JP2016528724A - 封止材への改善された接着を有するバックシート/フロントシート、及びそれから作製される太陽電池モジュール - Google Patents
封止材への改善された接着を有するバックシート/フロントシート、及びそれから作製される太陽電池モジュール Download PDFInfo
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Abstract
Description
本開示における数値範囲は近似であり、したがって、別段の指示がない限り、その範囲外の値も含み得る。数値範囲は、任意の下方値と任意の上方値との間に少なくとも2単位の隔たりがあるという条件で、1単位の増分で、下方値及び上方値を含む全ての値を含む。一例として、例えば、分子量、粘度、メルトインデックスなどの組成的、物理的、または他の特性が、100〜1,000である場合、100、101、102などの全ての個々の値、及び100〜144、155〜170、197〜200などの部分範囲が明示的に列挙されることが意図される。1未満である値を含有する、または1よりも大きい分数(例えば、1.1、1.5など)を含有する範囲に対して、1単位は、必要に応じて、0.0001、0.001、0.01、または0.1であると見なされる。10未満(例えば、1〜5)の1桁の数を含有する範囲に対して、1単位は典型的に、0.1であると見なされる。これらは、具体的に意図されるものの例にすぎず、列挙される最低値と最高値との間の数値の全ての可能な組み合わせが、本開示において明示的に記述されていると見なされるものである。反対の記述がある、文脈から黙示的である、または当該技術分野において慣習的である場合を除き、全ての部及び百分率は重量によるものであり、全ての試験方法は、本開示の出願日現在のものである。
概して、接着強度に影響を及ぼす、2つの基板間の4つの接着機構がある:(1)共有結合、(2)ファン・デル・ワールス力及び極性−極性相互作用、(3)分子間拡散/溶接、ならびに(4)界面における機械的連動。85℃及び85%の湿度における湿熱劣化の1000時間、及び好ましくは2000時間後に、少なくとも40N/cm(または接着不良なし)の接着を有するために、封止材とバックシートと、または封止材とフロントシートとの界面における結合は、共有結合及び/または分子間溶接のいずれかを含まなければならない。
一実施形態では、ポリオレフィン系封止材とバックシートまたはフロントシートとの間の接着を改善する方法が提供される。ポリオレフィン系封止材は、ポリエチレン系封止材であり、少量の官能基を含んでもよい。好ましくは、ポリオレフィン系封止材は、2%未満のビニルトリメチルシロキサンでグラフト化された、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)である。
一実施形態では、(A)バックシート、フロントシート、または封止材の表面を改質するステップは、バックシート、フロントシート、または封止材の表面に、機能化コーティングを適用することを含む。機能化コーティングは、封止材とバックシートまたはフロントシートとの間の共有結合、分子拡散、または両方を高める。機能化コーティングは、単一のフィルムのみ(封止材、フロントシートまたはバックシート)、または結合対の両方のフィルムに適用されてもよい。好ましくは、コーティングは、バックシートまたはフロントシートの表面に適用される。
別の実施形態によると、(A)バックシート、フロントシート、または封止材の表面を改質するステップは、封止材とバックシートまたはフロントシートとの間の共有結合を高めるために、大気プラズマ処理を使用して、バックシート、フロントシート、または封止材の表面に特定の官能基を導入することを含む。大気プラズマ処理中に蒸発する機能分子とのガス混合物は、特定の官能基を効果的に導入するために好ましい。いくつかの実施形態では、バックシート及び封止材またはフロントシート及び封止材のうちの1つのみが、大気プラズマ処理に供される。他の実施形態では、バックシートまたはフロントシート及び封止材の両方が、大気プラズマ処理に供される。
Dow Enlight封止材66232は、2%未満のビニルトリメチルシロキサンでグラフト化された、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含む、ポリオレフィン系封止材である。
4インチ×6インチ(102mm×152mm)ガラスラミネートが、バックシートまたはフロントシートへの封止材の接着力を測定するために、PエネルギーL200Aラミネータによって調製される。ラミネートの標準的なレイアウトは、ガラス//(エンボス加工側)前方封止材(紙側)//(紙側)後方封止材(エンボス加工側)//バックシートであった。4インチ×4インチ(102mm×102mm)テフロン(登録商標)シートが、後方封止材とバックシートまたはコーティングされたバックシートとの間に配置され、それが、剥離試験を実施するためにラミネート加工後に除去され得るようにする。ETFEフロントシートが使用されるとき、ラミネートのレイアウトは、ETFE//(エンボス加工側)前方封止材(紙側)//(紙側)後方封止材(エンボス加工側)//Protekt HDである。
3つの1インチ(25.4mm)幅のバックシートまたはフロントシート片が、4インチ×6インチ(102mm×152mm)のラミネートから切断される。バックシート及びフロントシートへの封止材の接着力は、2インチ/分(50.8mm/分)の速度で、Instronを使用した180°剥離試験によって測定される。ラミネート加工後の接着力は、85℃及び85%の湿度における湿熱劣化の0時間(初期接着)、500時間、1000時間、2000時間において測定される。
全てのコーティング製剤が、1ミル(25.4ミクロン)巻線ドローダウンロッドを使用して、バックシート上にコーティングされ、続いて、15分間60℃で、対流式オーブン中で乾燥される。乾燥コーティングの厚さは、0.1ミル(2.54ミクロン)〜0.5ミル(12.7ミクロン)である。
AAAバックシートは、種々の官能基を含有する組成物でコーティングされる。コーティングされたバックシートは、上記のEnlight封止材でラミネート加工される。コーティングされたAAAバックシートへのEnlightの接着力は、表1に示される。
大気プラズマ処理は、Enercon 22”接線プラズマシステム及びプラズマ化学蒸着(CVD)を使用して実施される。処理後のバックシートまたはフロントシートの表面エネルギーは、約50〜60dyn/cmである。
Claims (15)
- 150℃以上の融解温度と、少なくとも1つの表面改質を含む、少なくとも1つの表面と、を有する、外層を含む、多層フィルムであって、前記少なくとも1つの表面改質を有する、前記少なくとも1つの表面は、ポリオレフィン系封止材フィルムと接着接触するように構成され、前記多層フィルムの前記ポリオレフィン系封止材への前記接着力は、少なくとも20N/cmである、前記多層フィルム。
- 前記フィルムは、フロントシートまたはバックシートである、請求項1に記載の前記多層フィルム。
- ポリオレフィン系封止材と、バックシートまたはフロントシートのうちの少なくとも1つと、を含む、電子デバイスであって、前記バックシートまたはフロントシートは、少なくとも1つの表面改質を含み、前記封止材と接着接触するように構成される、少なくとも1つの表面を有する、前記バックシートまたはフロントシートと前記封止材との間の前記接着力は、少なくとも20N/cmである、前記電子デバイス。
- 前記接着力は、少なくとも40N/cmである、請求項3に記載の前記電子デバイス。
- 前記接着力は、少なくとも1,000時間にわたって、85℃及び85%の湿度の湿熱劣化後に測定される、請求項3〜4に記載の前記電子デバイス。
- 前記表面改質は、官能性ポリオレフィンまたは官能基のうちの少なくとも1つを含む、コーティングである、請求項1〜5に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記官能化ポリオレフィンは、ポリ(エチレン酢酸ビニル);エチレンアクリレートコポリマー;エチレン酸コポリマー;塩素化ポリオレフィン;アミノ、ヒドロキシル、カルボン酸、及び無水マレイン酸改質ポリオレフィン;ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記官能基は、ヒドロキシル、シラン、シラノール、アミノ、エポキシ、エステル、カルボン酸、無水マレイン酸、過酸化物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記表面改質は、エポキシシランまたはアミノシランである、請求項6に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記コーティングは、コーティング、乾燥、及び保管後のブロッキングを有さず、UL 1703及びIEC 61215に定義される耐候性、熱及び湿熱劣化要件を満たす、紫外線、熱、及び湿気への耐性を有する、請求項1〜9に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記表面改質は、大気プラズマ処理された機能分子である、請求項1〜5に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記機能分子は、アルコール、アミン、カルボン酸、及び官能性シランからなる群から選択される、請求項11に記載の前記フィルムまたは電子デバイス。
- 前記バックシートまたはフロントシートは、AAAバックシート、FPAバックシート、TPAバックシート、APAバックシート、TPTバックシート、KPKバックシート、FPFバックシート、EFTF含有フロントシート、FEP含有フロントシート、PVDF含有フロントシート、ポリイミド含有フロントシート、及びPET/PENフロントシートからなる群から選択される、請求項3〜12に記載の前記電子デバイス。
- 前記電子デバイスは、太陽電池モジュールである、請求項3〜13に記載の前記電子デバイス。
- 電子デバイス中で、ポリオレフィン系封止材とバックシートまたはフロントシートのうちの少なくとも1つとの間の接着を改善する方法であって、少なくとも1つの機能分子または官能基を導入するために、前記バックシートまたはフロントシートの表面を改質するステップを含み、前記機能分子または官能基は、前記封止材とバックシートまたはフロントシートとの間の共有結合または分子間拡散を改善し、前記封止材と前記表面改質バックシートまたはフロントシートとの間の前記接着力は、少なくとも20N/cmである、前記方法。
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