TW201031704A - Production of solar-cell modules - Google Patents

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201031704 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 亦有關對應 其是陽光） 換之物理基 之一種具體 的剖面圖。 固定構件， 之輻射藉由 元件501之 用以輸出所 其易腐蝕且 護。大部分 伏打元件插 及具有優異 本發明係有關太陽能電池模組之製造，且 之太陽能電池模組。 【先前技術】 太陽能電池或光電伏打電池係爲將光（尤 Φ 中之輻射能直接轉換成電能之電模組。此種轉 礎係爲光電伏打效應，此效應係爲內光電效應 實例。 圖3係爲顯示太陽能電池模組之基本結構 圖3中之 501表示光電伏打元件，502表示 5 03表示面板，且504表示後壁面。來自陽光 通過面板5 03及固定構件502而衝擊光電伏打 光敏性表面，轉化成電能。輸出端（未示）出 ❹ 產生之電。 光電伏打元件無法承受極端室外條件，因 極脆弱。因此必需藉適當之材料加以覆蓋或保 情況下，此係藉由使用適當之固定構件將光電 入且層合於透明耐候性面板（例如玻璃面板） 防潮性及高電阻的後壁面之間而達成。 經常用作太陽能電池之固定構件的材料有聚乙烯縮丁 醛及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA)。尤其，可交聯 EVA組成物在此展現優異之性質，實例有良好之耐熱性 201031704 、高耐候性、高透明性及良好之成本效率。 太陽能電池模組需具有高安定性，因其係長期用於戶 外。是故，固定構件必需特別具有優異之耐候性及高耐熱 性。然而，當模組長期（例如十年期間）於室外使用時， 經常觀察到一種現象，固定構件之光誘發及/或熱誘發降 解，造成固定構件之黃變及/或自光電伏打元件剝離。固 定構件之黃變造成入射光可利用比例之降低，及隨後電力 位準之降低。其次，自光電伏打元件剝離會使濕氣滲入， 此種情況可造成光電伏打元件本身或太陽能電池模組中金 屬零件之腐蝕，同樣亦降低自太陽能電池模組所得之電力 0 雖然通常使用之EVA本身爲良好固定構件，但其因 水解及/或熱解而逐漸降解。隨著時間之推移，因熱或濕 氣之作用而釋出乙酸。此情況導致固定構件之黃變、機械 強度降低及固定構件之黏著性降低。此外’所釋出之乙酸 作爲觸媒，進一步加速降解。產生之另一項問題是乙酸腐 蝕光電伏打元件及/或太陽能電池模組中之其他金屬零件 〇 爲解決該等問題’歐洲專利申請案EP 1 065 73 1 A2 提議使用太陽能電池模組’此模組包含光電伏打元件及聚 合物固定構件，其中聚合物固定構件意以包含乙烯-丙烯 酸酯-丙烯酸三聚物、乙烯-丙烯酸酯-順丁烯二酸酐三聚 物、乙烯-甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯三聚物、乙烯-丙烯酸 酯-甲基丙烯酸三聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸 -6 - 201031704 三聚物及/或乙烯-甲基丙烯酸酯-順丁烯二酸酐三聚物。 然而’此類太陽能電池模組具有受限之耐候性及亦受限之 效率。 先前技術亦揭示藉由使用適當之UV吸收劑，改善丙 稀酸模塑組成物之耐候性。 例如，德國專利DE 1801 221 B1教示使用式（I)化 合物

作爲聚合物之UV吸收劑。該配置用意係使部分相對於位 在A環上之現存基團成間位或對位。a環可另外由一或多 個鹵原子或由烷基或甲氧基所取代。部分R係爲隨意經取 代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部分。 所提及之一種可能係使用於聚丙烯酸酯。然而，該刊 物完全未揭露有關模塑組成物於太陽能電池模組之製造的 用途。 WO 2008/025738描述包含兩種UV吸收劑之組成物 於保護有機物質（尤其是有機聚合物）防止因環境影響而 降解，例如黃變、喪失透明性及光澤減低。就此言之，使 用前式（I)之亞苄基雙丙二酸酯，尤其是Hostavin® B-CAP，其中R=乙基而無進一步取代之式（I)對位-經取代 亞苄基雙丙二酸酯作爲UV吸收劑。 所提及之一種可能性係使用乙烯-丙烯酸烷酯共聚物 201031704 、乙烯-甲基丙烯酸烷酯共聚物及乙烯-丙烯酸共聚物之組 成物。然而，該刊物完全未揭露有關模塑組成物於太陽能 電池模組之製造的用途。 US 6,43 3,044 B1揭示一種甲基丙烯酸甲酯樹脂組成 物，其包含甲基丙烯酸甲酯樹脂及2-(1-芳基亞烷基）丙 二酸之酯，其含量範圍爲0.0005至0.1重量份數/100重 量份數甲基丙烯酸甲酯樹脂。 該樹脂組成物尤其是希望用於製造光學導體。然而， 該刊物完全未揭露有關模塑組成物於太陽能電池模組之製 造的用途。 JP 2005-298748 A提供由甲基丙烯酸樹脂構成之模塑 物，此等模塑物較佳係包含1 〇〇重量份數甲基丙烯酸樹脂 、包含60至100重量％之甲基丙烯酸甲酯單元及0至40 重量％之其他可共聚乙烯基單體單元，及0.00 5-0.15重量 %之2-(2-羥基-4-正·辛氧基苯基）-4,6-雙（2,4-二甲基 苯基）-1,3,5-三哄及/或2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮。期 望模塑物對UV輻射具有明顯障壁，且於厚度爲0.5至5 mm範圍內之模塑物上測量時，在340 nm具有最高20% 之透明性且於3 80 nm最低70%之透明性。 該等模塑物尤其欲使用作爲照明系統之罩蓋。然而， 該刊物完全未揭露有關模塑物於太陽能電池模組之製造的 用途。 【發明內容】 -8- 201031704 因此’本發明目的係提供減輕太陽能電池在長期戶外 使用（尤其是於高溫且/或高濕下）期間的電力降低之可 能性。爲達此目的，特別尋求達到優異耐候性、最大耐熱 性及最大光穿透性以及最小吸水性的方法。其他所需特色 有促進腐蝕之物質（尤其是酸）的最低釋出量，及對太陽 能電池模組之各種基材元件的最大黏著性。 使用具有本專利申請專利範圍第1項之所有特色的模 Φ 塑組成物達成該等目的’亦達成雖未特別提及但由導論所 討論之情況即顯而易見的其他目的。再次參考申請專利範 圍第1項之依附項特別描述本發明較佳變化形式。亦針對 相應之太陽能電池模組提供保護。 將 a)至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯及 b)至少—種通式（I)化合物

其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分’且A環可具有其他取代基， 使用於·太陽能電池模組之製造，尤其是用於製造太陽 能電池模組之集光器， ί系胃一種減輕太陽能電池在長期戶外使用期間（尤其 於高溫及/或高濕下）之任何電力降低的成功但非輕易可 預見方法°尤其’達到優異之耐候性、極高之耐熱性及 -9 - 201031704 極高之光穿透性，且亦達到極低之吸水性。此外，即使長 期使用於戶外亦不釋出促進腐蝕之物質，同時所達之對太 陽能電池模組之各種基材元件的黏著性極佳。 此種達成目的之方式使得可見光波長範圍中"可用之" 光得到有效之利用。同時，有效地吸收無法用以發電之其 他波長拜圍，尤其是UV區。該吸收增加太陽能電池模組 之耐候性。該吸收更抑制將集光器加熱之缺點，不需因此 使用冷卻元件，增長太陽能電池模組之使用壽命，並增加 _ 其總輸出及其效率。 本發明方法尤其產生下列優點： 提供可得到具有優異之耐候性、耐熱性及防潮性的太 陽能電池模組之途徑。不產生剝離，即使模組長期暴露於 戶外條件下亦然。更改善耐候性，因爲即使於高溫及高濕 下，亦不釋出酸。因爲光電伏打元件不具有因酸所致之腐 蝕，故太陽能電池長期保持耐久之穩定電力。 而且’使用耐候性、耐熱性及防潮性優異且具有優異 @ 之光穿透性的材料，因而可製造極佳之太陽能電池模組。 【實施方式】 發明之詳細說明 針對本發明之目的， a) 至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯及 b) 至少一種通式（I)化合物 使用於太陽能電池模組之製造。就此言之，此等組份 -10- 201031704 可一起使用於單一組成物中，例如於混合物形式使 塑組成物中’因此多於一種組份一起使用於製造太 池模組之共同元件’諸如模塑物。然而，亦可個別 中之每一種來製造太陽能電池模組的不同個別元件 聚（甲基）丙烯酸烷酯可單獨或與複數種不同 基）丙烯酸烷酯混合使用。聚（甲基）丙烯酸烷酯 用共聚物形式。 @ 針對本發明之目的，特佳者係（甲基）丙烯 c18-烷酯，較佳爲（甲基）丙烯酸C^-Cm-烷酯， (甲基）丙烯酸Ci-Cc烷酯的均聚物及共聚物，若 則此等者可亦包含相異之單體單元。 術語（甲基）丙烯酸酯在此不僅表示甲基丙烯 例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等，而亦表 酸酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等，以及由此 組成之混合物。 Q 已證明特別成功地係使用含有70重量％至99 ，尤其是70%至90重量％ (甲基）丙烯酸C,-C 之共聚物。較佳甲基丙烯酸CrC^-烷酯包含甲基 甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙 丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲 酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、 烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸異辛酯及 烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯 基丙烯酸環烷酯，例如甲基丙烯酸環己酯、甲基丙 用於模 陽能電 使用其 〇 聚（甲 亦可採 酸C丨- 尤其是 適當， 酸酯， 示丙烯 兩單體 重量％ 1 〇 -院醋 丙烯酸 烯酸異 基丙烯 甲基丙 甲基丙 以及甲 烯酸異 -11 - 201031704 莰酯或甲基丙烯酸乙基環己酯。較佳丙烯酸C^Cm -院基 酯包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異 丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、 丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙 烯酸異辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯及丙烯酸乙基己酯 以及丙烯酸環烷酯，例如丙烯酸環己酯、丙烯酸異莰酯或 丙烯酸乙基環己酯。 極佳共聚物包含80重量％至99重量％之甲基丙烯酸 甲酯（MMA)單元及1重量％至20重量％，較佳1重量 %至5重量％之丙烯酸Ci-C^-烷酯單元，尤其丙烯酸甲 酯單元、丙烯酸乙酯單元及/或丙烯酸丁酯單元。就此言 之，已證明特別成功地係使用可得自 R6hm GmbH之 PLEXIGLAS® 7N聚甲基丙烯酸甲酯。 聚（甲基）丙烯酸烷酯可藉由本身已知之聚合方法製 得，此處特佳係自由基聚合方法，尤其本體聚合、溶液聚 合、懸浮聚合及乳化聚合方法。特別適於此等目的之起始 劑特別包含偶氮基化合物，諸如2，2'-偶氮基雙（異丁腈 )或2,2’-偶氮基雙（2,4-二甲基戊腈）：氧化還原系統， 例如三級胺與過氧化物或亞硫酸氫鈉及鉀、鈉或銨之過硫 酸鹽，或較佳過氧化物之組合（其中關連參見H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acry 1 - und Methacrylverbindungen" [Acrylic and methacrylic compounds], Springer, Heidelberg, 1 967，或 Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. l, pages 201031704 3 86ff，J. Wiley，New York, 1 978 )。特別適當之過氧化物 聚合起始劑的實例有過氧化二月桂醯、過辛酸第三丁酯、 過異壬酸第三丁酯、過氧二碳酸二環己酯、過氧化物二苯 甲醯及2,2 -雙（第三丁基過氧）丁烷。亦可且較佳係使用 各種具有不同半衰壽命之聚合起始劑的混合物且亦於各種 聚合溫度下進行聚合反應，實例有過氧化二月桂醯及2,2_ 雙（第三丁基過氧）丁烷，以保持自由基於聚合反應期間 @ 的固定流動。聚合起始劑之用量以單體混合物計通常爲 〇.〇1重量％至2重量％。 聚合物反應可連續或分批地進行。在聚合反應之後， 藉習用單離及分離步驟（例如過濾、凝結及噴霧乾燥）得 到聚合物。 聚合物或共聚物之鏈長可藉著於分子量調節劑存在下 聚合該混合物或單體混合物而加以調整，該分子量調節劑 之特定實例有已知用於此目的之硫醇，例如正丁基硫醇、 φ 正十二烷基硫醇、2-锍基乙醇或硫代羥乙酸2-乙基己酯、 異戊四醇四硫代羥乙酸酯；分子量調節劑之用量以單體或 單體混合物計通常爲0.05重量％至5重量％，較佳0.1 至2重量％且特佳爲0.2重量％至1重量％ (參考例如H. Rauch-Puntigam，Th. Volker, ” Acryl· und Methacrylverbindungen!, [Acrylic and methacrylic compounds], Springer, Heidelberg, 1 9 6 7; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of organic chemistry]，Vol. XIV/1，第 66 頁，Georg Thieme， -13- 201031704

Heidelberg，1961，或 Kirk-Othmer，Encyclopedia of

Chemical Technology, V〇l, 1 > 第 296 頁以下各頁，j. Wiley, New York, 1 978 )。正十二烷基硫醇作爲分子量調 節劑特別理想。 針對本發明之目的，亦使用至少一種通式（I)化合 物來製造太陽能電池模組

其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分，且A環可具有其他取代基。 此處之R部分可相同或相異。 特別適當之R部分有甲基、乙基、丙基、十二烷基、 環己基、苄基及苯基部分’且苯基部分隨意經鹵素、烷基 部分且經烷氧基部分所取代。特佳係具有1至18個碳原 子之烷基及具有1至18個碳原子之環烷基，尤其是具有 1至8個碳原子之部分，較佳係具有1至4個碳原子，尤 其甲基及乙基。乙基最佳。 適於A之取代基的實例係鹵素或烷基。就本發明之 一特佳變化形式的目的而言’該環不具有除氫以外之其他 取代基。 針對式（I )目的之較佳化合物係爲式（Π )化合物 -14- (ii) 201031704 ο ο

II II R’〇_c、 _/r^\ /c 一0R,

/C=CH——CH=C R'O—C c—OR'

II II o o 及式（III)化合物 o

II Ο II c—OR' (ill)

R'O—CN

^C=CH R'O—C \_, cH=a C—OR'

II o 其中部分R’係如前定義且較佳係爲具有1至20個碳原子 且不具有其他取代基之烷基部分、環己基部分、苄基部分 或苯基部分。特佳係其中各個R’係彼此獨立地爲乙基、 正十二烷基、環己基、苄基或苯基（尤其是乙基）的式（ II )化合物。 式（I)化合物可例如藉由將式（IV)之二醛

(IV) 其中A環可隨意具有其他取代基，與式（V)丙二酸酯縮 合而製得 Ο Ο

II II

ROC—CH2—COR (V) 〇 特別適當之式（IV)之醛有對苯二甲醛、異苯二甲醛 、2-氯對苯二甲醛、2-氟對苯二甲醛、2-甲基對苯二甲醛 -15- 201031704 、2,2-二氯對苯二甲醛、2,5-二氯對苯二甲醛、2,5-二乙 基對苯二甲醛 '四甲基對苯二甲醛、2,5-二甲氧基對苯二 甲醛、4-甲氧基異苯二甲醛、5-甲基異苯二甲醛及四甲基 異苯二甲醛。 特別適當之式（V)丙二酸酯有丙二酸二乙酯、丙二 酸二-十二院酯、丙二酸二環己酯、丙二酸二节酯、丙二 酸二苯酯、丙二酸二甲酯、丙二酸甲酯乙酯、丙二酸二乙 酯、丙二酸甲酯丙酯、丙二酸二丙酯、丙二酸二（3_氯丙 基）酯、丙二酸二異丙酯、丙二酸二丁酯、丙二酸二-第 二丁酯、丙二酸二異丁酯、丙二酸二-第三丁酯、丙二酸 戊酯、丙二酸二己酯、丙二酸二辛酯、丙二酸二壬酯、丙 二酸二癸酯、丙二酸二-十二烷酯、丙二酸二-十八烷酯及 丙二酸甲酯苯酯。 針對本發明之目的，有時可較理想地添加熟習此技術 者所熟知之輔劑。較佳爲外部潤滑劑、抗氧化物、阻燃劑 、其他UV安定劑、流動助劑、用以屏蔽電磁輻射之金屬 添加劑、抗靜電劑、脫模劑、染料、顏料、黏著促進劑、 耐候安定劑、塑化劑、塡料及諸如此類者。 就本發明之一特佳具體實施態樣而言，使用至少一種 立體位阻胺，產生耐候性之進一步改善。當其長期暴露於 戶外條件下時，可進一步減少材料之黃變或降解。 特佳之立體位阻胺係包括琥珀酸二甲酯-1 - ( 2 -經基 乙基）-4 -經基-2,2,6,6-四甲基峨哄縮聚物、聚[{6_( 1，1，3,3-四甲基丁基）胺基-1，3,5-三畊-2,4_二基}{( 201031704 2.2,6,6-四甲基·4 -哌啶基）亞胺基}六亞甲基{ (2,2,6,6-四 甲基-4-哌啶基）亞胺基}]、ν,Ν’-雙（3-胺基丙基）伸乙 二胺-2,4-雙[正丁基_：^(1，2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）胺 基]-6-氯-1，3,5-三哄縮合物、雙（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶 基）癸二酸酯及雙（12,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）2-(3,5-二-第三丁基_4-羥基苄基）-2-正丁基丙二酸酯。 亦證實使用矽烷黏著促進劑或有機鈦化合物特別成功 @ ，使於無機材料上之黏著得到進一步之改善。 適當之矽烷黏著促進劑包括乙烯基三氯矽烷、乙烯基 三（Θ -甲氧基乙氧基）矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙 烯基三甲氧基矽烷、r -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽 烷、/3-(3，4-環氧基環己基）乙基三甲氧基矽烷、r-縮 水甘油氧基丙基甲基di乙氧基矽烷、N-々-(胺基乙基 )-r·胺基丙基三甲氧基矽烷、N-yS-(胺基乙基）-r-胺 基丙基甲基二甲氧基矽烷、r-胺基丙基三乙氧基矽烷、 φ N-苯基-r-胺基丙基三甲氧基矽烷、7-锍基丙基三甲氧 基矽烷及7 -氯丙基三甲氧基矽烷。 聚（甲基）丙烯酸烷酯之相對比例及通式（I)化合 物之相對比例基本上可自由選擇。 其較佳係一起存在於模塑組成物內。特佳之模塑組成 物包含（各基於其總重） a) 90重量％至99.99重量％之聚（甲基）丙烯酸烷 酯及 b) 0.01重量％至0.4重量％之通式（I)化合物。 -17- 201031704 可使用自文獻得知之方法摻入該等化合物，使得其係 一起存在於模塑組成物中’實例係在相對高溫下進一步處 理時與聚合物混合、於其處理期間添加至聚合物熔體或添 加至懸浮或溶解之聚合物中。若適當，則其亦可添加至用 以製造聚合物之起始物質中，且不喪失其吸收能力，即使 存在其他習用光安定劑及熱安定劑、氧化劑及還原劑與諸 如此類者時亦然。 特別有助於本發明目的之模塑組成物的軟化點係不低 _ 於 80°C (Vicat 軟化點 VST(ISO 306-B50))。因此特 別適於作爲太陽能電池模組之固定構件，因其未展現出開 始任何潛變，即使模組在使用期間暴露於高溫下亦然。 其他特佳之模塑組成物係具有比較高之整體光穿透性 ，因此，尤其在使用模塑組成物作爲太陽能電池模組中之 固定構件時，減少任何因爲固定構件中光學損失而可能導 致的太陽能電池電力降低。整體光穿透性較佳係在400 nm至低於500 nm之波長範圍爲至少90%。整體光穿透 _ 性在500 rim至低於1 000 nm之波長範圍較佳係至少80% (借助Perkin Elmer之Lambda 19分光光度計測量）。 再另一較佳模塑組成物係爲耗散電阻爲1至500 k Ω X cm2者。此最有效地避免來自太陽能電池之電力因短路而 有任何降低。 包含所提及組份之模塑組成物特別適於作爲太陽能電 池模組所用之固定構件。其亦有利於使用在製造已知爲集 光器者。此等係爲以高效方式將光集中於最小尺寸區域上 -18- 201031704 的組件，因此達到高照度。此處不需要生成光源之影像。 用於本發明之特佳集光器係會聚透鏡，其收集入射光 且將其聚焦於焦面中。尤其是在此情況下，與光軸平行入 射之光係聚焦於焦面。 會聚透鏡可爲雙凸（兩側面皆爲凸面）、平凸（1側 面爲平面，1側面爲凸面）或凹凸（1側面爲凹面，1側 面爲凸面，凸面較佳係具有較凹面大之曲率）。本發明特 _ 佳之會聚透鏡包含至少一個凸面區，已證實平凸結構特別 有利於此情況。 就本發明之一特佳具體實施態樣而言，集光器具有夫 涅爾透境（Fresnel lens)之結構。因爲所使用之建構原 理，此係通常提供重量及體積縮減之光學透鏡，在具有短 焦距之大型透鏡的情況下特別有效。 夫涅爾透境之體積縮減係經由分成環形區域而達成。 前述各區中之厚度縮減，透鏡因而包含一系列環形區。因 φ 爲光僅於透鏡表面折射，故折射角與厚度無類，而僅與透 鏡兩表面之間的角度有關。透鏡因此保有其焦距，唯該等 分區結構破壞影像品質。本發明之一最特佳具體實施態樣 係使用夫涅爾結構相對於光軸旋轉對稱透鏡。其將光單向 聚焦於單一點上。 就本發明另一特佳具體實施態樣而言，使用具有夫涅 爾結構之線性透鏡，且將光聚焦於單一平面內。 太陽能電池模組之結構於其他態樣可係本身已知之結 構。較佳係包含至少一個光電伏打元件，較佳係插入且層 -19- 201031704 積於面板與後壁面之間’其中面板及後壁面已有利且個別 地藉固定構件固定於光電伏打元件上。此處之太陽能電池 模組，尤其是面板、後壁面及/或固定構件’有利地包含 本發明所使用之組份’即聚（甲基）丙烯酸烷酯及通式（ I )化合物。 就本發明另一特佳具體實施態樣而言’太陽能電池模 組包含 a )至少一個光電伏打元件’ b) 至少一個集光器，其包含至少一種聚（甲基）丙 烯酸烷酯，及 c) 至少一個透明面板’其包含至少一種通式（I)化 合物

其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分，且A環可具有其他取代基。 太陽能電池模組之一特佳結構係描述於下文，隨意參 考圖1至2B。 本發明太陽能電池模組較佳包含光電伏打元件1 0 1、 面板1〇3(覆蓋光電伏打元件101之正側面）、介於光電 伏打元件101及面板103之間的第一固定構件1〇2、後壁 面105 (覆蓋光電伏打元件101之反側面1〇4)及介於光 -20- 201031704 電伏打元件101及後壁面1〇5之間的第二固定構件104。 光電伏打元件較佳係包含位於導電性基板上之光活性 半導體層，作爲將光轉化之第一電極，及形成於其上作爲 第二電極之透明導電層。 導電性基板在此方面較佳係包含不銹鋼，在固定構件 對基板之黏著上產生進一步之改良。 在光電伏打元件之光敏性側面上，較佳係有包含銅及 φ /或銀作爲組份之集極，較佳包含至少一種式（I )化合 物之聚（甲基）丙烯酸烷酯較佳係調成與集極接觸。 光電伏打元件之光敏性表面較佳係覆蓋聚（甲基）丙 烯酸烷酯，其較佳係包含至少一種式（I )化合物，且較 佳係隨之配置氟化物聚合物薄膜，作爲其上之最外層。 第一固定構件102意以藉由覆蓋光電伏打元件101光 敏性表面之任何不均勻，而保護光電伏打元件1 0 1防止外 部影響。亦用以將面板103黏合至光電伏打元件101。因 φ 此，除高透明性之外，亦欲具有高耐候性、高黏著性及高 耐熱性。亦欲展現低吸水性且不釋出酸。爲符合此等要求 ，較佳係使用聚（甲基）丙烯酸烷酯作爲第一固定構件， 該聚（甲基）丙烯酸烷酯較佳包含至少一種式（I)化合 物。 爲了使到達光電伏打元件1 0 1之光量的減少降至最低 ，較佳係第一固定構件1 02對400 nm至800 nm可見光波 長範圍之穿透性至少爲80%，且特佳係在400 nm至低於 500 nm之波長範圍中至少 90% (借助 Perkin Elmer之 -21 - 201031704 L a m b d a 1 9分光光度計測量）。亦佳情況爲折射率係1 .1 至2.0，較佳係1.1至1.6以使自空氣入射之光量達到最 大化（依ISO 489測量）❶ 第二固定構件104係用以藉由覆蓋光電伏打元件101 反側面之任何不均勻，而保護光電伏打元件1 0 1防止外部 影響。亦用以將面板105黏合至光電伏打元件101。第二 固定構件--如同第一固定構件般--因此亦欲具有高耐候性 、高黏著性及高耐熱性。因此較佳係亦使用聚（甲基）丙 烯酸烷酯（較佳包含至少一種式（I)化合物）作爲第二 固定構件。較佳係第一固定構件所使用之材料係如同第二 固定構件所使用之材料。然而，因爲該透明性係隨意選用 ，故可（若需要）將塡料（例如有機氧化物）添加至第二 固定構件，以達成耐候性及機械性質之進一步改善，或添 加顏料以將固定構件上色。 所使用光電伏打元件1 0 1較佳係包含已知之元件，尤 其是單晶矽構件，尤其是單晶矽構件、多晶矽構件、非晶 矽及微晶矽’此等亦可使用於薄層矽構件中。銅-銦-硒化 物及半導體化合物亦特別適合。 圖2a及2b _示較佳光電伏打元件之方塊圖。圖2a 係爲光電伏打元件之剖面圖，而圖2b係爲光電伏打元件 之平面圖。此等圖中編號201係表示導電性基板，202表 示位於反面上之反射層，203表示光活性半導體層，204 表示透明導電層，205表示集極，206a及206b表示鱷魚 夾’且207及208表示導電性黏著糊或導電糊。 201031704 導電性基板201不僅作爲光電伏打元件之基板，亦作 爲第二電極。導電性基板201之材料較佳係包含矽、鉅、 鉬、鎢、不銹鋼、鋁、銅、鈦、碳箔、鍍鉛鋼板、樹脂薄 膜及/或陶瓷材料，其上具有導電層。 在導電性基板201上，較佳係提供金屬層，或金屬氧 化物層，或兩者，作爲位於反面之反射層202。金屬層較 佳係包含Ti、Cr、Mo、B、Al、Ag及/或Ni，而金屬氧 φ 化物層較佳係包含ZnO、Ti02及Sn02。金屬層及金屬氧 化物層較佳係藉氣相沈積、藉加熱或藉電子束或藉濺鍍形 成。 光活性半導體層203係用以進行光電轉換過程。就此 言之，較佳材料係爲具有pn躍遷之多晶矽、由非晶矽構 成之pin接合型、由微晶矽構成之pin接合型及半導體化 合物，尤其 CuInSe2、CuInS2、GaAs、CdS/Cu2S、 CdS/CdTe、CdS/InP及CdTe/Cu2Te。此處特佳者係使用由 φ 非晶矽構成之pin接合型。 製造光活性半導體層之較佳方法係使用熔融矽之成形 以產生薄箔，或若爲多晶矽則使用非晶矽之熱處理，或若 爲非晶矽及微晶矽則使用以矽烷氣體作爲起始物質之電漿 氣相沈積，或若爲半導體化合物則使用離子電鍍、離子束 沈積、真空蒸發、濺鍍或電鍍。 透明導電層204係作爲太陽能電池之上電極。較佳係 包含 ln203、Sn02、In203-Sn02(ITO)、ZnO、Ti02、 Cd2Sn04或已摻雜高濃度雜質之結晶半導體層。其可藉由 -23- 201031704 電阻加熱蒸汽沈積、濺鍍、噴霧、氣相沈積或雜質擴散而 形成。 表層上已形成透明導電層204之光電伏打元件的另一 態樣係導電性基板與透明導電層之間會產生某些程度之短 路，因爲導電性基板201表面不均及/或形成光活性半導 體層之接合點處不均勻。此情況下之結果爲與輸出電壓成 比例之高値電流損失。此意指洩漏電阻（分路電阻）低。 因此，期望消除短路，且在形成透明導電層後對光電伏打 元件施以移除缺陷之處理。US專利4,729,970詳細描述此 類型之處理。該處理將光電伏打元件之分路電阻自1調至 500 kQ xcm2 * 較佳 10 至 500 ΙςΩ xcm2。 可於透明導電層204上形成集極（柵極）。較佳係採 用格柵、圓椎或線形式或諸如此類者，以作爲有效之電集 極。形成集極205之材料的較佳實例有Ti、Cr、M〇、w 、A1、Ag、Ni、Cu、Sn或導電糊，其係稱爲銀糊。 集極2 05較佳係藉由使用掩蔽圖案之濺鏟、藉電阻加 熱、藉氣相沈積、藉由包含藉氣體沈積於整層上形成金屬 薄膜並使用蝕刻移除薄膜多餘部分的步驟之製程 '藉由使 用光化學氣相沈積形成柵格-電極圖案的製程、藉由包含 製造負型柵極標記圖案且電鍍經圖案化表面之步驟的製程 、藉由其中導電糊係藉印刷施加之製程、或藉由其中金屬 線係焊接於印刷導電糊上之製程形成。所使用導電糊較佳 係爲包含以細粉形式分散的銀、金、銅、鎳、碳或諸如此 類者之黏合劑聚合物。該黏合劑聚合物較佳係包括聚酯樹 -24- 201031704 月旨、乙氧基樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚 、橡膠、胺基甲酸乙酯樹脂及/或酚樹脂。 最後，鱷魚夾206較佳係固定於導電性基 集極205上，以分接電動力。將鱷魚夾206固 基板上，金屬體（例如銅標籤）係藉由點狀接 定於導電性基板上’而分接端較佳係使用導 207及208固定於集極上，以於金屬體與集極 ⑩聯。 光電伏打元件可根據所需電壓或電流位準 聯。該電壓或電流位準亦可藉由將光電伏打元 基板內而加以控制。 圖1中面板1〇3意以具有最大耐候性、最 最大機械強度，因其係太陽能電池模組之最外 確定的是太陽能電池模組在長期戶外使用時可 本發明目的之面板係包括（強化）玻璃箔及氟 φ 薄膜。所使用之較理想玻璃箔係具有高光穿透 。適當之氟化物聚合物箔尤其包含四氟乙烯-(ETFE)、聚氟乙烯樹脂（PVF)、聚偏二氟 PVDF)、四氟乙烯樹脂（TFE)、四氟乙烯-聚物（FEP)及氯三氟乙烯（CTFE )。在針對 聚偏二氟乙烯樹脂特別適合，而在針對耐候性 之組合時，四氟乙烯乙烯共聚物特佳。爲改善 物箔與固定構件間之黏著性，期望對該箔施以 電漿處理。亦佳者係使用拉伸箔，以達到機械 乙酸乙烯酯 板2 0 1或於 定於導電性 合或焊接固 電糊或焊錫 之間製造電 而串聯或並 件導入絕緣 大防污性及 層。要另外 信。適用於 化物聚合物 性之玻璃箔 乙烯共聚物 乙烯樹脂（ 六氟丙烯共 耐候性時， 及機械強度 氟化物聚合 電暈處理或 強度之進一 25- 201031704 步改良。 就本發明之一特佳具體實施態樣的目的而言，面板包 含至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯，其較佳係進一步包含 至少一種式（I)化合物。 亦佳情況係面板爲集光器，其於高效率下將光聚集於 光電伏打元件上’即達到高照度。特佳係收集平行入射光 且將其聚焦於焦面內的會聚透鏡。尤其是在此情況下，與 光軸平行入射之光係聚焦於焦面。 _ 會聚透鏡可爲雙凸、平凸或凹凸。然而，特佳係爲平 凸結構。面板亦佳係具有夫浬爾透境之結構。 後壁面1 0 5用以使光電伏打元件1 Ο 1及環境間電絕緣 ，用以改善耐候性，且作爲強化材料。其較佳係由提供可 信的適當電絕緣性質、具有優異之長期安定性並可耐受熱 膨脹及熱收縮且係可撓性之材料組成。特別適合此等目的 之材料包括耐綸箔、聚對苯二甲酸伸乙酯（PET )箔及聚 氟乙烯箔。若需要防潮性，則較佳係使用鋁層積聚氟乙烯 @ 箔、鋁塗覆PET箔或矽-氧化物-塗覆PET箔。模組之耐 火性亦可藉由使用箔沈積、電鍍鐵箔或由不銹鋼組成之箔 作爲後壁面而另有改善。 就本發明之一特佳具體實施態樣的目的而言，後壁面 包含至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯，其較佳係進一步包 含至少一種式（I)化合物。 可有固定於後壁面之外表面上的支撐板，以達到進一 步改善太陽能電池模組之機械強度或用以抑制後壁面因溫 -26- 201031704 度改變所致之皺摺及偏折。特佳之後壁面係爲不銹鋼板、 塑料板及FRP (纖維強化塑料）板。亦可係固定於後面板 上之結構材料。 此類型太陽能電池模組可依本身已知之方式製得。然 而，下文描述特佳之程序。 以固定構件覆蓋光電伏打元件之較佳程序係使用熱以 熔融固定構件且將此者擠塑通經槽口，以形成薄箔，隨後 φ 熱固定於該元件上。固定構件箔較佳係導至元件與面板之 間及元件與後壁面之間，隨後固化。 熱固化製程可使用已知方法進行，例如真空沈積及滾 筒層積。 本發明太陽能電池模組之操作溫度較佳係達80 °C或 更高，此處尤其是高溫，容許有效地利用該模塑組成物之 耐熱效果，該組成物較佳係包含本發明組份。 φ 【圖式簡單說明】 圖1係爲較佳之本發明太陽能電池模組的剖面圖。 圖2a及2b個別爲顯示圖1太陽能電池模組所使用的 較理想光電伏打元件之基本結構的剖面圖，及光電伏打元 件之光敏性區域的平面圖。 圖3係爲習用太陽能電池之剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 1 :光電伏打元件 -27- 201031704 102 :固定構件 103 :面板 104 :固定構件 1 0 5 :後壁面 201 :導電性基板 2 0 2 :反射層 203 :光活性半導體層 204 :透明導電層 205 :集極 2 0 6 a :鱷魚夾 206b :鱷魚夾 207 :導電性黏著糊 208:導電糊或焊錫 5 0 1 :光電伏打元件 5 02 :固定構件 503 :面板 504 :後壁面

Claims (1)

1. 201031704 七、申請專利範圍： 1 ·—種下列化合物的用途， 至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯及 至少一種通式（I)化合物

   其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分’且A環可具有其他取代基， 其係用於製造太陽能電池模組。 2. 如申請專利範圍第1項之用途，其中使用包含至 少'一種（甲基）丙烯酸Cl-C18-烷酯均聚物或（甲基）丙 烯酸C^-Cu-烷酯共聚物的模塑組成物。 3. 如申請專利範圍第2項之用途，其中該模塑組成 Φ 物包含至少一種共聚物，該共聚物包含80重量％至99重 量％之甲基丙烯酸甲酯單元及丨重量％至20重量％之丙 烯酸CrCM-烷酯單元。 4. 如申請專利範圍第3項之用途，其中該共聚物包 含丙烯酸甲酯單元及/或丙烯酸乙酯單元。 5. 如申請專利範圍第1項之用途，其中在式（I)中 ’R部分係爲具有1至18個碳原子之烷基或具有1至18 個碳原子之環烷基。 6 ·如申請專利範圍第5項之用途，其中在式（I )中 -29 - 201031704 ，R部分係爲具有1至8個碳原子之烷基。 7·如申請專利範圍第6項之用途，其中在式（I)中 ，R部分係爲乙基。 8.如申請專利範圍第1項之用途，其中使用包含至 少一種通式（II)化合物之模塑組成物

   其中R’係彼此獨立地爲乙基、正-十二烷基、環己基、苄 基或苯基。 9.—種太陽能電池模組，其包含模塑物，該模塑物 包括 a) 至少一種聚（甲基）丙烯酸烷酯及 b) 至少一種通式（I)化合物

   其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分’且A環可具有其他取代基。 1 〇·如申請專利範圍第9項之太陽能電池模組，其中 該模塑物係爲集光器。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之太陽能電池模組，其 中該模塑物係爲會聚透鏡。 -30- 201031704 12.如申請專利範圍第1 1項之太陽能電池模組，其 中該會聚透鏡包含凸面區。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之太陽能電池模組，其 中該會聚透鏡具有平凸面結構。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之太陽能電池模組，其 中該會聚透鏡係爲夫涅爾透鏡（Fresnel lenf)。 1 5 .如申請專利範圍第1 0至1 4項中任一項之太陽能 φ 電池模組，其另外包含光電伏打元件。 1 6 . —種太陽能電池模組，其包含 a )至少一個光電伏打元件 b) 至少一個會聚透鏡，其包含至少一種聚（甲基） 丙烯酸烷酯， 及 c) 至少一個透明面板，其包含至少一種通式（I)化 合物

   其中R係爲隨意經取代之烷基、環烷基、芳烷基或芳基部 分，且A環可具有其他取代基。 -31 -