CN102456759B - 太阳能电池用背板及太阳能电池组件 - Google Patents

太阳能电池用背板及太阳能电池组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供太阳能电池用背板及太阳能电池组件,所述太阳能电池用背板不贴合多个膜、且不使用氟即具有充分的耐候性、耐湿性,并且,通过充分反射从太阳能电池组件的背面照射的紫外线及可见光,可以防止密封树脂及背板自身的变质。所述太阳能电池用背板的特征在于,具有由聚萘二甲酸乙二醇酯形成的基材、和在该基材的至少一面使含有热塑性树脂和白色颜料和氢氧化铝和异氰酸酯化合物的白色树脂组合物固化而成的白色层。

Description

太阳能电池用背板及太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及太阳能电池用背板及使用其的太阳能电池组件。
背景技术
近年来,从环境污染的防止、安全性的观点考虑,作为代替化石燃料、原子能等以往的能源基础设施的能源基础设施,太阳能电池备受瞩目。该太阳能电池中使用的太阳能电池组件通常包含:由玻璃基材形成的表面保护材料、由结晶硅形成的太阳能电池单元、由乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂(以下称为“EVA”。)形成的密封树脂、及保护太阳能电池单元和密封树脂的背板。
上述太阳能电池组件被设置在室外,长时间暴露在太阳光、雨中。因此,为了保护密封树脂、太阳能电池单元,背板要求具有充分的耐热性、耐湿性及耐候性。其中,充分的耐湿性特别重要。这是由于,水分从背板透过密封树脂时,密封树脂发生变化、配线发生腐蚀,太阳能电池组件的输出功率降低。
作为这样的背板的材料,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)这样的聚酯。其中,特别优选使用具有国际基准、容易处理、并且便宜的PET。但是,PET的耐热温度、耐湿性差,因此,通过例如将含氟膜、铝蒸镀材料等贴合在PET上、或将含氟树脂涂布在PET上来补充这些功能。特别是氟,被广泛用作赋予背板以强度、耐热性及耐候性的物质(参照专利文献1)。
另外,聚酯伴随厚度增加耐水解性变差,因此,背板的形成一般使用由聚酯形成的薄膜。通过经由粘接剂贴合多个该膜、或者将该膜与具有耐候性、耐湿性、强度性的其它膜贴合,抑制上述问题(参照专利文献2)。
进而,还存在一种背板,其中,为了使从太阳能电池组件的表面照射的太阳光中透过太阳能电池单元的光反射并使其返回到太阳能电池单元而提高发电效率,在聚酯膜中配混白色颜料、或在聚酯膜上贴合含有白色颜料的白色层(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-232201号公报
专利文献2:日本特开2010-212341号公报
专利文献3:日本特开2011-116938号公报
发明内容
发明要解决的问题
现有的背板由于如上所述经由粘接剂贴合多个膜,因此长时间使用时会产生粘接处剥离的问题。这里,还考虑了通过不使用膜而使用具有厚度的聚酯基材来解决上述剥离的问题的方法。但是,如上所述,聚酯存在伴随厚度增加而耐水解性变差的问题。特别是PET,常常即便厚度增加但耐候性、耐湿性也不充分,需要进一步层叠包含氟这样的具有耐候性、耐湿性等的成分的膜等。而且,使用氟的背板在使用后只能进行掩埋处理而不能循环使用。因此,目前生产、使用的含氟背板可能在太阳能电池组件的耐久年数即20年以后成为大量的废弃物,成为环境上的大的负荷。
另外,配混有白色颜料的膜或白色层虽然对太阳光中400nm以上的波长范围的可见光的反射率高,但对紫外线的反射率低。这里,太阳能电池组件不仅从表面受到太阳光照射,而且从背面也受到太阳光照射。因此,即使为使用上述配混有白色颜料的膜等的背板,也会使大部分的紫外线从背面透过而入射到密封树脂上。另外,当然,也会从表面受到太阳光照射,因此,在从表面及背面两个面照射进来的紫外线的作用下,密封树脂及背板带起热量来。在这样的状态下,紫外线进一步入射到背板附近的密封树脂上时,该密封树脂(EVA)伴随脱醋酸而分解。而且,因该分解,密封树脂发生变质,使太阳能电池组件的输出功率降低。需要说明的是,密封树脂在60℃的环境下持续照射3小时以上紫外线时,EVA的组织结合成分醋酸也会脱离而发生变质。进而,此时,还会产生因由EVA释放出的醋酸而导致密封树脂和背板剥离的问题。
本发明是为了解决上述课题而进行的,其目的在于,提供一种太阳能电池用背板,其为不使用氟而可以循环使用,并且不经由粘接剂贴合多个膜而可以简单地形成的背板,其不使耐水解性变差,并且,特别是通过使从背面照射的紫外线反射而防止密封树脂变质,同时,防止密封树脂的伴随脱醋酸的分解引起的密封树脂和背板的剥离。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的,本发明包含以下的方案。
本发明的太阳能电池用背板的特征在于,具有由聚萘二甲酸乙二醇酯形成的基材、和在该基材的至少一面使含有热塑性树脂和白色颜料和氢氧化铝和异氰酸酯化合物的白色树脂组合物固化而成的白色层。
所述背板中,优选所述基材由聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯形成,另外,优选所述基材的厚度为200μm~250μm。
另外,优选所述白色树脂组合物中所含的白色颜料为氧化钛,更优选该白色颜料的含量为30~70重量%。
进而,所述白色树脂组合物优选还含有热固化性树脂和固化催化剂和有机溶剂,更优选还含有苯乙烯系树脂及丙烯酸类树脂中的至少一种。
所述背板中,所述白色层可以使用如下所述的方法中的任一种形成,所述方法为:将所述白色树脂组合物涂布在所述基材的至少一面,使其热固化而形成的方法;和将具备在膜上涂布所述白色树脂组合物并干燥而得到的树脂层的干膜层叠在所述基材的至少一面上,使其热固化而形成的方法。
另外,所述背板中,可以对所述基材的形成所述白色层的面实施易粘接处理。
进而,所述背板中,优选在所述白色层的表面层叠由聚酯形成的膜。而且,在使用该背板制造太阳能电池组件时,优选使所述由聚酯形成的膜的表面压接或粘接在密封树脂上。
需要说明的是,所述白色树脂组合物也可以分为含有热塑性树脂和白色颜料和氢氧化铝和有机溶剂的主剂、和含有异氰酸酯化合物的固化剂保存,在涂布于所述基材之前将它们混合而使用。
另外,以单剂形式保存该白色树脂组合物时,作为有机溶剂,配混酰胺系溶剂。其配混量优选相对于该树脂组合物100重量份为10~40重量份。作为这样的酰胺系溶剂,例如可以举出:甲酰胺、单甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙酰胺、单甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、单乙基乙酰胺、二乙基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
发明的效果
本发明的太阳能电池用背板包含由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)形成的基材,因此,耐湿性、耐候性及阻气性良好,可以长时间安全使用。另外,PEN的因热引起的收缩率也低,因此,可以提供稳定的太阳能电池用背板。
另外,本发明的太阳能电池用背板通过PEN和白色层中所含的氢氧化铝的组合,可以反射特别是从太阳能电池组件的背面照射的紫外线。需要说明的是,PEN自身也可以吸收紫外线,通过组合PEN和氢氧化铝,可以吸收紫外线、且使其反射。
进而,本发明的太阳能电池用背板中白色树脂组合物中所含的白色颜料可以反射可见光。
由此,本发明的太阳能电池用背板可以反射从太阳能电池组件的背面照射的太阳光中的紫外线及可见光二者。该背板特别是可以反射从背面照射的使EVA劣化最严重的波长范围即最长到400nm的紫外线,因此,可以防止从太阳能电池组件的背面发生的背板及背板附近的密封树脂的温度上升。由此,可以防止EVA的劣化。这里,紫外线的99%为具有315~380nm的波长范围的近紫外线(UV-A),本发明的背板可以从背面反射很多该UV-A。
另外,对于从太阳能电池组件的表面照射的太阳光,由PEN形成的基材吸收紫外线,另外,白色层中所含的白色颜料反射可见光。由此,还可以防止从表面照射的太阳光引起的背板及背板附近的密封树脂的温度上升。
而且,特别是厚度为200μm~250μm的所述基材可以充分发挥PEN具有的耐热性、耐候性、耐湿性、阻气性及绝缘性。另外,聚酯会产生加热收缩的问题,但使用上述厚度的基材时,几乎不会发生这样的收缩。另外,如上所述,本发明的太阳能电池用背板可以抑制从太阳能电池组件的表面及背面照射的太阳光引起的密封树脂及背板的热增大。因此,可以解决伴随厚度增加而耐水解性变差这样的聚酯特有的问题。即,可以防止背板因热导致的水解,同时,可以增大耐候性、耐湿性,防止其劣化,因此,可以将具有厚度的PEN作为基材使用。
另外,本发明的太阳能电池用背板为在由PEN形成的基材上涂布由热塑性树脂、白色颜料、氢氧化铝及异氰酸酯化合物形成的白色树脂组合物而形成白色层的简单结构,或者是将在膜上涂布该白色树脂组合物并干燥而制成的干膜层叠在该基板上形成白色层的简单结构。由此,不需要重叠涂布、利用粘接剂层叠膜这样费工夫即可解决上述课题。另外,由于该白色树脂组合物中含有与密封树脂及PEN的密合性良好的热塑性树脂,因此,也可以防止粘接处剥离这样的问题。进而,由于该白色树脂组合物的耐酸性优异,因此,即使在因太阳能电池组件的长时间使用而发生伴随EVA的脱醋酸的分解的情况下,也可以防止醋酸引起的密封树脂和背板的剥离。
进而,本发明的背板通过在所述白色层的表面层叠由聚酯形成的膜,可以提高从太阳能电池组件的表面照射的紫外线的反射率。另外,使用这样的背板制造太阳能电池组件时,优选以该膜的表面与密封树脂接触的方式层叠。
另外,本发明的太阳能电池用背板通过反射从表面照射的可见光中太阳能电池单元未吸收完全的光而使其再次返回到太阳能电池单元中而提高发电效率。特别是在所述白色层的表面层叠由聚酯形成的膜而成的基材反射从太阳能电池单元的表面照射的紫外线,因此,不仅是可见光,紫外线也可以有效地返回太阳能电池单元。
附图说明
图1是使用本发明的一实施方式的太阳能电池用背板的太阳能电池组件的剖面图。
图2是对本发明的一实施方式的太阳能电池用背板及比较例使用紫外可见分光光度计测定白色层的300nm~1000nm的反射率的图。
图3是对本发明的一实施方式的太阳能电池用背板及比较例使用紫外可见分光光度计测定白色层的300nm~400nm的反射率的图。
附图标记说明
1...表面保护材料
2...太阳能电池单元
3...密封树脂
4...PEN基材
5...白色树脂层
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式进行详细说明。
<由聚萘二甲酸乙二醇酯形成的基材>
本发明的太阳能电池用背板的基材中使用的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)可以通过使2,6-萘二羧酸二甲酯和乙二醇缩聚而得到。PEN中,特别优选使用聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。PEN与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,机械强度、耐热性、耐湿性及耐候性更优异。
需要说明的是,该基材中,除PEN以外,还可以含有添加剂等,作为这样的添加剂,可以举出耐水解改性剂、固相聚合促进剂、抗氧化剂、阻燃剂等。
本发明的太阳能电池用背板中使用的由PEN形成的基材例如按照以下的顺序来制作。即,在将上述PEN熔解挤出成膜状后,使用流延鼓使其冷却固化,形成未拉伸膜。然后,在玻璃化温度Tg121℃~(Tg+60)℃,沿长度方向拉伸1次或者2次以上该未拉伸膜,使其合计的拉伸倍率为3~6倍。优选使用再以拉伸倍率为3~6倍的方式将其在Tg121℃~(Tg+60)℃沿宽度方向拉伸所得的双轴拉伸膜作为基材。另外,还可以根据需要,将上述基材在180℃~230℃进行1~60秒热处理。
上述基材的厚度优选为200μm~250μm。通过设为该厚度,可以赋予基材更进一步的耐热性、耐候性、耐湿性、阻气性及紫外线阻断性。
<白色树脂组合物>
本发明的太阳能电池用背板中使用的白色树脂组合物通过将热塑性树脂、白色颜料、氢氧化铝及异氰酸酯化合物与根据需要使用的热固化性树脂、固化催化剂、有机溶剂、以及苯乙烯系树脂及丙烯酸类树脂中的至少一种混合而制备。
a)热塑性树脂
在上述白色树脂组合物中,为了赋予和基材、密封树脂的密合性、耐热性、耐候性、强度等,可以配混热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚酯等聚酯;聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚丁烯等聚烯烃;苯乙烯系树脂、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚氨酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚芳酯、聚醚腈、酚醛树脂(例如苯酚酚醛清漆型)、苯氧树脂、以及它们的共聚物、改性体。这些树脂根据需要可以单独使用或组合多种使用。
本发明中,优选使用具有羟基、或加成有羟基的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,只要为具有羟基的低聚物或聚合物就可以没有特别限定地使用。作为这样的热塑性树脂,例如可以举出:聚酰胺、聚酯及具有羟基的乙烯基聚合物、或各种丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物、酚醛树脂、甲酚树脂等。
另外,作为上述聚酯,例如可以举出:NIPPORAN(注册商标)800、1100、121、1004、136、141、4070(以上为NIPPONPOLYURETHANE INDUSTRY CO.LTD.制造)等。
这样的热塑性树脂组合物的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为3~20重量%。
b)白色颜料
在上述白色树脂组合物中,为了赋予上述背板反射性(特别是可见光),可以配混白色颜料。作为这样的白色颜料,可以举出氧化钛、氧化锌、硫化锌、硫酸钡等。其中,优选氧化钛,更优选使用金红石型氧化钛。
作为用作上述白色颜料的金红石型氧化钛,例如可以举出:TIPAQUE(注册商标)R-550、TIPAQUE R-630、TIPAQUER-670、TIPAQUE R-680、TIPAQUE R-780、TIPAQUE R-820、TIPAQUE R-830、TIPAQUE R-850、TIPAQUE R-930、TIPAQUECR-50、TIPAQUE CR-57、TIPAQUE CR-58、TIPAQUE CR-60、TIPAQUE CR-63、TIPAQUE CR-67、TIPAQUE CR-80、TIPAQUECR-85、TIPAQUE CR-90、TIPAQUE CR-93、TIPAQUE CR-95、TIPAQUE CR-97、TIPAQUEUT771(以上为石原产业(株)制造)、Ti-Pure(注册商标)R-100、Ti-Pure R-101、Ti-Pure R-102、Ti-PureR-103、Ti-Pure R-104、Ti-Pure R-105、Ti-Pure R-108、Ti-PureR-706、Ti-Pure R-900、Ti-Pure R-902、Ti-Pure R-960、Ti-PureR-931(以上为杜邦(株)制造)、R-21、R-25、R-32、R-42、R-44、R-7E、R-5N、R-61N、R-62N、R-45M、R-49S、GTR-100、GTR-300、D-918、TCR-29、TCR-52、FTR-700(以上为堺化学工业(株)制造)等。
另外,作为用作上述白色颜料的锐钛矿型氧化钛,例如可以举出:TITON A-110、TITON A-190、TITON A-197、TITON TCA-123E、TITON SA-1、TITON SA-1L(以上为堺化学工业(株)制造)、TA-100、TA-200、TA-300、TA-400、TA-500、TP-2(以上为Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造)、TITANIX(注册商标)JA-1、TITANIX JA-3、TITANIX JA-4、TITANIXJA-5、TITANIX JA-C(以上为Tayca Corporation制造)、KA-10、KA-15、KA-20、KA-30(以上为Titan Kogyo,Ltd.制造)、TIPAQUEA-100、TIPAQUE A-220、TIPAQUE W-10(以上为石原产业(株)制造)等。
这样的白色颜料的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为30~70重量%。该配混率超过70重量%时,白色颜料的分散性变差,因此不优选。另一方面,该配混率不足30重量%时,白色层的反射率降低,不能有效地反射太阳光,因此不优选。
c)氢氧化铝
上述白色树脂组合物中,为了赋予紫外线反射性、耐酸性及散热性,可以配混氢氧化铝。作为这样的氢氧化铝,可以使用公知的氢氧化铝,例如可以举出:C-3005、C-301、CL-303(以上为住友化学(株)制造)、HIGILITE(注册商标)H-21、H-31、H-32、H-42、H-42M、H-43M(以上为昭和电工(株)制造)。
这样的氢氧化铝的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为0.5~5重量%。
d)异氰酸酯化合物
在上述白色树脂组合物中,可以配混与热塑性树脂或其它成分中所含的羟基反应而交联的异氰酸酯化合物。通过配混异氰酸酯化合物,可以赋予白色层以耐湿性、耐热性,提高白色层和基材及密封树脂的密合性。因此,异氰酸酯化合物优选在1分子中具有多个异氰酸酯基。
作为这样的异氰酸酯化合物,例如可以举出:三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基双(4,1-亚苯基)-二异氰酸酯、3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯及二甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯;二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物;作为二异氰酸酯的三聚体的异氰脲酸酯体;二异氰酸酯的缩二脲结合体、以及聚合二异氰酸酯等。
这样的异氰酸酯化合物的配混量优选相对于上述热塑性树脂100重量份为0.03~10重量份。
e)热固化性树脂
在上述白色树脂组合物中,为了赋予耐热性、耐酸性、绝缘性等,可以配混热固化性树脂。作为这样的热固化性树脂,例如可以举出:环氧树脂、酚醛树脂、不饱和酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、氧杂环丁烷树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙基树脂、二环戊二烯树脂、有机硅树脂、三嗪树脂及三聚氰胺树脂、尿素树脂。其中,优选使用环氧树脂。
作为环氧树脂,可以举出具有1个以上环氧基的化合物。其中,优选使用具有2个以上环氧基的化合物。作为这样的环氧树脂,例如可以举出:丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等单环氧化合物、双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、苯基-1,3-二缩水甘油醚、联苯基-4,4’-二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇或丙二醇的二缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯、三缩水甘油基三(2-羟乙基)异氰脲酸酯等1分子中具有2个以上环氧基的化合物等。
上述热固化性树脂根据白色层的特性提高的要求,可以单独使用或组合多种使用。另外,这样的热固化性树脂的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为1~50重量%。
f)固化催化剂
在上述白色树脂组合物中,为了促进热固化性树脂的热固化,可以配混固化催化剂。作为这样的固化催化剂,例如可以举出:咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑衍生物;双氰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄胺、4-甲基-N,N-二甲基苄胺等胺化合物;己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等酰肼化合物;三苯基膦等磷化合物;环烷酸钴、环烷酸铜等金属皂等。
另外,还可以配混也作为密合性赋予剂起作用的胍胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-均三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-均三嗪·异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪·异氰脲酸加成物等均三嗪衍生物。
这些物质根据需要可以单独使用也可以组合多种使用。
这样的固化催化剂的配混量相对于上述热固化性树脂100重量份为0.05~10重量份,更优选为0.1~3重量份。
g)有机溶剂
在上述白色树脂组合物中,为了调制组合物、或调整粘度,可以配混有机溶剂。作为这样的有机溶剂,例如可以举出:甲基乙基酮、环己酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二乙醚、三丙二醇单甲醚等二醇醚类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸丁酯、乙酸溶纤剂、丁基溶纤剂醋酸酯、卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、二丙二醇单甲醚醋酸酯、六亚甲基二异氰酸根合二乙二醇单乙醚醋酸酯、碳酸亚丙酯等酯类;辛烷、硅烷等脂肪族烃类;石油醚、石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等。这些物质可以单独使用也可以组合多种使用。
这样的有机溶剂的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为50重量%以下。
在上述白色树脂组合物中,为了赋予电特性及机械特性、耐候性等,可以配混苯乙烯系树脂及丙烯酸类树脂中的至少一种。这些树脂的配混率优选相对于白色树脂组合物总量为1~50重量%。
h)苯乙烯系树脂
作为上述苯乙烯系树脂,例如可以举出:苯乙烯系单体(苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等)的均聚物或共聚物;苯乙烯系单体和乙烯基单体((甲基)丙烯腈等不饱和腈、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、马来酸酐等α,β-单烯烃性不饱和羧酸或酸酐或其酯、马来酰亚胺、N-烷基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体等)的共聚物;苯乙烯系接枝共聚物、苯乙烯系嵌段共聚物等。这些树脂可以单独使用也可以组合多种使用。
i)丙烯酸类树脂
作为上述丙烯酸类树脂,使选自丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及丙烯腈中的至少一种单体聚合而得到的聚合物或共聚物即可。这些树脂可以单独使用也可以组合多种使用。
上述白色树脂组合物中,根据需要,还可以配混微粉二氧化硅、有机膨润土、蒙脱石等增稠剂,有机硅系、高分子系等消泡剂、流平剂,咪唑系、噻唑系、三唑系等硅烷偶联剂等添加剂。
<由聚酯形成的膜>
作为上述由聚酯形成的膜,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜。这样的膜的厚度没有特别限定,在将本发明的太阳能电池用背板用于结晶型太阳能电池时,优选将上述基材、白色层、及由聚酯形成的膜的合计厚度设为200μm~250μm。
本发明的太阳能电池用背板例如按照以下的顺序来制造。
本实施方式中,首先,利用上述方法形成由PEN形成的厚度250nm的双轴拉伸膜基材。另外,在本实施方式中,以干燥后的膜厚为30μm的方式在上述基材上涂布用有机溶剂调整为适于涂布的粘度的包含热塑性树脂、白色颜料、氢氧化铝及异氰酸酯化合物的白色树脂组合物。其后,在70~90℃的温度下,使该组合物中所含的有机溶剂挥发干燥,形成涂膜。作为白色树脂组合物的涂布方法,可以适宜使用丝网印刷法、幕帘式涂布法、喷涂法、辊涂法等。另外,有机溶剂的挥发干燥中,使用热风循环式干燥炉、IR炉、热板、对流烘箱等。其后,在80℃~200℃下加热涂膜,使其热固化,由此,可以制造具有白色层的本实施方式的太阳能电池用背板。
需要说明的是,可以不将白色树脂组合物涂布在基材上,而是使用具备由该组合物形成的树脂层的干膜形成白色层。
对于这样的干膜而言,例如在由聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的载体膜上涂布白色树脂组合物并干燥,形成树脂层,然后在该树脂层上层叠可剥离的聚乙烯膜、聚丙烯膜等保护膜。该树脂层通过在载体膜上利用刮刀涂布机、唇口涂布机、逗点涂布机、膜涂机、丝棒涂布机、微凹版涂布机等涂布白色树脂组合物并与上述同样操作将其干燥而形成。
然后,剥离该干膜的保护膜,使用层压机等将上述树脂层贴合在基材的形成白色层的面上,从而在基材上形成树脂层的涂膜。然后,与上述同样地对该涂膜进行加热,即可以制造具有白色层的本实施方式的太阳能电池用背板。
实施例
以下,对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
在厚度250μm的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)基材(TeijinDuPont Films Japan Limited制造的TEONEX)的一面上,通过丝网印刷,以干燥涂膜为30μm的方式印刷白色树脂组合物,将其在120℃下加热60分钟,使其热固化,制作具有白色层的试验片。
<白色树脂组合物>
通过对以下的各成分进行混合、搅拌,制备白色树脂组合物。
NIPPORAN 136(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.LTD.制造)                100重量份(热塑性树脂)
TIPAQUE CR-90(石原产业(株)制造)  1000重量份(氧化钛)
氢氧化铝                         20重量份
Takenate R600(三井化学(株)制造)10重量份(异氰酸酯化合物)
丙二醇单乙醚                20重量份(有机溶剂)
EquamideB100(出光兴产(株)制造)  200重量份(有机溶剂:酰胺系溶剂)
AEROSIL 200(Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)20重量份(球状二氧化硅)
苯乙烯-马来酸酐共聚物    600重量份(苯乙烯系树脂)
BYK-A515(Byk-chemie Japan Kk制造)  20重量份(消泡剂)
比较例1
使用ISOSOLAR WFPE(ISOVOLTAIC公司制造  太阳能电池用背板)作为试验片。
比较例2
使用KB-Z1-3((株)小林制造  太阳能电池用背板)作为试验片。
<反射率>
对于实施例及比较例2的各试验片,使用紫外可见分光光度计(日本分光(株)制造V-670 ILN-725型:带有积分球装置),从背侧(基材侧)测定300nm~1000nm的反射率。将其结果示于图2。另外,将该结果中300~400nm的反射率的值示于图3。
<断裂强度、断裂伸长率>
对于实施例、比较例1及2的各试验片,基于JIS标准(JIS-k7127)测定断裂强度及断裂伸长率,如下进行评价。将其结果示于表1。
[表1]
  实施例  比较例1  比较例2
  断裂强度(mpa)   198  50  267
  断裂伸长率(%)   100  60  67
<水蒸气透过度>
对于实施例的试验片,基于JIS-k7129、GB/T1037测定水蒸气透过度。另外,对于比较例1及2的各试验片,基于JISk7129(C2151)测定水蒸气透过度。将它们的结果示于表2。
[表2]
  实施例  比较例1  比较例2
  水蒸气透过度(g/m2D)   0.398  2.41  1.5
<收缩率>
对于实施例、比较例1及2的各试验片,基于JIS-c2151测定收缩率。将其结果示于表3。
[表3]
  实施例  比较例1  比较例2
  收缩率(%)   0.0  1.5  1.0
<绝缘击穿强度>
对于实施例、比较例1及2的各试验片,基于ASTMD-149-09测定绝缘破坏强度。将其结果示于表4。
[表4]
  实施例  比较例1  比较例2
  绝缘破坏强度(kV/mm)   85.3  25.5  18
<部分放电性>
对于实施例的试验片,基于IEC61730-2:2004测定部分放电性。另外,对于比较例1及2的各试验片,基于IEC60664-1测定部分放电性。将它们的结果示于表5。
[表5]
  实施例   比较例1   比较例2
 部分放电性(vdc)   1070   1165   1195
以上,由图2及图3可知,本发明的太阳能电池用背板可以充分反射从太阳能电池组件的背面照射的可见光及紫外线。由此,可以防止来自太阳能电池组件背面的紫外线入射到密封树脂上、及防止背板的温度上升,可以防止密封树脂的变质。另外,由表1~表5可以明确,本发明的太阳能电池用背板充分满足背板所要求的特性,并且,即使长时间暴露在太阳光下也可以保持充分的耐候性及耐湿性。

Claims (9)

1.一种太阳能电池用背板,其特征在于,具有
由聚萘二甲酸乙二醇酯形成的基材、和
在该基材的至少一面使含有热塑性树脂和白色颜料和氢氧化铝和异氰酸酯化合物的白色树脂组合物固化而成的白色层,
所述热塑性树脂具有羟基、或加成有羟基,
所述异氰酸酯化合物在1分子中具有多个异氰酸酯基,
所述氢氧化铝的配混率相对于白色树脂组合物总量为0.5~5重量%。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述基材由聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯形成。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述基材的厚度为200μm~250μm。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述白色颜料为氧化钛。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述白色树脂组合物中所含的白色颜料的含量为30~70重量%。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述白色树脂组合物还含有热固化性树脂和固化催化剂和有机溶剂。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,所述白色树脂组合物还含有苯乙烯系树脂及丙烯酸类树脂的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用背板,其特征在于,在所述白色层的不与基材粘接的表面层叠有由聚酯形成的膜。
9.一种太阳能电池组件,其特征在于,为使用权利要求8所述的太阳能电池用背板的太阳能电池组件,为所述由聚酯形成的膜的表面与密封树脂粘接或压接的状态。
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