ES2602652T3 - Película sellante para célula solar, y célula solar que utiliza la misma - Google Patents

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Abstract

Una película sellante para células solares, que comprende un copolímero de etileno-monómero polar, un reticulador y dióxido de titanio como colorante, que contiene además un compuesto de (met)acrilato representado por la siguiente fórmula (I):**Fórmula** en la que R1, R2 y R3 representan H o CH3, y n es un número entero de 9 a 14.

Description

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fotoestabilizador puede usarse cada uno en solitario, o en combinación de dos o más tipos. El contenido del fotoestabilizador está preferiblemente en el intervalo de 0,01 a 5 partes en peso en base a 100 partes en peso de copolímero de etileno-monómero polar.
Los ejemplos de los antioxidantes incluyen antioxidantes de tipo fenol impedido tales como N,N’-hexan-1,6-diil-bis[3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionamida], estabilizadores al calor de tipo fósforo, estabilizadores al calor de tipo lactona, estabilizadores al calor de tipo vitamina E y estabilizadores al calor de tipo azufre.
(Procedimiento para la preparación de una película sellante para células solares)
La película sellante para células solares puede prepararse según procedimientos conocidos. La película sellante para células solares puede prepararse, por ejemplo, mezclando los materiales mencionados anteriormente por método conocido usando un Super Mixer (mezclador rápido de fluidos) o un laminador, y moldeando la composición resultante bajo aplicación de presión y calentamiento usando moldeo por extrusión convencional o moldeo por calandro (calandrado) para preparar un producto en la forma de una lámina. Por otra parte, la película sellante para células solares puede prepararse disolviendo la composición mencionada anteriormente en un disolvente para formar una disolución y aplicando la disolución sobre un soporte apropiado mediante un revestidor apropiado y secándola para formar una película revestida (producto en la forma de lámina). La temperatura de calentamiento en la formación de película es preferiblemente tal intervalo que el reticulador no reaccione o apenas reaccione. Por ejemplo, la temperatura de calentamiento está preferiblemente en el intervalo de 50 a 90ºC, especialmente 40 a 80ºC, de tal modo que el reticulador no se descomponga. El grosor de la película sellante para células solares, aunque no está restringido particularmente, está preferiblemente en el intervalo de 50 μm a 2 mm.
(Célula solar, y procedimiento para la preparación de la misma)
La estructura de la célula solar no está restringida particularmente, siempre y cuando la película sellante para células solares según la invención se use como película sellante de la cara trasera entre un material de protección de la cara trasera y los elementos fotovoltaicos (película sellante opuesta a una cara receptora de la luz). Por ejemplo, puede mencionarse la estructura que comprende un material transparente de protección de la cara receptora de la luz, un material de protección de la cara trasera y elementos fotovoltaicos sellados entre los mismos con las películas sellantes de la invención, que se obtiene curando las películas sellantes y combinándolas.
La célula solar se prepara preferiblemente para sellar suficientemente los elementos fotovoltaicos como sigue. En más detalle, un material 11 transparente de protección de la cara delantera, una película 13A sellante de la cara delantera, elementos 14 fotovoltaicos, una película 13B sellante de la cara trasera (la película sellante para células solares de la invención) y un material 12 de protección de la cara trasera se superponen para preparar un laminado, y el laminado se reticula o cura según un procedimiento convencional que incluye etapas de calentamiento y presurización, como se muestra en la Fig. 1. La película sellante para células solares de la invención que contiene dióxido de titanio como colorante no es adecuada para la película sellante de la cara delantera (película sellante de la cara receptora de la luz), y por lo tanto se usa una película sellante para células solares convencional que no contiene colorante para la película sellante de la cara delantera. Por ejemplo, puede usarse una película sellante para células solares que tiene alta transparencia descrita en el Documento de Patente 1.
La célula solar de la invención que emplea la película sellante para células solares de la invención como película sellante de la cara trasera muestra alta eficacia de generación eléctrica, porque puede utilizar eficazmente la luz reflejada y suprimir además la reducción de las propiedades de aislamiento eléctrico.
En más detalle, el laminado puede ser unido, por ejemplo, bajo la aplicación de presión y calor usando un laminador a vacío en las condiciones de temperatura de 135 a 180ºC (preferiblemente 140 a 180ºC, especialmente 155 a 180ºC), periodo de tiempo de desgasificación de 0,1 a 5 min, presión de prensado de 0,1 a 1,5 kg/cm2 y periodo de tiempo de prensado de 5 a 15 min. Esta aplicación de presión y calor permite que el copolímero de etilenomonómero polar contenido en la película 13A sellante de la cara delantera y la película 13B sellante de la cara trasera se reticule, por lo cual los elementos 14 fotovoltaicos, el material 11 transparente de protección de la cara delantera y el material 12 de protección de la cara trasera se combinan mediante la película 13A sellante de la cara delantera y la película 13B sellante de la cara trasera para sellar los elementos 14 fotovoltaicos.
La película sellante para células solares de la invención puede usarse no sólo en células solares que emplean elementos fotovoltaicos compuestos de cristal de silicio de tipo cristal único o policristal, sino también células solares de película fina tales como célula solar de tipo silicio de película fina, célula solar de tipo silicio amorfo de película fina y célula solar de tipo seleniuro de cobre e indio (CIS). Los ejemplos de las estructuras de las células solares de película fina incluyen la estructura en que la película sellante para células solares de la invención y un material de protección de la cara trasera se superponen sobre un elemento de célula solar de película fina que se forma por un método de deposición en fase química sobre un material transparente de protección de la cara delantera (receptora de la luz) tal como una placa de vidrio, un sustrato de poliimida o un sustrato transparente de fluororresina, y el laminado resultante se une y queda unido; o la estructura en que un material transparente de protección de la cara delantera, la película sellante de la cara delantera, un elemento para células solares de película fina, la película
8
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[Tabla 1]
Ej. 1
Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. 5 Ej. 6 Ej. 7 Ej. 8 Ej. 9 Ej. 10 Ej. Ref. 1 Ej. Ref. 2
Formulación (partes en peso)
EVA *1 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Reticulador *2
0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Auxiliar de reticulación *3
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Aditivos *4
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Colorante (dióxido de titanio)
4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,0 0 0
Comp. de (met)acrilato (1) *5
0,1 0,2 0,5 0,8 1,0 1,5 - - - 0,1 - 0,1
Comp. de (met)acrilato (2) *6
- - - - - - 0,1 0,2 0,5 - - --
Comp. de (met)acrilato (3) *7
- - - - - - - - - - - --
Comp. de (met)acrilato (4) *8
- - - - - - - - - - - --
Comp. de (met)acrilato (5) *9
- - - - - - - - - - - --
Evaluación
Resistividad intrínseca de volumen 13,1 13,2 13,5 13,6 13,7 13,9 13,3 13,4 13,5 13,1 13,1 13,4
Propiedad de procesamiento
Ο Ο Ο Ο Ο Δ Ο Ο Ο Ο Ο Ο
Nota)*1: Contenido de acetato de vinilo en base a 100 partes en peso de EVA: 25 partes en peso*2: 1,1-bis(t-hexilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano*3: Isocianurato de trialilo*4: γ-Metacriloxipropiltrimetoxisilano*5: Dimetacrilato de nonaetilenglicol (Lightester 9EG; KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.)*6: Dimetacrilato de tetradecaetilenglicol (Lightester 14EG; KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.)*7: Dimetacrilato de trietilenglicol (Lightester 3EG; KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.)*8: Dimetacrilato de nonanodiol (Lightester 1,9ND; KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.)*9: Acrilato de metoxipolietilenglicol (Lightacrylate 130A; KYOEISHA CHEMICAL Co., Ltd.)Ej: Ejemplo, Ej. Ref.: Ejemplo de Referencia, Comp.: Compuesto
10
[Tabla 2]
Ej. Co. 1
Ej. Co. 2 Ej. Co. 3 Ej. Co. 4 Ej. Co. 5 Ej. Co. 6 Ej. Co. 7
Formulación (partes en peso)
EVA *1 100 100 100 100 100 100 100
Reticulador *2
0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Auxiliar reticulación *3
1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Aditivos *4
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Colorante (dióxido de titanio)
4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
Comp. de (met)acrilato (1) *5
- - - - - - --
Comp. de (met)acrilato (2) *6
- - - - - - --
Comp. de (met)acrilato (3) *7
- 0,1 0,2 - - - --
Comp. de (met)acrilato (4) *8
- - - 0,1 0,2 1,0 --
Comp. de (met)acrilato (5) *9
- - - - - - 0,5
Evaluación
Resistividad intrínseca de volumen 12,6 12,5 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6
Propiedad de procesamiento
Ο Ο Ο Ο Ο X Ο
Nota) *1-*9: Como se describen en la Tabla 1 Ej. Co.: Ejemplo de Comparación
(Resultado de la evaluación)
La resistividad intrínseca de volumen de cada una de las muestras resultantes se indica en la Tabla 1 y la Tabla 2. Se evalúan películas sellantes para células solares que contienen 0,1 a 1,5 partes en peso de compuestos de (met)acrilato representados por la fórmula (I) en la que R1 y R3 son CH3, R2 es H, y n es 9 o 4, que se describen en los Ejemplo 1-10. Como resultado, las películas de todos los Ejemplos 1-10 son comparables en resistividad intrínseca de volumen a la película del Ejemplo de Referencia 1 que no contiene colorante (dióxido de titanio) para mostrar una resistividad intrínseca de volumen no menor que 13,0, que está en aceptación. En contraste, la película del Ejemplo de Comparación 1, que no contiene compuesto de (met)acrilato muestra una resistividad intrínseca de volumen extremadamente reducida. Por comparación de la diferencia entre las resistividades intrínsecas de volumen del Ejemplo de Comparación 1 y el Ejemplo 1 (que contiene colorante) con la diferencia entre las resistividades intrínsecas de volumen de los Ejemplos de Referencia 1 y 2 (que no contienen colorante), la diferencia entre las resistividades del ejemplo de comparación 1 y el Ejemplo 1 es más grande que la diferencia entre las resistividades de los Ejemplos de Referencia 1 y 2, y por tanto se percibe que las películas sellantes que contienen colorante muestran un efecto notable en propiedades de aislamiento conteniendo el compuesto de (met)acrilato.
Si bien está contenido un compuesto de (met)acrilato en una película sellante, las películas sellantes de los ejemplos de Comparación 2 y 3 que contienen compuesto de (met)acrilato en donde n (número de grupos etilenoxi) es 3, las películas sellantes de los Ejemplos de Comparación 4-6 que contienen compuesto de (met)acrilato que no tiene grupo etilenoxi, y las películas sellantes del Ejemplo de Comparación 7 que contiene compuesto de (met)acrilato que tiene grupo acriloílo sólo en un extremo, muestran resistividades intrínsecas de volumen menores que 13,0, y por tanto no indican efecto de supresión de reducción de las propiedades de aislamiento eléctrico.
Los resultados mencionados anteriormente revelan que el uso del compuesto de (met)acrilato de la fórmula (I) suprime la reducción de las propiedades de aislamiento eléctrico causada por la inclusión de colorante.
Además, en el caso de que el compuesto de (met)acrilato de la fórmula (I) esté contenido en una cantidad de 1,5 partes en peso en base a 100 partes en peso de EVA, la formulación se amasa con poca dificultad para mostrar una propiedad de procesamiento inferior. Por tanto, a la vista de las propiedades de procesamiento, el contenido del compuesto de (met)acrilato de la fórmula (I) está más preferiblemente en el intervalo de 0,1 a 1,0 partes en peso en base a 100 partes en peso de EVA.
Aplicabilidad industrial
La presente invención hace posible proporcionar una célula solar que tiene una eficacia de generación eléctrica más alta.
11
imagen8

Claims (1)

  1. imagen1
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