板可以保持良好的形状。
用于解决上述问题的本发明的具体手段包括以下各项:
一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括:
聚酯载体,所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率;和聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量。
优选地,在[1]所述的太阳能电池保护板中,所述聚合物层的厚度为至少1μm。
优选地,在[1]或[2]所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体的所述面内第一方向是膜纵向。
优选地,在[1]至[3]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
优选地,在[1]至[4]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体中的末端羧基含量为最多20eq/t。
优选地,在[1]至[5]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tan8的峰在123℃以上。
优选地,在[1]至[6]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述聚酯载体的特性粘度IV为至少0.65dl/g。
优选地,[1]至[7]中的任一项所述的太阳能电池保护板具有含有白色颜料和粘合剂的白色层作为所述聚合物层。
优选地,在[8]所述的太阳能电池保护板中,所述白色层通过涂布形成。
优选地,在[9]所述的太阳能电池保护板中,所述白色层含有水系胶乳衍生的粘合剂作为所述粘合剂。
优选地,在[8]至[10]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述白色层中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
优选地,[1]至[11]中的任一项所述的太阳能电池保护板具有耐候性层作为所述聚合物层,所述耐候性层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
优选地,在[12]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层通过涂布形成。
优选地,在[12]或[13]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层中的所述含氟聚合物或所述硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是水系胶乳衍生的粘合剂。
优选地,在[12]至[14]中的任一项所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层与所述聚酯载体接触设置。
优选地,[12]至[15]中的任一项所述的太阳能电池保护板在所述聚酯载体的一侧上具有所述白色层,并且在所述聚酯载体的与其上具有所述白色层的那一侧相反的另一侧上具有所述耐候性层。
优选地,在[16]所述的太阳能电池保护板中,所述耐候性层包括含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的第一耐候性层以及设置在所述第一耐候性层上的含有含氟聚合物的第二耐候性层。
一种用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:
将聚合物层形成用涂布液涂布到聚酯载体上,所述聚合物层形成用涂布液包含粘合剂以及溶剂或分散介质,所述溶剂或分散介质的主要组分是水,其中所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率,以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率。
优选地,在[18]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,涂布所述聚合物层形成用涂布液以使得所述聚合物层的干燥厚度可以是至少1μm。
优选地,在[18]或[19]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体的所述面内第一方向是所述膜传送方向。
优选地,在[18]至[20]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
优选地,在[18]至[21]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体中的末端羧基含量是最多20eq/t。
优选地,在[18]至[22]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tanδ的峰为123℃以上。
优选地,在[18]至[23]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述聚酯载体的特性粘度IV是至少0.65dl/g。
优选地,[18]至[24]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法将白色颜料加入至所述聚合物层形成用涂布液以制备白色层形成用涂布液。
优选地,在[25]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法中,所述白色层形成用涂布液中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
优选地,[18]至[26]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括使用含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少任一种作为所述粘合剂以制备耐候性层形成用涂布液。
优选地,[18]至[27]中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括使用水作为所述分散介质并且使用水系粘合剂作为所述粘合剂,之后将所述水系粘合剂分散在水中,从而制备所述聚合物层形成用涂布液。
优选地,[27]或[28]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括将所述白色层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的一侧上,并且将所述耐候性层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的与涂布有所述白色层形成用涂布液的那一侧相反的另一侧上。
优选地,[29]所述的用于制造太阳能电池保护板的方法包括:使用含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的涂布液作为所述耐候性层形成用涂布液,从而形成第一耐候性层,并且将含有含氟聚合物的涂布液进一步涂布到所述第一耐候性层上,从而形成第二耐候性层。
一种太阳能电池背板,所述太阳能电池背板设置有[1]至[17]中的任一项所述的太阳能电池保护板,或设置有根据[18]至[30]中的任一项所述的太阳能电池保护板制备方法制备的太阳能电池保护板。
一种太阳能电池模块,所述太阳能电池模块设置有[31]所述的太阳能电池背板。
本发明的有益效果
根据本发明的太阳能电池保护板的构造,提供了一种太阳能电池保护板,其在聚酯载体与在其上通过水系涂布形成的功能层的粘附性上优异并且可以当保持在高温高湿环境中时保持良好的形状。根据本发明的太阳能电池用保护板的制备方法,提供一种太阳能电池保护板,其没有在耐潮湿性测试之前与之后形状和粘附性改变的问题,因为使用并涂布了厚的载体。
附图简述
[图1]这是显示本发明的太阳能电池保护板的横截面的一个实例的示意图。
[图2]这是显示使用本发明的太阳能电池保护板作为其中的太阳能电池背板的太阳能电池模块的横截面的一个实例的示意图。
用于实施本发明的模式
下面详细描述本发明的太阳能电池保护板(在下文中,这可以称为“本发明的太阳能电池保护板”)及本发明的太阳能电池保护板的制备方法,以及使用所述板的本发明的太阳能电池背板和太阳能电池模块。
下面对于本发明的一些典型的实施方案给出的本发明的构成元件的描述,然而,本发明不应限定与此。在本说明书中,通过短语“一个数至另一个数”表达的数字范围意指落入表示范围的下限的前一个数与表示其上限的后一个数之间的范围。
[太阳能电池保护板]
本发明的太阳能电池保护板包括聚酯载体和聚合物层,所述聚酯载体的厚度为145μm至300μm,其在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率为0.2至1.0%并且其在垂直于第一方向的第二方向上的热收缩率为-0.3至0.5%,并且所述聚合物层设置在聚酯载体上并具有最多0.1质量%的残留溶剂量。在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的面内第一方向优选为膜纵向。
如果需要,本发明的太阳能电池保护板可以构造为具有任意另外的层如易粘合层等以提高对电池侧基板的粘附性(例如,密封剂如EVA等)(例如,将对密封剂的粘合力增加至10N/cm以上)。
本发明的太阳能电池保护板的一个更优选实施方案是该板甚至在湿热老化之后也具有高粘合力,并且另外地具有高断裂拉伸保持率(断裂拉伸的保持率)。在这种情况下,优选地,在120℃并且在100%的相对湿度105小时的断裂拉伸保持率为至少50%,更优选至少65%,再更优选至少80%。这里,“断裂拉伸保持率”意指热处理之后的断裂拉伸(Lt)与热处理之前的断裂拉伸(Li)之比,并且通过以下公式表达。在MD和TD上都测量一个样品,并且将所得到的数据平均以给出所希望的断裂拉伸保持率的平均值。
断裂拉伸保持率(%)=100×(Lt)/(Li)
本发明的太阳能电池保护板具有聚合物层,所述聚合物层具有最多0.1质量%的残留溶剂量。优选地,整个太阳能电池保护板中含有的总残留溶剂量也为最多0.1质量%,更优选最多0.05质量%,再更优选最多0.01质量%。
首先,本发明的太阳能电池保护板的一个优选的构造在图1中给出。在图1中所示的聚合物板中,将聚合物层3设置在聚酯载体16的一侧上,并且将聚合物层1设置在载体的另一侧上。此外,可以将任意另外的两个以上聚合物层设置在板中。
下面描述构成本发明的聚合物板的每个层的优选实施方案的细节。
(聚酯载体)
在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的厚度为145μm至300μm。
在JP-A2010-519742中的实施例中描述的现有技术中,所使用的是125-μm PET膜,并且因此膜的耐水解性的随时间降低是显著的。用于在本发明中使用的聚酯载体具有落入特定范围之内的厚度,并且因此耐潮湿性测试之前和之后其机械特性改变小。此外,适宜的是,耐潮湿性测试之前和之后载体的电介质击穿强度上的改变也小。
在本发明中,从更加有益地展现提高载体粘附性的耐湿热性的效果的角度,更优选地,聚酯载体的厚度为180μm至270μm,再更优选210μm至250μm。
最近,需要的是不仅增加太阳能电池的输出功率而且提高太阳能电池背板的电绝缘能力。通常,背板的电绝缘性与其厚度成正比,并且因此需要较厚的背板。关于这点,本文当将聚酯载体的厚度控制为落入上述优选的范围内时,可以提供另外地具有良好的电绝缘能力的太阳能电池保护板。
在本发明的太阳能电池保护板中,在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的聚酯载体的热收缩率为0.2至1.0%并且其在垂直于第一方向的第二方向上的热收缩率为-0.3至0.5%。尤其是,从提高湿热老化之后的其粘附性的角度,适宜的是在用下面提到的聚合物层涂布之前聚酯载体的热收缩率落入以下范围内。不限定于任何理论,所考虑的是聚酯载体与其上的涂层之间的粘合性将来自聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力。聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力由聚酯载体的膨胀力或收缩力与涂层的膨胀力和收缩力之间的平衡限定。在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的厚度大,并且因此聚酯载体的膨胀力/收缩力对聚酯载体与涂层之间的界面中的残留应力的影响大。因此,当将在150℃老化30分钟之后聚酯载体在面内第一方向上的热收缩率控制为至少0.2%时,那么聚酯载体的热膨胀对其对涂层的粘附性的影响与其中使用具有少于0.2%的较小热收缩率的聚酯载体的任意其他情况比较可以极大地提高。此外,当将面内第一方向上的热收缩率控制为最多1.0%时,那么聚酯载体的热收缩率不过大并且其对涂层的粘附性可以从而提高。
当聚酯载体的厚度为下面要提到的聚合物层(涂层)的厚度的10至40倍时,所述影响是更显著的。
优选地,第一方向是膜纵向,并且例如,第一方向优选是制造聚酯载体中的膜传送方向(在下文中这可以称为机器方向,MD)。另一方面,第二方向优选是膜宽度方向,并且例如,第二方向优选是垂直于制造聚酯载体中的膜传送方向的方向(在下文中这可以称为横向,TD)。
优选地,第一方向上的热收缩率(优选MD)为0.3至0.8%,更优选0.4至0.7%。另一方面,第二方向上的热收缩率(优选TD)为-0.1至0.5%,更优选0.0至0.5%。
在150℃老化30分钟之后聚酯的面内热收缩率可以通过成膜条件(成膜中的拉伸条件,尤其是拉伸之后的热松弛条件)控制。
通常,当聚酯载体的分子量大时,其热收缩率大,并且可以是,例如,大约2%。如下所述,在制造本发明的一个优选实施方案中的聚酯载体中,聚酯通过固相聚合制备以便具有增加的分子量(IV),并且此外,将聚酯中的末端羧基含量AV减少为最多20eq/t,并且此外,形成聚酯载体以便满足上述热收缩率条件。迄今为止,没有人知道这种能够满足低热收缩率、高IV和低末端羧基含量AV的所有需求的聚酯载体。
聚酯载体可以是膜状或板状的一类。从其成本和机械强度的角度,本发明的太阳能电池保护板使用聚酯载体。
用于作为本发明中的聚酯载体使用的聚酯基板是由芳族二元酸或其酯形成用衍生物和二醇或其酯形成用衍生物合成的直链的饱和聚酯。聚酯的具体实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙烯酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(对苯二甲酸1,4-亚环己基二亚甲基酯)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯等的膜或板。那些中,从其机械性质和成本之间的平衡的角度,尤其优选的是聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚2,6-萘二甲酸乙二酯。
聚酯基板可以是均聚物或共聚物。此外,基板可以是聚酯与小量的任意其他类型的树脂,例如,聚酰亚胺等的共混物。
在制造用于在本发明中使用的聚酯中,从控制聚酯中的羧基含量落在预定范围内的角度,优选使用的是含Sb的、含Ge的或含Ti的化合物作为催化剂。尤其优选的是使用含Ti化合物。在使用含Ti化合物的聚合的优选实施方案中,适宜的是以1ppm至30ppm,更优选3ppm至15ppm的量作为Ti元素当量使用含Ti化合物作为催化剂。当所使用的含Ti化合物的Ti元素当量落入以上范围内时,那么可以控制末端羧基含量落在下面提到的范围内,并且也可以保持低的聚酯载体的耐水解性。
在制造具有含Ti化合物的聚酯中,例如,可使用的是JP-B8-301198、日本专利2543624、3335683、3717380、3897756、3962226、3979866、3996871、4000867、4053837、4127119、4134710、4159154、4269704、4313538等中描述的方法。
在本发明的太阳能电池保护板中,从增加载体的耐水解性和防止载体的强度在湿热老化中降低的角度,优选地,聚酯载体中的末端羧基含量AV为最多20eq/t(吨-下同)。更优选地,该含量为5至18eq/t,再更优选9至17eq/t。
可以通过成膜之前聚合催化剂的类型和普通聚合之后的固相聚合条件,并且还通过成膜条件(成膜温度和时间,拉伸条件和热松弛条件)等控制聚酯中的羧基含量。尤其是,适宜的是,通过膜形式的聚酯载体的形成之前的固相聚合条件控制含量。优选地,固相聚合之后和形成为膜状聚酯载体之前起始聚酯中的末端羧基含量为1至20eq/t,更优选3至18eq/t,再更优选6至14eq/t。
可以根据H.A.Pohl,Anal.Chem.26(1954)2145中描述的方法测量羧基含量(AV)。具体地,将所需的聚酯研磨为粉末并且之后在真空干燥机中在60℃干燥30分钟。接下来,在刚好干燥之后,计量0.1000g的聚酯,向其加入5ml的苄醇,并且在加热下在205℃搅拌溶解2分钟。将溶液冷却,之后向其加入15ml的氯仿,并且使用酚红作为指示剂,将样品用碱标准液(0.01N KOH-苄醇混合溶液)滴定至中性点(pH=7.3±0.1)。从滴定数据计算含量。
同样,优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体的特性粘度IV(分子量)为至少0.65dl/g,更优选0.68至0.85dl/g,再更优选0.70至0.80dl/g。
聚酯的特性粘度IV可以通过聚合催化剂的类型和成膜条件(成膜温度和时间)控制。尤其是,适宜的是,通过膜状聚酯载体形成之前的固相聚合条件控制特性粘度。尤其优选地,起始聚酯在其形成为膜状聚酯载体之前的特性粘度IV为0.68至0.90dl/g,更优选0.70至0.85dl/g,再更优选0.72至0.83g/dl。
IV值可以如下测量:将所需的聚酯研磨为粉末,并且溶解在1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])的混合溶剂中成为0.01g/ml,并且使用乌氏粘度计(AVL-6C,由Asahi Kasei Technosystems制造)在25℃的温度对样品进行测量。样品溶解在120℃花费15至30分钟。
优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,如用动态粘弹仪测量的聚酯载体的tanδ的峰为123℃以上,更优选为123至130℃,再更优选为124至128℃。
聚酯载体的tanδ的峰可以通过成膜之前的聚合催化剂的类型和通常聚合之后的固相聚合条件,并且还通过成膜条件(成膜温度和时间,拉伸条件和热松弛条件)等控制。尤其是,适宜的是通过拉伸条件(拉伸比和热固定温度)控制可以在线控制的数据。
如下测量tanδ的峰:在25℃和60%的相对湿度的条件2小时以上之后,将样品用商业可得的动态粘弹仪(Vibron:DVA-225(由ITK制造))在2℃/分钟的加热速度在30℃至200℃的测量温度范围内并在1Hz的频率分析。
优选地,对聚酯载体在聚合之后进行固相聚合。这可以容易地得到聚酯的优选的羧基含量和优选的特性粘度。固相聚合可以是连续法(其中将树脂填充在塔中,之后在其中在加热下逐渐地循环预定时间期间并且之后排出)或间歇法(其中将树脂放至容器中并且在其中加热预定时间期间)。具体地,日本专利2621563、3121876、3136774、3603585、3616522、3617340、3680523、3717392和4167159中描述的方法可以提供这里的固相聚合。
固相聚合的温度为优选170℃至240℃,更优选180℃至230℃,再更优选190℃至220℃。固相聚合的时间为优选5小时至100小时,更优选10小时至75小时,再更优选15小时至50小时。优选地,固相聚合在真空中或在氮氛中进行。
优选地,本发明中的聚酯载体是通过以下方法制备的双向拉伸膜:将上述聚酯熔融挤出为膜,之后将膜在流延鼓上冷却并固化为未拉伸的膜,将未拉伸的膜在Tg至(Tg+60)℃在机器方向上拉伸一次或多次,达到3倍至6倍的总拉伸比,并且其后将其在横向在Tg至(Tg+60)℃进一步拉伸至3至5倍的拉伸比。
此外,在其成膜中优选的是,从提高其耐水解性和控制其热收缩率的角度,将用于在本发明中使用的聚酯载体在拉伸之后热处理。优选地,在150至230℃,更优选180至225℃,再更优选190至215℃热处理。还优选地,热处理时间为5至60秒,更优选10至40秒,再更优选10至30秒。
优选地,在其成膜中,从控制其热收缩率的角度,将用于在本发明中使用的聚酯载体在拉伸之后热松弛。优选地,在MD上的热松弛为1至10%,更优选3至7%,再更优选4至6%。还优选地,在TD上热松弛为3至20%,更优选6至16%,再更优选8至13%。
在MD和TD上的热松弛比可以通过使用同时双螺杆拉幅机或通过使用MD可缩的TD拉幅机独立地控制。因此,可以控制聚酯载体的热收缩率以在第一方向上和第二方向上落在不同的范围内。
为了提高载体的反射率的目的,可以将无机细粒加入至聚酯载体中。
用于本文使用的优选的无机细粒包括,例如,湿二氧化硅、干二氧化硅、胶态二氧化硅、碳酸钙、硅酸铝、磷酸钙、氧化铝、碳酸镁、碳酸锌、氧化钛、氧化锌(锌华(zinc flower))、氧化锑、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化镧、氧化镁、碳酸钡、碳酸锌、碱式碳酸铅(铅白)、硫酸钡、硫酸钙、硫酸铅、硫化锌、云母、钛酸盐化云母、滑石、粘土、高岭土、氟化锂、氟化钙等。在那些无机细粉中,优选的是二氧化钛和硫酸钡,并且更优选的是二氧化钛。氧化钛可以是锐钛矿型一类或金红石型一类中的任一种,但优选的是具有低光催化剂活性的金红石型一类。可以将二氧化钛细粒用无机物质如氧化铝、二氧化硅等表面处理,也可以用有机物质如硅氧烷材料、醇材料等表面处理。
用于将无机细粒加入至聚酯载体,可以采用任意已知方法。例如,当聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体时,用于载体的典型的方法是:(a)在聚对苯二甲酸乙二醇酯制造的酯交换或酯化反应结束之前加入无机细粒,或在缩聚反应开始之前加入无机细粒的方法;(b)将细粒加入至聚对苯二甲酸乙二醇酯之后将它们熔融捏合的方法;(c)包括制备已经根据以上方法(a)或(b)向其加入大量的无机细粒的母粒料(在下文中,这可以被称为母料(MB)),之后将它们与不含有无机细粒的聚对苯二甲酸乙二醇酯捏合从而使得所得到的批料含有预定量的无机细粒的方法;(d)将上面的(c)中的母粒料直接按原样使用的方法。
那些中,优选的是其中将聚酯树脂预先与无机细粒在挤出机中混合的母料法(MB方法,上面的(c))。这里还可以采用的另一种方法包括将未预先干燥的聚酯树脂和细粒放入至挤出机中并在其中在通过脱气移除湿气和空气制备MB。更优选地,通过使用预先尽可能干燥的聚酯树脂制备MB,因为可以防止聚酯的酸值增加。在这种情况下,可以采用在脱气下挤出混合物的方法,或通过使用完全干燥的聚酯树脂在没有脱气的情况下挤出混合物的方法。
当加入无机细粒时,无机细粒的平均粒径为优选0.05至5μm,更优选0.1至3μm,再更优选0.15至0.8μm。当平均粒径小于0.05μm时,那么载体不能具有足够的反射率增加;但当大于5μm时,那么不幸地,载体的机械强度将显著地降低。
相对于聚酯载体的总质量,无机细粒的含量为优选2至50质量%,更优选5至20质量%。当该含量少于2质量%时,那么载体不能具有足够的反射率增加;但当大于50质量%时,那么不幸地,载体的机械强度可以显著地降低。
在本发明的聚酯载体中,其中的无机细粒的含量可以在厚度方向上是常数,或者载体可以由各自具有不同的无机细粒含量的两个以上层组成。在后一种情况下,从载体的耐久性的角度,优选的是其中具有高无机细粒含量的层存在于聚酯载体内并且两个表面层各自具有低无机细粒含量的三层结构;并且更优选地,具有低无机细粒含量的层不含有无机细粒。
优选地,将封端剂加入至聚酯载体,或换言之,适宜的是聚酯载体含有封端剂。如本发明中提及的封端剂是能够与聚酯载体的末端羧酸反应的化合物,用于提高聚酯载体的耐水解性。聚酯载体的水解由通过载体中末端羧酸等给出的H+的催化效果加速,并且因此所认为的是H+的形成可以通过封端剂而防止,从而提高载体的耐水解性。
在碳二亚胺化合物中,优选的是具有环状结构的那些(例如,JP-A2011-153209中描述的那些)。聚酯的末端羧酸以开环反应的模式与环状碳二亚胺反应,并且开环产物中的一个与聚酯反应,同时其另一个与另一个聚酯反应,从而提供具有增加的分子量的产物并防止异氰酸酯气体的产生。
碳二亚胺化合物的具体实例包括JP-A2011-153209等中描述的二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、1,5-萘碳二亚胺、4,4’-二苯基甲烷碳二亚胺、4,4’-二苯基二甲基甲烷碳二亚胺、具有环状结构的碳二亚胺。
优选地,封端剂的分子量为200至100,000,更优选2000至80,000,再更优选10,000至50,000。当封端剂的分子量大于100,000时,那么难以将试剂均匀地分散在聚酯中,以至于难以使试剂充分展现提高耐候性的效果。另一方面,当分子量小于200时,那么试剂将在挤出和成膜过程中容易地蒸发,并且因此不幸地,试剂难以充分地展现提高耐候性的效果。
所要加入的封端剂的量为优选相对于聚酯0.1至10质量%,更优选0.2至5质量%,再更优选0.3至2质量%。当该量小于0.1质量%时,那么不能获得足够的提高耐候性的效果,并且当大于10质量%时,那么在制造聚酯载体的过程中可能形成聚集体。
优选地,将聚酯载体以电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理或UV处理中的任意模式表面处理。在其上用聚合物层涂布之前对所要涂布的载体的表面进行这种表面处理可以进一步提高在暴露至湿热环境中载体对涂层的粘附性。尤其是,因为提供更优异的粘附性提高效果,电晕处理是优选的。
表面处理增加聚酯载体(例如,聚酯基板)的表面中存在的羧基和羟基,从而可以提高聚酯载体对涂层的粘附性。当将表面处理与交联剂(尤其是与羧基具有高反应性的唑啉型或碳二亚胺型交联剂)的使用组合时,那么可以获得更有力的粘附性。这在电晕处理中是更显著的。因此,适宜的是,将要用聚合物层涂布的聚酯载体的表面电晕处理。
在本发明中,可以如下进行电晕处理:通常,在与电介质涂布的金属辊(电介质辊)电绝缘的电极之间提供高频高电压放电从而产生电极之间的空气绝缘击穿,借此将电极之间的空气离子化以产生电极之间的电晕放电。在这种情况下,引导所要处理的载体穿过具有电晕放电的空间。
本发明中的优选的处理条件是:电极和电介质辊之间的接头间隙为1至3mm;频率为1至100kHz;能量施加大约0.2至5kV·A·分钟/m2。
在本发明中的电晕处理之前,优选地是将所要处理的膜预先加热。根据该方法,在更短的时间期间内可以获得比不加热膜的情况下更好的粘附性。加热温度优选在40℃至所要处理的膜的软化点+20℃的范围内,更优选在70℃至所要处理的膜的软化点的范围内。当加热温度不低于40℃时,那么可以获得足够的粘附性提高的效果。当加热温度不高于所要处理的膜的软化温度时,那么在处理过程中可以确保膜良好的可操作性。
将要在真空中处理的膜升温的具体方法包括用IR加热器加热膜,或通过与热辊接触加热膜等。
作为用于本发明中的使用的表面处理方法,还优选的是低压等离子体处理的方法。优选地,将聚酯载体的两个表面中的至少一个表面通过低压等离子体处理处理,并且更优选地,将载体的下面要提到的白色层侧的至少一个表面通过低压等离子体处理处理。
低压等离子体处理被称为真空等离子体处理或辉光放电处理的方法,其中通过低压气氛的蒸气(等离子体气体)中的放电产生等离子体从而处理基板的表面。用于在本发明中使用的低压等离子体优选为在低等离子体气体压力下形成的非平衡等离子体。在本发明中,表面处理可以通过将所要处理的膜安置在这种低压等离子体气氛中进行。
作为产生用于本发明中的低压等离子体处理的等离子体的方法,可以采用直流电辉光放电、高频放电、微波放电的方法等。用于放电的功率可以是直流电或交流电。当使用交流电时,优选它落入30Hz至20MHz左右的范围内。
在其中使用交流电的情况下,可以使用50或60Hz的商业可得频率,也可以使用10至50kHz左右的高频。还优选的是使用13.56MHz的高频的方法。
作为用于本发明中的低压等离子体处理的等离子体气体,可以采用的是无机气体如氧气、氮气、水蒸气、氩气、氦气等。尤其优选的是氧气或氧气和氩气的混合气。具体地,适宜的是使用氧气和氩气的混合气。在其中使用氧气和氩气的情况下,作为为其分压比的两者的比例为优选氧气/氩气体=100/0至30/70左右,更优选90/10至70/30左右。还优选的是其中不将蒸气引入至处理容器中并且使用得自通过泄露进入处理容器中的空气或得自在其中所要处理的材料的蒸气,如水蒸气等作为等离子体气体的方法。
等离子体气体压力必须是能够获得非平衡等离子体条件的低压。具体地,等离子体气体压力优选在0.005至5托,更优选0.05至1托,再更优选0.08至0.8托的范围内。当等离子体气体压力低于0.005托时,那么粘合性提高的效果可以是不足当,但相反,当高于10托时,那么电流可以增加以至于放电将是不稳定的。
依赖于处理容器的形状和尺寸和电极的形状变化,不能不加区别地限定等离子体输出功率,但优选为100至25000W左右,更优选500至15000W左右。
用于低压等离子体处理的处理时间为优选0.05至100秒,更优选0.5至30秒左右。当处理时间短于0.05秒时,那么粘附性提高的效果可以是不足的,但相反,当长于100秒时,可以存在一些处理过的膜的变形或变色的问题。
本发明中的低压等离子体处理中的放电处理强度可以依赖于等离子体输出功率和处理时间改变,但优选在0.01至10kV·A·分钟/m2,更优选0.1至7kV·A·分钟/m2的范围内。当放电处理强度为至少0.01kV·A·分钟/m2时,那么该处理提供足够的粘附性提高效果,并且当最多10kV·A·分钟/m2时,那么该处理可以没有所处理的膜的变形或变色的风险。
同样在本发明中的低压等离子体处理之前,适宜的是将要处理的膜预先加热。根据该方法,在比没有预加热的情况下更短的时间期间内可以获得更好的粘附性。关于加热温度和加热方法,参考在电晕处理部分描述的温度范围和方法。
(聚合物层)
本发明的太阳能电池保护板具有残留溶剂量为最多0.1质量%的聚合物层。聚合物层可以通过水系涂布形成。优选地,聚合物层中的残留溶剂量为最多0.05质量%,更优选最多0.01质量%。不具体地限定测量聚合物层中的残留溶剂量的方法。将除了所要分析的聚合物层之外的其他层预先移除,并且之后分析聚合物层以测量其中的残留溶剂量。
在本发明的太阳能电池保护板中的聚合物层是与聚酯载体的表面或者直接或者经由其中间的任意其他层接触设置的层。
从与相邻的聚酯载体的材料的粘附性等的角度,改善本发明中的聚合物层。本发明的太阳能电池保护板通过水系涂布形成具有最多0.1质量%的残留溶剂量的聚合物层而制备,并且因此,作为这种情况的优选实施方案,适宜的是聚合物层不具有聚合物层与聚酯载体之间的粘合层,并且聚合物层的优选实施方案是除了其中聚合物层通过热压缩接合连接至聚酯载体的表面的其他实施方案之外的方案。
如果需要,聚合物层可以含有任意其他组分。依赖于可应用的用途,构成组分可以变化。优选地,构造聚合物层以便另外地发挥用于提供日光反射率或外在外观设计的着色层的另一个功能(尤其优选地,层是发挥光反射作用的白色层)。在其中将聚合物层构造为能够反射朝向入射侧的日光的光反射层的情况下,适宜的是本发明的太阳能电池保护板具有含白色颜料的白色层作为聚合物层。
还优选地,形成聚合物层作为要设置在与聚酯载体日光落入其上的一侧相反的一侧上的背层。在作为充当耐候性层的背层设置聚合物层的情况下,本发明的太阳能电池保护板优选具有含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种的耐候性层作为聚合物层。
依赖于聚合物层的功能,聚合物层的优选厚度可以变化。优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,聚合物层的厚度为至少1μm,更优选至少2μm,再更优选5至15μm。
下面与聚合物层的功能一起描述构成聚合物层的多种组分。
~作为白色层的聚合物层~
在其中本发明中的聚合物层充当白色层(光反射层)的情况下,本发明中的聚合物层含有白色颜料。如果需要,白色层可以另外地含有任意其他组分如多种类型的添加剂。优选地,从密封剂材料的剥离力为至少5N/cm。
白色层的一个功能是通过使得穿过太阳能电池并且达到背板而未用于发电的入射光的一部分返回至太阳能电池以增加太阳能电池模块的发电效率。
-聚合物-
从将聚合物层与在太阳能电池模块中作为密封剂使用的EVA等的粘附性增加到至少5N/cm角度,优选地,使用选自聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂和聚乙烯醇树脂的至少一种聚合物作为白色层中的粘合剂。首先,从耐久性的角度,优选的是丙烯酸类树脂和聚烯烃。
聚烯烃树脂优选为以至少50摩尔%的量含有烯烃组分的树脂。优选地,聚烯烃树脂是含有烯烃组分以及丙烯酸类组分和羧酸组分中的至少一种的共聚物。在本发明的太阳能电池保护板中,优选地,用于在白色层中使用的粘合剂是含有烯烃组分以及丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种的共聚物(通常所说的改性的烯烃共聚物)。
作为构成聚烯烃树脂的烯烃组分的优选的实例,提到乙烯、丙烯等。这些可以或者单独地或者作为那些组分的不同类型的混合物使用。
构成聚烯烃树脂的羧酸组分的优选的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐等。这些可以或者单独地或者作为那些组分的不同类型的混合物使用。
优选地,除了羧酸组分之外,聚烯烃树脂另外地含有通常所说的丙烯酸类组分或其酯组分,如进一步与丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体共聚。尤其优选地,聚烯烃树脂含有丙烯酸酯组分。丙烯酸类单体或甲基丙烯酸类单体的具体实例包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟乙酯等。
聚烯烃树脂中烯烃组分(乙烯、丙烯等)的总量优选在70至98摩尔%,更优选80至96摩尔%的范围内。丙烯酸类组分(丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体等)的总量优选在0至20摩尔%,更优选3至10摩尔%的范围内。羧酸组分的总量为优选0至15摩尔%,更优选0.2至10摩尔%。在这些聚合物中,尤其优选的是以70至98摩尔%的量含有乙烯或丙烯,以0.1至15摩尔%的量含有丙烯酸或甲基丙烯酸,并且以0.1至20摩尔%的量含有选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的单体的聚合物;并且再更优选的是以80至96摩尔%的量含有乙烯或丙烯,以0.1至10摩尔%的量含有丙烯酸或甲基丙烯酸,以及以3至10摩尔%的量含有选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的单体的聚合物。
具有落入上述范围内的单体组成,聚合物层可以同时满足良好的粘附性和良好的耐久性。
优选地,用于在本发明中使用的聚烯烃树脂的分子量为2000至200000左右。聚烯烃树脂可以具有直链的结构或支链的结构。
作为本发明中的聚烯烃树脂,可使用的是商业可得的一类,包括,例如,Arrow Base SE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD-4010(全部由Unitika制造)、Hitec S3148、S3121、S8512(全部由Toho Chemical制造)、ChemipearlS-120、S-75N、V100、EV210H(全部由Mitsui Chemical制造)等。那些中,优选的是使用Arrow Base SE-1013N(由Unitika制造)。
作为丙烯酸类树脂,例如,优选的是含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的聚合物。作为丙烯酸类树脂,这里可使用的是商业可得的一类,包括,例如,AS-563A(由Daicel FineChem制造)。
更优选地,白色层在其中含有水系胶乳衍生的粘合剂作为粘合剂。
提到其他优选的粘合剂的实例。聚烯烃的具体实例包括ChemipearlS-120、S-75N(都由Mitsui Chemical制造);并且丙烯酸类树脂的具体实例包括Jurymer ET410、SEK-301(都由Nippon Pure Chemicals制造)等。
那些中,从确保聚酯载体与第一聚合物层之间的粘附性的角度,适宜的是在第二聚合物层中使用丙烯酸类树脂或聚烯烃树脂。尤其是,优选的是使用聚烯烃树脂,并且更优选的是使用含有丙烯酸类组分和羧酸组分中的至少任一种和烯烃组分的共聚物的聚烯烃树脂,其中烯烃组分占70至98摩尔%。
这里可以组合使用这种聚合物中的两种以上不同的类型,并且在这种情况下,优选的是丙烯酸类树脂和聚烯烃树脂的组合。
白色层中粘合剂的含量优选在0.05至5g/m2的范围内,并且更优选在0.08至3g/m2的范围内。当粘合剂含量为至少0.05g/m2时,那么可以容易地获得所需的粘合力,并且当最多5g/m2时,那么可以获得更好的表面条件。
优选地,白色层对用作太阳能电池模块中的密封剂的EVA的粘附性为至少5N/cm,更优选大于30N/cm,并且再更优选50至150N/cm。
-白色颜料-
本发明中的白色层可以含有至少一种白色颜料。
作为白色颜料,优选的是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、胶态二氧化硅等,或有机颜料如中空粒子等。
优选地,在本发明的聚合物板中,白色层中的颜料的体积分数为15至50%,更优选18至30%,再更优选20至25%。当白色层中颜料的体积分数为至少15%时,那么可以获得良好的表面条件并且可以获得足够的反射率。另一方面,当白色层中颜料的体积分数为最多50%时,那么可以基本上不存在由于白色层的差的强度的粘合失效的风险,并且此外,在湿热老化之前和之后的时间的过程中,白色层与密封剂之间的粘附性并且还有白色层与下涂层之间的粘附性可以保持良好,并且因此该范围是优选的。通常,在白色层中颜料的体积分数为最多50%的范围内,白色层是易碎的并且因此该层可以剥离。然而,具有本发明的构造,即使具有50%的白色颜料体积分数的白色层是易碎的,白色层对密封剂和太阳能电池模块中下面提到的下涂层的粘附性也可以保持良好。
聚合物层中的颜料体积分数可以根据下式计算。
颜料体积分数(%)=(颜料体积)/(粘合剂体积+颜料体积)
颜料和粘合剂的体积可以通过测量获得,或颜料体积可以由颜料质量/颜料比重计算,并且粘合剂体积可以由粘合剂质量/粘合剂比重计算。
白色层中颜料的含量优选在3至18g/m2,更优选3.5至15g/m2,再更优选4.5至10g/m2的范围内。当颜料含量为至少3.0g/m2时,那么可以获得所需的着色,并且该层可以有效地提供反射率和装饰外观。此外,当白色层中的颜料含量为最多18g/m2时,那么白色层的表面条件可以容易地保持良好,并且膜强度可以是更优异的。
优选地,作为其体均粒径,颜料的平均粒径为0.03至0.8μm,更优选0.15至0.5μm左右。当平均粒径落入该范围内时,那么层的光反射率可以是高的。平均粒径是用激光分析/散射粒径仪LA950(由HoribaSeisakusho制造)测量的值。
在作为聚合物层提供白色层的情况下,适宜的是其上设置白色层(最外表面)的一侧上的表面上的在550nm的光反射率为至少75%,更优选至少80%。这里的光反射率如下:在使用本发明的聚合物板作为太阳能电池背板的情况下,并且当朝向太阳能电池模块的密封剂侧的入射光在白色层上反射并且再从太阳能电池模块的密封剂侧离开时,入射光的量与出射光的量的比例给出光反射率。这里,使用具有550nm的波长的光作为典型的波长的光。
当光反射率为至少75%时,可以使得穿过电池并且进入内部的入射光有效地返回至电池,并且发电效率提高效果可以是大的。当将白色颜料含量例如控制在2.5至30g/m2的范围内时,那么可以将光反射率控制为至少75%。
如果需要,可以将交联剂、表面活性剂、填充剂等加入至白色层。
-交联剂-
在本发明中,适宜的是白色层含有得自将聚合物交联的交联剂的结构部分。
交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型、唑啉型交联剂等。与这种交联剂交联,湿热老化之后的粘附性,具体地,当暴露至湿热环境时,层与相邻的材料如密封剂等的粘附性可以更加提高。
唑啉型交联剂的具体实例包括2-乙烯基-2-唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-唑啉、2-异丙烯基-2-唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-唑啉、2,2’-双-(2-唑啉)、2,2’-亚甲基-双-(2-唑啉)、2,2’-亚乙基-双-(2-唑啉)、2,2’-三亚甲基-双-(2-唑啉)、2,2’-四亚甲基-双-(2-唑啉)、2,2’-六亚甲基-双-(2-唑啉)、2,2’-1,8-亚辛基-双-(2-唑啉)、2,2’-亚乙基-双-(4,4’-二甲基-2-唑啉)、2,2'-p-亚苯基-双-(2-唑啉)、2,2'-m-亚苯基-双(2-唑啉)、2,2'-m-亚苯基-双-(4,4’-二甲基-2-唑啉)、双-(2-唑啉基环己烷)硫化物、双-(2-唑啉基降莰烷)硫化物等。此外,这里优选使用那些化合物的(共)聚合物。
碳二亚胺型交联剂的具体实例包括二环己基甲烷碳二亚胺、四甲基亚二甲苯基碳二亚胺、二环己基甲烷碳二亚胺等。用于本文使用的还优选的是JP-A2009-235278中描述的碳二亚胺化合物。具体地,作为碳二亚胺型交联剂,这里可使用的是Carbodilite SV-02、Carbodilite V-02、CarbodiliteV-02-L2、Carbodilite V-04、Carbodilite E-01、Carbodilite E-02(全部由Nisshinbo Chemical制造)等的商购产品。
相对于层中的粘合剂,交联剂的量为优选5至50质量%,更优选10至40质量%。当交联剂的量为至少5质量%时,那么可以获得足够的交联效果,同时着色层的强度和粘附性可以保持良好;并且当最多50质量%时,涂布液的储存期可以保持得长。
-表面活性剂-
作为表面活性剂,本文可使用的是任意已知的表面活性剂如阴离子和非离子表面活性剂等。当加入这种表面活性剂时,其量为优选0.1至15mg/m2,更优选0.5至5mg/m2。当所加入的表面活性剂的量为至少0.1mg/m2时,那么可以在形成良好的层的同时防止收缩;并且当最多15mg/m2时,层可以具有好的粘附性。
-用于形成白色层的方法-
白色层可以根据以下方法形成:粘合含有颜料的聚合物板的方法,基板形成中彩色层的共挤出的方法,涂布的方法等。具体地,可以将白色层经由下面提到的其中间的下涂层通过粘合、共挤出涂布等形成在聚酯载体的表面上。
在以上中,涂布方法是优选的,因为它是简单的并且能够形成均匀的和薄的膜。
在通过涂布形成层的情况下,这里可作为涂布方法采用的是用凹版涂布机、棒涂机等的任意已知的涂布方法。
涂布液可以是使用水作为涂布介质的水基液体,也可以是使用有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等的溶剂基液体。首先,从环境负担降低的角度,优选的是使用水作为溶剂。这里可以或者单独或者组合使用单独一种或两种以上不同类型的涂布溶剂。优选的是其中通过将粘合剂分散在水中制备水系涂布液并用于涂布的涂布方法。在这种情况下,溶剂中水的比例为优选至少60质量%,更优选至少80质量%。
更优选地,通过涂布形成白色层。例如,通过涂布形成白色层的事实可以由量化分析证实,以确认相对于太阳能电池保护板中聚合物层的总量残留溶剂量为最多1000ppm。更优选地,相对于太阳能电池保护板中聚合物层的总量,残留溶剂量为最多500ppm,再更优选最多100ppm。
-作为背层的聚合物层-
在其中聚合物层是本发明中的背层的情况下,适宜的是该层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种,并且任选地该层可以含有任意其他组分如多种类型的添加剂。在本发明的太阳能电池保护板中,适宜的是耐候性层是这样的涂层,其通过用含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种的用于耐候性层的水基组合物涂布而形成。
在具有电池侧基板[=其上日光落入侧上的透明基板(玻璃基板等)/含有太阳能电池元件的元件构成部分]/太阳能电池背板的层压构造的太阳能电池中,背层是设置在与聚酯载体的电池侧基板相反的一侧上的背保护层,并且可以具有单层结构或两个以上层的层压结构。含有该聚合物,层对聚酯载体的粘附性良好;并且当背层包括两个以上层并且当其中一个层是本发明中的聚合物层时,层之间的层间粘附性良好。此外,该层确保湿热环境中的耐劣化性。因此,在本发明的一个优选实施方案中,聚合物层可以作为充当背层的最外层设置,其设置在相对于模块中太阳能电池元件的背侧上。
(含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层)
在下面详细描述构成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的构成组分。
-硅氧烷丙烯酸类复合树脂-
优选地,本发明的太阳能电池保护板具有含硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层作为其中的聚合物层。
耐候性层含有作为硅氧烷聚合物类型的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂。硅氧烷聚合物意指含有至少一种在其分子链中具有(聚)硅氧烷结构的聚合物的一类。含有这种硅氧烷聚合物,层在对聚酯载体的相邻的材料或充当耐候性层的含氟聚合物的粘附性上并且在湿热环境下的耐久性上是更优异的。
对在其分子链中具有(聚)硅氧烷结构的硅氧烷聚合物不具体地限定。优选的是具有(聚)硅氧烷结构单元的化合物的均聚物(单聚合物),以及这种具有(聚)硅氧烷结构单元的化合物和任意其他化合物的共聚物,或者换言之,具有(聚)硅氧烷结构单元和任意其他结构单元的共聚物。其他化合物是非硅氧烷单体或聚合物,并且其他结构单元是非硅氧烷结构单元。
优选地,硅氧烷聚合物具有由下列通式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元作为其中的(聚)硅氧烷结构:
[化学式1]
在上述通式(1)中,R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或单价有机基团。这里,R1和R2可以是相同的或不同的,并且多个R1和R2各自可以是相同的或不同的。n表示1以上的整数。
在硅氧烷聚合物中的(聚)硅氧烷片段部分即“-(Si(R1)(R2)-O)n-”(由通式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元)中,R1和R2可以是相同的或不同的,各自表示氢原子、卤素原子或单价有机基团。
″-(Si(R1)(R2)-O)n-″是得自多种具有直链的、支链的或环状结构的(聚)硅氧烷的(聚)硅氧烷片段。
由R1和R2表示的卤素原子包括氟原子、氯原子、碘原子等。
由R1和R2表示的“单价有机基团”是能够共价连接至Si原子的基团,并且可以是未取代的或者可以具有取代基。单价有机基团包括,例如,烷基(例如,甲基、乙基等)、芳基(例如,苯基等)、芳烷基(例如,苄基、苯基乙基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基等)、芳氧基(例如,苯氧基等)、巯基、氨基(例如,氨基、二乙基氨基等)、酰胺基等。
首先,从聚合物层对相邻的材料如聚酯载体和由含氟聚合物等形成的耐候性层的粘附性和其在湿热环境中的耐久性的角度,适宜的是R1和R2各自独立地为氢原子、氯原子、溴原子、具有1至4个碳原子的未取代的或取代的烷基(尤其是甲基、乙基)、未取代的或取代的苯基、未取代的或取代的烷氧基、巯基、未取代的氨基或酰胺基;并且从在湿热环境中的耐久性的角度,更优选的是未取代的或取代的烷氧基(优选具有1至4个碳原子的烷氧基)。
n优选为1至5000,更优选为1至1000。
相对于硅氧烷聚合物的总质量,硅氧烷聚合物中部分“-(Si(R1)(R2)-O)n-”(由通式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元)的比例为优选15至85质量%。首先,从聚合物的类型在其与相邻的材料如聚酯载体和由含氟聚合物等形成的耐候性层的粘附性上,以及其在湿热环境中的耐久性更优异的角度,并且,该比例更优选为20至80质量%。当(聚)硅氧烷结构单元的比例为至少15质量%时,那么聚合物层表面的强度高,并且因此可以防止该层具有归因于刮擦、磨损或与飞起的小石的碰撞等的裂纹,并且此外,聚合物层在对聚酯载体等的相邻的材料的粘附性上可以是优异的。因为防止聚合物层具有裂纹,其耐候性可以从而提高,并且当给定热或湿度时可能通常变差的耐剥离性,以及暴露至湿热环境中的形状稳定性和粘附性耐久性可以有效地提高。当(聚)硅氧烷结构单元的比例为最多85重量%时,那么液体可以保持稳定。
本发明中的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是具有(聚)硅氧烷结构单元和至少丙烯酸类结构单元的共聚物。优选地,树脂在其分子链中以15至85质量%的量含有由上述通式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元,并且以85至15质量%的量含有含丙烯酸类结构单元的非硅氧烷结构单元。含有该类型的共聚物,聚合物层的膜强度高并且因此可以防止在层的表面上形成通过刮擦或磨损的裂纹,并且聚合物层对聚酯载体和由含氟聚合物形成的耐候性层的粘附性,或换言之,其包括耐剥离性的耐久性,当给出热或潮湿时可能通常变差的耐剥离性,以及在暴露至湿热环境中的形状稳定性和耐久性可以比以前更加显著地提高。
共聚物优选为通过硅氧烷化合物(包括聚硅氧烷)与选自非硅氧烷单体或非硅氧烷聚合物的化合物共聚制备并且具有由上述通式(1)表示的(聚)硅氧烷结构单元和非硅氧烷结构单元的嵌段共聚物。在这种情况下,这里可以单独地或作为组合使用单独一种或两种以上不同类型的硅氧烷化合物和非硅氧烷单体或所要聚合的非硅氧烷聚合物。
对要与(聚)硅氧烷结构单元共聚的非硅氧烷结构单元(得自非硅氧烷单体或非硅氧烷聚合物)不具体地限定,条件是它至少含有丙烯酸类结构单元,并且可以是得自任意聚合物的聚合物片段。作为该聚合物片段的前体的聚合物(预聚物)包括,例如,多种类型的聚合物如乙烯基聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物等。
首先,从它们容易制备并且它们在耐水解性上优异的角度,优选的是乙烯基聚合物和聚氨酯聚合物;并且更优选的是乙烯基聚合物。
乙烯基聚合物的典型实例包括丙烯酸类聚合物、乙烯基羧酸酯聚合物、芳族乙烯基聚合物、氟-烯烃聚合物等的多种聚合物。首先,从其设计自由度的角度,丙烯酸类聚合物是尤其优选的。尤其是,适宜的是,在本发明的太阳能电池保护板中,构成耐候性层的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是硅氧烷树脂和丙烯酸类树脂的复合聚合物。
这里可以或者单独地或者组合使用单独一种或两种以上不同的类型的构成非硅氧烷结构单元的聚合物。
含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中的粘合剂优选为其中聚硅氧烷片段包括二甲基二甲氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰基氧基三甲氧基硅烷的水解缩合物或二甲基二甲氧基硅烷/二苯基二甲氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰基氧基三甲氧基硅烷的水解缩合物中的任一种并且其中要与聚硅氧烷片段共聚的聚合物结构部分是包含选自以下各项的单体组分的丙烯酸类聚合物的复合聚合物:丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸2-乙基己酯甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸;并且更优选的是包含二甲基二甲氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰基氧基三甲氧基硅烷的水解缩合物作为其聚硅氧烷片段并且包含选自以下各项的丙烯酸类聚合物的复合聚合物:甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸的单体组分。
优选地,构成非硅氧烷结构单元的预聚物是含有酸基和中和的酸基中的至少一种和/或可水解硅烷基的一类。在那些预聚物中,乙烯基聚合物可以根据不同方法制备,例如,根据(a)将含有酸基的乙烯基单体和含有可水解硅烷基和/或硅烷醇基的乙烯基单体与可与这些共聚的单体一起共聚的方法,(2)使含有羟基以及可水解硅烷基和/或硅烷醇基的预先制备的乙烯基聚合物与聚羧酸酸酐反应的方法,或(3)使含有酸酐基以及可水解硅烷基和/或硅烷醇基的预先制备的乙烯基聚合物与具有活性氢的化合物(水,醇,胺等)反应的方法。
预聚物可以例如根据JP-A2009-52011中的第[0021]至[0078]段中描述的方法制备并获得。
本发明中含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层可以或者单独地或者与任意其他聚合物组合使用硅氧烷-丙烯酸类复合树脂作为其中的粘合剂。在粘合剂包含其他聚合物的情况下,适宜的是层中的(聚)硅氧烷结构-含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的含量比为全部粘合剂量的至少30质量%,更优选至少60质量%。当硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的含量比为至少30质量%时,那么层与聚酯载体和与含有含氟聚合物的耐候性层的粘附性以及其在湿热环境中的耐久性可以更优异。
优选地,硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的分子量为5,000至100,000,更优选10,000至50,000。
为了制备硅氧烷-丙烯酸类复合树脂,这里可使用的是以下多种方法:(i)使预聚物与具有由上述通式(1)表示的结构单元的聚硅氧烷反应的方法,(ii)将具有由上述通式(1)表示的结构单元的硅烷化合物在预聚物的存在下水解和缩合的方法,其中R1和/或R2各自是可水解基团,等。
在方法(ii)中可以使用多种类型的硅烷化合物,但尤其优选的是烷氧基硅烷化合物。
在其中根据方法(i)制备硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的情况下,例如,任选地,将水和催化剂加入至预聚物和聚硅氧烷的混合物,并且将混合物在20至150℃的温度左右反应30分钟至30小时左右(优选在50至130℃反应1至20小时)。作为催化剂,可使用的是多种类型的硅烷醇缩合催化剂如酸化合物、碱化合物、含有金属的化合物等。
在其中根据方法(ii)制备硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的情况下,例如,将水和硅烷醇缩合催化剂加入至预聚物和烷氧基硅烷化合物的混合物,并且使混合物在20至150℃左右的温度水解缩合反应30分钟至30小时左右(优选在50至130℃反应1至20小时)。
作为具有(聚)硅氧烷结构的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂,这里可使用的是商业可得的产品,并且例如,可使用的是DIC的Ceranate系列(例如,Ceranate WSAl070、WSAl060等)、Asahi Kasei Chemicals的H7600系列(H7650、H7630、H7620等)、JSR的无机/丙烯酸类复合乳浊液等。
在一个耐候性层中的具有(聚)硅氧烷结构的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的含量比优选在大于0.2g/m2至15g/m2的范围内。当该聚合物含量比为至少0.2g/m2时,那么硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的含量可以足以提高聚合物层的耐刮擦性。当该含量比为最多15g/m2时,那么硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的量不过高并且因此耐候性层可以良好固化。
在以上范围内,从耐候性层的表面强度的角度,该含量更优选为0.5g/m2至10.0g/m2,再更优选1.0g/m2至5.0g/m2。
-白色颜料-
优选地,从层的光-反射功能和层的耐光性的提高的角度,除了其中的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂之外,含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层还含有白色颜料。
作为白色颜料,优选的是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、胶态二氧化硅等,或有机颜料如中空粒子等。
含有白色颜料的层的功能是,首先,反射入射光中穿过太阳能电池并达到背板未用于发电的部分,以使其返回太阳能电池从而增加太阳能电池模块的发电效率,并且其次,改进当从日光落入其的一侧(前侧)看时太阳能电池模块的外观的装饰等。通常,当从其前侧观察太阳能电池模块时,在太阳能电池周边看到背板,并且通过在背板中设置含有白色颜料的层,所得到的模块的装饰性可以改善并且模块可以从而得到好的外观。
除了硅氧烷聚合物之外,白色颜料向含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的进一步加入增加了聚合物板的反射率并且减少了长期高温高湿测试(在85℃和85%的相对湿度持续2000至3000小时)和UV照射测试(根据IEC61215的UV测试达到45Kwh/m2的总剂量)中板的变黄。此外,白色颜料至含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的加入更加提高该层对其他层的粘附性。
优选地,在本发明的聚合物板中,含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中要含有的白色颜料的含量为每一个聚合物层1.0g/m2至15g/m2。当白色颜料的含量为至少1.0g/m2时,那么该层可以有效地提供良好的反射率和耐UV性(耐光性)。另一方面,当含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中白色颜料的含量为最多15g/m2时,那么彩色层的表面条件可以容易地保持良好,并且其膜强度可以是优异的。首先,更适宜的是含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中白色颜料的含量落入每一个聚合物层2.5至10g/m2,再更优选4.5至8.5g/m2的范围内。
优选地,作为其体均粒径,白色颜料的平均粒径为0.03至0.8μm,更优选0.15至0.5μm左右。当平均粒径落入该范围内时,那么该层的光反射率可以是高的。平均粒径是用激光分析/散射粒径仪LA950(由HoribaSeisakusho制造)测量的值。
含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中粘合剂组分(包括上述硅氧烷聚合物)的含量相对于其中的白色颜料优选在15至200质量%的范围内,更优选在17至100质量%的范围内。当粘合剂含量为至少15质量%时,那么彩色层的强度可以是足够的;并且当最多200质量%时,那么反射率和层的装饰性可以保持良好。
-含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中的其他组分-
含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中能够含有的其他组分包括交联剂、表面活性剂、填充剂等。
在本发明的聚合物板中,优选地,第二聚合物层和含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中的至少一个相对于聚合物层中的全部粘合剂以0.5至30质量%的量含有交联剂。通过将交联剂加入至构成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层主体以形成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的粘合剂(粘合剂树脂),所形成的层可以具有得自交联剂的交联结构。
交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型、唑啉型交联剂等。那些中,适宜的是,在本发明的聚合物板中,第二聚合物中的交联剂是选自碳二亚胺型交联剂、唑啉型交联剂和异氰酸酯型交联剂的至少一种交联剂。碳二亚胺型和唑啉型交联剂的说明和优选范围与用于在上面提到的第一聚合物层中使用的交联剂的的说明和优选范围相同;并且异氰酸酯型交联剂的说明和优选范围与用于在上面提到的第二聚合物层中使用的异氰酸酯型交联剂的说明和优选范围相同。
相对于构成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的粘合剂,所要加入的交联剂的量为优选0.5至30质量%,更优选3质量%至少于15质量%。当所加入的交联剂的量为至少0.5质量%时,那么该试剂可以提供足够的交联效果,同时含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的强度和粘附性保持高;并且当最多30质量%时,涂布液的储存期可以保持长,并且当少于15质量%时,可以提高涂层的表面条件。
作为表面活性剂,可使用的是任意已知的表面活性剂如阴离子和非离子表面活性剂等。当加入这种表面活性剂时,其量为优选0.1至10mg/m2,更优选0.5至3mg/m2。当所加入的表面活性剂的量为至少0.1mg/m2时,那么在可以形成好的层的同时防止收缩;并且当最多10mg/m2时,层对聚酯载体和对含氟聚合物层的粘附性可以保持良好。
可以将填充剂进一步加入至含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层。作为填充剂,可使用的是任意已知的填充剂如胶态二氧化硅、二氧化钛等。
相对于含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中的粘合剂,所要加入的填充剂的量为优选最多20质量%,更优选最多15质量%。当所加入的填充剂的量为最多20质量%时,那么含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的表面条件可以保持得更好。
优选地,含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的一个层的厚度通常为0.3μm至22μm,更优选0.5μm至15μm,再更优选0.8μm至15μm,再更优选1.0μm至15μm,还再更优选2至15μm,并且最优选5至15μm。当聚合物层的厚度为至少0.3μm并且进一步至少0.8μm时,那么当暴露至湿热环境时湿气基本上不能穿透聚合物层的表面到达内侧层,或者换言之,湿气基本上不能到达含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层与聚酯载体之间的界面,并且聚合物层的粘附性可以从而显著地提高。另一方面,当含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的厚度为最多22μm并且进一步最多15μm时,那么可以防止聚合物层自身变脆并且,当暴露至湿热环境时,可以防止聚合物层破裂并且可以从而提高其粘附性。
含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层可以通过将含有粘合剂等的涂布液涂布到聚酯载体上并且通过将它在其上干燥形成。在干燥之后,该层可以通过加热固化。对用于所要使用的涂布液的涂布方法和溶剂不具体地限定。
在涂布方法中,例如,可以使用凹版印刷涂布机或棒涂机。
用于在涂布液中使用的溶剂可以是水,也可以是有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等。可以单独或组合使用单独一种或两种以上不同类型的溶剂。优选地,将粘合剂分散在水中以制备水系涂布液,并且将其设置在载体上。在这种情况下,溶剂中水的比例为优选至少60质量%,更优选至少80质量%。
在其中聚酯载体是双轴拉伸膜的情况下,可以将用于形成含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的涂布液涂敷在双轴拉伸聚酯载体上,并且之后可以将涂布膜干燥;或者可以将涂布液在单轴拉伸之后设置在聚酯载体上,之后干燥,并且其后可以将所涂布的载体在与原始拉伸方向不同的方向上拉伸。此外,可以将涂布液提供至尚未拉伸的聚酯载体上,之后干燥,并且可以将所涂布的载体在两个方向上拉伸。
-耐候性层的安置-
在本发明的太阳能电池保护板中,聚合物层含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂,并且因此在对聚酯载体等的相邻的材料的粘附性上优异,并且当暴露至湿热环境时的在粘附性耐久性上是更加优异的。优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,耐候性层与其中的聚酯载体接触设置。
可以设置一个聚合物层作为耐候性层,或作为一种情况可以是,可以作为层压设置多个聚合物层。
在一个优选实施方案中,在设置一个聚合物层作为耐候性层的情况下,含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的层可以与聚酯载体接触设置。
另一方面,为了层压多个聚合物层以形成耐候性层,优选的是其中将各自含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的两个层层压在聚酯载体上的实施方案,以及其中含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层与聚酯载体接触形成并且将含有含氟聚合物的耐候性层进一步层压在其上的实施方案。首先,更优选的是其中含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层与聚酯载体接触形成并且将含有含氟聚合物的耐候性层进一步层压在其上的实施方案。
(含有含氟聚合物的耐候性层)
优选地,本发明的聚合物板具有设置在含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层上的含有含氟聚合物的耐候性层。
优选地,将含有含氟聚合物的耐候性层直接形成在含有含氟聚合物的耐候性层上。作为含有含氟聚合物的耐候性层的含氟聚合物包含含氟聚合物(含氟的聚合物)作为主要粘合剂。主要粘合剂是含氟聚合物层中其含量最大的粘合剂。下面具体地描述含有含氟聚合物的耐候性层。
-含氟聚合物-
不具体地限定,用于在含有含氟聚合物的耐候性层中使用的含氟聚合物可以是具有由-(CFXl-CX2X3)-表示的重复单元的任意和每种聚合物。(其中,X1、X2和X3各自表示氢原子、氟原子、氯原子或具有1至3个碳原子的全氟烷基)。聚合物的具体实例包括聚四氟乙烯(在下文中,这可以称为PTFE)、聚氟乙烯(在下文中,这可以称为PVF)、聚偏二氟乙烯(在下文中,这可以称为PVDF)、聚三氟乙烯氯(在下文中,这可以称为PCTFE)、聚四氟丙烯(在下文中,这可以称为HFP)等。
这些聚合物可以是通过单一单体的聚合制备的均聚物,或者两种以上不同类型的单体的共聚物。共聚物的实例包括通过四氟乙烯和四氟丙烯的共聚形成的共聚物(缩写为P(TFE/HFP))、通过四氟乙烯和偏二氟乙烯的共聚形成的共聚物(缩写为P(TFE/VDF))。
此外,作为用于在含有含氟聚合物的耐候性层中使用的聚合物,还可使用的是由-(CFXl-CX2X3)-表示的氟单体和任意其他单体的共聚物。共聚物的实例包括四氟乙烯和乙烯的共聚物(缩写为P(TFE/E))、四氟乙烯和丙烯的共聚物(缩写为P(TFE)P)、四氟乙烯和乙烯醚的共聚物(缩写为P(TFE/VE))、四氟乙烯和全氟乙烯醚的共聚物(缩写为P(TFE/FVE))、氯三氟乙烯和乙烯醚的共聚物(缩写为P(CTFE/VE))、氯三氟乙烯和全氟乙烯醚的共聚物(缩写为P(CTFE/FVE))等。
含氟聚合物可以溶解在有机溶剂中,或可以将其细粒分散在水中。从低环境负担的角度,后者是优选的。含氟聚合物的水性分散液描述在,例如,JP-A2003-231722、2002-20409、9-194538中。
具体地,优选的是三氟乙烯氯/全氟乙基乙烯醚共聚物、三氟乙烯氯/全氟乙基乙烯醚/甲基丙烯酸共聚物、三氟乙烯氯/乙基乙烯醚共聚物、三氟乙烯氯/乙基乙烯醚/甲基丙烯酸共聚物、偏二氟乙烯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物、氟乙烯/丙烯酸乙酯/丙烯酸共聚物;并且更优选的是三氟乙烯氯/全氟乙基乙烯醚/甲基丙烯酸共聚物、三氟乙烯氯/乙基乙烯醚共聚物。
作为含有含氟聚合物的耐候性层中的粘合剂,可以单独或组合使用上述含氟聚合物的一种或多种。如果需要,可以在不超过全部粘合剂的50质量%范围内与含氟聚合物一起使用除含氟聚合物之外的任意其他树脂,如丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、硅氧烷树脂等。然而,当除含氟聚合物之外的其他树脂的量大于50质量%,并且当在背板中使用层时,那么板的耐候性可能差。
-有机润滑剂-
优选地,含有含氟聚合物的耐候性层含有至少一种有机润滑剂。在含有有机润滑剂的情况下,该层没有归因于其中的含氟聚合物的润滑性降低的风险(或者换言之,该层没有其动态摩擦系数增加的风险),并且作为结果,层归因于对其施加的外部力,如刮擦、磨损、与小石的碰撞等而容易产生裂纹的风险可以极大地释放。此外,润滑剂可以防止涂布液遭受否则将通常出现在含氟聚合物的使用中的面内收缩,并且作为结果,可以形成具有良好的表面条件的含有含氟聚合物的耐候性层。
优选地,在含有含氟聚合物的耐候性层中以落入0.2至500mg/m2的范围内的量含有有机润滑剂。当有机润滑剂的含量比为至少0.2mg/m2时,那么归因于有机润滑剂降低动态摩擦系数的效果,层的耐刮擦性可以足够地提高。另一方面,当有机润滑剂的含量比为最多500mg/m2时,那么涂布不均匀性和聚集将基本上不在通过涂布形成的含有含氟聚合物的耐候性层中出现,并且收缩缺陷也将几乎不出现。
在上述范围内,从动态摩擦系数降低效果和可涂布性的角度,更优选的是1mg/m2至300mg/m2的范围,再更优选的是5mg/m2至200mg/m2的范围,并且再更优选的是10mg/m2至150mg/m2的范围。
有机润滑剂包括,例如,合成蜡化合物、天然蜡化合物、表面活性剂化合物、无机化合物、有机树脂化合物等。首先,从含有含氟聚合物的耐候性层的表面强度的角度,适宜的是在含有含氟聚合物的耐候性层中含有的有机润滑剂是选自聚烯烃化合物、合成蜡化合物、天然蜡化合物和表面活性剂化合物中的至少一种。
聚烯烃化合物包括,例如,烯烃蜡如聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等。
合成蜡化合物包括,例如,合成烃蜡(除了烯烃蜡之外),如硬脂酸、油酸、芥酸、月桂酸、山萮酸、棕榈酸、己二酸等的酯,酰胺,双酰胺,酮,金属盐和它们的衍生物,Fischer-Tropsch蜡等;磷酸酯的氢化蜡、硬化蓖麻油、硬化蓖麻油衍生物等。
天然蜡化合物包括,例如,植物蜡如巴西棕榈蜡、蜡大戟蜡(candelillawax)、日本蜡等;石油蜡如石蜡,微晶蜡等;矿物蜡如褐煤蜡等;动物蜡如蜂蜡、羊毛脂等。
表面活性剂化合物包括,例如,阳离子表面活性剂如烷基胺盐等;阴离子表面活性剂如烷基硫酸盐酯盐等;非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚等;两性表面活性剂如烷基甜菜碱等;氟表面活性剂等。
作为有机润滑剂,这里可以使用商业可得产品。具体地,作为聚烯烃化合物的有机润滑剂,例如,提到Mitsui Chemical的Chemipearl系列(例如、Chemipearl W700、W900、W950等)、Chukyo Yushi的Polylon P-502等;
作为合成蜡的有机润滑剂,例如,提到Chukyo Yushi的HimicronL-271、Hidrin L-536等;
作为天然蜡的有机润滑剂,例如,提到Chukyo Yushi的HidrinL-703-35,Selosol524,Selosol R-586等;并且
作为表面活性剂的有机润滑剂,例如,提到Nikko Chemicals的NIKKO系列(例如,NIKKOL SCS等),Kao的Emal系列(例如,Emal40等)。
在以上中,从擦伤耐受性和表面改善的角度,优选的是加入聚乙烯蜡化合物作为有机润滑剂;并且首先,从可以极大地提高润滑性并且也可以提高擦伤耐受性和表面外观的角度,更优选的是使用Mitsui Chemical的Chemipearl系列。
-其他添加剂-
如果需要,可以将胶态二氧化硅、硅烷偶联剂、交联剂、表面活性剂等加入至含有含氟聚合物的耐候性层。
可以将胶态二氧化硅加入至含有含氟聚合物的耐候性层用于改善该层的表面条件。
用于在本发明中使用的胶态二氧化硅使得包含氧化硅作为其主要成分的细粒作为胶态聚集体在水,或单醇或二醇,或其混合物的分散介质中存在。
作为其平均一次粒径,胶态二氧化硅粒子的粒径可以为数个nm至100nm左右。
平均粒径可以在用扫描电子显微镜(SEM)等摄取的电子显微图像上测量,也可以用粒径仪等使用动态光散射法或静态光散射法测量。
胶态二氧化硅粒子的形状可以是球形的,或者这种球形粒子可以在长链中彼此连接。
胶态二氧化硅粒子是可商购的,并且例如,提到Nissan Chemical的Snowtex系列,JGC Catalyst和Chemicals的Cataloid-S系列,Bayer的Levasil系列等。
具体地,例如,提到Nissan Chemical的Snowtex ST-20、ST-30、ST-40、ST-C、ST-N、ST-20L、ST-O、ST-OL、ST-S、ST-XS、ST-XL、ST-YL、ST-ZL、ST-OZL、ST-AK、Snowtex-AK系列、Snowtex-PS系列、Snowtex-UP系列等。
在那些胶态二氧化硅中,用于在本发明中使用优选的是珠状连接的长链,如Snowtex-UP系列。
所要加入的胶态二氧化硅的量为优选0.3至1.0质量%,更优选0.5至0.8质量%。当其量为至少0.3质量%时,所加入的胶态二氧化硅可以提供表面条件改善效果;并且当最多1.0质量%时,可以防止涂布液聚集。
在其中将这种胶态二氧化硅加入至含有含氟聚合物的耐候性层的情况下,从表面改善的角度,适宜的是也向其加入硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂,优选的是烷氧基硅烷化合物,并且例如,提到四烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷等。首先,优选的是三烷氧基硅烷,并且尤其优选的是具有氨基的烷氧基硅烷化合物。在其中将硅烷偶联剂加入至该层的情况下,相对于含有含氟聚合物的耐候性层,其量为优选0.3至1.0质量%,更优选0.5至0.8质量%。当该量为至少0.3质量%时,那么该层可以享受表面-提高效果;并且当最多1.0质量%时,那么可以防止涂布液聚集。
当将交联剂加入至含有含氟聚合物的耐候性层以形成含氟聚合物层时,那么在该层中可以形成得自交联剂的交联结构。
用于在含有含氟聚合物的耐候性层中使用的交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型和唑啉型交联剂等。碳二亚胺型交联剂的实例包括,例如,Carbodilite V-02-L2(由Nisshinbo制造);并且唑啉型交联剂的实例包括,例如,Epocross WS-700和Epocross K-2020E(都由Nippon Shokubai制造)。
作为用于在含有含氟聚合物的耐候性层中使用的表面活性剂,这里可以使用任意已知的表面活性剂如阴离子或非离子表面活性剂等。当加入至该层时,表面活性剂的量为优选0至15mg/m2,更优选0.5至5mg/m2。当表面活性剂的量为至少0.1mg/m2时,那么可以形成良好的层同时防止收缩;并且当最多15mg/m2时,层的粘附性可以更好。
优选地,含有含氟聚合物的耐候性层的厚度在0.8至12μm的范围内。当含氟聚合物层的厚度为至少0.8μm时,那么聚合物板用于太阳能电池背板,尤其是作为其最外层的耐久性(耐候性)可以是足够的;并且当最多12μm时,那么该层的表面条件基本上不变坏并且其对含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层的粘附力将是足够的。当含有含氟聚合物的耐候性层的厚度落入0.8至12μm的范围内时,那么耐久性和表面条件都可以更好,并且尤其是,厚度更优选在1.0至10μm左右的范围内,再更优选在2.0至8.0μm的范围内。
在本发明的聚合物板中,可以将任意另外的层进一步层压在作为含有含氟聚合物的耐候性层的含有含氟聚合物的层上。然而,从提高聚合物板的耐久性的角度和从其重量减低、厚度减小和成本降低的角度,适宜的是含有含氟聚合物的层是用于背板的聚合物板的最外层。
含有含氟聚合物的耐候性层可以通过将含有构成含有含氟聚合物的耐候性层的含氟聚合物等的涂布液涂布到含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层上之后干燥涂层而形成。在干燥之后,可以将该层通过加热固化。不具体地限定涂布方法和用于涂布液的溶剂。
在该涂布方法中,例如,可使用的是凹版印刷涂布机或棒涂机。
用于在涂布液中使用的溶剂可以是水,也可以是有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等。可以单独或组合使用单独一种或两种以上不同类型的溶剂。优选地,将粘合剂如含氟聚合物等分散在水中以制备水系涂布液,并且将其提供至耐候性层上。在这种情况下,溶剂中水的比例为优选至少60质量%,更优选至少80质量%。当水的量为涂布液中溶剂的至少60质量%以形成含氟聚合物层时,那么是适宜的,因为环境负担可以减少。
在本发明的太阳能电池保护板中,可以将任意另外的层进一步层压在含有含氟聚合物的层的耐候性层上。然而,从提高用于背板的聚合物板的耐久性的角度和从其重量降低、厚度降低和成本降低的角度,适宜的是含有含氟聚合物的层是太阳能电池保护板的最外层。
更优选地,在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体在其一侧上具有上述白色层并且在与聚酯载体在其上具有白色层的一侧相反的一侧上具有耐候性层。此外,更适宜的是,在本发明的太阳能电池保护板中,聚酯载体在其一侧上具有白色层并且具有含有含氟聚合物的耐候性层,所述含有含氟聚合物的耐候性层进一步层压在与聚酯载体在其上具有白色层的一侧相反的一侧上形成的含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层上。
本发明的太阳能电池保护板可以具有除聚酯载体和聚合物层之外的任意其他的功能层。作为功能层,板可以具有下涂层。
(下涂层)
将本发明中的聚合物板设置在聚酯载体的表面A与白色层之间,并且具有含选自聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂和聚酯树脂的至少一种聚合物的下涂层。下涂层的厚度优选最多2μm,更优选0.05μm至2μm,再更优选0.1μm至1.5μm。当该厚度为最多2μm时,那么板的表面条件可以保持良好。当该厚度为至少0.05μm时,那么该层可以确保所需的粘附性。
下涂层含有选自聚烯烃树脂、丙烯酸类树脂和聚酯树脂中的至少一种聚合物。
聚烯烃树脂是,例如,优选由聚乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸组成的聚合物。作为聚烯烃树脂,这里可使用的是任何商业可得的产物。例如,提到Arrow Base SE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD-4010(全部由Unitika制造)、Hitec S3148、S3121、S8512(全部由Toho Chemical制造)、ChemipearlS-120、S-75N、V100、EV210H(全部由Mitsui Chemical制造)等。那些中,优选的是使用Arrow Base SE-1013N(由Unitika制造)。
作为丙烯酸类树脂,例如,优选的是含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的聚合物。作为丙烯酸类树脂,这里可使用的是商业可得的一类,包括,例如,AS-563A(由Daicel FineChem制造)。
聚酯树脂是,例如、优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)等。作为聚酯树脂,这里可使用的是商业可得的一类,例如,包括Vylonal MD-1245(由Toyobo制造)。
在那些聚合物中,尤其优选的是包含70至98摩尔%的乙烯或丙烯,0.1至15摩尔%的丙烯酸或甲基丙烯酸,以及0.1至20摩尔%的选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的单体的聚合物;并且更优选的是包含80至96摩尔%的乙烯或丙烯,0.1至10摩尔%的丙烯酸或甲基丙烯酸,以及0.3至10摩尔%的选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的聚合物。
那些中,从确保该层对聚酯载体和对白色层的粘附性的角度,优选的是使用丙烯酸类树脂或聚烯烃树脂。单独一种或两种以上不同的类型的这些聚合物可以在这里或者单独地或者组合使用。在使用两种以上树脂的情况下,优选的是丙烯酸类树脂和聚烯烃树脂的组合。
-交联剂-
在本发明的聚合物板中,下涂层和含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的耐候性层中的至少一个以相对于每个聚合物层中全部粘合剂0.5至30质量%的量含有交联剂。
用于在下涂层中使用的交联剂包括环氧型、异氰酸酯型、三聚氰胺型、碳二亚胺型和唑啉型交联剂等。那些中,本发明的聚合物板中下涂层中的交联剂为优选选自碳二亚胺型交联剂、唑啉型交联剂和异氰酸酯型交联剂的至少一种交联剂。用于在下涂层中使用的碳二亚胺型交联剂和唑啉型交联剂的说明和优选的范围与用于在上面提到的白色层中使用的那些的说明和优选的范围是相同的。异氰酸酯型交联剂优选为嵌段异氰酸酯,更优选二甲基吡唑嵌段的异氰酸酯,并且再更优选3,5-二甲基吡唑嵌段的异氰酸酯。用于在本发明中使用的异氰酸酯型交联剂的优选的实例包括Baxenden的Trixene系列DP9C/214,以及Baxenden的B17986。
相对于构成下涂层的粘合剂,交联剂的量为优选0.5至30质量%,更优选5至20质量%,再更优选3质量%至少于15质量%。尤其是,当交联剂的量为至少0.5质量%时,那么该试剂可以提供足够的交联效果,同时下涂层的强度和粘附性可以保持良好;并且当最多30质量%时,那么涂布液的储存期可以保持长,并且当小于15质量%时,那么该层的表面条件可以更好。
优选地,下涂层含有阴离子或非离子表面活性剂。用于在下涂层中使用的表面活性剂的范围与用于在上面提到的白色层中使用的表面活性剂的范围相同。首先,优选的是使用非离子表面活性剂。
当加入至该层时表面活性剂的量为优选0.1至10mg/m2,更优选0.5至3mg/m2。当表面活性剂的量为至少0.1mg/m2时,那么可以在形成良好的层的同时防止收缩;并且当最多10mg/m2时,层对聚酯载体和对白色层的粘附性可以是更好的。
-消光剂(mat agent)-
优选地,下涂层含有至少一种消光剂。通过含有消光剂,可以防止下面提到的物理性质和聚合物层的润滑性变得更差(或者换言之,可以防止层的动态摩擦系数增加)。
消光剂优选为颗粒材料,并且可以是任意无机材料或有机材料。例如,可以使用无机粒子或聚合物细粒。具体地,作为无机粒子,例如,优选的是金属氧化物如氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁等的粒子;以及滑石、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、高岭土、粘土等的那些。
作为聚合物细粒,例如,优选的是丙烯酸类树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯树脂、苯并胍胺树脂、环氧树脂等的粒子。还优选地,可以将胶乳加入至用于形成下涂层的涂层,并且在这种情况下,下涂层优选含有得自胶乳的组分。
首先,在本发明中,适宜的是下涂层含有至少任一种聚合物细粒和得自胶乳的组分,并且优选使用的是甲基丙烯酸甲酯细粒、丙烯酸乙酯胶乳等。
优选地,消光剂的平均粒径作为其二次粒径为0.1μm至10μm,更优选0.1μm至8μm。当消光剂的二次粒径为最多10μm时,那么聚集体将基本上不形成并且在通过涂布形成聚合物层中可以避免收缩的风险,并且实施方案因此是有益的,因为容易提供良好的表面条件。在其中使用胶乳的情况下,适宜的是涂布液中的粒径落入以上范围内。
平均粒径是用激光分析/散射粒径仪LA950(由Horiba Seisakusho制造)测量的二次粒径。
下涂层中消光剂的含量优选在0.3mg/m2至30mg/m2,更优选10mg/m2至25mg/m2,再更优选15mg/m2至25mg/m2的范围内。当消光剂的含量为最多30mg/m2时,那么聚集体基本上不出现并且在通过涂布形成聚合物层中可以避免收缩的风险,并且该实施方案因此是有益的,因为容易提供良好的表面条件。
-下涂层的物理性质-
优选地,下涂层的弹性模量和断裂拉伸率各自落在特定的范围内。
优选地,下涂层的弹性模量为50至500MPa,更优选为100至250MPa。
还优选地,下涂层的断裂拉伸率为5至150%,更优选20至100%。
-用于形成下涂层的方法-
不具体地限定用于形成下涂层的方法和所要使用的涂布液中的溶剂。
在涂布方法中,例如,可使用的是凹版印刷涂布机或棒涂机。
用于在涂布液中使用的溶剂可以是水,或者也可以是有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等。可以单独或组合使用单独一种或两种以上不同类型的溶剂。优选地,将粘合剂分散在水中以制备水系涂布液,并且将其用于涂布。在这种情况下,溶剂中水的比例为优选至少60质量%,更优选至少80质量%。
可以将涂布液提供至双轴拉伸的聚酯载体上,也可以首先提供至单轴拉伸的聚酯载体上,并且之后可以将从而涂布的载体在与第一拉伸方向不同的方向上进一步拉伸。
<用于制造太阳能电池保护板的方法>
本发明的用于制造太阳能电池保护板的方法包括将包含粘合剂以及溶剂或其主要组分是水的分散介质的聚合物层形成用涂布液涂布到其厚度为145μm至300μm的聚酯载体上,所述聚酯载体在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率为0.2至1.0%并且其在垂直于第一方向的第二方向上的热收缩率为-0.3至0.5%。从而制备的太阳能电池保护板是比任意其他层压型板更优异的,因为前者更廉价。
涂布方法是优选的,因为它是简单的并且可以形成均匀的和薄的膜。作为涂布方法,例如,可使用的是任意已知的使用凹版印刷涂布机、棒涂机等的涂布方法。
作为在涂布方法中使用的涂布液,已知的是使用水作为涂布溶剂的水系涂布液,以及使用有机溶剂如甲苯、甲基乙基酮等的溶剂基液体。从环境负担的角度,这里制备水系涂布液,其中使用水作为涂布溶剂。优选地,本发明的用于制造太阳能电池保护板的方法包括通过使用水作为分散介质并且通过将粘合剂分散在水中制备聚合物层形成用涂布液的步骤。这里可以或者单独地或者组合使用单独一种或两种以上不同类型的涂布溶剂。
可以将涂布液提供至双轴拉伸聚酯载体上,也可以首先提供至单轴拉伸聚酯载体上并且之后可以将从而涂布的载体在与第一拉伸方向不同的方向上进一步拉伸。此外,可以将涂布液提供至未拉伸的聚酯载体并且可以将从而涂布的载体在两个方向上拉伸。
在本发明中,从以聚合物层可以如此厚以使得具有至少1μm的干燥厚度(更优选1.0至15.0μm,再更优选2.0至10.0μm的干燥厚度)的方式将聚合物层形成用涂布液提供至载体的角度,适宜的是,将聚合物层形成用涂布液提供至已经双轴拉伸的聚酯载体。
另一方面,本发明的制备方法可以包括:将聚合物层层压在聚酯载体上的步骤之前的单轴拉伸聚酯载体的步骤,其中聚合物层层压步骤可以包括将聚合物层形成用涂布液涂布到单轴-拉伸的聚酯载体的步骤,以及将涂布聚酯载体和涂布膜在与第一拉伸方向不同的方向拉伸的步骤。在涂布单轴拉伸膜的情况下,所形成的聚合物层可以是薄的,或者换言之,其厚度可以是0.03μm至1.5μm左右。还优选地,第二拉伸方向是垂直于第一拉伸方向的方向。
在形成本发明的聚合物板的聚合物层中,适宜的是将涂布载体在80至220℃,更优选100℃至200℃左右的温度干燥1分钟至10分钟,更优选1.5分钟至5分钟左右的期间。
作为用于本发明的太阳能电池保护板的制备方法,优选的是下列实施方案,其中将在其分子链中具有(聚)硅氧烷结构的聚合物的水性分散液以及润滑剂(例如,蜡)的水性分散液混合以制备具有分散在其中的具有(聚)硅氧烷结构的聚合物粒子和润滑剂粒子的水性分散液,并且将该水性分散液作为聚合物层形成步骤中的水系涂布液涂敷到所需聚酯载体上。
聚酯载体,以及聚合物和构成涂布液的其他组分的细节如上所述。优选地,使用涂布液的本发明的太阳能电池保护板制备方法包括将白色颜料加入至聚合物层形成用涂布液以制备白色层形成用涂布液的步骤。还优选地,本发明的太阳能电池保护板制备方法包括通过使用含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种作为其中的粘合剂制备耐候性层形成用涂布液的步骤。还优选地,本发明的太阳能电池保护板制备方法包括将白色层形成用涂布液涂布到聚酯载体的一侧上的步骤,以及将耐候性层形成用涂布液涂布到与聚酯载体的涂布有白色层形成用涂布液的一侧相反的一侧上的步骤。
在本发明中的聚合物层形成步骤中,优选地,将用于形成作为白色层的聚合物层的水系涂布液经由下涂层提供至聚酯载体的表面,从而形成充当白色层的聚合物层。
这里,包含水作为其主要成分的溶剂或分散介质意指水占有溶剂或分散介质的至少50质量%。换言之,聚合物层形成用涂布液是这种水系涂布液,其中水相对于其中含有的涂布溶剂的总质量占有至少50质量%,并且优选其中水占有至少60质量%的水系涂布液。从环境负担的角度,水系涂布液是优选的,并且当其中的水的比例为至少50质量%时,那么环境负担可以尤其降低。从降低环境负担的角度,涂布液中水的比例优选更大。更优选地,水占白色层形成水基组合物中含有的溶剂的至少60质量%。再更优选地,水占全部溶剂的至少90质量%。
在本发明的太阳能电池保护板制备方法中,适宜的是聚合物层形成用于涂布液以使得所形成的聚合物层的干燥厚度可以是至少1μm的方式提供,并且聚合物层的优选干燥厚度落入上面描述的聚合物层的干燥厚度的优选的范围内。
在涂布之后,该方法可以包括在所需的条件下干燥涂布膜的干燥步骤。可以依赖于涂布液的组成和其涂布量适宜地选择干燥步骤中的干燥温度。
在其中透明基板(前基板如玻璃基板等)设置在日光在其上落入的一侧上,将元件结构部分(包括太阳能电池元件和密封元件的密封剂)和太阳能电池背板层压的具有“透明前基板/元件结构部分/背板”的层压结构的太阳能电池中,可以将本发明的太阳能电池保护板提供至前基板和背板中的任一个。这里,背板是,当从电池侧基板上的元件结构部分看时,设置在其上没有前基板的一侧上的背部保护板。
在本说明书中,将其中元件结构部分安置在设置在日光在其上落入的一侧上的透明载体上的“透明前基板/元件结构部分”的层压结构称为“电池侧基板”。
<太阳能电池模块>
本发明的太阳能电池模块包括作为太阳能电池背板设置在其中的已经提到的本发明的太阳能电池保护板。本发明的太阳能电池模块具有上面描述的本发明的太阳能电池保护板,其中,因此,通过涂布形成的聚合物层具有高的膜强度,具有优异的对刮擦、摩擦等的耐伤痕性,并且具有良好的耐光性、耐热性和耐潮湿性。因此,太阳能电池模块展现优异的耐候性并且长时间期间发挥稳定的发电能力。
具体地,本发明的太阳能电池模块包括其上落入日光的透明基板(前基板如玻璃基板等)、设置在基板上并且具有太阳能电池元件和用于密封太阳能电池元件的密封剂的元件结构部分,以及设置在与元件结构部分其上安置基板的一侧相反的一侧上的本发明的上述太阳能电池背板(包括本发明的太阳能电池保护板),并且具有“透明前基板/元件结构部分/背板”的层压构造。具体地,太阳能电池模块优选构造为使得将具有设置在其中的能够将太阳光能转化为电能的太阳能电池元件的元件结构部分设置在位于其上日光直接落入的一侧上的透明前基板与本发明的上述太阳能电池背板之间,并且在前基板与背板之间,将含有太阳能电池元件的元件结构部分(例如,太阳能电池)用密封剂如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)密封剂密封并粘合。
图2适宜性地显示本发明的太阳能电池模块的构造的一个实例。在太阳能电池模块10中,将能够将太阳光能转化为电能的太阳能电池元件20设置在日光落入其上的透明基板24与本发明的上述聚合物板12之间,并且将基板与聚合物板12之间的空间用乙烯-乙酸乙烯酯密封剂22密封。该实施方案的聚合物板包括:聚酯载体16的一侧上的含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂作为聚合物层的第一耐候性层3,以及与第一耐候性层3接触安置的含氟聚合物层的第二耐候性层4,并且在其另一侧上(在日光落入其上的一侧上)还经由下涂层2具有白色层1作为聚合物。
除太阳能电池模块、太阳能电池单元和背板之外的其他部分详细描述在,例如,“Solar Power System Constitutive Materials”(由Eiichi Sugimoto指导,由Kogyo Chosakai Publishing出版,2008年)中。
透明基板可以是能够在其中传输光的具有光学透明性的任一种,并且可以适宜地选自光-透射材料。从发电效率的角度,优选的是具有高光透射率的那些。作为这种类型的基板,例如,这里优选使用的是玻璃基板、透明树脂如丙烯酸类树脂等。
对于太阳能电池元件,本文可采用的是多种已知的太阳能电池元件,例如,硅基元件如单晶硅、多晶硅、非晶硅;III-V族或Il-VI族化合物半导体基元件如铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲、镓-砷等。
实施例
参考以下实施例更具体地描述本发明。在以下实施例中,所使用的材料、其量和比例、处理和处理方法的细节可以适宜地改变或变更而不超出本发明的精神和范围。因此,本发明不应当由下面提到的实施例限制性地说明。除非另外具体指出,“份”以质量计。
(实施例1)
-聚酯载体的形成-
<1>聚酯的合成
将100kg的高纯度对苯二甲酸(由Mitsui Chemical制造)和45kg的乙二醇(由Nippon Shokubai制造)的浆液相继进料至预先装有约123kg的双(羟乙基)对苯二甲酸酯并且保持在250℃的温度和1.2×105Pa的压力的酯化槽中,花费4小时。在加入之后,将其再酯化1小时。随后,将123kg的从而获得的酯化产物转移至缩聚槽中。
随后,将乙二醇以所要获得的聚合物的0.3质量%的量加入至其中转移有酯化产物的缩聚槽中。在将其搅拌5分钟之后,向其加入乙酸钴和乙酸锰的乙二醇溶液以使得所加入的其钴元素当量及其锰元素当量加入可以分别是所要获得的聚合物的30ppm和15ppm。此外,将其搅拌5分钟,并且之后向其加入烷氧化钛化合物的2质量%的乙二醇溶液以使得所加入的其钛元素当量可以是所要获得的聚合物的5ppm。在5分钟之后,向其加入10质量%的二乙基膦酰基乙酸乙酯的乙二醇溶液,以使得其加入的磷元素当量可以是所要获得的聚合物的5ppm。接下来,在将低聚物以30rpm搅拌的情况下,将反应体系从250℃逐渐地加热至285℃并且将压力降低至40Pa。至最终温度和最终压力的时间都为60分钟。在反应像这样继续3小时之后,将反应体系用氮吹扫,并且将其中的压力恢复为常压从而停止缩聚反应。随即,将所得到的聚合物熔体绳状喷出至冷水中,立即切割为聚合物粒料(直径,约3mm;长度,约7mm)。
这里使用的烷氧化钛化合物是JP-A2005-340616中的第[0083]段实施例1中制备的烷氧化钛化合物(Ti含量=4.44质量%)。
<2>固相聚合
将上面获得的聚合物粒料放在保持在40Pa的真空室中,并且在其中在220℃的温度放置36小时用于固相聚合。在固相聚合之后,根据下面提到的方法测量粒料的特性粘度IV和羧基含量AV。结果在下面的表1中给出。
<3>膜状聚酯载体的形成
在如上的固相聚合之后,将粒料通过双螺杆熔融挤出机在280℃熔融挤出,并且流延至金属鼓上以制造具有约2.5mm的厚度的未拉伸的基底。随后,将其在MD(机器方向)上在90℃拉伸3.4倍。此外,在120℃,将其在TD(横向)上拉伸4.5倍,之后在200℃的膜表面温度热处理15秒,并且其后在190℃在MD/TD上以表1中所示的MD/TD松弛比进行热松弛。从而获得的是具有下面的表1中所示的厚度的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯基板S-1(在下文中,这可以称为“聚酯载体S-1”)。
根据下面提到的方法测量聚酯载体S-1的特性粘度IV、羧基含量AV、tan8峰和MD和TD上的热收缩率。结果在下面的表1中给出。
-起始聚酯和聚酯载体的物理数据的测量-
(特性粘度)
将所需的聚酯研磨为粉末,并且溶解在1,2,2-四氯乙烷/苯酚(=2/3[质量比])的混合溶剂中以成为0.01g/ml,并且使用乌氏粘度计(AVL-6C,由Asahi Kasei Technosystems制造)在25℃的温度测量样品。作为用于特性粘度的数学式,使用以下公式。样品溶解在120℃花费30分钟。
ηsp/C=[η]+K[η]2·C
其中,ηsp=(溶液粘度/溶剂粘度)-1;C是溶解在100m1的溶剂中的聚合物重量(在该测量中,作为1g/100m1);并且K是哈金斯常数(Hugginsconstant)(0.343)。
(羧基含量)
根据H.A.Pohl,Anal.Chem.26(1954)2145中描述的方法测量羧基含量(AV)。具体地,将所需的聚酯膜研磨为粉末并且之后在真空干燥器中在60℃干燥30分钟。接下来,在干燥之后立即称量0.1000g的聚酯,向其加入5ml的苄醇,并且在加热下在205℃搅拌溶解2分钟。将该溶液冷却,之后完全溶解在15ml的/氯仿(=2/3,体积比)中,并且使用酚红作为指示剂,将样品用碱标准液(0.0125N KOH-苄醇/甲醇混合溶液)滴定至中和点(pH=7.3±0.1)。从滴定数据计算含量。
(Tanδ峰)
如下测量tanδ的峰:在25℃和60%的相对湿度处理2小时以上之后,将样品用商业可得动态粘弹仪(Vibron:DVA-225(由ITK制造))以2℃/分钟的加热速度在30℃至200℃的测量温度范围内并且在1Hz的频率分析。(MD和TD热收缩率)
将所获得的聚酯载体S-1在25℃和60%的相对湿度的气氛中调节24小时。在调节之后,将样品用剃刀切割以在其表面上以约30cm的间隔形成两个平行线切口。测量两个切口之间的距离为L0。将从而切割的样品通过在150℃老化热处理30分钟。在热处理之后,将样品在25℃和60%的相对湿度的气氛调节24小时,并且测量两个切割之间的距离L1。
从数据L0和L1,根据以下公式计算热收缩率:
热收缩率[%]=(L0-L1)/L0×100
在聚酯载体的MD(机器方向)和TD(横向)两者测量并计算热收缩率。将平均值称为聚酯的热收缩率。热收缩率的单位是[%],并且正数值表示皱缩,而负数值表示收缩。
-下涂层的形成-
(1)下涂层形成用涂布液的制备
将下面提到的组成组分混合以制备下涂层形成用涂布液。
<涂布液的组成>
聚烯烃粘合剂(Arrow Base SE-1013N,由Unitika制造,浓度20质量%)
35.6质量份
丙烯酸类粘合剂(AS-563A,由Daicel Finechem制造,浓度28质量%)
25.7质量份
PMMA细粒(MP-1000,由Soken Chemical制造,浓度5质量%)
10.0质量份
非离子表面活性剂(Naroacty CL95,由Sanyo Chemical制造,浓度1质量%)
15.0质量份
碳二亚胺型交联剂(Carbodilite V-02-L2,由Nisshinbo制造,浓度20质量%)
12.3质量份
蒸馏水 898.4质量份
(2)下涂层的形成
将聚酯载体S-1的一个表面在下面提到的条件下电晕处理。
电极与电介质辊之间的接点间隙:1.6mm
处理频率:9.6kHz
处理速度:20m/分钟
处理强度:0.375kV·A·分钟/m2
接下来,将下涂层形成用涂布液以使得粘合剂涂布量可以是0.12g/m2的方式提供至聚酯载体S-1的电晕处理表面上,并且之后在180℃干燥2分钟以形成下涂层。
-白色层的形成-
(1)二氧化钛分散液的制备
使用Dyno Mill分散机,将二氧化钛分散为具有0.42μm的平均粒径,从而制备二氧化钛分散液。使用Honeywell的Microtrack FRA测量二氧化钛的平均粒径。
(二氧化钛分散液的组成)
二氧化钛(Taipake CR-95,由Ishihara Sangyo制造,粉末) 455.8质量份
PVA水溶液(PVA-105,由Kureha制造,浓度10质量%) 227.9质量份
分散介质(Demol EP,由Kao制造,浓度25质量%) 5.5质量份
蒸馏水 310.8质量份(2)白色层用涂布液的制备
将以下组分混合以制备白色层用涂布液。
<涂布液的组成>
上面提到的二氧化钛分散液 298.5质量份聚烯烃粘合剂(Arrow Base SE-1013N,由Unitika制造,浓度20质量%)
568.7质量份
非离子表面活性剂(Naroacty CL95,由Sanyo Kasei制造,浓度1质量%)
23.4质量份
蒸馏水 51.0质量份(3)白色层的形成
将从而获得的聚合物层1-形成涂布液以使得粘合剂涂布量可以是4.7g/m2,并且二氧化钛涂布量可以是5.6g/m2的方式设置在聚酯载体S-1上的下涂层上,并且之后在170℃干燥2分钟以形成白色层。
考虑到二氧化钛(金红石型)的比重为4.27并且聚合物层1中粘合剂的比重为1.00,根据以下公式计算聚合物层1中的颜料的体积分数。
颜料体积分数=(5.6/4.27)/{(4.7/1.00)+(5.6/4.27)}×100(%)=22(%)
-含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层的形成-
(1)用于含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层的形成的涂布液的制备
将下面提到的成分组分混合以制备用于形成含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层的涂布液。
<涂布液的组成>
硅氧烷粘合剂(Ceranate WSAl070,由DIC制造,浓度38质量%)
396.5质量份
钛分散液(与聚合物层1中的相同) 493.9质量份
非离子表面活性剂(Naroacty CL95,由Sanyo Chemical制造,浓度1质量%)
15.0质量份
碳二亚胺型交联剂(Carbodilite V-02-L2,由Nisshinbo制造,浓度20质量%)
49.0质量份
蒸馏水 28.8质量份(2)含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层的形成
将与聚酯载体S-1其上形成白色层的一侧相反的另一侧(在下文中这可以被称为背侧)在下面提到的条件下电晕处理。
电极与电介质辊之间的接点间隙:1.6mm
处理频率:9.6kHz
处理速度:20m/秒
处理强度:0.375kV·A·分钟/m2
接下来,将用于形成含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层的涂布液以使得粘合剂涂布量可以是5.1mg/m2并且二氧化钛涂布量可以是7.6mg/m2的方式涂敷到聚酯载体S-1的背侧的电晕处理表面上,并且之后在175℃干燥2分钟从而形成含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层。
-含有含氟聚合物的耐候性层的形成-
<(1)用于含有含氟聚合物的耐候性层的形成的涂布液的制备>
将以下组分混合以制备用于形成含有含氟聚合物的耐候性层的涂布液。
(用于含有含氟聚合物的耐候性层的形成的涂布液的组成)
含氟粘合剂(Obbligato SW00l lF,由AGC Coat-tech制造,浓度36质量%)
345.0质量份
胶态二氧化硅(Snowtex UP,由Nissan Chemical制造,浓度20质量%)
3.9质量份
硅烷偶联剂(TSL8340,由Momentive Performance Material制造,浓度1质量%) 78.5质量份
有机润滑剂(Chemipearl W950,由Mitsui Chemical制造,浓度5质量%)
207.6质量份
非离子表面活性剂(Naroacty CL95,由Sanyo Chemical制造,浓度1质量%)
60.0质量份
碳二亚胺型交联剂(Carbodilite V-02-L2,由Nisshinbo制造,浓度20质量%)
62.3质量份
蒸馏水 242.8质量份
<(2)含有含氟聚合物的耐候性层的形成>
将含有含氟聚合物的耐候性层形成涂布液以使得粘合剂涂布量可以是1.3g/m2的方式提供至形成在上面的载体上的含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层上,并且在175℃干燥2分钟以形成含有含氟聚合物的耐候性层。
如上,将下涂层和白色层按以上顺序在接近于载体的一侧上,以及在相反侧B上设置在聚酯载体上,将含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层和含有含氟聚合物的耐候性层按以上顺序设置在接近于与载体接近的一侧上,从而构成实施例1的太阳能电池保护板。
(评价)
按下面提到的方式评价实施例和比较例中制备的太阳能电池保护板。评价结果在下面的表1中给出。
(对带的粘附性)
使用剃刀,将太阳能电池保护板的白色层的表面或耐候性层的表面(含有含氟聚合物的耐候性层的表面)以3mm的间距十字切割以各自在其长度方向和宽度方向上形成6条切割。接下来,将具有20mm的宽度的Mylar带粘贴至其上,并且在90度的方向上迅速地剥离。
数出剥离的十字裂口的数目并且将样品如下分级:
5:完全没有十字切割剥离。
4:剥离的十字裂口的数目为零,但切割边缘略微剥离。
3:剥离的十字裂口的数目少于1。
2:剥离的十字裂口的数目为1至少于5。
1:剥离的十字裂口的数目为5以上。
分组在级别3至5中的那些是可实行的。
(PCT之后对带的粘附性)
在用剃刀切割之前,对太阳能电池保护板在120℃和100%的相对湿度的气氛中进行湿热处理(PCT)105小时,并且之后根据上述胶带粘附性测试进行测试。
(PCT之后断裂拉伸保持率)
将所获得的太阳能电池保护板根据以下测量方法测试以确定其断裂拉伸数据L0和L1。基于该数据,根据以下公式计算样品的断裂拉伸保持率(%)。具有至少50%的断裂拉伸保持率的那些是实用的。
断裂拉伸保持率(%)=(L1/L0)×100
<断裂拉伸的测量>
将其上形成下面的表1中所示的涂层的太阳能电池保护板切割为宽度10mm×长度200mm的尺寸,从而制备测试样品片A和B。将样品片A在25℃和60%的相对湿度的气氛调节24小时,并且之后根据用拉伸器(Orientec的RTC-1210A)的拉伸测试进行测试。所要拉伸的样品片的长度为10cm,并且拉伸速度为20mm/分钟。将该测试中样品A的断裂拉伸称为L0。
分别地,对样品B在120℃并且在100%的相对湿度的气氛中进行湿热处理(PCT)105小时,并且之后根据与用于样品片A的拉伸测试相同地进行测试。将该测试中样品B的断裂拉伸称为L1。
从上面的表1,已知的是本发明的太阳能电池保护板对聚酯载体和聚合物层两者贯穿湿热老化之前和之后都具有良好的粘附性。除了上述测试之外,将通过仅形成含有硅氧烷/丙烯酸类复合树脂的耐候性层自身的第一层作为耐候性层制备的样品根据相同的胶带粘附性测试进行测试,并且,作为结果,结果倾向于与另外地具有含有含氟聚合物的耐候性层的第二层的样品的测试的结果是相同的。
此外,通过经由气相色谱法(用由Shimadzu制造的GC-18A)分析其7mm×35mm样品而测量本发明的太阳能电池保护板中的残留溶剂量。作为结果,已知的是本发明的太阳能电池保护板中的残留溶剂量在每种情况下为最多0.01重量%。将聚酯载体从本发明的太阳能电池保护板切下以制备单独7mm×35mm的聚合物层的样品。将其通过气相色谱法(用由Shimadzu制造的GC-18A)分析。作为结果,已知的是本发明的太阳能电池保护板中的聚合物层中的残留溶剂量在每种情况下为最多0.01重量%。
另一方面,从比较例1已知的是,当聚酯载体的厚度低于本发明中的范围的下限时,那么湿热老化之后聚酯载体与聚合物层之间的粘附性降低。从比较例2已知的是,当聚酯载体的厚度高于本发明中的范围的高限时,那么湿热老化之前和湿热老化之后聚酯载体与聚合物层之间的粘附性降低。从比较例3和4已知的是,当用涂层涂布之前聚酯载体在两个方向上的热收缩率高于本发明中的范围的上限时,那么湿热老化之前和湿热老化自豪聚酯载体与聚合物层之间的粘附性降低。从比较例5、7和9已知的是,当用涂层涂布之前聚酯载体的一个方向上的热收缩率高于发明中的范围的上限时,那么湿热老化之后聚酯载体与聚合物层之间的粘附性降低。从比较例6和8已知的是,当用涂层涂布之前聚酯载体的一个方向上的热收缩率低于本发明中的范围的下限时,那么湿热老化之后聚酯载体与聚合物层之间的粘附性降低。
(湿热老化之前和之后形状的评价)
对上面提到的实施例的太阳能电池保护板在120℃和100%的相对湿度的环境中进行湿热处理105小时,并且基于存在或者不存在板上彼此平行设置的两个荧光灯的反射图像的变形,在暗室中检查湿热老化之前和之后板的形状的变形。作为结果,与湿热老化之前的膜比较,反射灯图像的变形在每一种情况下在相同的水平,并且未发现膜变形。
另一方面,将具有100μm的EVA层、约125μm的PET层和15μm的含有含氟聚合物的涂层的JP-T2010-519742中的实施例1的膜关于湿热老化之前和之后的变形以与上面相同的方式检查。作为结果,视觉证实的是与湿热老化之前的膜比较变形极大地增加。在将湿热老化之后的实施例的上述太阳能电池保护板与其相邻的摆放的同时,进一步检查比较样品,并且也视觉证实的是比较板上的变形极大地增加。
(实施例101)
<(3)太阳能电池模块的形成>
将具有3mm的厚度的强化玻璃板、EVA板(Mitsui Chemical Fabro的SC50B)、晶体太阳能电池、EVA板(Mitsui Chemical Fabro的SC50B)和实施例101的太阳能电池保护板按以上顺序并且以太阳能电池保护板的白色层可以与EVA板直接接触的方式层压,并且用真空层压机(Nisshinbo的Vacuum Laminator)热压用于用EVA密封。密封方法如下:
<密封方法>
使用真空层压机,将样品在128℃抽真空3分钟并且压缩2分钟用于预密封。随后,将其在干燥烘箱中在150℃加热30分钟用于最终的密封。
如上所述,制备实施例101的晶体太阳能电池模块。将从而制备的太阳能电池模块留在120℃和100%的相对湿度的环境中70小时,并且驱动用于发电。作为结果,该模块作为太阳能电池展现良好的发电性能。
(实施例102至124)
除了使用实施例2至24中制备的太阳能电池保护板代替实施例1中制备的太阳能电池保护板之外,以与实施例101中相同的方式制备太阳能电池模块。
以与实施例101中相同的方式,驱动从而获得的太阳能电池模块用于发电,并且作为结果,全部模块作为太阳能电池展现出良好的发电性能。
附图标记列表
1 白色层
2 下涂层
3 第一耐候性层(硅氧烷/丙烯酸类复合树脂层)
4 第二耐候性层(含氟聚合物层)
12 太阳能电池保护板
16 聚酯载体
22 密封剂
20 太阳能电池元件
24 透明前基板(强化玻璃)
10 太阳能电池模块
Claims (32)
1.一种太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板包括:
聚酯载体,所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率,和
聚合物层,所述聚合物层设置在所述聚酯载体的至少一侧上并且具有最多0.1质量%的残留溶剂量。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池保护板,其中所述聚合物层的厚度为至少1μm。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体的所述面内第一方向是膜纵向。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体中的末端羧基含量为最多20eq/t。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tanδ的峰在123℃以上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述聚酯载体的特性粘度IV为至少0.65dl/g。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板具有含有白色颜料和粘合剂的白色层作为所述聚合物层。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层通过涂布形成。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层含有水系胶乳衍生的粘合剂作为所述粘合剂。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述白色层中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板具有耐候性层作为所述聚合物层,所述耐候性层含有含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层通过涂布形成。
14.根据权利要求12或13所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层中的所述含氟聚合物或所述硅氧烷-丙烯酸类复合树脂是水系胶乳衍生的粘合剂。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层与所述聚酯载体接触设置。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的太阳能电池保护板,所述太阳能电池保护板在所述聚酯载体的一侧上具有所述白色层,并且在所述聚酯载体的与其上具有所述白色层的那一侧相反的另一侧上具有所述耐候性层。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池保护板,其中所述耐候性层包括含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的第一耐候性层以及设置在所述第一耐候性层上的含有含氟聚合物的第二耐候性层。
18.一种用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:
将聚合物层形成用涂布液涂布到聚酯载体上,所述聚合物层形成用涂布液包含粘合剂以及溶剂或分散介质,所述溶剂或分散介质的主要组分是水,其中所述聚酯载体具有145μm至300μm的厚度,0.2至1.0%的在150℃老化30分钟之后的在面内第一方向上的热收缩率,以及-0.3至0.5%的在垂直于所述第一方向的第二方向上的热收缩率。
19.根据权利要求18所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中涂布所述聚合物层形成用涂布液以使得所述聚合物层的干燥厚度可以是至少1μm。
20.根据权利要求18或19所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体的所述面内第一方向是所述膜传送方向。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体是聚对苯二甲酸乙二醇酯载体。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体中的末端羧基含量是最多20eq/t。
23.根据权利要求18至22中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中用动态粘弹仪所测量的所述聚酯载体的tanδ的峰在123℃以上。
24.根据权利要求18至23中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述聚酯载体的特性粘度IV是至少0.65dl/g。
25.根据权利要求18至24中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括将白色颜料加入至所述聚合物层形成用涂布液中以制备白色层形成用涂布液。
26.根据权利要求25所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,其中所述白色层形成用涂布液中的所述粘合剂是含有丙烯酸酯组分和酸酐组分中的至少任一种以及烯烃组分的共聚物。
27.根据权利要求18至26中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括使用含氟聚合物和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少任一种作为所述粘合剂以制备耐候性层形成用涂布液。
28.根据权利要求18至27中的任一项所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括使用水作为所述分散介质并且使用水系粘合剂作为所述粘合剂,之后将所述水系粘合剂分散在水中,从而制备所述聚合物层形成用涂布液。
29.根据权利要求27或28所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括将所述白色层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的一侧上,和
将所述耐候性层形成用涂布液涂布到所述聚酯载体的与涂布有所述白色层形成用涂布液的那一侧相反的另一侧上。
30.根据权利要求29所述的用于制造太阳能电池保护板的方法,所述方法包括:使用含有硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的涂布液作为所述耐候性层形成用涂布液,从而形成第一耐候性层,并且将含有含氟聚合物的涂布液进一步涂布到所述第一耐候性层上,从而形成第二耐候性层。
31.一种太阳能电池背板,所述太阳能电池背板设置有权利要求1至17中的任一项所述的太阳能电池保护板,或设置有根据权利要求18至30中的任一项所述的太阳能电池保护板制备方法制备的太阳能电池保护板。
32.一种太阳能电池模块,所述太阳能电池模块设置有权利要求31所述的太阳能电池背板。
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