CN103057222A - 光伏电池之背板装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封装的或有外壳的半导体器件领域，具体为一种光伏电池之背板装置。一种光伏电池之背板装置，包含：一促进层；其特征是：还包含一基材层，其中该基材层系位于该促进层上，其中该基材层包含一高分子膜；以及一抗紫外线层，该抗紫外线层位于该基材层上，其中该抗紫外线层包含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子。本发明简化制程降低成本，具备高强度、高耐候性、阻水性、抗污、抗紫外线、耐燃兼反射层等效果。
Description
技术领域
本发明涉及封装的或有外壳的半导体器件领域，具体为一种光伏电池之背板装置。
背景技术
在国际油价不断高涨、屡创新高，全球石油资源有限，且人们的预期心理下使得传统燃石油、燃煤甚或核能等发电方式受到制限，因此，世界主要国家近年来乃积极研发以洁净的再生能源取代燃料矿物发电，以减轻传统发电方式所产生之污染问题。在目前所知的替代性能源中，无论是太阳能、风能、生质能、地热等，均为各先进国家共同推展的目标，其中，尤以太阳能的需求，因为应用及来源最为成熟及便捷而最为世界各国所接受，且产品寿命可长达20年以上，在全球石油价格上涨和暖化问题备受关注的压力下，各国政府越来越重视太阳能发电。
太阳能模块组成结构主要包括：低铁强化玻璃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene
Vinyl Acetate；EVA)、太阳能电池、背板、接线盒、框架。其中背板是由多层次的薄膜所组成，主要为保护电子零件使电子产品为耐用。早期背板的基材为玻璃，由于玻璃有容易破、重量重、架设麻烦、成本高等缺点，目前皆改用塑料基材为发展重点。
背板构造一般昔知为采多层贴合，阻绝层多为无机镀层，材料为氧化硅(Silicon
oxide)，氧化镁(magnesium oxide)、及氧化铝(Aluminum oxide)；接着层为聚胺酯(Polyurethane，PU)或聚酯纤维(polyester)；基材为聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)；亦有其它基材如聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyolefin；PE)。多层贴合需要涂胶与贴合，所需制程步骤较多，膜材大多使用杜邦独家生产之Tedlar
®PVF膜，因需求量大缺货严重且此膜须搭配特殊接着剂，投资成本高又无法拥有充分货源为其缺点。而无机镀层的投资设备偏贵、生产速度慢、整体的投资成本较高，对产业发展而言，无机镀层仍存在着许多有待改善的空间。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种具有高强度、高耐候性、阻水性、抗污、抗紫外线、耐燃兼反射层之光伏电池背板装置，本发明公开了一种光伏电池之背板装置。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种光伏电池之背板装置，包含：
一促进层；其特征是：还包含一基材层，其中该基材层系位于该促进层上，其中该基材层包含一高分子膜；以及一抗紫外线层，该抗紫外线层位于该基材层上，其中该抗紫外线层包含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子，其中该氟硅氧烷聚合物之结构式如下：
其中，R1与R2可以是相同或不同，且R1与R2系独立选自下列族群中之ㄧ者：C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C1～C20环烷基、C1～C20芳香基；a、b、c、m或者相同或者不同，其中a与m系正整数，b、c系非负整数，且b与c不同时为零。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该基材层之该高分子膜系选用聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、三酸醋纤维、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚环烯烃酯和环烯烃共聚物中的任意一种或任意几种以任意比例的混合。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该基材层之厚度为60μm～400μm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层之该无机纳米粒子选用二氧化钛和二氧化锆中的任意一种或两种以任意比例的混合，其中该无机纳米粒子之添加量为抗紫外线层质量的10%～30%。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该氟硅氧烷聚合物之结构式中的a系一介于1～50之正整数；b系一介于0～50之整数；c系一介于0～50之整数；m系一介于1～2000之正整数；其中，b与c不同时为0。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层之厚度为5μm～50μm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层更包含一硬化剂，该硬化剂选用有机钛酸盐、异氰酸盐、硅烷和三聚氰胺中的任意一种。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层包含有机聚合物和无机粒子。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之该有机聚合物系乙烯-醋酸乙烯共聚合物。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之醋酸乙烯酯之含量为EVA的3mol%～10mol%。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之该无机粒子为二氧化钛，其中二氧化钛之添加量为该促进层质量的5%～10%。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层之厚度为50μm～200μm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：更包含一紫外线吸收剂，其中该紫外线吸收剂系添加于该抗紫外线层与/或该促进层，其中该紫外线吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基苯酮或2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：更包含一阻水层，该阻水层位于该基材层与该抗紫外线层之间，其中该阻水层包含高分子材料和片状无机材料。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层之该片状无机材料选用云母或黏土，或者选用韵母和黏土以任意比例的混合。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之表面系经过下列处理之一者：环氧硅酮处理、氨基硅酮处理或丙烯酸酯硅酮处理。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之添加量为阻水层总质量的5%～35%。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之添加量为阻水层总质量的15%～30%。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料的厚度为1nm，粒径为100nm～1000nm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料的粒径为300nm～600nm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层之厚度为10μm～40μm。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层更包含一紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂系选用2-羟基-4-甲氧基苯酮或2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层的形成方式为湿式涂布制程。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层的形成方式为湿式涂布制程。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层的形成方式为贴膜制程。
所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层的形成方式为湿式涂布制程。
本发明藉由在阻水层中使用高分子材料与片状无机材料混合成膜，以形成片状堆栈排列结构，使得水分子的行进路径变长，进而达到阻水效果。
本发明藉由使用含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子的混合物之抗紫外线层，以提升上述光伏电池之背板装置的阻挡紫外线效果、耐候性、防水、及韧性等性能。
本发明藉由在抗紫外线层中使用含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子之混合物，上述氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子经过充分混合、干燥成膜后，使得上述抗紫外线层具有一光滑或押花处理的表面，让湿气不易附着；且上述抗紫外线层的膜面更可将照射进来之太阳光反射到吸光层，以增加阻挡紫外线之效率。
本发明可采用湿式制程涂布来完成，不仅大幅简化背板制程，更可降低制程成本，进而达到节能与操作便利之效果。
本发明包含基材层、阻水层、以及抗紫外线层。其中上述阻水层的片状堆栈之结构可让水分子穿越阻水层的行进路径变长，进而达到阻水效果。上述抗紫外线层包含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子，且上述氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子所形成之膜面不仅不易附着水分子，更具有反射光线之效果。更好的是，根据本说明书之光伏电池之背板装置可采用湿式制程涂布来完成。换言之，本发明除了简化制程降低成本之外，更具备高强度、高耐候性、阻水性、抗污、抗紫外线、耐燃兼反射层等效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是说发明另一结构的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种光伏电池之背板装置，如图1所示，光伏电池之背板装置100包含基材层120、抗紫外线层140、以及促进层160。上述基材层120之组成包含一高分子膜。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层120的高分子膜可以是选自下列族群之一者或其组合：聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET）、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(polyolefin；PE)、三醋酸纤维TAC(Triacetyl
cellulose)、聚碳酸酯(PolyCarbonate；PC）、聚甲基丙烯酸甲酯
[Poly(methacrylic acid methyl ester)；PMMA]、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(Poly 2,6- naphthalic acid second grade two ester；PEN)、聚环烯烃酯COC(cyclo
olefin copolymer或COP(cyclo olefin
polymer)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层120之厚度约为60μm～400μm。
根据本实施例，参见图1，上述抗紫外线层140可以是形成于上述基材层120上。上述抗紫外线层140包含氟硅氧烷聚合物和无机纳米粒子。上述之无机纳米粒子可以选自下列族群之一者或其组合：二氧化钛和二氧化锆。在根据本实施例之一较佳范例中，上述之无机纳米粒子可以是纳米二氧化钛粒子。根据本实施例，上述氟硅氧烷聚合物之结构式如下：
。
其中，R1与R2可以是相同或不同，且R1与R2系独立选自下列族群中之一者：C1～C20烷基(alkyl group)、C1～C20烷氧基(alkoxy group)、C1～C20环烷基(cyclic alkyl group)、C1～C20芳香基(aryl group)；a、b、c、m可以是相同或不同，且a、b、c、m各自为整数。在根据本实施例之一较佳范例中，a可以是介于1～50之正整数；b可以是介于0～50之整数；c可以是介于0～50之整数；m可以是介于1～2000之正整数；其中，b与c不同时为0。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述抗紫外线层140之厚度约为5μm～50μm。在根据本实施例之一较佳范例中，纳米二氧化钛粒子之添加量约为上述抗紫外线层140之10wt%～30wt%。
在本实施例之一较佳范例中，上述氟硅氧烷聚合物可以是一氟硅氧烷之多元醇共聚合物。根据本实施例之设计，上述氟硅氧烷之多元醇共聚合物因为成分中含有Si，所以可呈现出极佳的防水性与韧性。再者，上述氟硅氧烷之多元醇共聚合物与纳米二氧化钛充分混合、干燥成膜后，将形成一紧密结构。此一紧密结构使得上述抗紫外线层具有一光滑之膜面，进而让水气不易附着于上述抗紫外线层之表面。此外，上述抗紫外线层之白色膜面可将照射进来的太阳光予以反射，进而提升根据本说明书之背板装置的抗紫外线效率。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述抗紫外线层140可以更包含一硬化剂。上述硬化剂可以是选自下列族群之一者：有机钛酸盐(organic titanates)、异氰酸盐(isocyanates)、硅烷(silanes)、以及三聚氰胺(melamine)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述硬化剂可以是脂肪族异氰酸盐(aliphatic
isocyanates)。
根据本实施例，如图1所示，上述基材层120可以位于上述促进层160之上。上述促进层160包含有机聚合物和无机粒子。在根据本实施例之一较佳范例中，上述之有机聚合物可以是乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物(ethylene –
vinyl acetate copolymer；EVA)。更好的是，在根据本实施例之一较佳范例中，上述促进层160中的醋酸乙烯酯之含量(VA content)约为3mol%～10mol%。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述之无机粒子可以是二氧化钛。更好的是，上述二氧化钛之添加量约为5wt%～10wt%。
通常，基材层120不易与光伏电池的EVA封装层直接结合。因此，根据本实施例之设计，在基材层120上先形成上述促进层160，再与光伏电池的EVA封装层结合，即可有效改善光伏电池之背板装置100与光伏电池的EVA封装层之间的结合效果。在根据本实施例之一较佳范例中，上述促进层160之厚度约为50μm～200μm。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置100可以更包含紫外线吸收剂。上述紫外线吸收剂可以选择性地添加于上述之抗紫外线层140和/或促进层160之中。上述紫外线吸收剂可以是选自下列族群之一者：2-羟基-4-甲氧基苯酮(2- hydroxyl -
4- methoxy benzophenones)、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑 [2-(2' - hydroxyl
- 3', 5' - two - uncles - butyl benzyl)- 5-chloro- benzothriazoles]。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置100中的抗紫外线层140可采用卷对卷(roll to roll)的湿式涂布制程来形成于上述基材层120上。更好的是，根据本实施例之设计，上述的抗紫外线层140可不需使用接着层(primer)即可与基材层120结合。在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置100中的促进层160可以选用卷对卷的湿式涂布制程，或是使用贴膜制程，来形成于上述基材层120上。
实施例2
一种光伏电池之背板装置，如图2所示，光伏电池之背板装置200包含基材层220、阻水层240、以及抗紫外线层260。上述基材层220之组成包含一高分子膜。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层220的高分子膜可以是选自下列族群之一者或其组合：聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET）、聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyolefin；PE)、三醋酸纤维(Triacetyl
cellulose；TAC)、聚碳酸酯(PolyCarbonate；PC)、聚甲基丙烯酸甲酯
[Poly(methacrylic acid methyl ester)；PMMA]、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(Poly 2,6- naphthalic acid second grade two ester；PEN)、聚环烯烃酯COC(cyclo
olefin copolymer或环烯烃共聚物COP(cyclo olefin
polymer)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层220之厚度为60μm～400μm。
上述阻水层240可以是设置于上述基材层220之上。上述阻水层240的组成包含高分子材料和片状无机材料。上述之高分子材料可以是选自下列族群之一者或其组合：压克力(acrylate)和聚胺酯(Polyurethane；PU)。上述之片状无机材料可以是选自下列族群之一者或其组合：云母(Mica)和黏土(clays)。该片状无机材料之表面可使用环氧硅烷(epoxy-silane)处理、氨基硅烷(amino-silane)处理或丙烯酸酯硅烷(acrylic-silane)处理等方式来进行表面处理，其中，使用何种表面处理方式端视上述阻水层240中所使用之高分子材料种类而定。在根据本实施例之一较佳范例中，上述阻水层240之厚度约为10μm～40μm。上述片状无机材料之添加量约为5wt%～35wt%，在根据本实施例之一较佳范例中，上述片状无机材料之添加量约为15wt%～30wt%。上述片状无机材料的厚度约为1nm，且上述片状无机材料之粒径约为100nm～1000nm。在根据本实施例之一较佳范例中，上述片状无机材料之粒径的分布范围约为300nm～600nm。
根据本说明书之设计，上述阻水层240中的片状无机材料可形成片状堆栈之排列架构，使得水分子穿越阻水层的行进路径变长，进而达到极佳的阻水效果。更好的是，阻水层240中所使用的片状无机材料，例如纳米云母，除了阻水之外，更具有阻气、抗紫外线、抗燃、耐热等功效。
根据本实施例，参见图2，上述抗紫外线层260可以是位于上述阻水层240上。上述抗紫外线层260包含氟硅氧烷聚合物和无机纳米粒子。上述之无机纳米粒子可以选自下列族群之一者或其组合：二氧化钛、二氧化锆。在根据本实施例之一较佳范例中，上述之无机纳米粒子可以是纳米二氧化钛粒子。根据本实施例，上述氟硅氧烷聚合物之结构式如下：
其中，R1与R2可以是相同或不同，且R1与R2系独立选自下列族群中之一者：C1～C20烷基(alkyl group)、C1～C20烷氧基(alkoxy group)、C1～C20环烷基(cyclic alkyl group)、C1～C20芳香基(aryl group)；a、b、c、m可以是相同或不同，且a、b、c、m各自为整数。在根据本实施例之一较佳范例中，a可以是介于1～50之正整数；b可以是介于0～50之整数；c可以是介于0～50之整数；m可以是介于1～2000之正整数；其中，b与c不同时为0。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述抗紫外线层260之厚度约为5μm～50μm。在根据本实施例之一较佳范例中，纳米二氧化钛粒子之添加量约为上述抗紫外线层260之10wt%～30wt%。
在本实施例之一较佳范例中，上述氟硅氧烷聚合物可以是一氟硅氧烷之多元醇共聚合物。根据本实施例之设计，上述氟硅氧烷之多元醇共聚合物因为成分中含有Si，所以可呈现出极佳的防水性与韧性。再者，上述氟硅氧烷之多元醇共聚合物与纳米二氧化钛充分混合、干燥成膜后，将形成一紧密结构。此一紧密结构使得上述抗紫外线层260具有一光滑之膜面，进而让水气不易附着于上述抗紫外线层260之表面。此外，上述抗紫外线层之白色膜面可将照射进来的太阳光予以反射，进而提升根据本说明书之背板装置的抗紫外线效率。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述抗紫外线层260可以更包含一硬化剂。上述硬化剂可以是选自下列族群之一者：有机钛酸盐(organic titanates)、异氰酸盐(isocyanates)、硅烷(silanes)和三聚氰胺(melamine)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述硬化剂可以是脂肪族异氰酸盐(aliphatic
isocyanates)。
根据本实施例，如图2所示，上述基材层220可以位于上述促进层280之上。上述促进层280包含有机聚合物和无机粒子。在根据本实施例之一较佳范例中，上述之有机聚合物可以是乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物(ethylene –
vinyl acetate copolymer；EVA)。更好的是，在根据本实施例之一较佳范例中，上述促进层180中的醋酸乙烯酯之含量(VA content)约为3mol%～10mol%。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述之无机粒子可以是二氧化钛。更好的是，上述二氧化钛之添加量约为5wt%～10wt%。
通常，基材层220不易与光伏电池的EVA封装层直接结合。因此，根据本实施例之设计，在基材层220上先形成上述促进层280，再与光伏电池的EVA封装层结合，即可有效改善光伏电池之背板装置200与光伏电池的EVA封装层之间的结合效果。在根据本实施例之一较佳范例中，上述促进层280之厚度约为50μm～200μm。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置200可以更包含紫外线吸收剂。上述紫外线吸收剂可以选择性地添加于上述之抗紫外线层260、阻水层240和/或促进层280之中。上述紫外线吸收剂可以是选自下列族群之一者：2-羟基-4-甲氧基苯酮(2- hydroxyl -
4- methoxy benzophenones)、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑[2-(2' -
hydroxyl - 3', 5' - two - uncles - butyl benzyl)- 5- chloro - benzothriazoles]。
在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置200中的阻水层240与抗紫外线层260的形成可采用卷对卷(rollto
roll)的湿式涂布制程。更好的是，根据本实施例之设计，上述的阻水层240与抗紫外线层260在制程中可不需使用接着层(primer)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述光伏电池之背板装置200中的促进层280可以选用卷对卷的湿式涂布制程，或是使用贴膜制程，来形成于上述基材层220上。
以下将叙明数种根据本说明书之光伏电池之背板装置的较佳范例之结构、形成方式和测试结果。然而，本说明书之范围应以其后的申请专利范围为准，而不应以下列实施范例为限。
基本原材料准备：
以下实施范例分为单层涂布或双层涂布。其中，需使用A、B二溶液，其原材料种类如下：
A溶液之原材料(用以形成抗紫外线层)：
合成树脂(Resin)(a)：含氟硅氧烷之多元醇共聚合物(Fluro siloxane contained polyol)；
硬化剂(Curing agent)(d)：脂肪族异氰酸酯(Aliphatic isocyanate)；
纳米二氧化钛(a)：粒径20～30 nm；
纳米二氧化钛(b)：粒径200～300 nm；
纳米二氧化钛(c)：粒径400～600 nm；
紫外光吸收剂(紫外线absorption)(a)：2-羟基-4-甲氧基苯酮；
紫外光吸收剂(紫外线absorption)(b)：2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑；
溶剂(Solvent)：丁酮(Methyl
ethyl ketone；MEK)。
B溶液之原材料(用以形成阻水层)：
合成树脂(Resin)(b)：双酚A环氧树酯(bisphenol-A epoxy resin)；
云母(Mica)(a)：表面环氧硅烷处理之云母(epoxy-silane treated Mica；粒径100～1000 nm)；
云母(Mica)(b)：表面胺基硅烷处理之云母(amino-silane
treated Mica；粒径100～1000
nm)；
硬化剂(Curing agent)(a)：聚丙烯醚二胺(polyoxypropylenediamine)，Mw=230；
硬化剂(Curing agent)(b)：聚丙烯醚三胺(polyoxypropylenetriamine)，Mw=403；
硬化剂(Curing agent)(c)：聚丙烯醚二胺(polyoxypropylenediamine)，Mw=400；
溶剂：丁酮(Methyl ethyl ketone；MEK)。
实验1、阻水试验比较：
本实验采单层涂布，需配制B溶液，其比例及方法如下：
把溶液B之云母(Mica)(a)、合成树脂(Resin)(b)、溶剂(Solvent)先混合分散均匀后，再加入硬化剂(Curing agent)(a)混合分散均匀。将混合完成之溶液B使用刮刀涂布不同厚度于聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)基材上。硬化条件为120℃/3hr。
范例1
溶液B：云母(Mica)(a)14.2g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂16g。
范例2
溶液B：云母(Mica)(b)14.3g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂14g。
范例3
溶液B：云母(Mica)(b)15.3g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(b)8.4g、溶剂15g。
范例4
溶液B：云母(Mica)(a)15.1g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(c)8g、溶剂25g。
范例5
本范例采两层涂布，需配制A、B二溶液，其比例及方法如下：
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g；
溶液B：云母(Mica)(a)14.2g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂15g。
步骤一：把溶液B之云母(Mica)(a)、合成树脂(Resin)(b)、溶剂等先予以混合分散均匀后，再加入硬化剂(Curing
agent)(a)混合分散均匀。把混合完成之溶液B使用刮刀涂布不同厚度于125μm之聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate，PET)基材上，硬化条件为120℃/3hr。(此层为根据本说明书之阻水层)；
步骤二：把溶液A之合成树脂(Resin)(a)、纳米二氧化钛(a)、溶剂等先混合分散均匀后，再加入硬化剂(Curing
agent)(d)混合分散均匀。把混合完成之溶液A使用刮刀涂布于步骤一之膜材上，涂布厚度约为40μm，硬化条件为75℃/2hr。(此层为根据本说明书之抗紫外线层)
比较例1
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(b)10.5g、溶剂18g。
把溶液A之合成树脂(Resin)(a)、纳米二氧化钛(b)、以及溶剂先混合分散均匀后，再加入硬化剂(Curing
agent)(d)混合分散均匀。将混合完成之溶液A使用刮刀涂布于聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET)基材上，硬化条件为75℃/2hr。
比较例2
聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)膜材(125μm)。
比较例3
三醋酸纤维(Triacetyl cellulose；TAC)膜材(80μm)。
比较例4
Madico商品A膜材(245μm)。
比较例5
Madico商品B膜材(166μm)。
上述各范例与比较例之透水测试结果如下表一。
表一
实验2、阻水层参数试验：
本实验中的参数设计为固定云母(Mica)种类为云母(Mica)(a)，硬化剂为硬化剂(Curing
agent)(a)，基材为聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)。藉由改变添加不同量之云母(Mica)与涂布厚度来测试其阻水性。本实验采两层涂布，需配制A、B二溶液。其中，A溶液为固定配方，其配制方法步骤参照上述之范例五。
范例6
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)11.5g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂20g。
范例7
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)11.5g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂10g。
范例8
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)3g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g。
范例9
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)14.2g、合成树脂(Resin)脂(b)20g、硬化剂(Curing agent)(a)6.4g、溶剂14g。
范例10
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)11.5g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂12g。
范例11
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)21.5g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g、溶剂24g。
范例12
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂15g。
溶液B：云母(Mica)(a)1.5g、合成树脂(Resin)(b)20g、硬化剂(Curing
agent)(a)6.4g。
上述各范例之透水测试结果如下表二。
表二
实验3、紫外线老化试验比较：
本实验采单层涂布，需配制A溶液，其比例及方法如下:
把溶液A之合成树脂(Resin)、纳米二氧化钛、溶剂(Solvent)、紫外光(紫外线)吸收剂先混合分散均匀后，再加入硬化剂(Curing
agent)(d)混合分散均匀。把混合完成之溶液A使用刮刀涂布不同厚度于125μm之聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET)基材上，硬化条件为75℃/2hr。
范例13
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、溶剂20g、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate，PET)基材。
范例14
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、紫外光吸收剂(紫外线
absorption)(a)0.65g、溶剂22g、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)基材。
范例15
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(a)10.5g、紫外光吸收剂(紫外线
absorption)(b)0.65g、溶剂20g、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)基材。
范例16
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(b)10.5g、紫外光吸收剂(紫外线
absorption)(a)0.65g、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate，PET)基材。
范例17
溶液A：合成树脂(Resin)(a)50g、硬化剂(Curing agent)(d)5g、纳米二氧化钛(c)10.5g、紫外光吸收剂(紫外线
absorption)(a)0.65g、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate，PET)基材。
上述各范例之紫外线老化测试结果如下表三与表四。
表三、紫外线老化1000小时测试结果
表四、紫外线老化4500小时测试结果
实验4、EVA涂布：
将醋酸乙烯酯含量(VA content)为3mol%～10mol%之乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl
Acetate，EVA)(熔点105～108℃)以150℃加温熔化，加入5wt%～10wt%之纳米二氧化钛充分混炼后，冷却制粒，以热熔涂布(Hot
melt)方式涂布在聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)膜表面上，以作为促进接着层。其厚度约80μm～120μm。
由上可知，根据本实施例之设计，光伏电池之背板装置中的阻水层具有极佳的阻气、阻水、抗紫外线、抗燃、耐热等特性，且抗紫外线层具有持久的抗紫外线、耐气候性、抗污、耐燃、增加光反射效率等性能。更好的是，以本实施例之设计相较于现有技术之作法，本实施例揭露技术所使用之材料成本较低，且制程更简化。现有技术中，光伏电池之背板装置中的抗紫外线层多为由杜邦公司独家生产之Tedlar
® PVF膜。但是，Tedlar膜除了因为技术被寡占而量少价高之外，在使用时更需使用贴膜制程并搭配特殊之接着剂，所以Tedlar膜对光伏电池之背板的生产厂商而言，存在着制程与材料成本高，以及难以拥有充分且稳定之原料货源等困扰。然而，根据本实施例之抗紫外线层不仅其组成成分没有材料成本高或是被少数厂商寡占的问题，更好的是，根据本实施例之抗紫外线层可以采用湿式涂布制程，且在制程中不需另行搭配特殊的接着剂。所以，相较于现有技术的Tedlar膜，本实施例所揭露的抗紫外线层除上述各项优秀性能之外，更可大幅降低背板生产成本与简化制程，进而达到节能与操作便利之效果。
再者，现有技术中，光伏电池之背板装置大多使用材料为氧化硅、氧化镁、或氧化铝之无机镀层来作为阻水层/阻绝层。上述无机镀层在制程操作上需要经过涂胶与贴合等多层贴膜制程。除了贴膜制程的步骤较多之外，无机镀层的设备投资偏贵、生产速度慢、整体的投资成本较高等问题，对光伏电池之背板的生产厂商而言，都是沉重且两难的负担。然而，根据本实施例之阻水层的形成可以采用操作简单且可较快速完成的湿式涂布制程。所以，相较于现有技术的无机镀层，根据本实施例所揭露技术的阻水层除上述各项优秀性能之外，更可大幅降低背板生产成本与简化制程，进而达到节能与操作便利之效果。
此外，在现有技术中，为改善光伏电池之背板装置中的基材层与光伏电池的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate；EVA)封装层之间的结合效果，通常会在基材层与光伏电池的EVA封装层之间加入一层由杜邦公司独家生产之Tedlar
® PVF膜。但是，如上所述，Tedlar膜对光伏电池之背板的生产厂商而言，存在着制程、材料成本，以及稳定之原料货源等困扰。相对地，根据本实施例之促进层不仅其组成成分没有材料成本高，或是被少数厂商寡占的问题。更好的是，根据本实施例之促进层可以采用湿式涂布制程或是贴膜制程来完成。所以，相较于现有技术的Tedlar膜，本实施例所揭露的促进层可大幅降低背板之生产成本，使背板之生产厂商更具竞争力。
综上所述，本实施例揭露一光伏电池之背板装置。上述光伏电池之背板装置至少包含一基材层和一抗紫外线层。为增进上述光伏电池之背板装置与光伏电池的EVA封装层之结合性，上述光伏电池之背板装置可更包含一位于基材层与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate；EVA)封装层之间的促进层。习知该项技艺者皆知，光伏电池(photovoltaic cell)大致可区分为结晶系(crystal)与薄膜(thin film)两大类。对结晶系光伏电池而言，其背板的透水值(water
vapor transmission rate；WVTR；或称“水蒸气透过率”)要求需小于2g/m2•day。很明显地，上述根据本实施例的光伏电池之背板装置可以轻松通过此一测试。对薄膜系光伏电池而言，其背板的WVTR必须小于0.2g/m2•day。根据本实施例的设计，在上述基材层与抗紫外线层之间可以更包含一阻水层。更好的是，此一设计的光伏电池之背板装置可满足上述薄膜系光伏电池之要求。亦即，上述光伏电池之背板装置可呈现高强度、高耐候性，以及优良的阻水性、抗污、抗紫外线、耐燃兼反射层等效果，可应用于各式的光伏电池。更好的是，根据本实施例揭露技术的光伏电池之背板装置不需使用高价的材料，也不会有原料遭寡占而供需不均之问题。更好的是，上述光伏电池之背板装置可采用湿式制程涂布来完成，不仅大幅简化背板制程，更可降低制程成本，进而达到节能与操作便利之效果。因此，根据本实施例揭露之技术，可提供产业界更具竞争力且同时具有优越性能之光伏电池之背板装置。
Claims (26)
1.一种光伏电池之背板装置，包含：
一促进层；其特征是：还包含
一基材层，其中该基材层系位于该促进层上，其中该基材层包含一高分子膜；以及一抗紫外线层，该抗紫外线层位于该基材层上，其中该抗紫外线层包含氟硅氧烷聚合物与无机纳米粒子，其中该氟硅氧烷聚合物之结构式如下：
其中，R1与R2可以是相同或不同，且R1与R2系独立选自下列族群中之ㄧ者：C1～C20烷基、C1～C20烷氧基、C1～C20环烷基、C1～C20芳香基；a、b、c、m或者相同或者不同，其中a与m系正整数，b、c系非负整数，且b与c不同时为零。
2.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该基材层之该高分子膜系选用聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、三酸醋纤维、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚环烯烃酯和环烯烃共聚物中的任意一种或任意几种以任意比例的混合。
3.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该基材层之厚度为60μm～400μm。
4.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层之该无机纳米粒子选用二氧化钛和二氧化锆中的任意一种或两种以任意比例的混合，其中该无机纳米粒子之添加量为抗紫外线层质量的10%～30%。
5.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该氟硅氧烷聚合物之结构式中的a系一介于1～50之正整数；b系一介于0～50之整数；c系一介于0～50之整数；m系一介于1～2000之正整数；其中，b与c不同时为0。
6.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层之厚度为5μm～50μm。
7.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层更包含一硬化剂，该硬化剂选用有机钛酸盐、异氰酸盐、硅烷和三聚氰胺中的任意一种。
8.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层包含有机聚合物和无机粒子。
9.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层之厚度为50μm～200μm。
10.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：更包含一紫外线吸收剂，其中该紫外线吸收剂系添加于该抗紫外线层与/或该促进层，其中该紫外线吸收剂选用2-羟基-4-甲氧基苯酮或2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑。
11.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：更包含一阻水层，该阻水层位于该基材层与该抗紫外线层之间，其中该阻水层包含高分子材料和片状无机材料。
12.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该抗紫外线层的形成方式为湿式涂布制程。
13.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层的形成方式为湿式涂布制程。
14.如权利要求1所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层的形成方式为贴膜制程。
15.如权利要求8所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之该有机聚合物系乙烯-醋酸乙烯共聚合物。
16.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层之该片状无机材料选用云母或黏土，或者选用韵母和黏土以任意比例的混合。
17.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之表面系经过下列处理之一者：环氧硅酮处理、氨基硅酮处理或丙烯酸酯硅酮处理。
18.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之添加量为阻水层总质量的5%～35%。
19.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料之添加量为阻水层总质量的15%～30%。
20.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料的厚度为1nm，粒径为100nm～1000nm。
21.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该片状无机材料的粒径为300nm～600nm。
22.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层之厚度为10μm～40μm。
23.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层更包含一紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂系选用2-羟基-4-甲氧基苯酮或2-(2'-羟基-3',5'-二-叔-丁基苯基)-5-氯代-苯并三唑。
24.如权利要求11所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该阻水层的形成方式为湿式涂布制程。
25.如权利要求15所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之醋酸乙烯酯之含量为EVA的3mol%～10mol%。
26.如权利要求15所述的光伏电池之背板装置，其特征是：其中该促进层中之该无机粒子为二氧化钛，其中二氧化钛之添加量为该促进层质量的5%～10%。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875832A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-03 | 宁波惠之星新材料科技有限公司 | 一种抗uv低水接的tac薄膜及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1149304A (zh) * | 1994-05-30 | 1997-05-07 | 大金工业株式会社 | 氟硅氧烷化合物及含有该化合物的组合物 |
| EP1065731A2 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell module with polymeric resin sealing layers |
| CN101359695A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-02-04 | 中国乐凯胶片集团公司 | 一种太阳能电池背板 |
| CN102074589A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种太阳能电池背板及其制备方法 |
| TWM411663U (en) * | 2011-05-19 | 2011-09-11 | Asia Electronic Material Co | Solar cell back plate structure |
-
2011
- 2011-10-21 CN CN2011103230637A patent/CN103057222A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1149304A (zh) * | 1994-05-30 | 1997-05-07 | 大金工业株式会社 | 氟硅氧烷化合物及含有该化合物的组合物 |
| EP1065731A2 (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell module with polymeric resin sealing layers |
| CN101359695A (zh) * | 2008-09-02 | 2009-02-04 | 中国乐凯胶片集团公司 | 一种太阳能电池背板 |
| CN102074589A (zh) * | 2009-11-20 | 2011-05-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种太阳能电池背板及其制备方法 |
| TWM411663U (en) * | 2011-05-19 | 2011-09-11 | Asia Electronic Material Co | Solar cell back plate structure |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111875832A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-03 | 宁波惠之星新材料科技有限公司 | 一种抗uv低水接的tac薄膜及其制备方法 |
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