CN102714251A

CN102714251A - 用于太阳能电池的背板、其制备方法以及太阳能电池组件

Info

Publication number: CN102714251A
Application number: CN2011800060717A
Authority: CN
Inventors: 畠山晶; 田中慎二
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: CN102714251B; US20120291842A1; JP5734569B2; JP2011146658A; WO2011087159A1

Abstract

一种用于太阳能电池的背板，所述背板在聚合物基板上从所述聚合物基板的侧面以以下顺序包括：着色层，所述着色层含有第一粘合剂和2.5g/m²至8.5g/m²的颜料；以及易粘附层，所述易粘附层含有0.05g/m²至5g/m²的第二粘合剂和基于所述第二粘合剂的含量为5质量％至400质量％的无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。

Description

用于太阳能电池的背板、其制备方法以及太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及一种被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用于太阳能电池的背板、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系统，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，其中太阳电池被夹在太阳光进入一侧上的前表面玻璃和被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的实例(参见，例如，日本专利申请待审公开(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，已经公开了已经添加了二萘嵌苯颜料(其是一种黑色颜料)以改善装饰性的用于太阳能电池的背板的实例(参见，例如，JP-A No.2007-128943)。

此外，存在其中设置易粘附层(easy adhesion layer)作为背板的最外层以获得背板和EVA密封材料之间的强粘附性的情形。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-A No.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的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)。

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，所以要求背板对此具有耐久性。特别地，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之间的随时间的粘附耐久性极为重要。此外，载体和各个层之间的粘附耐久性也是绝对需要的。

还已公开了涉及涂布的方法，但这些方法在提供实现光反射性或装饰性和对EVA密封材料的粘附性之间的良好平衡的用于太阳能电池的背板方面还不是满意的。

如上所述，在当前的情形下，还没有提供这样的用于太阳能电池的背板，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)，同时其可以以低成本制造并且可以提供对于湿气和热的满意耐久性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于太阳能电池的背板，其具有持续长时间的与EVA密封材料的粘附耐久性以及反射性或装饰性，并且其可以以低成本制造。此外，本发明的一个目的是提供对于湿气和热具有满意耐久性的一种用于太阳能电池的背板。

此外，本发明的一个目的是提供一种制造用于太阳能电池的背板的方法，其可以以低成本制造具有持续长时间的与EVA密封材料的粘附耐久性以及反射性或装饰性的用于太阳能电池的背板。此外，本发明的一个目的是提供一种制造用于太阳能电池的背板的方法，其可以以低成本制造对于湿气和热具有满意耐久性的用于太阳能电池的背板。

此外，本发明的一个目的是提供一种具有稳定发电效率的不昂贵的太阳能电池组件。

用于实现上述目的的示例性实施方案为如下。

<1>一种用于太阳能电池的背板，所述背板在聚合物基板上从所述聚合物基板的侧面以以下顺序包括：

着色层，所述着色层含有第一粘合剂和2.5g/m²至8.5g/m²的颜料；以及

易粘附层，所述易粘附层含有0.05g/m²至5g/m²的第二粘合剂和基于所述第二粘合剂的含量为5质量％至400质量％的无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。

<2>根据<1>的用于太阳能电池的背板，其中基于所述第一粘合剂的含量，所述着色层还含有5质量％至50质量％的交联剂。

<3>根据<1>或<2>的用于太阳能电池的背板，其中基于所述第二粘合剂的含量，所述易粘附层还含有5质量％至50质量％的交联剂。

<4>根据<1>至<3>中任一项的用于太阳能电池的背板，其中所述背板在120℃和100％RH的气氛中储存48小时之后对于所述密封材料的粘附力为所述储存之前对于所述密封材料的粘附力的至少75％。

<5>根据<1>至<4>中任一项的用于太阳能电池的背板，其中所述着色层直接或经由厚度为2μm以下的下涂层被设置在所述聚合物基板的表面上。

<6>根据<1>至<5>中任一项的用于太阳能电池的背板，其中所述颜料为白色颜料，并且波长为550nm的光在所述背板的提供有所述着色层和所述易粘附层的表面上的反射率为75％以上。

<7>根据<1>至<6>中任一项的用于太阳能电池的背板，其中所述聚合物基板包含羧基含量为35当量/吨以下的聚酯。

<8>根据<1>至<7>中任一项的用于太阳能电池的背板，其中所述着色层和所述易粘附层通过涂布形成。

<9>一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括太阳光通过其进入的透明基板、太阳能电池器件以及根据<1>至<8>中任一项的用于太阳能电池的背板。

<10>一种用于制备用于太阳能电池的背板的方法，所述方法包括：在聚合物基板上从所述聚合物基板侧面以以下顺序涂布含有第一粘合剂和颜料的第一涂布液，和含有第二粘合剂和无机细粒的第二涂布液，从而形成着色层和易粘附层，所述着色层含有所述第一粘合剂和2.5g/m²至8.5g/m²的所述颜料，所述易粘附层含有0.05g/m²至5g/m²的所述第二粘合剂和基于所述第二粘合剂的含量为5质量％至400质量％的所述无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。

<11>根据<10>的用于制备用于太阳能电池的背板的方法，其中所述第一涂布液还含有溶剂并且是其中60质量％以上的所述溶剂为水的水性涂布液。

<12>根据<10>或<11>的用于制备用于太阳能电池的背板的方法，其中所述着色层通过以下方式形成在所述聚合物基板上：直接或经由厚度为2μm以下的下涂层将所述第一涂布液涂布在所述聚合物基板的表面上。

根据本发明的一个方面，可以提供这样一种用于太阳能电池的背板，其具有持续长时间的与EVA密封材料的粘附耐久性以及反射性或装饰性，并且其可以以低成本制造。此外，可以提供一种对于湿气和热具有满意耐久性的用于太阳能电池的背板。

此外，根据本发明的一个方面，可以提供一种制造用于太阳能电池的背板的方法，其可以以低成本制造具有持续长时间的与EVA密封材料的粘附耐久性以及反射性或装饰性的用于太阳能电池的背板。此外，可以提供一种制造用于太阳能电池的背板的方法，其可以以低成本制造对于湿气和热具有满意耐久性的用于太阳能电池的背板。

此外，根据本发明的一个方面，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用于太阳能电池的背板、其制备方法、以及太阳能电池组件。

(用于太阳能电池的背板及制造其的方法)

本发明的用于太阳能电池的背板在聚合物基板上从聚合物基板侧面依次包括：着色层，其包含粘合剂和2.5g/m²至8.5g/m²的颜料；以及易粘附层，含有0.05g/m²至5g/m²的粘合剂和基于所述粘合剂的含量为5质量％至400质量％的无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。

在本发明中，由于包含预定量的颜料(优选地，白色颜料)的着色层(优选地，反射层)被层合，以及包含预定量的粘合剂和无机细粒并且被赋予对EVA密封剂的粘附性的易粘附层层合在该着色层上，所以背板具有适合用于太阳能电池的光反射性或装饰性，还具有对电池体的优异粘附性(特别地，对密封太阳能电池器件的EVA密封剂的粘附性)，并且可以在湿气和热环境中被稳定地保持而不会随时间引起剥落等。因此，背板可以长时间稳定地保持发电性能。

-聚合物基板-

聚合物基板的实例包括聚酯、聚烯烃如聚丙烯或聚乙烯；或氟聚合物如聚氟乙烯。这些之中，从成本或机械强度的角度考虑，优选聚酯。

根据本发明的用作基板(载体)的聚酯可以是从芳族二元酸或其形成酯的衍生物和二醇或其形成酯的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-环己二甲酯)和聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯。这些之中，从机械性能、成本等的平衡的角度考虑，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者可以是共聚物。此外，聚酯可以掺混少量的另一种树脂，例如聚酰亚胺。

为了通过聚合制备根据本发明的聚酯，从将羧基的含量抑制到预定范围以下的角度考虑，优选使用Sb化合物、Ge化合物或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1ppm至30ppm，并且更优选以3ppm至15ppm的量使用Ti化合物作为催化剂进行聚合的实施方案。当Ti化合物的量在上述范围内时，端羧基的含量可以被调节至以下所示的范围，并且聚合物基板的水解性可以被保持在低水平。

在使用Ti化合物的聚酯合成中，例如，可以采用在日本在审专利申请公开(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50当量/t以下，并且更优选为35当量/t以下。当羧基含量为50当量/t以下时，可以保持耐水解性，并且可以抑制在湿气和热下经过一段时间后的强度降低。鉴于保持对相邻于聚酯形成的层(例如着色层)的粘附性，羧基含量的下限优选为2当量/t。

聚酯中的羧基含量可以通过聚合催化剂的种类和成膜条件(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聚合之后进行固态聚合。由此，可以实现优选的羧基含量。固态聚合可以通过连续法(将树脂填充到塔中，允许这种树脂在塔中缓慢地流动预定时间同时加热树脂，然后排出该树脂的方法)进行，或者可以通过分批法(将树脂进料到容器中并对该树脂加热预定时间的方法)进行。具体地，可以将日本专利No.2621563、3121876、3136774、3603585、3616522、3617340、3680523、3717392、4167159等中描述的方法用于固态聚合。

固态聚合的温度优选为170℃至240℃，更优选为180℃至230℃，并且甚至更优选为190℃至220℃。此外，用于固态聚合的时间优选为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。固态聚合优选在真空或氮气氛中进行。

根据本发明的聚酯基板优选例如是通过以下方法制备的双轴拉伸膜：将以上提及的聚酯熔融挤出为膜状，冷却并用流延鼓固化该聚酯以获得未拉伸膜，在Tg至(Tg+60)℃下在纵向方向上拉伸该未拉伸膜以使在一轮或两轮以上之后的总拉伸比为3倍至6倍，然后在Tg至(Tg+60)℃下在宽度方向上拉伸该膜以使拉伸比为3至5倍。

此外，聚酯基板可以任选地经受在180℃至230℃下1秒至60秒的热处理。

聚合物基板(特别地，聚酯基板)的厚度优选为约25μm至300μm。当该厚度为25μm以上时，聚合物基板在机械强度方面是满意的，并且当该厚度为300μm以下时，从成本上考虑是有利的。

特别地，随着厚度增大，聚酯基板在耐水解性方面趋于变差以及趋于不能承受长期使用。在本发明中，当厚度为120μm至300μm并且聚酯中羧基含量为2当量/t至50当量/t时，进一步实现增强对湿气和热的耐久性的效果。

-着色层-

根据本发明的着色层至少包含以2.5g/m²至8.5g/m²的量的颜料、和粘合剂。这个着色层可以任选地还包括其他组分如各种添加剂。

根据本发明的着色层的第一个功能是通过反射入射光中已通过太阳能电池且已到达背板而没有被用于发电的光部分并使该光部分返回至太阳能电池而增大太阳能电池组件的发电效率。第二个功能是在太阳能电池组件从太阳光进入一侧(前面侧)被观察时增强外观的装饰性。一般地，当太阳能电池组件从前面侧观察时，在太阳能电池周围看到背板。因此，通过对背板提供着色层，装饰性被增强，并且外观能够被改善。

(颜料)

根据本发明的着色层包含至少一种颜料。

作为颜料，例如，可以适当地选择并结合无机颜料如氧化钛、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(Prussianblue)、或炭黑；或者有机颜料如酞菁蓝或酞菁绿。

根据本发明的着色层包含以在2.5g/m²至8.5g/m²范围内的量的颜料。如果着色层中颜料的含量小于2.5g/m²，则所需的着色不被实现，并且不会获得所需的反射率或装饰性。此外，如果着色层中颜料的含量大于8.5g/m²，则着色层的表面状态变差，并且膜强度降低。

它们之中，更优选的颜料含量在4.5g/m²至8.0g/m²的范围内。

颜料的体积平均粒径优选为0.03μm至0.8μm，并且更优选为约0.15μm至0.5μm。当该平均粒径在上述范围内时，光反射的效率高。该平均粒径是利用激光分析/散射型粒径分布测量设备LA950(商品名，由Horiba，Ltd.制造)测得的值。

(粘合剂)

本发明的着色层包含至少一种粘合剂。

基于颜料的含量，粘合剂的含量优选在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，充分获得着色层的强度，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。

适用于根据本发明的着色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，并且从耐久性的角度考虑，优选丙烯酸类树脂或聚烯烃。此外，作为丙烯酸类树脂，还优选丙烯酸树脂和硅树脂的复合树脂。粘合剂的优选实例包括作为聚烯烃的实例的CHEMIPEARL S-120和S-75N(商品名，均由Mitsui Chemicals，Inc.制造)；作为丙烯酸类树脂的实例的JURYMER ET-410和SEK-301(商品名，均由Nihon Junyaku Co.，Ltd.制造)；以及作为丙烯酸类树脂和硅树脂的复合树脂的实例的CERANATEWSA1060和WSA1070(商品名，均由DIC Corp.制造)，H7620、H7630和H7650(商品名，均由Asahi Kasei Chemicals Corp.制造)。

(添加剂)

除了粘合剂和颜料之外，根据本发明的着色层可以任选地进一步包含添加剂如交联剂、表面活性剂和填料。

交联剂的实例包括环氧类、异氰酸酯类、三聚氰胺类、碳二亚胺类和唑啉类交联剂。它们之中，

唑啉类交联剂是优选的，并且具体地，可以优选使用将在以下描述的能够用于易粘附层中的那些交联剂。

在添加交联剂的情况下，基于着色层中粘合剂的含量，添加的量优选为5质量％至50质量％，并且更优选为10质量％至40质量％。当添加的交联剂的量为5质量％以上时，获得充分的交联效果同时保留着色层的强度和粘附性。当添加的量为50质量％以下时，可以保持涂布液的延长的储存期。

表面活性剂的实例包括已知的阴离子或非离子表面活性剂。当添加表面活性剂时，添加的量优选为0.1mg/m²至15mg/m²，并且更优选为0.5mg/m²至5mg/m²。当添加的表面活性剂的量为0.1mg/m²以上时，抑制收缩发生，并且可以实现满意的层形成。当添加的量为15mg/m²以下时，可以满意地实现粘附性。

除了上述的颜料之外，根据本发明的着色层可以进一步包含填料如二氧化硅。在添加填料的情况下，基于着色层中粘合剂的含量，添加的量优选为20质量％以下，并且更优选为15质量％以下。当添加的填料的量为20质量％以下时，可以获得所需的反射率或装饰性同时抑制颜料含量的降低。

(用于形成着色层的方法)

着色层的形成可以通过以下实施：将包含颜料的聚合物板附着于基板的方法；在基板形成期间共挤出着色层的方法；基于涂布的方法；等。具体地，着色层可以通过实施附着、共挤出、涂布等而直接、或经由厚度为2μm以下的下涂层形成在聚合物基板的表面上。由此形成的着色层可以处于直接接触聚合物基板的表面的状态，或者可以处于经由下涂层被层合在聚合物基板的表面上的状态。

在上述方法中，从方法方便且可以形成均匀薄膜的角度考虑，优选基于涂布的方法。

在实施涂布的情况下，可以使用利用例如凹版印刷式涂布机或刮条涂布机的已知涂布方法。

涂布液可以是利用水作为涂布溶剂的水性类型，或者利用有机溶剂如甲苯或甲乙酮的溶剂型。它们之中，从环境负荷的角度考虑，优选使用水作为溶剂。涂布溶剂可以以一种类型单独使用，或可以以混合物形式使用两种以上类型。

(下涂层)

在本发明的用于太阳能电池的背板中，可以在聚合物基板(载体)和着色层之间提供下涂层。下涂层的厚度优选在2μm以下，更优选为0.05μm至2μm，并且甚至更优选为0.1μm至1.5μm的厚度范围内。当该厚度为2μm以下时，可以满意地保持表面状态。此外，当该厚度为0.05μm以上时，容易确保必要的粘附性。

下涂层可以包含粘合剂。可以使用的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，下涂层可以包含环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、三聚氰胺类交联剂、碳二亚胺类交联剂或唑啉类交联剂；阴离子或非离子表面活性剂；填料如二氧化硅，等等。

对于所使用的涂布下涂层的方法或用于涂布液的溶剂没有特别限制。

作为涂布的方法，例如，可以使用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机。

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。关于溶剂，可以单独使用一种，或者可以以混合物使用两种以上。

涂布可以在双轴拉伸之后在聚合物基板上进行，或者可以通过在单轴拉伸之后在聚合物基板上涂布，然后在不同于第一拉伸的方向上拉伸聚合物基板的方法进行。此外，还可以接受的是在拉伸之前在基板上实施涂布，然后在两个方向上拉伸基板。

(性质)

当通过向着色层中添加白色颜料而形成反射层时，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。这里，光反射率为进入通过易粘附层表面、在反射层上被反射并通过易粘附层出来的光的量相对于入射光的量的比率。

当光反射率为75％以上时，已通过电池并进入内部的光可以有效地返回到电池，并因此增强发电效率的效果显著。光反射率可以通过将着色剂的含量控制在2.5g/m²至8.5g/m²的范围内而被调节至75％以上。

在将着色层构建为反射层的情况下，反射层的厚度优选为1μm至20μm，并且更优选为约1.5μm至10μm。当此厚度为1μm以上时，可以获得必要的装饰性或反射率。此外，当厚度为20μm以下时，可以满意地保持表面状态。

-易粘附层-

根据本发明的易粘附层包括以0.05g/m²至5g/m²的量的粘合剂和基于该粘合剂的含量以5质量％至400质量％的量的无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。易粘附层可以任选地进一步包含其他组分如添加剂。

易粘附层是用于紧密地将背板粘附至密封电池体中的太阳能电池器件(下文中，也称为发电器件)的密封材料的层。具体地，根据本发明的易粘附层被提供成使得对于密封电池体中的发电器件的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)密封材料的粘附力为10N/cm以上，并且优选为20N/cm以上。如果此粘附力小于10N/cm，则用于保持粘附性的耐湿热性不是满意的，并且随着时间过去出现剥落，使得不能获得具有优异的长时间耐久性的太阳能电池组件。通过将易粘附层中的粘合剂和无机细粒的量调节至上述范围的方法而获得所述粘附力。另一种方法可以是对粘附至密封材料的背板表面施加电晕处理的方法。

(粘合剂)

易粘附层包含至少一种粘合剂。

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NihonJunyaku Co.，Ltd.制造)；以及作为丙烯酸类树脂和硅树脂的复合树脂的实例的CERANATE WSA1060和WSA1070(商品名，均由DIC Corp.制造)，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在0.05g/m²至5g/m²的范围内。尤其，该含量优选在0.08g/m²至3g/m²的范围内。如果粘合剂的含量小于0.05g/m²，则不能获得期望的粘附力，并且如果该含量大于5g/m²，则不能获得满意的表面状态。

(细粒)

易粘附层包含至少一种类型的无机细粒。

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，从当易粘附层暴露于湿热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。

无机细粒的体积平均粒径优选为约10nm至700nm，并且更优选为约20nm至300nm。当该粒径在此范围内时，可以获得更满意的粘附性。该粒径是利用激光分析/散射型粒径分布测量设备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％，则当易粘附层暴露于湿热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)

易粘附层可以包含至少一种交联剂。

适用于易粘附层的交联剂的实例包括环氧类、异氰酸酯类、三聚氰胺类、碳二亚胺类和唑啉类交联剂。它们之中，从在湿气和热下经过一段时间之后确保粘附性的角度看，特别优选唑啉类交联剂。

唑啉类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′-八亚甲基-双(2-

唑啉)、2，2′-亚乙基-双(4，4′-二甲基-2-唑啉)、2，2′-对亚苯基-双(2-

唑啉)、2，2′-间亚苯基-双(2-

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-

唑啉基降莰烷)硫醚。此外，还优选使用这些化合物的(共)聚合物。

作为具有

唑啉基团的化合物，还可以使用EPOCROS K2010E，EPOCROS K2020E、EPOCROS K2030E、EPOCROS WS-500、EPOCROSWS-700(商品名，均由Nippon Shokubai co.，Ltd.制造)等。

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，可以保持涂布液的延长的储存期。

(添加剂)

根据本发明的易粘附层可以任选地包含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至基板的方法、或者基于涂布的方法进行。它们之中，从方法方便并且可以形成均匀薄膜的角度考虑，优选基于涂布的方法。

关于涂布方法，可以使用利用例如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。涂布溶剂可以以一种类型单独使用，或可以以混合物形式使用两种以上类型。

(性质)

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，并且当该厚度为8μm以下时，表面状态变得更满意。

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。

另外，本发明的用于太阳能电池的背板优选为使得在120℃和100％RH气氛中背板储存48小时之后对于EVA密封材料的粘附力为储存之前相对于EVA密封材料的粘附力的至少75％。本发明的用于太阳能电池的背板具有上述的易粘附层，其包含预定量的粘合剂和基于该粘合剂的含量的预定量的无机细粒，并且对于EVA密封材料具有10N/cm以上的粘附力，使得即使在诸如上述的储存之后，获得储存之前的粘附力的至少75％的粘附力。因此，在由此制造的太阳能电池组件中，背板的剥落和由此引起的发电性能降低被抑制，并且进一步改善长期耐久性。

(背板的制备)

本发明的用于太阳能电池的背板可以通过任何方法制备，只要该方法能够如上所述在聚合物基板上形成着色层和易粘附层即可。在本发明中，用于太阳能电池的背板可以通过以下制备方法合适地制备，该制备方法包括在聚合物基板上从聚合物基板侧依次地涂布用于着色层的涂布液和用于易粘附层的涂布液的步骤(涂布步骤)(制备本发明的用于太阳能电池的背板的方法)。

(a)用于着色层的涂布液是包含颜料和粘合剂的涂布液，并且用于形成包含以2.5g/m²至8.5g/m²的量的颜料和粘合剂的着色层。(b)用于易粘附层的涂布液是包含粘合剂和无机细粒的涂布液，并且用于形成这样的易粘附层，其包含以0.05g/m²至5g/m²的量的粘合剂和基于该粘合剂的含量以5质量％至400质量％的量的无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。构成聚合物基板的组分和各种涂布液的细节、以及这些组分的量的范围如上所述。

合适的涂布方法也如上所述，并且例如，可以使用凹版印刷式涂布机或刮条涂布机。

用于着色层的涂布液优选是其中这种涂布液中包含的60质量％以上的溶剂为水的涂布液。从环境负荷角度考虑，水性涂布液是优选的，并且当水的比例为60质量％以上时，有利的是环境负荷特别降低。

从环境负荷角度考虑，水在用于着色层的涂布液中的溶剂中的比例优选为更大，并且更优选以总溶剂含量的90质量％以上的量包含水。

在根据本发明的涂布步骤中，可以通过下列方法在聚合物基板上形成着色层：直接或经由厚度为2μm以下的下涂层将用于着色层的涂布液涂布在聚合物基板的表面上。

(太阳能电池组件)

本发明的太阳能电池组件通过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基板和上述本发明的用于太阳能电池的背板之间，并用乙烯-乙酸乙烯酯密封材料密封基板和背板之间的间隙而进行构建。

太阳能电池组件、太阳能电池和除背板以外的构件例如详细描述于“Constituent Materials for Solar Photovoltaic System(用于太阳能光伏系统的构成材料)”(由Sugimoto Eiichi编写，Kogyo Chosakai Publishing，Inc.2008年出版)中。

透明基板具有能够传输太阳光的光透射率，并且该基板能够恰当地选自能够传输光电材料。从发电效率的角度看，更优选具有较高光透过率的基板，并且作为这样的基板，例如，可以优选使用玻璃基板、或透明树脂如丙烯酸类树脂。

作为太阳能电池器件，可以采用各种已知的太阳能电池器件如硅类器件如单晶硅、多晶硅和非晶硅；以及第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。

实施例

下文中，将参考实施例具体地描述本发明，但本发明不意在局限于以下实施例。除非另有特别说明，单位“份”基于质量基础。

体积平均粒径利用激光分析/散射型粒径分布测量设备LA950(商品名，由Horiba，Ltd.制造)测量。

(实施例1)

(载体的制备)

-聚酯的合成-

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)酯并且保持在250℃温度和1.2×10⁵Pa压力下的酯化反应罐中。即使在供料完成之后，将酯化反应再进行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。

随后，基于要获得的聚合物的质量以0.3质量％的量向已经转移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，分别以在要获得的聚合物中30ppm的钴的量和15ppm的锰的量添加乙酸钴的乙二醇溶液和乙酸锰的乙二醇溶液。在将该混合物再搅拌5分钟之后，以在要获得的聚合物中5ppm的钛的量向混合物中添加钛醇盐化合物的2质量％乙二醇溶液。在5分钟后，以在要获得的聚合物中5ppm的磷的量向混合物中添加膦酰基乙酸三乙酯(ethyl diethylphosphonoacetate)的10质量％乙二醇溶液。接着，在以30rpm搅拌低聚物的同时，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的时间为60分钟。在达到预定搅拌扭矩的时间点，用氮气吹扫反应体系并恢复到常压，并停止缩聚反应。然后，将反应产物以丝条形状排放到冷水中，并且立即切割该丝条以制备聚合物的粒料(直径约3mm，长度约7mm)。另外，在启动压力降低之后花3小时达到预定搅拌扭矩。

作为钛醇盐化合物，使用在JP-A No.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％)。

-固态聚合-

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，由此进行固态聚合。

-基底的形成-

将在如上的固态聚合之后的粒料在280℃下熔融并在金属鼓上流延，由此制备厚度为约3mm的未拉伸基底。随后，将该未拉伸基底在90℃下在长度方向上拉伸至3倍并在120℃下在宽度方向上拉伸至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“双轴拉伸PET”)。

(反射层)

-颜料分散体的制备-

混合以下组成的组分，并使用Dyno Mill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。

(涂布液的组成)

·上述的颜料分散体 80.0质量％

·聚丙烯酸类树脂的水性分散液 19.2质量％

(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质量％

(NAROACTY CL95，商品名，由Sanyo Chemical Industries，Ltd.制造，固含量：1质量％)

·

唑啉化合物 2.0质量％

(EPOCROS WS-700，商品名，由Nippon Shokubai Co.，Ltd.制造，固含量：25质量％：交联剂)

·蒸馏水 7.8质量％

-反射层的形成-

将由此获得的涂布液涂布在双轴拉伸PET上并在180℃下干燥1分钟。因此，将二氧化钛的量为6.5g/m²的白色层(反射层)作为颜料层形成。

(易粘附层)

-用于易粘附层的涂布液的制备-

混合以下组成的组分，并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质量％

(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质量％

·

唑啉化合物 0.8质量％

(EPOCROS WS-700，商品名，由Nippon Shokubai Co.，Ltd.制造，固含量：25质量％；交联剂)

·二氧化硅细粒的水性分散体 2.9质量％

(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质量％

-易粘附层的形成-

将获得涂布液涂布在反射层上以实现0.09g/m²的粘合剂的量，并在180℃下干燥1分钟。由此，形成易粘附层。

如上所述，制得本发明的用于太阳能电池的背板(下文中，称为“样品板)。将此背板经受根据以下所示的方法的粘附性、在湿气和热下经过一段时间之后的粘附性、膜强度和表面状态的评价。结果在下表1中示出。

(评价)

-1.粘附性-

[A]在湿气和热下经过一段时间之前的粘附性

将如上所述制备的样品板切割成尺寸为20mm宽度×150mm长度，并由此制备两个样品条的板。将这两个样品条的板布置成每个条的易粘附层侧彼此面对，并将之前已经切割为尺寸为20mm宽度×100mm长度的EVA板(由Mitsui Chemicals Fabro，Inc.制造的EVA板：SC50B，商品名)夹在所述两个板之间。通过使用真空层合机(由Nisshinbo Holdings，Inc.制造的真空层合机)热压该组装体而将两个样品条的板粘附至EVA。这时用于粘附的条件如下所示。

利用真空层合机使组装体在128℃下经受真空3分钟，然后通过挤压2分钟而获得临时粘附性。之后，组装体在150℃的干燥烘箱中经受主要的粘附处理30分钟。这样，获得具有从彼此粘附的两个样品条的板的一个边缘的长度为20mm并且保持未粘附于EVA的区域，以及具有长度为100mm且粘附至EVA板的剩余区域的用于粘附性评价的样品。

将获得的用于粘附性评价样品的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，并且通过以180°的剥离角和300mm/min的牵引速率牵拉而进行试验。由此测量粘附力。

由此测得的粘附力用来根据以下评价标准对样品进行评级。在这些之中，4级和5级落入实践中可接受的范围。

(评价标准)

5：粘附性非常好(60N/20mm以上)

4：粘附性良好(30N/20mm至小于60N/20mm)

3：粘附性稍差(20N/20mm至小于30N/20mm)

2：出现粘附破坏(10N/20mm至小于20N/20mm)

1：粘附破坏显著(小于10N/20mm)

[B]在湿气和热下经过一段时间之后的粘附性

将所获得的用于粘附性评价的样品在120℃和100％RH的环境条件下储存48小时(在湿气和热下经过一段时间)，然后通过以在上述部分[A]中的相同方法测量粘附力。计算测得的储存之后的粘附力与[A]在湿气和热下经过一段时间之前用于粘附性评价的相同样品的粘附力的比值[％＝在湿气和热下经过一段时间之后的粘附力/[A]在湿气和热下经过一段时间之前的粘附力×100]。此外，基于在湿气和热下经过一段时间后测得的粘附力，通过与部分[A]相同的方法评价粘附力。

-2.膜强度-

将如上所述制备的样品板在25℃和65％RH的气氛中储存2小时，然后通过以2460mm/分钟的速率在宽度上的1kg/Gm负荷下用黑纸摩擦样品板而进行摩擦试验。视觉观察摩擦试验之后黑纸上的涂布层的粉末掉落程度，并根据以下评价标准计算粉末掉落的程度。这些之中，第3、4和5级落入实践中可接受的范围。

(评价标准)

5：没有粉末掉落。

4：观察到非常轻微的粉末掉落。

3：观察到轻微粉末掉落。

2：观察到强烈粉末掉落。

1：几乎在黑纸的整个表面上观察到粉末掉落。

-3.表面状态-

视觉观察如上所述制备的样品板的表面状态并根据以下评价标准进行计算。这些之中，第3、4和5级落入实践中可接受的范围。

(评价标准)

5：根本没有观察到不均匀或收缩。

4：观察到非常轻微的不均匀，但没有确认收缩。

3：观察到轻微的不均匀，但没有确认收缩。

2：清楚地确认不均匀，并且在一些区域中观察到收缩(少于10个收缩处/m²)。

1：清楚地确认不均匀，并且观察到10个以上的收缩处/m²。

-4.反射率-

利用装配有积分球附件设备ISR-2200(商品名)的分光光度计UV-2450(商品名，由Shimadzu Corp.制造)来测量在其中形成了反射层和易粘附层的样品板的表面一侧处的550nm光的反射率。这里，测量硫酸钡标准板的反射率作为参照，并且通过将参照反射率取为100％来计算样品板的反射率。

-5.双轴拉伸PET的羧基含量-

测量约0.1g双轴拉伸PET的重量w[g]，将其放入包含5mL苯甲醇的圆底烧瓶中，并将该烧瓶在盖上塞子的同时在205℃温度下保持24小时。之后，将内容物加入到15mL氯仿中。向这种液体中加入少量酚红指示剂，并用浓度为0.01N/L的氢氧化钾的苯甲醇溶液滴定该液体。在将滴定中所需的氢氧化钾溶液的量指定为x mL的同时，通过以下公式确定双轴拉伸PET的羧基的量(COOH基团的量)。

羧基含量(当量/t)＝0.01×x/w

(实施例2至18以及比较例1至10)

以与实施例1中相同方式制备用于太阳能电池的背板(样品板)，不同之处在于如下表1中所示改变实施例1中所使用的反射层中颜料涂布的量和粘合剂涂布的量、以及易粘附层中粘合剂涂布的量和无机细粒涂布的量，同时，对这些样品板进行评价。评价结果在下表1中示出。

然而，在比较例9和10中，没有提供易粘附层，并且对比较例10中的反射层以1.3kW/1m的电极的输出功率(表示每1m电极的输出功率)和500J/m²的处理强度进行电晕处理。

(实施例19和20以及比较例11至14)

以与实施例1中相同方式制备用于太阳能电池的背板(样品板)，不同之处在于将实施例1中使用的二氧化钛用群青蓝[ULTRAMARINE BLUENUBIFLOW，商品名，由Ozeki Co.，Ltd.制造]或炭黑(TOKABLACK#8500F，商品名，由Tokai Carbon Co.，Ltd.制造)代替，并且如下表1中所示改变是否存在易粘附层，同时，对这些样品板进行评价。评价结果在下表1中示出。

然而，是否存在易粘附层以及电晕处理如下表1中所示。没有进行反射率的测量。

(实施例21和22)

以与实施例1中的相同方式制备用于太阳能电池的背板(样品板)，不同之处在于将实施例1中用来制备部分“基底的形成”中的双轴拉伸PET的熔融温度从280℃升高至295℃(实施例21)和310℃(实施例22)，同时，对样品板进行评价。评价结果在下表1中示出。

(实施例23至25)

以与实施例1、21和22中的相同方式制备用于太阳能电池的背板(样品板)，不同之处在于将如下所示的下涂层提供在实施例1、21和22中使用的双轴拉伸PET上，同时对这些样品板进行评价。评价结果在下表1中示出。

-下涂层的形成-

通过混合以下组成的组分制备下涂层液，并将这种下涂层液涂布在双轴拉伸PET上。随后，将该液体在180℃下干燥1分钟，并由此形成涂布量为约0.1g/m²(厚度：约0.1μm)的下涂层。

(下涂层的组成)

·聚酯树脂 1.7质量％

(VYLONAL MD-1200，商品名，由Toyobo Co.，Ltd.制造，固含量：17质量％)

·聚酯树脂 3.8质量％

(PESRESIN A-520，商品名，由Takamatsu Oil&Fat Co.，Ltd.制造，固含量：30质量％)

·聚氧化烯烷基醚 1.5质量％

·碳二亚胺化合物 1.3质量％

(CARBODILITE V-02-L2，商品名，由Nisshinbo Holdings，Inc.制造，固含量：10质量％)

·蒸馏水 91.7质量％

(实施例26至39)

以与实施例1中的相同方式制备用于太阳能电池的背板(样品板)，不同之处在于如下表1中所示改变实施例1中使用的反射层和易粘附层的组成，同时对这些样品板进行评价。评价结果在下表1中示出。

(实施例40)

将厚度为3mm的钢化玻璃、EVA板(SC50B，商品名，由MitsuiChemicals Fabro，Inc.制造)、晶体类太阳能电池、EVA板(SC50B，商品名，由Mitsui Chemicals Fabro，Inc.制造)、以及实施例1的样品板(本发明的用于太阳能电池的背板)以这种顺序堆叠，然后利用真空层合机(由NisshinboHoldings，Inc.制造，真空层合机)进行热压以与EVA粘附。这时，将样品板设置成使得易粘附层与EVA板接触。此外，对于EVA的粘附条件为如下。

利用真空层合机在128℃下对组装体进行真空处理3分钟，然后通过挤压2分钟实现临时粘附。之后，将组装体在150℃的干燥烘箱中进行主要粘附处理30分钟。

这样，制得晶体类太阳能电池组件。将由此制得的太阳能电池组件用来实施发电，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。

如表1中所示，这些实施例在对于EVA密封材料的粘附性和反射率方面是优异的，并且由此获得的太阳能电池组件表现出满意的发电性能。相反，比较例表现出反射率降低，或者即使保持反射率，但粘附性(尤其，在湿气和热下经过一段时间之后的粘附性)显著降低。

通过引用将日本专利申请No.2010-008596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

1.一种用于太阳能电池的背板，所述背板在聚合物基板上从所述聚合物基板的侧面以以下顺序包括：

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池的背板，其中基于所述第一粘合剂的含量，所述着色层还含有5质量％至50质量％的交联剂。

3.根据权利要求1或2所述的用于太阳能电池的背板，其中基于所述第二粘合剂的含量，所述易粘附层还含有5质量％至50质量％的交联剂。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于太阳能电池的背板，其中所述背板在120℃和100％RH的气氛中储存48小时之后对于所述密封材料的粘附力为所述储存之前对于所述密封材料的粘附力的至少75％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于太阳能电池的背板，其中所述着色层直接或经由厚度为2μm以下的下涂层被设置在所述聚合物基板的表面上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于太阳能电池的背板，其中所述颜料为白色颜料，并且波长为550nm的光在所述背板的提供有所述着色层和所述易粘附层的表面上的反射率为75％以上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于太阳能电池的背板，其中所述聚合物基板包含羧基含量为35当量/吨以下的聚酯。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于太阳能电池的背板，其中所述着色层和所述易粘附层通过涂布形成。

9.一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括太阳光通过其进入的透明基板、太阳能电池器件以及根据权利要求1-8中任一项所述的用于太阳能电池的背板。

10.一种用于制备用于太阳能电池的背板的方法，所述方法包括：在聚合物基板上从所述聚合物基板侧面以以下顺序涂布含有第一粘合剂和颜料的第一涂布液，和含有第二粘合剂和无机细粒的第二涂布液，从而形成着色层和易粘附层，所述着色层含有所述第一粘合剂和2.5g/m²至8.5g/m²的所述颜料，所述易粘附层含有0.05g/m²至5g/m²的所述第二粘合剂和基于所述第二粘合剂的含量为5质量％至400质量％的所述无机细粒，并且对于乙烯-乙酸乙烯酯密封材料具有10N/cm以上的粘附力。

11.根据权利要求10所述的用于制备用于太阳能电池的背板的方法，其中所述第一涂布液还含有溶剂并且是其中60质量％以上的所述溶剂为水的水性涂布液。

12.根据权利要求10或11所述的用于制备用于太阳能电池的背板的方法，其中所述着色层通过以下方式形成在所述聚合物基板上：直接或经由厚度为2μm以下的下涂层将所述第一涂布液涂布在所述聚合物基板的表面上。