CN103429429A - 易粘合板和用于太阳能电池的保护板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使在湿热环境中老化之后也与密封材料具有良好粘附性的易粘合板,所述易粘合板包括基材膜和烯烃系聚合物层,所述烯烃系聚合物层设置在所述基材膜的至少一个表面上并且含有:至少一种粘合剂,所述粘合剂是具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂;至少一种着色颜料,所述着色颜料选自氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料;以及交联剂。

Description

易粘合板和用于太阳能电池的保护板
技术领域
本发明涉及易粘合板、用于太阳能电池的保护板、用于太阳能电池的背板部件、用于太阳能电池的背板和太阳能电池模块。
背景技术
通常,使用层压方法等制造其中使用晶体硅、非晶硅等用于太阳能电池元件的太阳能电池模块,所述方法中将透明前基板,其位于太阳光入射侧、电池侧基板,其中将作为光伏元件的太阳能电池元件用密封材料密封、背面保护板层(用于太阳能电池的背板)等相继层叠,抽真空,并且热压。因为太阳能电池放置在长时间直接暴露于太阳光和雨的环境中,如在屋顶上,需要构成太阳能电池模块的相应的层具有多种功能,典型地包括在湿热环境中的耐久性。
过去,玻璃频繁地用于透明前基板或用于太阳能电池的背板;然而,近年来,对于使用其中将主要包括树脂膜的基材用于前基板或用于太阳能电池的背板的用于太阳能电池的保护板存在需要,因为可以通过层叠功能层添加多种功能并且可以通过减小太阳能电池模块的重量降低成本。
以上用于太阳能电池的保护板常常形成如上所述的多种功能层的层压体。典型的功能层的实例包括:用于将层压体密切附着至密封材料的粘合剂层、用于通过提供对透射穿过透明前基板和电池侧基板的太阳光的反射功能而增加太阳能电池元件的显现效率(expression efficiency)的白色层、优选安装在用于太阳能电池的保护板的最外层上的耐候层,等。
虽然如上所述用于太阳能电池的保护板需要具有多种功能,在这些功能中,特别需要的是在湿热环境中的耐久性,其直接影响太阳能电池模块的使用寿命。特别地,出于太阳能电池模块在湿热环境中的耐久性的观点,最重要的是防止密封材料从用于太阳能电池的保护板剥落和水分侵入至电池侧基板中。即,对于在湿热环境中对在太阳能电池模块中使用的密封材料具有良好粘附性的用于太阳能电池的保护板存在需要。
然而,对于与在太阳能电池模块中使用的密封材料接触的用于太阳能电池的背板的最外层,很少研究在通常环境中的粘附性,更不用说在湿热环境中的粘附性。例如,专利文献1简单地描述了将用于太阳能电池的背板层叠在由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(在下文中也称为EVA)制成的填充物(密封材料)上,而没有描述如何将背板附着至填充物。此外,专利文献1描述了关于在密封材料侧上的用于太阳能电池的背板的最外层的层的多个方式,但是没有描述对密封材料的粘附性。此外,在专利文献2中,将用于太阳能电池的背板和在太阳能电池模块中使用的密封材料通过由树脂组合物制成的挤出树脂层层叠并且热压,但没有描述挤出树脂层的组成或性质。
同时,描述了其中在太阳能电池模块中使用的密封材料与在密封材料侧的用于太阳能电池的背板的最外层之间设置粘合剂层的实例。例如,专利文献3描述了一种用于太阳能电池的背板,其中将无机氧化物的沉积膜设置在基材膜的单个表面上,并且将包含增白剂和紫外吸收剂的耐热聚丙烯系树脂膜层叠在设置有无机氧化物沉积膜的基材膜的两个表面上,并且专利文献3在实施例中公开了其中将由EVA制成的密封材料使用丙烯酸类粘合剂层层叠在用于太阳能电池的背板的最外层上的方式。
同时,近年来,也仅在很小的程度上已知其中研究了在密封材料侧上的用于太阳能电池的背板的最外层的材料并且研究了在太阳能电池模块中使用的密封材料与在密封材料侧上的用于太阳能电池的背板的最外层之间的直接粘附性的实例(参考专利文献4)。专利文献4描述了以下方式,其中由包括耐候基材膜的至少两个以上层构成的用于太阳能电池的背板在所述太阳能电池背板的粘附至构成太阳能电池模块的填充物的最内侧表面上具有粘合剂涂层,所述粘合剂涂层用主要包含氧化钛的白色颜料着色。专利文献4描述了优选使用丙烯酸类树脂、环氧系树脂、苯酚系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、苯乙烯系树脂、硅氧烷系树脂或其改性物作为用于对EVA具有粘附性的粘合剂涂层的树脂,并且该树脂在以上中优选包括聚丙烯酸类树脂。此外,专利文献4仅在实施例中公开了其中粘合剂涂层包含引入了聚酯骨架的丙烯酸类树脂和丙烯酸树脂的方式。
专利文献5公开了通过在PET膜上涂布包含烯烃系树脂、唑啉化合物和作为细粒的硅、锡、锆和铝的涂布液获得的薄板。
专利文献6公开了通过在PET膜上涂布包含酸改性的聚烯烃树脂和
Figure BDA00003764488800032
唑啉交联剂的涂布液获得的薄板。
引用列表
专利文献
[专利文献1]日本专利号2006-073793
[专利文献2]JP-A-2006-210557
[专利文献3]JP-A-2007-306006
[专利文献4]JP-A-2010-109240
[专利文献5]JP-A-2011-29397
[专利文献6]JP-A-2010-251679
发明概述
技术问题
然而,当发明人使用在专利文献3和4中描述的方法制造太阳能电池模块并且将太阳能电池模块在湿热环境中老化时,在湿热环境中太阳能电池模块中的密封材料与用于太阳能电池的保护板之间的粘附性仍然保持在不令人满意的水平。
此外,虽然描述了在专利文献6中所述的薄板在高温和高湿环境等中在强度保持性质方面出色,并且在专利文献6的实施例中使用由Mitsuichemicals Fabro Inc.制造的SC-50B,即,标准交联EVA,但是发现,在其中使用高速交联EVA(其因为可以提高生产效率而在最近越来越多地使用)的情况下,粘合力不能达到所需的水平,并且在将太阳能电池模块在湿热环境中老化之后保持在不能令人满意的水平。
因此,本发明的目标是提供即使在湿热环境中老化之后也对密封材料具有良好的粘合力的用于太阳能电池的保护板。
解决问题的方式
作为用于实现以上目标的详尽研究的结果,发明人发现:通过使用具有特定范围内的弹性模量和特定骨架的粘合剂并且提供向其添加了特定着色颜料和特定交联剂的层,可以提高在105℃和100%相对湿度的环境条件下保持48小时(在湿热环境中老化)的保护板的粘附性。
特别地,所发现的是,与向其添加了特定粘合剂和特定着色颜料(钛等)但不添加交联剂的层,或向其添加了特定粘合剂和交联剂但不加入特定着色颜料(钛等)的层相比,在105℃和100%相对湿度的环境条件下保持48小时(在湿热环境中老化)的具有向其添加的特定粘合剂、特定着色颜料(钛等)和交联剂的层的粘附性显著地提高。
即,作为用于实现所述目标的具体手段的本发明的构成如下。
[1]一种易粘合板,其包括:基材膜;和烯烃系聚合物层,所述烯烃系聚合物层设置在所述基材膜的至少一个表面上并且含有:至少一种粘合剂,所述粘合剂是具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂;至少一种着色颜料,所述着色颜料选自氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料;以及交联剂。
[2]在根据[1]所述的易粘合板中,所述烯烃系粘合剂优选是酸改性的烯烃系粘合剂。
[3]在根据[1]或[2]所述的易粘合板中,所述酸改性优选是(甲基)丙烯酸。
[4]在根据[1]至[3]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系粘合剂中烯烃单元与酸单元的共聚比(摩尔比)优选在99.9∶0.1至90∶10的范围内。
[5]在根据[1]至[4]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系粘合剂的熔点优选为75℃以上。
[6]在根据[1]至[5]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系粘合剂的主链优选包含乙烯单元。
[7]在根据[1]至[6]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系粘合剂优选包含(甲基)丙烯酸酯单元。
[8]在根据[1]至[7]中的任一项所述的易粘合板中,涂布在所述基材膜上的所述着色颜料的量优选为3g/m2至20g/m2
[9]在根据[1]至[8]中的任一项所述的易粘合板中,所述着色层中所述着色颜料相对于全部所述粘合剂树脂和所述交联剂的总体积的体积分数优选为20%至200%。
[10]在根据[1]至[9]中的任一项所述的易粘合板中,所述着色颜料优选是氧化钛。
[11]在根据[1]至[10]中的任一项所述的易粘合板中,所述交联剂优选是具有唑啉基的化合物。
[12]在根据[11]所述的易粘合板中,相对于所述烯烃系粘合剂,所述具有
Figure BDA00003764488800052
唑啉基的化合物的质量分数优选在10%至30%的范围内。
[13]在根据[11]或[12]所述的易粘合板中,所述具有
Figure BDA00003764488800053
唑啉基的化合物优选是水溶性的。
[14]在根据[11]至[13]中的任一项所述的易粘合板中,所述具有
Figure BDA00003764488800054
唑啉基的化合物优选是包含(甲基)丙烯酸酯单元的共聚物。
[15]在根据[1]至[14]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系聚合物层的厚度优选为30μm以下。
[16]在根据[1]至[15]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系聚合物层优选通过涂布制造。
[17]在根据[1]至[16]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系聚合物层中的溶剂残留率优选为0.05质量%以下。
[18]在根据[1]至[17]中的任一项所述的易粘合板中,所述烯烃系聚合物层和所述基材膜优选彼此直接接触。
[19]根据[1]至[17]中的任一项所述的易粘合板,所述易粘合板优选包括:在所述烯烃系聚合物层与所述基材膜之间的至少一个单独层(separate layer)。
[20]在根据[19]所述的易粘合板中,所述单独层的厚度优选小于2μm。
[21]在根据[19]或[20]所述的易粘合板中,所述单独层的主要组分是聚酯系树脂。
[22]根据[1]至[21]中的任一项所述的易粘合板,所述易粘合板优选还包括:在所述基材膜的与设置有所述烯烃系聚合物层的表面相反的表面上的耐候层,所述耐候层包括氟树脂和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂(silicone-acryl composite resin)中的至少一种。
[23]在根据[1]至[22]中的任一项所述的易粘合板中,所述基材膜的设置有所述着色层的表面在550nm的波长优选具有65%以上的光反射率。
[24]一种用于太阳能电池的保护板,其包括:根据[1]至[23]中的任一项所述的易粘合板。
[25]一种用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板,其包括:根据[1]至[23]中的任一项所述的易粘合板或根据[24]所述的用于太阳能电池的保护板。
[26]一种用于太阳能电池的层压体,其包括:根据[1]至[23]中的任一项所述的易粘合板或根据[24]所述的用于太阳能电池的保护板;以及聚合物层,所述聚合物层直接地至少粘附至所述易粘合板或所述用于太阳能电池的保护板的在烯烃系聚合物层侧的表面并且包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
[27]一种太阳能电池模块,其包括:在太阳光入射侧的透明前基板;太阳能电池元件;密封材料,所述密封材料密封所述太阳能电池元件;以及用于太阳能电池的背板,所述用于太阳能电池的背板在所述前基板的相反侧设置在所述密封材料上并且粘附至所述密封材料,其中所述用于太阳能电池的背板包括根据[25]所述的用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板,并且所述用于太阳能电池的背板部件或所述用于太阳能电池的背板中的所述烯烃系聚合物层直接地粘附至所述密封材料。
[28]一种太阳能电池模块,其包括:在太阳光入射侧的透明前基板;太阳能电池元件;密封材料,所述密封材料密封所述太阳能电池元件;以及用于太阳能电池的背板,所述用于太阳能电池的背板在所述前基板的相反侧设置在所述密封材料上并且粘附至所述密封材料,其中根据[26]所述的用于太阳能电池的层压体被包括作为所述用于太阳能电池的背板和所述密封材料。
发明的有益效果
根据本发明,提供即使在湿热环境中老化之后也对密封材料具有良好的粘合力的用于太阳能电池的保护板。
附图简述
图1是示意性地示例本发明的太阳能电池模块的构成的一个实例的截面图。
实施方案详述
在下文中,将详细描述本发明的易粘合板、为此使用的材料等。
下述构成要件的描述可以基于本发明的典型实施方案,但本发明不限于上述实施方案。同时,在本说明书中使用“至”表示的数值范围包括“至”之前和之后描述的数值作为下限值和上限值。
[易粘合板]
本发明的易粘合板(因为下面描述的本发明的用于太阳能电池的保护板包括本发明的易粘合板,在下文中,在说明书中使用本发明的易粘合板用于太阳能电池的情况下,存在将易粘合板称为用于太阳能电池的保护板的情况)包括基材膜;和烯烃系聚合物层,所述烯烃系聚合物层设置在基材膜的至少一个表面上并且含有:至少一种粘合剂,所述粘合剂为具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂;至少一种着色颜料,所述着色颜料选自氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料;以及交联剂。
以上构成使得本发明的用于太阳能电池的保护板在湿热环境中老化之后对密封材料具有良好的粘合力。此外,归因于本发明的用于太阳能电池的保护板的以上特性,利用本发明的用于太阳能电池的保护板对密封材料的良好的粘合力即使在湿热环境中老化之后也不造成太阳能电池模块的剥离,其中使用了本发明的用于太阳能电池的保护板的太阳能电池模块可以长时间稳定地保持发电性能。
在下文中,将描述本发明的用于太阳能电池的保护板。
<易粘合板的构成>
图1示例了本发明的易粘合板、使用本发明的易粘合板作为用于太阳能电池的保护板的用于太阳能电池的背板部件、用于太阳能电池的背板和用于太阳能电池的层压体,以及使用了本发明的用于太阳能电池的保护板的太阳能电池模块的构成的一个实例的说明。用于太阳能电池的保护板31在基材膜16的一个表面上设置有烯烃系聚合物层14。在不设置耐候层的情况下使用本发明的用于太阳能电池的保护板的情形中,也将该保护板称为本发明的用于太阳能电池的背板部件。此外,在基材膜16与烯烃系聚合物层14之间可以设置单独层17。
耐候层优选设置在基材膜16的另一个表面上。基材膜16优选设置有第一耐候层14和第二耐候层12两个耐候层。当设置耐候层16时,本发明的用于太阳能电池的保护板可以按原样用作用于太阳能电池的背板32。
在本发明的用于太阳能电池的背板中,即使在湿热环境中老化之后,烯烃系聚合物层14也对密封太阳能电池模块10的太阳能电池元件20的密封材料22具有良好的粘附性。因此,考虑到即使在将烯烃系聚合物层在湿热环境中老化之后的粘附性,不需要在本发明的用于太阳能电池的保护板的烯烃系聚合物层14与太阳能电池模块10的密封材料22之间提供粘合剂层。
同时,本发明的太阳能电池模块10优选具有设置在密封材料22上与本发明的用于太阳能电池的保护板相反的一侧上的透明前基板24。
<易粘合板的各构成部件>
在下文中,将描述构成本发明的易粘合板的各构成部件的优选方式。
(基材膜)
本发明的易粘合板具有基材膜。
对基材膜的材料没有特别地限制,并且其实例包括聚酯如PET、PEN和PBT;聚苯醚;聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯和环状烯烃共聚物;纤维素丙烯酸酯;聚碳酸酯;丙烯酰(acryl);聚苯乙烯;氟系聚合物如聚氟乙烯;等。聚合物支撑体可以具有膜形状或板形状。在本发明的用于太阳能电池模块的背板中,从成本、机械强度等的角度,聚合物支撑体优选包括上述中的结晶聚合物。结晶聚合物优选为聚酯系结晶聚合物。
从成本、机械强度等的角度,在本发明的用于太阳能电池模块的背板中使用的聚合物支撑体更优选是聚酯支撑体。
聚酯优选是由芳族二酸或其酯形成性衍生物和二醇或其酯形成性衍生物合成的线型饱和聚酯。
线型饱和聚酯的具体实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)和聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯。
在以上各项中,从动力学性质和成本之间的平衡的角度,聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯是特别优选的。
聚酯可以是均聚物或共聚物。此外,聚酯可以是聚酯和少量的另一种树脂,例如,聚酰亚胺的混合物。
聚酯中羧基相对于聚酯的含量优选为50当量/t以下,并且更优选35当量/t以下。当羧基的含量为50当量/t以下时,可以保持耐水解性并将当将基材膜在湿热环境中老化时的强度降低抑制在小的程度。从保持对以聚酯形成的层(例如,白色层)的粘附性的角度,羧基含量的下限适宜地为2当量/t。
聚酯中羧基的含量可以通过所使用的聚合催化剂的种类和膜制造条件(膜制造温度或时间)调节。
作为当将聚酯聚合时的聚合催化剂,考虑到将羧基的含量抑制至预定范围以下,优选使用Sb系、Ge系或Ti系化合物,并且Ti系化合物是特别优选的。在使用Ti系化合物的情况下,聚酯优选使用在1ppm至30ppm且更优选3ppm至15ppm的范围内的Ti系化合物作为催化剂聚合。当Ti系化合物的分数在以上范围内时,可以将末端羧基调节在以下范围内,并且可以将聚合物基材的耐水解性保持在低水平。
对于使用Ti系化合物的聚酯合成,可以采用描述在,例如,JP-B-8-301198、日本专利号2543624、日本专利号3335683、日本专利号3717380、日本专利号3897756、日本专利号3962226、日本专利号3979866、日本专利号3996871、日本专利号4000867、日本专利号4053837、日本专利号4127119、日本专利号4134710、日本专利号4159154、日本专利号4269704、日本专利号4313538等中的方法。
优选在聚合之后将聚酯在固相中聚合。从而,可以获得羧基的优选含量。固态聚合可以是连续方法(其中将树脂装入塔中,使其在加热下缓慢停留预定时间,并且之后排出的方法)或分批方法(其中将树脂注入至容器中并且加热预定时间的方法)。具体地,可以将在日本专利号2621563、日本专利号3121876、日本专利号3136774、日本专利号3603585、日本专利号3616522、日本专利号3617340、日本专利号3680523、日本专利号3717392、日本专利号4167159等中描述的方法应用于固体层聚合。
固态聚合的温度优选为170℃至240℃,更优选180℃至230℃,并且再更优选190℃至220℃。此外,固态聚合时间优选为5小时至100小时,更优选10小时至75小时,并且再更优选15小时至50小时。固态聚合优选在真空中或在氮气氛中进行。
基材膜优选为通过如下方式获得的双轴拉伸膜:例如,将聚酯熔融并挤出为膜形,将聚酯在流延鼓上冷却并固化以制造未拉伸的膜,将未拉伸的膜在纵向上在玻璃化转变温度Tg℃至(Tg+60)℃拉伸一次或两次以上,以使得总放大率成为3倍至6倍,之后将该膜在宽度方向上在Tg℃至(Tg+60)℃拉伸,以使得放大倍数成为3倍至5倍。
此外,基材膜可以是按需要在180℃至230℃经过热处理1秒至60秒的膜。
基材膜的厚度优选为25μm至300μm,并且更优选120μm至300μm。当厚度为25μm以上时,可以获得足够的动力学强度,并且,当将厚度设定为300μm以下时,基材膜在成本方面是有益的。
特别地,当耐水解性提高时,聚酯基材倾向于在湿热环境中长时间可用,并且,在本发明中,在基材膜的厚度为120μm至300μm,并且聚酯中羧基的含量为2当量/t至50当量/t的情况下,展现出进一步提高在湿热环境中的耐久性的效果。
(烯烃系聚合物层)
本发明的易粘合板具有设置在基材膜的至少一个表面上并且含有至少一种粘合剂的烯烃系聚合物层,所述粘合剂是具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂。
烯烃系聚合物层的膜厚优选为30μm以下,更优选1μm至20μm,特别优选1.5μm至15μm,并且更特别优选2μm至10μm。当将膜厚设定为1μm以上时,可以充分地展现装饰性或反射率,并且,当将膜厚设定为30μm以下时,抑制表面状态的劣化,并且可以提高在将保护膜在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性。
-粘合剂-
在本发明中,作为用于烯烃系聚合物层的粘合剂,使用作为具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂的至少一种粘合剂。
在聚烯烃树脂中使用的烯烃的实例包括乙烯、丙烯、异丁烯等的聚合物,并且,在以上各项中,乙烯是优选的。即,在本发明的易粘合板中,在烯烃系聚合物层中使用的烯烃系粘合剂的主链优选包括乙烯单元。
在本发明的易粘合板中,在烯烃系聚合物层中使用的烯烃系粘合剂优选是改性的烯烃系粘合剂,并且更优选酸改性的烯烃系粘合剂。在本发明的易粘合板中,作为在用于烯烃系聚合物层中的聚烯烃树脂中使用的酸单元,优选的是包括(甲基)丙烯酸单元,并且特别优选的是包括丙烯酸单元。此外,在本说明书中,丙烯酸类树脂包括具有丙烯酸酯骨架的树脂和具有甲基丙烯酸酯骨架的树脂。此外,(甲基)丙烯酰基通指丙烯酰基和甲基丙烯酰基,并且(甲基)丙烯酸酯通指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
聚烯烃树脂的一些或全部酸单元优选被阳离子中和。作为阳离子,金属如钠离子、锌离子、镁离子、铜离子、锂离子或钾离子,或胺或氨是优选的。金属离子优选是钠离子、锌离子等。胺或氨优选是三乙胺、N,N’-二甲基乙醇胺、氨等。
烯烃系粘合剂的主链骨架的种类的实例包括乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、乙烯-丙烯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、乙烯-丁烯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、丙烯-丁烯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、乙烯-丁烯-丙烯酸酯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、丙烯-丁烯-丙烯酸酯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-丙烯酸酯-马来酸酐(和/或丙烯酸)共聚物等。
聚烯烃树脂的优选实例包括由乙烯和丙烯酸或乙烯和甲基丙烯酸构成的聚合物。
聚烯烃树脂中烯烃单元与酸单元的共聚比(摩尔比)优选为99.7∶0.3至90∶10,并且更优选99.5∶0.5至97∶3。
在本发明的易粘合板中,在烯烃系聚合物层中使用的烯烃系粘合剂的熔点优选为75℃以上,更优选85℃至105℃,并且特别优选90℃至95℃。
在本发明中使用的烯烃系粘合剂的弹性模量为320MPa,并且烯烃系粘合剂的弹性模量优选为10MPa至250MPa,更优选20MPa至150MPa,特别优选30MPa至100MPa,并且最优选30MPa至70MPa。
对烯烃系粘合剂的形状或使用模式也不特别地限制,只要可以形成聚合物层即可。例如,烯烃系粘合剂可以是水可分散的烯烃系树脂或可熔的烯烃系树脂。此外,烯烃系粘合剂可以是结晶烯烃系树脂或非结晶烯烃系树脂。
在本发明中,在以上各项中,优选使用在溶剂中可分散的烯烃系粘合剂,因为烯烃系聚合物层可以通过涂布形成,并且可以进一步提高在将保护板在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性。烯烃系粘合剂更优选在水中可分散。
对烯烃系粘合剂的获得方法也不特别地限制,并且可以是商购的也可以是合成的。此外,可以将在本发明中获得的烯烃系粘合剂的弹性模量通过加入添加剂控制在一定范围内。
在本发明中使用的可以商购的烯烃系粘合剂的实例包括:由UnitikaLtd.制造的ARROW BASE SE-1010、SE-1013N、SD-1010,其为通过胺中和乙烯-丙烯酸共聚物获得的水分散液;TC-4010和TD-4010,其为通过胺中和丙烯-丙烯酸共聚物获得的水分散液;HITECH S3148、S3121和S8512(由Toho Chemical Industry Co.,Ltd.制造),其为通过氨中和乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物获得的水分散液;CHEMIPEARL S-120、S-75N、V100、EV210H(全部由Mitsui Chemicals,Inc.制造),其为乙烯-丙烯酸共聚物的离聚物的水分散液;等。以上各项中,在本发明中,优选使用由Unitika Ltd.制造的ARROW BASE SE-1013N。同时,ARROW BASE SE-1013N的熔点为约91℃,并且烯烃单元与酸单元的共聚比(摩尔比)为99∶1。
此外,HITECH S3121的烯烃单元与酸单元的共聚比(摩尔比)为95∶5。
作为用于烯烃系聚合物层的粘合剂使用的烯烃系粘合剂可以单独地使用,也可以使用多种烯烃系粘合剂的混合物。
用于烯烃系聚合物层的粘合剂在本发明的主旨范围内可以包含除烯烃系粘合剂之外的粘合剂。
其他粘合剂的实例包括聚氨酯系粘合剂。聚氨酯系粘合剂的实例包括全部由Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的SUPER FLEX 110和460等。
烯烃系粘合剂与其他粘合剂的比例(质量比)优选为50∶50至100∶0,并且更优选80∶20至100∶0。
-着色颜料-
在本发明的易粘合板中,烯烃系聚合物层是含有选自氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料的至少一种着色颜料的着色层。
着色层的第一功能是,通过反射入射光中达到背板而未用于在太阳能电池中发电的光,以使该光返回至太阳能电池,从而提高太阳能电池模块的发电效率。第二功能是改善太阳能电池模块当从表面侧看时的外观装饰性。通常,当从表面侧观察太阳能电池模块时,在太阳能电池周围看见背板,并且通过在背板上提供着色层可以改善外观,以便提高装饰性。
对在烯烃系聚合物层中使用的着色颜料没有特别地限制,条件是该颜料含有选自以下各项中的至少一种:氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料,并且可以依赖于所需的反射性质和设计性质而选择。例如,可以优选使用作为白色颜料的氧化钛。
在氧化钛、炭黑、钛黑和黑色复合金属氧化物中,考虑到反射性、成本等,氧化钛是优选的。
这里,黑色复合金属氧化物优选为包含铁、锰、钴、铬、铜和镍中的至少一种的复合金属氧化物,更优选包含钴、铬、铁、锰、铜和镍中的两种以上,并且更特别优选具有选自PBk26、PBk27、PBk28和PBr34的色指数的至少一种以上颜料。
此处,PBk26颜料是铁、锰或铜的复合氧化物,PBk-27颜料是铁、钴或铬的复合氧化物,PBk-28颜料是铜、铬或锰的复合氧化物,并且PBr34是镍或铁的复合氧化物。
花青系颜料和喹吖啶酮系颜料的实例包括花青绿、花青蓝、喹吖啶酮红、酞菁蓝、酞菁绿等。
当例如使用白色颜料作为着色颜料时,着色层具有通过无规反射从太阳能电池模块的前表面入射的太阳光中穿过电池的光,以使光返回至电池从而提高发电效率的功能。
可以将基材膜的设置有着色层的表面(最外表面)在550nm的波长的光反射率调节为通过将着色层中的着色颜料的含量或层厚度控制在以上或以下数值范围而增加。
着色颜料的体积平均粒径优选为0.03μm至0.8μm,并且更优选0.15μm至0.5μm。当将着色颜料的体积平均粒径设定在以上范围内时,可以抑制光反射效率上的降低。
着色颜料的体积平均粒径是使用由Nikkiso Co.,Ltd.制造的MICROTRAC FRA测量的值。
烯烃系聚合物层(着色层)中着色颜料的优选含量取决于所要使用的着色颜料的种类或平均粒径而变化。当着色层中着色颜料的含量不是太小时,可以充分展现反射性质和设计性质,并且,考虑到对密封材料的粘附性,不太大的含量是优选的。在本发明的用于太阳能电池的保护板中,考虑到充分地展现以上功能,着色层中着色颜料的含量优选为3g/m2至20g/m2,并且更优选5g/m2至17g/m2
从相同的角度,在本发明的用于太阳能电池的保护板中,相对于着色层中包含的全部粘合剂和交联剂,着色颜料的体积分数优选为15%至200%,更优选20%至150%,并且特别优选20%至50%。
-交联剂-
烯烃系聚合物层含有交联剂。在下面描述的用于形成烯烃系聚合物层的组合物的说明中将描述交联剂的细节。
-其他添加剂-
烯烃系聚合物层还可以含有多种添加剂,如表面活性剂,除着色颜料之外的细粒、紫外吸收剂和抗氧化剂,并且,特别地,为了着色颜料的分散稳定性,用于形成着色层的着色层形成用组合物优选使用表面活性剂制备。
作为表面活性剂,例如,可以使用公知的阴离子、阳离子或非离子表面活性剂,并且其具体实例包括DEMOL EP[由Kao Corporation制造]、NAROACTY CL95[由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造]等。表面活性剂可以单独地使用,也可以以多个种类的混合物使用。
除着色颜料之外的细粒的实例包括无机氧化物填充物,如二氧化硅、氧化镁和氧化锡。在以上各项中,归因于当将保护膜暴露于湿热气氛时粘附性的降低轻微,氧化锡或二氧化硅是优选的。
无机氧化物填充物的体积平均粒径优选为10nm至700nm,并且更优选20nm至300nm。当使用具有以上范围内的平均粒径的无机氧化物填充物时,可以获得对与着色层相邻的层有利的高粘附性,并且可以展现对相邻的层(更特别优选太阳能电池模块的密封材料,例如,包含EVA的密封材料层)的粘附性,特别是在湿热环境(例如,85℃,相对湿度85%)中。同时,无机氧化物填充物的体积平均粒径是使用由Nikkiso Co.,Ltd.制造的MICROTRAC FRA测量的值。
对除着色颜料之外的细粒的形状没有特别地限制,并且可以使用具有球形、不规则形状、针状形状等的细粒。
相对于着色层中粘合剂树脂的总质量,着色层中除着色颜料之外的细粒的含量优选为5质量%至400质量%,并且更优选50质量%至300质量%。当细粒的含量为5质量%以上时,保护板暴露于湿热气氛时的粘附性和保护板在湿热环境中老化时与太阳能电池模块的密封材料的粘附性是良好的,并且,当该含量是400质量%以下时,可以防止着色层的表面状态的劣化。
同时,作为除无机氧化物填充物之外的细粒,可以包括例如,碳酸钙、碳酸镁等。
-烯烃系聚合物层的形成-
烯烃系聚合物层可以使用公知方法形成,并且没有特别的限制。例如,该膜可以使用基材膜作为支撑体通过溶液流延或熔融并且层叠形成,或者可以将在另一个支撑体上预先通过溶液流延或熔融形成的烯烃系聚合物层与基材膜通过粘合剂等层叠。其中,本发明的用于太阳能电池的保护板优选通过使用基材膜作为支撑体的溶液流延形成。对用于通过溶液流延形成膜的方法没有特别地限制,该膜可以通过流延或涂布形成,并且,在本发明的易粘合板中,烯烃系聚合物层优选通过涂布形成。
烯烃系聚合物层可以设置在基材膜的两个表面上以及基材膜的单个表面上,并且,即使在这种情况下,烯烃系聚合物层优选涂布在基材膜的两个表面上。
此外,在其中烯烃系聚合物层在烯烃系聚合物层与基材膜之间具有下面描述的单独层的情况下,烯烃系聚合物层可以通过涂布在基材膜上或在单独层上直接形成。
要形成烯烃系聚合物层的用于形成烯烃系聚合物层的组合物至少包含粘合剂,所述粘合剂为具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂,并且该组合物可以通过按需要将着色颜料、另一种粘合剂树脂、无机氧化物填充物、交联剂、添加剂等与涂布溶剂混合制备。
[溶剂]
对涂布溶剂没有特别地限制,只要可以将构成烯烃系聚合物层的相应的组分分散或溶解、涂布并且之后移除即可,优选使用水,并且在用于形成烯烃系聚合物层的组合物中包含的溶剂的60质量%以上优选为水。上面描述的水系组合物是优选的,因为该组合物不容易对环境施加负担,并且,当水的分数为60质量%以上时,在防爆和安全性方面,该水系组合物是有益的。考虑到环境负担,用于形成烯烃系聚合物层的组合物中水的分数适宜地较高,并且其中水相对于全部溶剂的分数为70质量%以上的情况是更优选的。在本发明的易粘合板中,相对于烯烃系聚合物层的质量(涂布膜的质量),烯烃系聚合物层中的溶剂残留率优选为0.05质量%以下,更优选0.025质量%以下,并且特别优选0.01质量%以下。
[交联剂]
用于形成烯烃系聚合物层的组合物含有交联剂。
当用于形成烯烃系聚合物层的组合物含有交联剂时,将在用于形成烯烃系聚合物层的组合物中包含的粘合剂树脂交联,而可以形成粘性和强着色层,这是优选的。
交联剂的实例包括环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、三聚氰胺系交联剂、碳二亚胺系交联剂、
Figure BDA00003764488800171
唑啉系交联剂等。在以上各项中,考虑到确保在将太阳能电池模块在湿热环境中老化之后对太阳能电池模块的密封材料的粘附性,
Figure BDA00003764488800172
唑啉系交联剂(具有
Figure BDA00003764488800173
唑啉基的化合物)是特别优选的。
Figure BDA00003764488800174
唑啉系交联剂可以是低分子量化合物或在分子中具有两个以上
Figure BDA00003764488800175
唑啉基的聚合物,并且
Figure BDA00003764488800176
唑啉系交联剂优选为聚合物,因为粘附性是有利的。
作为低分子量化合物的
Figure BDA00003764488800177
唑啉系交联剂,
Figure BDA00003764488800178
唑啉系交联剂的具体实例包括:2-乙烯基-2-
Figure BDA00003764488800179
唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA000037644888001710
唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-
Figure BDA000037644888001711
唑啉、2-异丙烯基-2-
Figure BDA000037644888001712
唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA000037644888001713
唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-
Figure BDA000037644888001714
唑啉、2,2’-双-(2-
Figure BDA000037644888001715
唑啉)、2,2’-亚甲基-双-(2-
Figure BDA000037644888001716
唑啉)、2,2’-亚乙基-双-(2-
Figure BDA000037644888001717
唑啉)、2,2’-三亚甲基-双-(2-
Figure BDA000037644888001718
唑啉)、2,2’-四亚甲基-双-(2-
Figure BDA000037644888001719
唑啉)、2,2’-六亚甲基-双-(2-
Figure BDA000037644888001720
唑啉)、2,2’-(1,8-亚辛基)-双-(2-
Figure BDA000037644888001721
唑啉)、2,2’-亚乙基-双-(4,4’-二甲基-2-
Figure BDA000037644888001722
唑啉)、2,2’-对-亚苯基-双-(2-
Figure BDA000037644888001723
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-
Figure BDA000037644888001725
唑啉)、2,2’-(1,3-亚苯基)-双-(2-唑啉)、双-(2-
Figure BDA000037644888001727
唑啉基环己烷)硫醚、双-(2-
Figure BDA000037644888001728
唑啉基降莰烷)硫醚等。此外,也可以优选使用以上化合物的(共)聚合物。
以上
Figure BDA000037644888001729
唑啉系交联剂可以单独使用或以两个以上种类的混合物使用。
聚合物的唑啉系交联剂可以通过使用可加成聚合
Figure BDA000037644888001731
唑啉作为主要组分,并且将可加成聚合
Figure BDA000037644888001732
唑啉与包含可共聚单体的单体组分聚合获得。
可加成聚合
Figure BDA000037644888001733
唑啉的优选实例包括2-乙烯基-2-
Figure BDA000037644888001734
唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA00003764488800181
唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-
Figure BDA00003764488800182
唑啉、2-异丙烯基-2-
Figure BDA00003764488800183
唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-
Figure BDA00003764488800184
唑啉、2-异丙烯基-5-甲基-2-唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-
Figure BDA00003764488800186
唑啉等,并且以上可加成聚合
Figure BDA00003764488800187
唑啉可以单独使用或以两个以上种类的混合物使用。在以上各项中,2-异丙烯基-2-唑啉是优选的,因为2-异丙烯基-2-
Figure BDA00003764488800189
唑啉容易获得并且使得粘附性好。对可加成聚合
Figure BDA000037644888001810
唑啉的用量没有特别地限制,但相对于单体组分,优选将用量设定为5质量%以上,更优选5质量%至90质量%,再更优选10质量%至60质量%,并且特别优选30质量%至60质量%。
可与可加成聚合唑啉共聚的单体优选选自不与
Figure BDA000037644888001812
唑啉基反应的单体,并且其实例包括(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸和聚乙二醇的单酯化合物、(甲基)丙烯酸-2-氨基乙酯及其盐、(甲基)丙烯酸的己内酯改性产物、(甲基)丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶和(甲基)丙烯酸-1,2,2,6,6-五甲基哌啶;(甲基)丙烯酸盐如(甲基)丙烯酸钠、(甲基)丙烯酸钾和(甲基)丙烯酸铵;不饱和腈如丙烯腈和甲基丙烯腈;不饱和酰胺如(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和N-(2-羟乙基)(甲基)丙烯酰胺;乙烯酯如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯;乙烯醚如甲基乙烯醚和乙基乙烯醚;α-烯烃如乙烯和丙烯;含有卤素的α,β-不饱和脂族烃如乙烯基氯、偏二氯乙烯和乙烯基氟;α,β-不饱和芳烃如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和苯乙烯磺酸钠;等。以上可共聚单体可以单独使用或以两个以上种类的混合物使用。
在本发明的易粘合板中,
Figure BDA000037644888001813
唑啉系交联剂,即,具有
Figure BDA000037644888001814
唑啉基的化合物优选是包含(甲基)丙烯酸酯单元的共聚物。
Figure BDA000037644888001815
唑啉系交联剂优选为水性的,如水溶性的和/或水可分散的,因为与酸改性的聚烯烃树脂的水分散液的混合稳定性是出色的,并且更优选是水溶性的。对聚合物的唑啉系交联剂的聚合方法没有特别地限制,并且可以采用公知的方法。其实例包括其中将
Figure BDA000037644888001817
唑啉系交联剂在水性介质等中溶液-聚合、乳液-聚合、悬浮-聚合或本体-聚合的方法,并且使用以上方法可以获得水溶液、水分散液等。聚合物的
Figure BDA00003764488800191
唑啉系交联剂优选基本上不含使得交联剂是水性的不挥发性水性助剂,以便产生有利的粘附性或耐候性。
以数均分子量计,聚合物的
Figure BDA00003764488800192
唑啉系交联剂的分子量优选为1000至80000,更优选3000至60000,再更优选5000至40000,特别优选8000至30000,并且最优选10000至20000。在其中数均分子量小于1000的情况下,存在粘附性或耐候性降低的倾向,并且,在其中数均分子量超过80000的情况下,聚合物的制造变得困难。
此外,可以使用可商购产物作为
Figure BDA00003764488800193
唑啉系交联剂,并且其可以使用的实例包括水性分散液型EPOCROS“K-1010E”、“K-1020E”、“K-1030E”、K2010E、K2020E、K2030E、水溶型WS500、WS700(全部EPOCROS系列由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)等。
相对于用于形成烯烃系聚合物层的组合物的固体含量的总质量,交联剂的含量优选为5质量%至50质量%,更优选10质量%至40质量%,并且特别优选相对于水系粘合剂的总质量在10%至30%的范围内。当将交联剂的含量设定为5质量%以上时,可以获得足够的交联效果,并且可以抑制烯烃系聚合物层的强度上的降低或差的粘附性。另一方面,当该含量为50质量%以下时,可以防止用于形成烯烃系聚合物层的组合物的有效期劣化。
可以将用于形成烯烃系聚合物层的组合物使用公知方法,例如,凹版式涂布机或棒式涂布机,涂布在基材膜上。
在其中用于形成烯烃系聚合物层的组合物包含着色颜料的情况下,考虑到反射性能和膜强度,着色颜料相对于粘合剂树脂的体积分数为50%至200%,并且优选将用于形成烯烃系聚合物层的组合物涂布在基材膜上以使得涂布厚度成为1μm至20μm。此外,优选涂布组合物以使得着色颜料的涂布量成为3g/m2至20g/m2
(单独层)
本发明的用于太阳能电池的保护板包括基材膜上的烯烃系聚合物层,并且可以包括在烯烃系聚合物层与基材膜之间的至少一个单独层。
同时,考虑到制造成本的降低和进一步降低厚度的目标,其中烯烃系聚合物层与基材膜直接接触的方式也是优选的。
当用于太阳能电池的保护板包含基材膜与烯烃系聚合物层之间的单独层时,可以进一步提高基材膜与烯烃系聚合物层之间的粘附性。
在本发明的用于太阳能电池的保护板中,单独层优选为底涂层,即,单独层优选通过涂布形成。
同时,在本发明的用于太阳能电池的保护板中,其中单独层仅由除无机氧化物之外的无机物质或有机物质构成的方式也是优选的。即,其中单独层不包含无机氧化物的方式也是优选的。例如,单独层优选使用除无机氧化物的沉积之外的方法形成,例如,涂布。此外,在通过涂布形成单独层的情况下,其中不包含无机氧化物等的细粒的方式也是优选的。
在下文中,将描述本发明的用于太阳能电池的保护板包括底涂层(其作为单独层的优选方式)的情况。
底涂层可以通过将用于形成底涂层的组合物涂布在基材膜上形成。
用于形成底涂层的组合物优选至少含有水系粘合剂。
水系粘合剂的实例包括聚酯、聚氨酯、丙烯酸类树脂、聚烯烃等,并且,在本发明的用于太阳能电池的保护板中,单独层的主要组分优选为聚酯系树脂。
此外,除水系粘合剂之外,用于太阳能电池的保护板可以含有环氧系交联剂、异氰酸酯系交联剂、三聚氰胺系交联剂、碳二亚胺系交联剂、唑啉系交联剂、阴离子或非离子表面活性剂、填充物如二氧化硅,等。以上添加剂等的优选范围与在烯烃系聚合物层中的添加剂等的优选范围相同。
相对于用于形成底涂层的组合物的固体含量的总质量,水系粘合剂的含量优选为50质量%至100质量%,并且更优选70质量%至100质量%。
底涂层可以含有多种添加剂,如下面将描述的无机氧化物填充物、除无机氧化物填充物之外的物质的细粒、紫外吸收剂、抗氧化剂和表面活性剂。
对涂布用于形成底涂层的水系组合物的方法没有特别地限制。
作为涂布方法,例如,可以使用凹版式涂布机或棒式涂布机。
关于涂布量,考虑到粘附性和表面状态,用于形成底涂层的水系组合物优选涂布在基材膜上以使得干燥后的涂布组合物的层厚为优选小于10μm,更优选0.05μm至2μm,并且特别优选0.1μm至1.5μm。
使用水作为用于形成底涂层的水系组合物的涂布溶剂,并且用于形成底涂层的水系组合物中包含的溶剂的60质量%以上优选为水。水系组合物是优选的,因为该组合物不容易对环境施加负担,并且,当水的分数为60质量%以上时,水系组合物在防爆性和安全性方面是有益的。
考虑到环境负担,用于形成底涂层的水系组合物中水的分数适宜地更高,并且水相对于全部溶剂的分数为70质量%以上的情况是更优选的。
(耐候层)
本发明的用于太阳能电池的保护板优选在基材膜的与其上设置烯烃系聚合物层的表面相反的表面上还包括耐候层,所述耐候层含有氟树脂和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
在将要形成耐候层的用于形成耐候层的组合物中包含的氟树脂的实例包括氯三氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯和乙烯共聚物、四氟乙烯和全氟烷基乙烯醚共聚物。在以上各项中,考虑到溶解性和耐候性,与乙烯基系化合物共聚的氯三氟乙烯和乙烯醚共聚物是优选的。
在用于形成耐候层的组合物中包含的氟树脂的实例包括OBBLIGATO SW0011F[由AGC Coat-Tech Co.,Ltd.制造]。
考虑到耐候性和膜强度,相对于用于形成耐候层的组合物的固体含量的总质量,氟树脂的含量优选为40质量%至90质量%并且更优选50质量%至80质量%。
用于形成耐候层的组合物中包含的硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的实例包括CERANATE WSA1060和WSA1070(全部由DIC Corp.制造),以及H7620、H7630和H7650(全部由Asahi Kasei Chemicals Corp.制造)。
考虑到耐候性和膜强度,相对于用于形成耐候层的组合物的固体含量的总质量,硅氧烷-丙烯酸类复合树脂的含量优选为40质量%至90质量%并且更优选50质量%至80质量%。
考虑到耐候性和对基材膜的粘附性,用于形成耐候层的组合物的涂布量优选设定为0.5g/m2至15g/m2,并且更优选设定为3g/m2至7g/m2
对形成用于形成耐候层的组合物的方法没有特别地限制,但组合物优选通过涂布形成。
作为涂布方法,例如,可以使用凹版式涂布机或棒式涂布机。
水优选作为用于形成耐候层的组合物用涂布溶剂使用,并且用于形成耐候层的组合物中包含的溶剂的60质量%以上优选为水。水系组合物是优选的,因为该组合物不容易对环境施加负担,并且,当水的分数为60质量%以上时,水系组合物在防爆性和安全性方面是有益的。
考虑到环境负担,用于形成耐候层的组合物中水的分数适宜较高,并且水相对于全部溶剂的分数为70质量%以上的情况是更优选的。
耐候层可以含有多种添加剂,如无机氧化物填充物、除无机氧化物填充物之外的物质的细粒、紫外吸收剂、抗氧化剂和表面活性剂。
耐候层的层厚优选为0.5μm至15μm,并且更优选3μm至7μm。当膜厚为0.5μm以上时,可以展现足够的耐候性,并且,当膜厚为15μm以下时,可以抑制表面状态的劣化。
同时,耐候层可以是单层或两个以上层的层压体。本发明的用于太阳能电池的保护板优选通过层叠两个耐候层构成。
<易粘合板和用于太阳能电池的保护板的特性>
(光反射率)
本发明的易粘合板和用于太阳能电池的保护板的其上设置烯烃系聚合物层的表面(最外表面)优选在550nm的波长具有65%以上的光反射率。当光反射率为65%以上时,可以有效地使太阳光中透射穿过太阳能电池的电池的光返回至电池,从而提高发电效率,这是优选的。光反射率为更优选70%以上,特别优选75%以上,并且更特别优选80%以上。
[用于太阳能电池的背板部件和用于太阳能电池的背板]
本发明的用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板包括本发明的用于太阳能电池的保护板。此外,本发明的用于太阳能电池的保护板可以按原样作为本发明的用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板使用。
[用于太阳能电池的层压体]
本发明的用于太阳能电池的层压体包括用于太阳能电池的保护板和聚合物层,所述聚合物层至少直接地粘合于用于太阳能电池的保护板在烯烃系聚合物层侧的表面并且包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或聚乙烯醇缩缩丁醛。
因为本发明的用于太阳能电池的保护板对在烯烃系聚合物层侧的表面上的太阳能电池模块中使用的密封材料(例如EVA或PVB,特别地EVA)是有益的粘合剂,保护板与密封材料可以在没有粘合剂层等的情况下彼此粘合。此外,在其中将密封材料如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物至少直接地粘合于用于太阳能电池的保护板的在烯烃系聚合物层侧的表面的用于太阳能电池的层压体中,密封材料与保护板之间的粘附性在长时间内是良好的,即使在将层压体膜在湿热环境中老化之后。
可以按原样使用上述用于太阳能电池的层压体作为密封太阳能电池元件的密封材料,也可以作为太阳能电池模块的密封材料的一部分使用。
[太阳能电池模块]
本发明的用于太阳能电池的保护板优选用于制造太阳能电池模块。
太阳能电池模块通过以下方式构造:例如,在太阳光入射的透明基板和本发明的用于太阳能电池的背板之间设置将太阳光的光能转化为电能的太阳能电池元件,并且使用密封材料如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物密封基板与背板之间的空隙。
除太阳能电池模块、太阳能电池和背板之外的部件详细描述在,例如,“Constituent materials of solar power generation system”(由Eiichi Sugimoto编辑,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,2008年出版)。
本发明的太阳能电池模块的第一方式包括在太阳光入射侧上的透明前基板、太阳能电池元件、密封太阳能电池元件的密封材料,以及用于太阳能电池的背板,所述用于太阳能电池的背板设置在密封材料与前基板相反的一侧上并且粘合至密封材料,其中用于太阳能电池的背板包括本发明的用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板,并且用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板中的烯烃系聚合物层直接地粘合至密封材料。
本发明的太阳能电池模块的第二方式包括在太阳光入射侧上的透明前基板,太阳能电池元件、密封太阳能电池元件的密封材料,以及设置在密封材料上与前基板相反的一侧上并且粘合至密封材料的用于太阳能电池的背板,其中包括本发明的用于太阳能电池的层压体作为用于太阳能电池的背板和密封材料。
太阳能电池模块可以优选如下构造:提供太阳能电池元件、密封太阳能电池元件的密封材料、粘合于密封材料并且保护光接收表面侧的表面保护部件,以及粘合于密封材料并且保护光接收表面的相反侧的背部表面保护部件构成,在密封材料中包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA),使用本发明的用于太阳能电池的背板作为背部表面保护部件,并且将用于太阳能电池的背板中的着色层直接地粘合于密封材料。当按照以上方式构造太阳能电池模块时,用于太阳能电池的背板即使在湿热环境中也长时间粘合于EVA,并且可以使太阳能电池模块在长使用寿命内发挥作用。
透明前基板简单地需要是光可透射的,以便允许太阳光透过,并且可以适当地选自允许光透过的基材。考虑到发电效率,光透射率优选更高,并且,例如,可以优选使用玻璃基板、透明树脂如丙烯酸类树脂等作为基板。
作为太阳能电池元件,可以应用多种已知太阳能电池元件,如硅系元件如单晶硅、多晶硅和非晶硅;第III-V族或第II-VI族化合物半导体系元件如铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲和镓-砷。
[实施例]
在下文中,将使用实施例更具体地描述本发明的特征。
以下实施例中描述的材料、用量、分数、处理内容、处理顺序等可以在本发明要旨的范围内适当地改变。因此,本发明的范围不被认为由下面描述的具体实施例限制性地解释。同时,除非另外特别描述,“份”以质量计。
同时,使用由Nikkiso Co.,Ltd.制造的MICROTRAC FRA测量体积平均粒径。
[实施例1]
<基材膜的生产>
-聚酯的合成-
将100kg的高纯对苯二甲酸(由Mitsui Chemicals,Inc.制造)和45kg的乙二醇(由Nippon Shokubai Co.,Ltd.制造)的浆液在4小时内相继供应至预先装有大约123kg的对苯二甲酸双(羟乙基)酯并且保持在250℃的温度和1.2×105Pa的压力的酯化槽,并且即使在供应结束之后仍使酯化反应进行额外一小时。在那之后,将123kg的所获得的酯化反应产物转移至缩聚反应槽。
随后,将相对于所要获得的聚合物为0.3质量%的乙二醇加入到已经将酯化反应产物转移至其中的缩聚反应槽中。在搅拌5分钟之后,加入乙酸钴和乙酸锰的乙二醇溶液以使得相对于所要获得的聚合物的含量分别成为30ppm和15ppm。在搅拌另外5分钟之后,加入2质量%的钛醇盐化合物的乙二醇溶液以使得相对于所要获得的聚合物的含量成为5ppm。在5分钟之后,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含量相对于所要获得的聚合物为5ppm。在那之后,将反应体系的温度逐渐从250℃升高至285℃,并且将压力降低至40Pa,同时将低聚物在30rpm搅拌。将达到最终的温度和最终的压力所要经历的时间都设定为60分钟。当搅拌转矩达到预定值时,将反应体系用氮气吹扫,返回至常压,并且停止缩聚反应。此外,将所得到的产物以股的形式排入冷水中,并且立即切割,从而制造聚合物粒料(具有大约3mm的直径和大约7mm的长度)。同时,从降压开始至搅拌转矩达到预定值所经过的时间为3小时。
这里,使用JP-A-2005-340616的段号[0083]中的实施例1中合成的钛醇盐化合物(Ti的含量=4.44质量%)作为所述钛醇盐化合物。
-固态聚合-
将以上获得的粒料在保持在40Pa的真空容器中在220℃的温度保持30小时,从而进行固态聚合。
-基材的形成-
将如上所述进行固态聚合的粒料在280℃熔融,并且在金属鼓上流延,从而制造具有大约3mm的厚度的未拉伸的基材。在那之后,将基材在垂直方向在90℃拉伸3倍,并且进一步在水平方向在120℃拉伸3.3倍。从而,获得具有250μm的厚度的双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(在下文中称为“PET基材膜”)。
<底涂层和着色层的形成>
-用于底涂层的涂布液1的制备-
将以下组成中的组分混合以制备用于底涂层的涂布液1。
(用于底涂层的涂布液1的组成)
Figure BDA00003764488800261
Figure BDA00003764488800271
-白色无机细粒分散液1的制备-
将以下组成中的组分混合,并且使用dyno磨机型分散机对混合物进行分散处理,从而获得具有0.42μm的体积平均粒径的白色无机细粒分散液1。
(白色无机细粒分散液1的组成)
Figure BDA00003764488800272
-二氧化硅分散液1的制备-
将以下组成中的组分混合,并且使用altimizer分散机对混合物进行分散处理,从而制备二氧化硅分散液1(浓度:10%)。
·蒸馏水                    900质量份
·二氧化硅粒子             100质量份
[OX-50,由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造]
-用于着色层的涂布液1的制备-
将以下组成中的组分混合,从而制备用于着色层的涂布液1。
(用于着色层的涂布液1的组成)
Figure BDA00003764488800273
Figure BDA00003764488800281
-底涂层和着色层的形成-
将PET基材膜的单个表面以80m/分钟的传输速率传输,在730J/m2的条件下进行电晕放电处理,并且之后使用棒涂法涂布用于底涂层的涂布液1,使得干燥重量成为124mg/m2。此外,将涂布液在180℃干燥1分钟以便形成底涂层。随后,将用于着色层的涂布液1使用棒涂法涂布在底涂层上以使得着色颜料(氧化钛)成为8g/m2,并且之后在170℃干燥1分钟,从而获得在PET基材膜的单个表面上具有按以下顺序层叠的干燥厚度为0.1μm的底涂层和干燥厚度为9μm的白色着色层(烯烃系聚合物层)的白色PET膜。
-用于着色层(烯烃系聚合物层)的粘合剂的弹性模量测量-
使用以下方法测量在白色基材PET膜的着色层中使用的粘合剂的弹性模量。
在CERAPIRU HP2(由Toray Advanced Film Co.,Ltd.制造)上形成仅粘合剂的膜(膜厚:大约100微米),并且仅将该仅粘合剂的膜平稳地剥离以防止将膜拉伸。将所获得的仅粘合剂的膜切割成5mm×50mm,并且在25℃在50%环境中在20mm的夹间距离和50mm/分钟的十字头速度的条件下使用由Orientec Co.,Ltd.制造的TENSILON RTM-50进行拉伸测试。使用用于通用测试的数据处理软件分析所获得的数据,并且由应力-应变曲线计算弹性模量。
所获得的结果描述在表1中。
<耐候层的形成>
将以下第一耐候层和以下第一耐候层按此顺序形成在白色基材PET膜的与涂布有白色着色层的表面相反的表面上。
-白色无机细粒分散液2的制备-
将以下白色无机细粒分散液2的组成中描述的组分混合,并且使用dyno磨机型分散机对混合物进行分散处理1小时,从而获得具有0.42μm的体积平均粒径的细粒分散液2。
(白色无机细粒分散液2的组成)
-用于形成第一耐候层的涂布液的制备-
将在以下用于形成第一耐候层的涂布液的组成中描述的相应的组分混合,从而制备用于形成第一耐候层的涂布液。
(用于形成第一耐候层的涂布液的组成)
Figure BDA00003764488800292
Figure BDA00003764488800301
-第一耐候层的形成-
将与白色PET膜的其上涂布白色着色层的表面相反的表面以80m/分钟的输送速率输送,并且在730J/m2的条件下进行电晕放电处理。在那之后,将用于形成第一耐候层的涂布液涂布在进行过电晕放电处理的表面上,以使得以涂布量计硅氧烷系树脂的量成为3.0g/m2,并且在180℃干燥1分钟,从而形成具有3μm的干燥厚度的第一耐候层。
-用于形成第二耐候层的涂布液的制备-
将在以下用于形成第二耐候层的涂布液的组成中描述的相应的组分混合,从而制备用于形成第二耐候层的涂布液。
(用于形成第二耐候层的涂布液的组成)
-第二耐候层的形成-
将所获得的用于形成第二耐候层的涂布液涂布在第一耐候层上以使得以涂布量计硅氧烷系树脂的量成为2.0g/m2,并且在180℃干燥一分钟,从而形成具有2.5μm的干燥厚度的第二耐候层。
按以上方式,制造用于太阳能电池的保护板,条件是在PET基材膜的单个表面上设置底涂层和白色着色层,并且第一耐候层和第二耐候层在PET基材膜的相反表面上。使用该用于太阳能电池的保护板作为实施例1的用于太阳能电池的保护板。
<用于太阳能电池的保护板的评价>
使用以下方法评价实施例1的用于太阳能电池的保护板对密封剂的粘附性、在湿热环境中老化之后对密封剂的粘附性、反射率和耐候性。所获得的结果描述在表1中。
-1.在湿热环境中老化之前对密封剂的粘附性-
将按以上方式制造的用于太阳能电池的保护板切割成20mm宽×150mm片,从而制备两个测试试样。设置两个测试试样以使得白色层彼此面对,将切割成20mm宽×100mm长片的EVA板(RC02B,由MitsuiChemicals Fabro,Inc.制造的EVA板)夹在测试样品之间,并且将试样使用真空层压机(由Nisshinbo Holdings Inc.制造的真空层压机)热压,从而粘合至EVA板。如下设定此时的粘合条件。
将测试试样使用真空层压机在150℃抽真空3分钟,并且之后加压10分钟,从而进行粘合。从而,获得在从两个互相粘合的样品试样的一端50mm部分中不具有粘合EVA,并且EVA板粘合至余下100mm部分的用于评价粘附性的测试试样。
将所获得的用于评价粘附性的测试试样的EVA-未粘合部分(从试样的一端50mm的部分)使用TENSILON(RTC-1210A,由ORIENTEC Co.,Ltd.制造)的顶夹和底夹夹合,并且以180°的剥离角和300mm/分钟的拉伸速率进行拉伸测试,从而测量粘合力。
基于测量的粘合力根据以下评价标准将测试试样分级。在分级中,级别4和5在实践上可允许的范围内。
(评价标准)
5:粘附性特别出色(60N/20mm以上)
4:粘附性极其好(30N/20mm至小于60N/20mm)
3:粘附性好(20N/20mm至小于30N/20mm)
2:导致粘附性差(10N/20mm至小于20N/20mm)
1:粘附性差是显著的(小于10N/20mm)
-2.在湿热环境中老化之后对密封剂的粘附性-
将按以上方式制造的用于太阳能电池的保护板在105℃和100%的相对湿度的环境条件下保持48小时(在湿热环境中老化),之后,将测试试样以与在湿热环境中老化之前对密封剂的粘附性中相同的方式制备,测量与EVA板的粘合力,并且将测试试样根据相同的评价标准分级。同时,关于在湿热环境中老化之后对密封剂的粘附性,级别3以上在实践中可允许的范围内,并且级别4和5在更优选的实践范围内。
-3.反射率-
对于按以上方式制造的用于太阳能电池的保护板,使用分光光度计UV-3100(由Shimadzu Corporation制造)测量对于在550nm的光的反射率。测量硫酸钡标准板的反射率作为参考,并且在硫酸钡标准板的反射率为100%的假设下计算用于太阳能电池的保护板的反射率。
-4.耐候性-
对于按以上方式制造的用于太阳能电池的保护板,从着色层的相反表面在35℃的BPT温度,50%的相对湿度和390W/m2的辐射照度的条件下使用低温循环氙灯耐候仪XL75(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造)照射光14天。
使用由Konica Minolta,Inc.制造的分光光度计CM3700d测量照射之前和之后的b值,并且将1以上的Δb评价为Δ,并且将1以下的Δb评价为O。
-5.总体评价-
将按以上方式制造的用于太阳能电池的保护板根据以下评价标准总体评价。在该标准中,级别3以上是实践中允许的范围,并且级别4和5是更优选的实践范围。
(评价标准)
6:75%以上的反射率EVA粘附性评价5
5:小于75%的反射率EVA粘附性评价5
4:EVA粘附性评价4
3:EVA粘附性评价3
2:EVA粘附性评价2
1:EVA粘附性评价1
[实施例2至24,比较例1至6和10至12]
除了将用于着色层的涂布液1中的聚烯烃树脂水分散液[ARROWBASE SE-1013N,由Unitika Ltd.制造,固体含量:20.2质量%;用于着色层的粘合剂]换为下面描述的粘合剂,以使得固体含量相同,并且,此外,将底涂层液体的存在,耐候层的存在,颜料的类型,颜料的涂布量,颜料比例和交联剂的类型改变为如表1中所描述的以外,以与实施例1中相同的方式制造并评价实施例2至24和比较例1至6和10至12的用于太阳能电池的保护板。
(在相应的实施例和相应的比较例中使用的粘合剂的类型和主链结构)
B1:ARROW BASE SE-1013N,由Unitika Ltd.制造,固体含量:20.2质量%,烯烃系;
B2:CHEMIPEARL S75N,由Mitsui Chemicals,Inc.制造,固体含量:24%,烯烃系;
B3:HITECH S3148,由Toho Chemical Industry Co.,Ltd.制造,固体含量:25%,烯烃系;
B4:HITECH S3121,由Toho Chemical Industry Co.,Ltd.制造,固体含量:25%,烯烃系;
B5:CHEMIPEARL S120,由Mitsui Chemicals,Inc.制造,固体含量:27%,烯烃系;
B6:JONCRYL PDX7341,由BASF Ltd.制造,固体含量:49%,丙烯酰系;
B7:SUPER FLEX 460,由Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造,固体含量:38.1%,氨基甲酸酯系;
B8:VINYBLAN GV681,由Nissin Chemical Co.,Ltd.制造,固体含量:50%,氯乙烯系;
B9:VYLONAL MD-1200,由Toyobo Co.,Ltd.制造,固体含量:34%,聚酯系;
B10产品名:ARROW BASE SD-1010,由Unitika Ltd.制造,固体含量:20%,烯烃系;
B11:产品名,ARROW BASE SB-1010,由Unitika Ltd.制造,固体含量:25%,烯烃系;
B12:产品名CHEMIPEARL EV210H,由Mitsui Chemicals,Inc.制造,固体含量:40%,含有乙酸乙烯酯单元的烯烃系;
B13:产品名ARROW BASE TD-4010,由Unitika Ltd.制造,固体含量:25%,具有聚丙烯主链的烯烃系粘合剂;
同时,将实施例14中B1和B7的重量比设定为8∶2。
(在相应的实施例和相应的比较例中使用的颜料的类型和加入分数)
在实施例19中,使用以上氧化钛和以上炭黑作为着色颜料以使得涂层干燥之后的质量比成为3∶1。
在实施例20中,使用以上氧化钛和钛黑(产品名TB分散液13M,由Mitsubishi Materials Corporation制造)作为着色颜料以使得涂层干燥之后的质量比成为1∶1。
在实施例21中,使用以上氧化钛和复合氧化物黑(C.I.颜料黑26,铁、锰和铜复合氧化物,MF-5533黑,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造,固体含量61.5%)作为着色颜料以使得质量比成为3∶1。
在实施例22中,使用以上氧化钛、花青绿(产品名AF GREEN E-1,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)、花青蓝(产品名AFBLUE E-2B,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)和喹吖啶酮红(产品名AF RED E-17,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造)作为着色颜料,以使得涂层干燥之后的质量比成为8∶1∶0.5∶2。
(在相应的实施例和相应的比较例中使用的交联剂的类型)
表1中的实施例17中描述的水溶性碳二亚胺化合物是CARBODILITE V-02-L2(产品名),由Nisshinbo Industries,Inc.制造,具有40%的固体含量,并且表1中的实施例18中描述的可水分散(水不溶)
Figure BDA00003764488800351
唑啉(乳胶型
Figure BDA00003764488800352
唑啉)化合物是EPOCROS K-2030E(产品名),由NipponShokubai Co.,Ltd.制造,具有40%的固体含量。同时,关于涂布量,加入化合物以使得反应位点的当量数变得与实施例1中使用的WS700相同。
在表1中描述从相应的实施例和相应的比较例获得的评价结果。
[比较例7和8]
在比较例7和8中,将以下含着色颜料的聚乙烯从涂布悬挂模头在320℃的熔融树脂温度挤出到实施例1的基材膜,并且层压在基材膜上,从而制造基材膜和着色层的层压体。在那之后,将耐候层以与实施例1中相同的方式层叠,以便制造比较例7和8的用于太阳能电池的保护板,并且评价该保护板。从相应的比较例获得的评价结果描述在表1中。
(含颜料母料A的生产)
Figure BDA00003764488800353
Figure BDA00003764488800361
[比较例9]
在比较例9中,将着色层从以与比较例7中相同的方式制造的层压体平稳地剥离,以便防止着色层被拉伸。将以下粘合剂涂布在实施例1的基材膜上以使得固体含量成为5g/m2,并且在100℃干燥2分钟。在那之后,层叠着色层,在加热至80℃的真空层压机中抽真空3分钟,之后加压5分钟,粘合至基材膜,并且,此外,在烘箱中在70℃老化24小时。
(粘合剂)
在那之后,以与实施例1中相同的方式层叠耐候层,以制造比较例9的用于太阳能电池的保护板,并且评价该保护板。
在表1中描述从比较例9获得的评价结果。同时,在表1中的着色层的层厚栏中描述比较例9的用于太阳能电池的保护板中着色层和粘合剂层的总厚度。
Figure BDA00003764488800381
Figure BDA00003764488800391
Figure BDA00003764488800401
Figure BDA00003764488800411
Figure BDA00003764488800421
Figure BDA00003764488800431
从表1发现,本发明的用于太阳能电池的保护板特别在湿热环境中老化之后对密封材料的粘合性方面与比较例的用于太阳能电池的保护板比较是出色的。此外,还发现本发明的用于太阳能电池的保护板在湿热环境中老化之前的对密封材料的粘附性、反射率和耐候性方面也是良好的。即,当总体评价时,发现本发明的用于太阳能电池的保护板作为用于太阳能电池的背板部件和作为用于太阳能电池的背板具有出色的性能。
另一方面,比较例1的用于太阳能电池的保护板是其中使用具有超出本发明规定范围的弹性模量的烯烃系粘合剂作为用于着色层的粘合剂的方式,并且特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例2和3的用于太阳能电池的保护板是其中分别使用丙烯酰系粘合剂和氨基甲酸酯系粘合剂作为用于着色层的粘合剂的方式,并且全部特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例4和5的用于太阳能电池的保护板是其中分别使用具有显著地超出由本发明规定的范围的弹性模量的氯乙烯系粘合剂和聚酯系粘合剂作为用于着色层的粘合剂的方式,并且全部特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例6的用于太阳能电池的保护板是其中在不加入在本发明中使用的特定着色颜料(钛等)的情况下形成着色层的方式,并且特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例7至9的用于太阳能电池的保护板是其中通过溶液流延在不加入交联剂的情况下形成着色层的方式,并且全部特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例10的用于太阳能电池的保护板是其中使用具有超出本发明规定的范围的弹性模量并且包含乙酸乙烯酯单元的烯烃系粘合剂作为用于着色层的粘合剂的方式,并且特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例11的用于太阳能电池的保护板是其中在不加入交联剂的情况下形成着色层的方式,并且特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
比较例12的用于太阳能电池的保护板是其中在不加入特定着色颜料(钛等)和交联剂的情况下形成着色层的方式,并且特别是在湿热环境中老化之后对密封材料的粘附性方面差,并且当总体评价时,在作为用于太阳能电池的背板的性能方面差。
同时,证实作为本发明的易粘合板的相应实施例的用于太阳能电池的保护板相对于烯烃系聚合物层的质量(涂布膜的质量)在烯烃系聚合物层中具有0.01质量%以下的溶剂残留率。
[实施例101]
<太阳能电池模块的制造和评价>
将3mm厚强化玻璃片、EVA板(RC02B,由Mitsui Chemicals Fabro,Inc.制造)、晶体太阳能电池、EVA板(RC02B,由Mitsui Chemicals Fabro,Inc.制造)和在每个相应实施例中制造的用于太阳能电池的保护板按以上顺序层叠,并且使用真空层压机(由Nisshinbo Holdings Inc.制造的真空层压机)热压,从而将EVA粘合至相应的部件。此时,设置每个实施例的用于太阳能电池的保护板以使得着色层与EVA板接触。此外,粘合方法如下。
将着色层和EVA板使用真空层压机在150℃抽真空3分钟,并且之后加压10分钟以便粘合。
按以上方式制造晶体太阳能电池模块。使用所获得的太阳能电池模块发电,全部太阳能电池展现良好的发电性能,并且长时间稳定操作。
[实施例201至224]
此外,当除了在不使用二氧化硅分散液1的情况下制备用于着色的涂布液1以外,以与实施例1至24中相同的方式制造用于太阳能电池的保护板时,获得与实施例1至24中相同的结果。
附图标记列表
Figure BDA00003764488800461

Claims (28)

1.一种易粘合板,其包括:
基材膜;和
烯烃系聚合物层,所述烯烃系聚合物层设置在所述基材膜的至少一个表面上并且含有:至少一种粘合剂,所述粘合剂是具有320MPa以下的弹性模量的烯烃系粘合剂;至少一种着色颜料,所述着色颜料选自氧化钛、炭黑、钛黑、黑色复合金属氧化物、花青系颜料和喹吖啶酮系颜料;以及交联剂。
2.根据权利要求1所述的易粘合板,
其中所述烯烃系粘合剂是酸改性的烯烃系粘合剂。
3.根据权利要求1或2所述的易粘合板,
其中所述酸改性是(甲基)丙烯酸。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系粘合剂中烯烃单元与酸单元的共聚比(摩尔比)在99.9∶0.1至90∶10的范围内。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系粘合剂的熔点为75℃以上。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系粘合剂的主链包含乙烯单元。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系粘合剂包含(甲基)丙烯酸酯单元。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的易粘合板,
其中涂布在所述基材膜上的所述着色颜料的量为3g/m2至20g/m2
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的易粘合板,
其中所述着色层中,所述着色颜料相对于全部所述粘合剂树脂和所述交联剂的总体积的体积分数为20%至200%。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的易粘合板,
其中所述着色颜料是氧化钛。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的易粘合板,
其中所述交联剂是具有
Figure FDA00003764488700021
唑啉基的化合物。
12.根据权利要求11所述的易粘合板,
其中相对于所述烯烃系粘合剂,所述具有
Figure FDA00003764488700022
唑啉基的化合物的质量分数在10%至30%的范围内。
13.根据权利要求11或12所述的易粘合板,
其中所述具有
Figure FDA00003764488700023
唑啉基的化合物是水溶性的。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的易粘合板,
其中所述具有
Figure FDA00003764488700024
唑啉基的化合物是包含(甲基)丙烯酸酯单元的共聚物。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系聚合物层的厚度为30μm以下。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系聚合物层通过涂布制造。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系聚合物层中的溶剂残留率为0.05质量%以下。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的易粘合板,
其中所述烯烃系聚合物层和所述基材膜彼此直接接触。
19.根据权利要求1至17中的任一项所述的易粘合板,所述易粘合板包括:
在所述烯烃系聚合物层与所述基材膜之间的至少一个单独层。
20.根据权利要求19所述的易粘合板,
其中所述单独层的厚度小于2μm。
21.根据权利要求19或20所述的易粘合板,
其中所述单独层的主要组分是聚酯系树脂。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的易粘合板,所述易粘合板还包括:
在所述基材膜的与设置有所述烯烃系聚合物层的表面相反的表面上的耐候层,所述耐候层包括氟树脂和硅氧烷-丙烯酸类复合树脂中的至少一种。
23.根据权利要求1至22中的任一项所述的易粘合板,
其中所述基材膜的设置有所述着色层的表面在550nm的波长具有65%以上的光反射率。
24.一种用于太阳能电池的保护板,其包括:
根据权利要求1至23中的任一项所述的易粘合板。
25.一种用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板,其包括:
根据权利要求1至23中的任一项所述的易粘合板或根据权利要求24所述的用于太阳能电池的保护板。
26.一种用于太阳能电池的层压体,其包括:
根据权利要求1至23中的任一项所述的易粘合板或根据权利要求24所述的用于太阳能电池的保护板;以及
聚合物层,所述聚合物层至少直接粘附至所述易粘合板的或所述用于太阳能电池的保护板的在烯烃系聚合物层侧的表面并且包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
27.一种太阳能电池模块,其包括:
在太阳光入射侧的透明前基板;
太阳能电池元件;
密封材料,所述密封材料密封所述太阳能电池元件;以及
用于太阳能电池的背板,所述用于太阳能电池的背板在所述前基板的相反侧设置在所述密封材料上并且粘附至所述密封材料,
其中所述用于太阳能电池的背板包括根据权利要求25所述的用于太阳能电池的背板部件或用于太阳能电池的背板,并且所述用于太阳能电池的背板部件或所述用于太阳能电池的背板中的所述烯烃系聚合物层直接粘附至所述密封材料。
28.一种太阳能电池模块,其包括:
在太阳光入射侧的透明前基板;
太阳能电池元件;
密封材料,所述密封材料密封所述太阳能电池元件;以及
用于太阳能电池的背板,所述用于太阳能电池的背板在所述前基板的相反侧设置在所述密封材料上并且粘附至所述密封材料,
其中根据权利要求26所述的用于太阳能电池的层压体被包括作为所述用于太阳能电池的背板和所述密封材料。
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