TW201302475A - 對封裝材料具改良之貼附力的太陽能電池背板 - Google Patents

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Abstract

本文揭示一對聚烯烴薄膜或薄板具改良之黏合強度的熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板及用於製備的方法，其中該方法包含以下步驟：(a)提供一多層預疊層組件，其包含一定向氟聚合物薄膜或薄板層，其係放置為鄰接一定向聚酯薄膜或薄板層，其中該氟聚合物薄膜或薄板層係放置為提供該組件之兩個相對外表面層的其中之一，且其中該定向氟聚合物薄膜或薄板層基本上由氟聚合物所構成，而該定向聚酯薄膜或薄板層基本上由聚酯所構成；及(b)藉由一熱壓裝置熱壓該多層預疊層組件，以獲得該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收約0.01至50Kgf/cm2的壓力及約150℃至260℃的熱。本文另揭示太陽能電池模組，其包含由該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板形成的背板。

Description

對封裝材料具改良之貼附力的太陽能電池背板
本文之揭示內容為一對其他聚合物材料具改良黏附力之多層氟聚合物薄膜或薄板及將之包含其中的太陽能電池模組。
在太陽能電池模組中，電氣互連的太陽能電池常藉由前及背封裝材料封裝，之後再將經封裝的太陽能電池夾在一透明前板與一背板中間。太陽能電池模組的背板係用作支架與環境障壁。在先前技術的背板中，包括氟聚合物的那些背板(例如，具有一聚氟乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯/聚氟乙烯(PVF/PET/PVF)之多層結構的那些背板)已由於優越的耐候性、機械、電與障壁性質而受到廣泛的使用。不過，這類含氟聚合物背板的一個缺點在於氟聚合物薄膜及封裝材料(例如，乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA))之間的黏合可隨時間劣化，且因而導致太陽能電池模組的剝離。因此，仍需要發展對封裝材料具有良好黏附力的含氟聚合物背板。
本揭示內容的目的為提供一用於獲得一對聚烯烴薄膜具改良黏合強度之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板的方法，該方法包含以下步驟：(i)提供一多層預疊層組件，其包含一第一定向氟聚合物薄膜或薄板層，將其放置為鄰接一定向聚酯薄膜或薄板層，其中該第一氟聚合 物薄膜或薄板層係放置為提供該組件之兩相對外表面層的其中之一，且其中該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層基本上由氟聚合物構成，且該定向聚酯薄膜或薄板層基本上由聚酯構成；及(ii)藉由一熱壓裝置熱壓該多層預疊層組件，以獲得該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收0.01至50 Kgf/cm2的壓力及150℃至260℃的熱。
在本方法之一實施例中，在步驟(ii)中所用的該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收0.1至50 Kgf/cm2或較佳的是0.5至50 Kgf/cm2或更佳的是0.5至30 Kgf/cm2的壓力，以及150℃至245℃或較佳的是160℃至220℃或更佳的是160℃至200℃的熱。
在本方法之另一實施例中，在步驟(ii)中所用的該熱壓裝置為一對熱平板，且在步驟(ii)中，該多層預疊層組件係在該對熱平板間進行0.1至30秒或較佳的是0.5至30秒或更佳的是0.5至20秒的熱壓。
在本方法尚有另一實施例中，在步驟(ii)中所用的該熱壓裝置包含一或多對加熱夾輥，且該多層預疊層組件係以0.01至100公尺/分或較佳的是0.1至50公尺/分或更佳的是0.5至30公尺/分的線速度通過該一或多對加熱夾輥。
在本方法尚有另一實施例中，其中，在步驟(ii)之前，該多層預疊層組件係預先加熱至150℃至260℃或較佳的是150℃至245℃或更佳的是160℃至220℃或尚 且更佳的是160℃至200℃的溫度。在這類實施例中，該多層預疊層組件可藉由紅外線加熱、空氣加熱、火焰加熱、電子束或雷射來預先加熱；或較佳的是該多層預疊層組件係藉由紅外線烘箱加熱。
在本方法尚有另一實施例中，該氟聚合物係衍生自氟單體，氟單體係選自由下列所構成的群組：氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧、氯三氟乙烯及其二或多個的組合。或者，氟聚合物可選自由聚氟乙烯、聚二氟乙烯及其組合所構成的群組；或更佳的是選自聚氟乙烯。
在本方法尚有另一實施例中，該聚酯係選自由下列所構成的群組：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及其二或多個的組合；或較佳的是選自聚對苯二甲酸乙二酯。
在本方法尚有另一實施例中，該多層預疊層組件為一雙層組件的形式，其基本上由該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層及該定向聚酯薄膜或薄板層構成。
在本方法尚有另一實施例中，該多層預疊層為一三層組件的形式，其基本上由該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層、該定向聚酯薄膜或薄板層及一第二定向氟聚合物薄膜或薄板層構成，該第二定向氟聚合物薄膜或薄板層基本上由與形成該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層之氟聚合物相同或相異的氟聚合物構成，其中該定向聚酯薄膜或薄板層係放置在該第一及該第二定向氟聚合物薄膜或薄板層之間，且該第一及第二定向氟聚合物薄 膜或薄板層提供該多層預疊層組件之兩個相對的外表面層。
本文進一步提供一藉由上述之任何方法製備而成的熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板。
在該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板之一實施例中，該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板係以下列方式疊層至一聚烯烴薄膜或薄板：該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層係放置為緊鄰該聚烯烴薄膜或薄板，且根據ASTM D903-38所測量得到之該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板及該聚烯烴薄膜或薄板間的黏合強度至少為17 N/cm或較佳的是至少20 N/cm或更佳的是至少40 N/cm。在這類實施例中，該聚烯烴薄膜或薄板可包含一聚烯烴組成物，其中該聚烯烴組成物包含一選自由下列所構成之群組的材料：乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、聚乙烯、乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸共聚物及其二或多個的組合；或較佳的是選自乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
本文尚且進一步地提供一太陽能電池模組，其包含一或複數個太陽能電池；一背封裝材料薄板，其係疊層至該太陽能電池之一背側；及一背板，其係疊層至該背封裝材料薄板之一背側，其中該背封裝材料薄板包含一聚烯烴，且其中該背板係由上述之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板的任一個所形成。
在該太陽能電池模組之一實施例中，包含在該背封裝材料薄板中之該聚烯烴係選自由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、聚乙烯、 乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸共聚物及其二或多個的組合；或較佳的是選自乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
根據本揭示內容，當給定一具有兩特定端點的範圍時，須了解該範圍包括任何位於兩特定端點內的值以及任何等於或約略等於兩端點之任一個的值。
本文揭示一熱壓多層薄膜或薄板，其包含至少一個定向氟聚合物薄膜或薄板層(在下文稱為「熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板」)。「薄膜」及「薄板」這兩個詞在本文可替換使用，以指稱一具有均勻厚度的連續薄型扁平式結構。一般而言，一薄板可具有大於約100 μm的厚度，而一薄膜可具有約100 μm或更小的厚度。根據本揭示內容，該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板係藉由下列所述來獲得：(a)提供一多層預疊層組件，其包含一定向氟聚合物薄膜或薄板層，其係放置為鄰接一定向聚酯薄膜或薄板層，其中該氟聚合物薄膜或薄板層係放置為提供該組件之兩個相對外表面層的其中之一，且其中該定向氟聚合物薄膜或薄板層包含氟聚合物或基本上由其所構成，而該定向聚酯薄膜或薄板層包含聚酯或基本上由其所構成；及(b)藉由一熱壓裝置熱壓該多層預疊層組件，以獲得該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收每平方公分約0.01至50公斤-力(Kgf/cm2)的壓力及約150℃至260℃的熱。
當敘述一薄膜或薄板「包含(一特定聚合物)或基本上由其構成」時，其意指該薄膜或薄板係以(i)一包含該特定聚合物或其他成分的材料或(ii)一基本上由該特定聚合物及可選擇的某些其他成分構成的材料所製成，只要該某些其他成分的內含物不會負影響該薄膜或薄板的機械、物理及黏附力質即可。
如本文所用之「定向」一詞指的是一定向程序，在此程序中，一聚合物薄膜或薄板係沿橫向及/或縱向單軸或雙軸地拉伸，以達成機械及物理性質之一組合。用來獲得單軸或雙軸定向之薄膜或薄板的拉伸設備與程序在此項技術中為已知，並可由那些熟悉此項技術者進行修改，以製成本文揭示的薄膜或薄板。這類設備及程序的實例包括例如美國專利第3,278,663號；第3,337,665號；第3,456,044號；第4,590,106號；第4,760,116號；第4,769,421號；第4,797,235號；及第4,886,634號所揭示的那些。
本文所用的定向氟聚合物薄膜或薄板可包含氟聚合物或基本上由其構成，氟聚合物係衍生自選自氟乙烯(VF)、二氟乙烯(VDF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、氟化乙烯丙烯(FEP及EFEP)、全氟烷氧(PFA)、氯三氟乙烯(CTFE)及其二或多個的組合之均聚物及共聚物的氟單體。本文所用之更具體的例示性氟聚合物包括，但不限於聚氟乙烯(PVF)、聚二氟乙烯(PVDF)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)及其二或多個的組合(例如，THV，TFE、HFP及VDF之一組合)。在一 些實施例中，氟聚合物或氟單體可與非氟聚合物共聚合或摻合，以形成定向氟聚合物薄膜或薄板(例如，HTE，HFP、TFE及乙烯之一組合)。
在一實施例中，本文所用之定向氟聚合物薄膜或薄板為定向PVF薄膜或薄板，其包含PVF或基本上由其構成，PVF為具有-(CH2CHF)n-之重複單元的熱塑性氟聚合物。PVF可藉由任何適用程序進行製備，例如在美國專利第2,419,010號中所揭示的那些。一般說來，對射出成形而言，PVF所具有的熱穩定度不足，且因此通常經由溶劑擠出成形或澆鑄程序來製成薄膜或薄板。根據本揭示內容，定向PVF薄膜或薄板可藉由任何適用程序來製備，例如，澆鑄或溶劑輔助擠出成形。例如，美國專利第2,953,818號揭示從PVF製備可定向薄膜之一擠出成形程序，且美國專利第3,139,470號揭示用於製備定向PVF薄膜之一程序。
同樣根據本揭示內容，本文所用之定向氟聚合物薄膜或薄板亦可包括已經受各種表面處理的那些，以改良對其他薄膜或薄板之黏附力質。例示性的表面處理包括，但不限於化學處理(參見例如美國專利第3,122,445號)、火焰處理(參見例如美國專利第3,145,242號)及放電處理(參見例如美國專利第3,274,088號)。
本文所用之定向PVF薄膜或薄板亦可由商業上購得。例如，適用的定向PVF薄膜或薄板可購自E.I.du Pont de Nemours and Company(U.S.A.)(在下文稱為「DuPont」)，其係以Tedlar®之商標名銷售。
在另一實施例中，本文所用之定向氟聚合物薄膜或薄板為定向PVDF薄膜或薄板，其包含PVDF或基本上由其構成，PVDF為具有-(CH2CF2)n-之重複單元的熱塑性氟聚合物。商業上可購得之定向PVDF薄膜或薄板包括，但不受限為來自Arkema Inc.(U.S.A.)之KynarTM PVDF薄膜及來自Denka Group(Japan)的Denka DX薄膜。
本文所用之定向聚酯薄膜或薄板可包含聚酯或基本上由其構成，聚酯係選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及其二或多個的組合。在一較佳實施例中，定向聚酯薄膜或薄板基本上由PET構成。可用的聚酯可為分枝或線型並具有不同的密度與分子量及其組合。
除了定向氟聚合物薄膜或薄板層及定向聚酯薄膜或薄板層之外，多層預疊層組件可選擇性地進一步包含其他額外層。例如，在一實施例中，多層預疊層組件為雙層組件的形式，其基本上由下列構成：一第一外表面層，其由一定向氟聚合物薄膜或薄板(例如，一定向PVF薄膜或薄板)形成；及一第二(相對)外表面層，其由一定向聚酯薄膜或薄板(例如，一定向PET薄膜或薄板)形成。這一類雙層組件在本文可表示為例如「PVF/PET」雙層組件，而由此衍生的多層氟聚合物薄膜或薄板在本文可表示為例如「PVF/PET」雙層氟聚合物薄膜或薄板。在另一實施例中，多層預疊層組件為三層組件的形式，其基本上由下列構成：兩相對外表面層，各自由一 定向氟聚合物薄膜或薄板(例如，定向PVF薄膜或薄板)形成；及一內部層，其由一定向聚酯薄膜或薄板(例如，一定向PET薄膜或薄板)形成。這一類三層組件在本文可表示為例如「PVF/PET/PVF」三層組件，而由此衍生的多層氟聚合物薄膜或薄板在本文可表示為例如「PVF/PET/PVF」三層薄膜或薄板。如本文所用，當敘述一多層組件、薄膜或薄板「基本上由構成」時，其意指除了所列出的成分層之外，黏著劑亦可包括或不包括在主體的多層組件、薄膜或薄板中，以改良成分層之間的黏附力。因此，根據本揭示內容，黏著劑可施加在該多層預疊層組件之任一對鄰接層間。適用的黏著劑可包括，但不限於聚胺甲酸酯、壓克力、環氧樹脂、聚烯烴及其二或多個的組合。
本文所揭示的熱壓程序包括將熱壓裝置以下列條件進行設定：多層預疊層組件接收約0.01至50 Kgf/cm2或約0.1至50 Kgf/cm2或約0.5至50 Kgf/cm2或約0.5至30 Kgf/cm2的壓力；及約150℃至260℃或約150℃至245℃或約160℃至220℃或約160℃至200℃的熱。如本文所用，「接收的壓力」意指薄膜或薄板在薄膜或薄板之經熱壓部分的上方遭受每單位面積一特定力的平均壓力。如本文所用，「接收的熱」意指薄膜或薄板與加熱至一特定溫度的受壓表面接觸，受壓表面將熱施加至薄膜或薄板的經熱壓部分。
任何適用的熱壓裝置可在本文使用，其可包括，但不限於夾輥、壓輥、平床式疊層機及熱平板式沖壓機。在一實施例中，可在水平或垂直組態中使用二或多個輥 來熱壓一多層氟聚合物薄膜。在一更具體的實施例中，可使用具有水平輥組態之一三輥擠壓塗佈線(型號KXE1222，Davis-Standard，U.S.A.)。一多層氟聚合物薄膜或薄板可在熱及壓力下展開並通過一上游輥(鋼)及一中央輥(橡膠)之間，接著在捲繞前經由一下游輥(PTFE套管)冷卻。輥溫度、線速度及夾持壓力(亦即，上游及中央輥施加在薄膜上的壓力)均可進行調整。一薄膜或薄板可接收為經加熱之輥(例如，上游鋼輥及中央橡膠輥)之表面溫度的熱。經加熱之輥的表面溫度可相同或不同。在一實施例中，上游鋼輥可處於較中央橡膠輥高的溫度。當薄膜或薄板在兩個具有不同表面溫度的輥間受壓時，薄膜或薄板所接收的熱為兩輥之結合的平均溫度。在另一實施例中，可使用多個夾輥來進一步控制多層氟聚合物薄膜的熱壓。
在那些使用熱平板的實施例中，較佳的是該多層預疊層組件在壓力下保持約0.1至30秒或約0.5至30秒或約0.5至20秒。在那些使用加熱夾輥或壓輥的實施例中，較佳的是輥的線速度保持在約0.01至100公尺/分或約0.1至50公尺/分或約0.5至30公尺/分。另外，在某些實施例中，熱壓程序可進一步包含一預熱步驟，在其中於熱壓步驟前，藉由一加熱源將多層預疊層組件預熱至約150℃至260℃的溫度。本文所用的加熱源可包括，但不限於紅外線(IR)加熱(例如，IR烘箱)、空氣加熱、火焰加熱、電子束或雷射及其類似物。在一實施例中，首先將多層預疊層組件預熱(例如，藉由IR烘箱)至約150℃至260℃的溫度，接著將其放置在一對熱平 板間持續受壓約0.1至30秒，其中該對熱平板係以下列條件進行設定：多層預疊層組件接收約0.05至50 Kgf/cm2的壓力及約150℃至260℃的熱。
在一實施例中，首先將多層預疊層組件預熱(例如，藉由IR烘箱)至約150℃至260℃的溫度，接著使其通過至少一對加熱夾輥之間，其中該至少一對加熱夾輥的線速度係設定為約0.01至100公尺/分，並設定其他條件，以致多層預疊層組件接收約0.05至50 Kgf/cm2的壓力及約150℃至260℃的熱。那些熟悉此項技術者將了解到各種組態均可用於控制多層氟聚合物薄膜的加熱、受壓及冷卻。
在一實施例中，本文揭示的熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板可具有約10至500 μm或約50至400 μm或約75至350 μm的總厚度，而每一定向氟聚合物薄膜或薄板層可具有約5至100 μm或約10至50 μm或約20至40 μm的厚度，而每一定向聚酯薄膜或薄板層可具有約5至500 μm或約50至350 μm或約100至300 μm的厚度。
如下文提供的實例所說明的，當以定向氟聚合物薄膜或薄板的表面層直接與乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)薄板接觸的方式將本文揭示的熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板疊層至EVA薄板時，與未經熱壓之多層氟聚合物薄膜或薄板及EVA薄板間的黏合強度相比，多層氟聚合物薄膜或薄板及EVA薄板間的黏合強度獲得相當大的改良。例如，在將先前技術之未受壓的多層氟聚合物薄膜或薄板疊層至EVA薄板時，其對EVA薄板的黏 合強度僅有10.1 N/cm。不過，在以相同方式將熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板(如上文所述)疊層至EVA薄板時，其對EVA薄板的黏合強度可增加至高達84.1 N/cm。
因此，根據本揭示內容，在將熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板疊層至聚烯烴薄膜或薄板(例如，EVA薄膜或薄板)時，熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板及聚烯烴薄膜或薄板間的黏合強度可達到至少約17 N/cm或至少約20 N/cm或至少約40 N/cm的水準。
本文另揭示一太陽能電池模組，其包含一或複數個太陽能電池；一背封裝材料薄板，其係疊層至該太陽能電池之一背側；及一背板，其係疊層至該背封裝材料薄板之一背側，其中該背封裝材料薄板包含一聚烯烴，且其中該背板係由上文揭示之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板所形成。
本文所用之太陽能電池可為任何光電轉換裝置，其可將太陽輻射轉換為電能。在一實施例中，太陽能電池可由光電轉換主體形成，該光電轉換主體具有形成在其兩個主要表面上的電極。光電轉換主體可以任何適用的光電轉換材料製成，例如，結晶矽(c-Si)、非晶矽(a-Si)、微晶矽(μc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銦硒化銅(CuInSe2或CIS)、銦/鎵二硒化銅(CUInxGa(1-x)Se2或CIGS)、光吸收染料及有機半導體。前電極可由例如銀膏之導電膏形成，導電膏係藉由任何適用的印刷程序(例如，網版印刷或噴墨印刷)施加在光電轉換主體的前表面上方。前導電膏可包含複數個平行導電指及一或多個與導電指垂直並連接導電指的導電匯流排棒，而背電極可藉由將 金屬膏印刷在光電轉換主體的整個背表面上方來形成。適於形成背電極的金屬包括，但不限於鋁、銅、銀、金、鎳、鉬、鎘及其合金。在另一實施例中，光電轉換主體的兩個電極可位於相同的表面上。在一特定實施例中，陽極與陰極兩者均位於光電轉換主體的背表面上，並形成一背接觸太陽能電池。
在使用上，太陽能電池典型具有面向太陽輻射的前(或頂)表面及背對太陽輻射的背(或底)表面。因此，太陽能電池模組內的每一成分層具有一前表面(或側)及一背表面(或側)。
根據本揭示內容，疊層至太陽能電池之背側的背封裝材料薄板可包含聚烯烴，其包括，但不限於乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、離子聚合物、聚乙烯、乙烯/丙烯酸酯共聚物(例如，聚乙烯與丙烯酸甲酯的共聚物及聚乙烯與丙烯酸丁酯的共聚物)、酸共聚物及其二或多個的組合。在一實施例中，背封裝材料薄板包含EVA。本文可用之以EVA為基礎的封裝材料薄板商業上可購自Bridgestone(Japan)，其係以EVASKYTM之商標名銷售；Sanvic Inc.(Japan)，其係以UltrapearlTM之商標名銷售；Bixby International Corp.(U.S.A.)，其係以BixCureTM之商標名銷售；或RuiYang Photovoltaic Material Co.Ltd.(China)，其係以RevaxTM之商標名銷售。例示性之以離子聚合物為基礎的封裝材料薄板包括，但不限於來自DuPont之DuPontTM PV5300系列的封裝材料薄板及DuPontTM PV5400系列的封裝材料薄板。
在一實施例中，太陽能電池模組的背板係由上文揭示之經熱壓的三層氟聚合物薄膜或薄板所形成(例如，其具有氟聚合物/聚酯/氟聚合物，或更具體地，PVF/PET/PVF的結構)。在另一實施例中，背板係由上文揭示的熱壓雙層氟聚合物薄膜或薄板所形成(例如，其具有氟聚合物/聚酯，或更具體地，PVF/PET的結構)。
本文揭示的太陽能電池模組可進一步包含一透明前封裝材料薄板，其係疊層至一或多個太陽能電池的前表面；及一透明前板，其進一步疊層至前封裝材料薄板的前表面。
適用於透明前封裝材料薄板的材料包括，但不限於包含EVA、離子聚合物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚胺甲酸酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、聚烯烴嵌段彈性體、乙烯/丙烯酸酯共聚物(例如，聚乙烯與丙烯酸甲酯的共聚物及聚乙烯與丙烯酸丁酯的共聚物)、酸共聚物、聚矽氧彈性體、環氧樹脂及其類似物的組成物。
任何適用的玻璃或塑膠薄板可用作透明前薄板。適用於塑膠前板的材料可包括，但不限於玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸聚合物、聚丙烯酸酯、環狀聚烯烴、乙烯降莰烯聚合物、茂金屬催化聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、氟聚合物及其類似物及其組合。
任何適用的疊層程序可用於製造本文揭示的太陽能電池模組。在一實施例中，該程序包括：(a)提供複數個電氣互連的太陽能電池；(b)形成一預疊層組件，其中該些太陽能電池係置於一背封裝材料薄板上方，再將其進一步置於一背板上方，其中該背板係由上文揭示的熱 壓多層氟聚合物薄膜或薄板所形成；及(c)在熱及壓力下疊層該預疊層組件。
在另一實施例中，該程序包括：(a)提供複數個電氣互連的太陽能電池；(b)形成一預疊層組件，其中該些太陽能電池係夾在一透明前封裝材料薄板及一背封裝材料薄板之間，再將之進一步夾在一透明前板與一背板之間，其中該背板係由上文揭示之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板所形成；及(c)在熱及壓力下疊層該預疊層組件。
在一實施例中，該模組疊層程序係使用購自Meier Solar Solutions GmbH(Germany)之ICOLAM 10/08疊層機在約135℃至150℃及約1 atm下持續執行約10至約25分鐘。
實例
所用的材料：
˙PVF薄膜：Tedlar® PV2001，一定向聚氟乙烯薄膜(38 μm厚)，購自DuPont；˙EVA薄板：RevaxTM 767(瑞福767)乙烯/乙酸乙烯酯薄板(500 μm厚)，購自RuiYang Photovoltaic Material Co.Ltd.(China)；˙PET薄膜：經電暈處理(雙面)之MelinexTM S定向聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(250 μm厚)，購自DuPont Teijin Films(U.S.A.)；˙PVF/PET/PVF薄膜：一疊層三層薄膜，其具有「PVF薄膜/PET薄膜/PVF薄膜」之結構，並藉由以11：1的比率使用Liofol LA 2692聚胺甲酸酯黏著劑與 硬化劑UR7395(兩者均購自Henkel AG&Co.，Germany)，將一層PET薄膜疊層在兩層PVF薄膜之間來製備。
比較實例CE1至CE3與實例E1至E9：
在CE1中，藉由首先將一層EVA薄板(7×10 cm)放置在一層3.2 mm厚的玻璃薄板(7×10 cm)與一層未經熱壓之PVF/PET/PVF薄膜(7×12 cm)之間以形成一多層預疊層結構，之後再於145℃及1 atm下使用ICOLAM 10/08疊層機使其遭受持續15分鐘的真空疊層以形成最終的疊層薄板來製備具有「玻璃/EVA薄板/PVF/PET/PVF薄膜」之結構的若干個疊層薄板。此外，於真空疊層程序之前，在該預疊層結構之約一半長度的地方，將一片氟化乙烯丙烯(FEP)脫模薄膜放置在EVA薄板與PVF/PET/PVF薄膜之間。以此方式，在移除FEP脫模薄膜之後，PVF/PET/PVF薄膜將具有一未黏合至EVA薄板的鬆弛端。其後，沿著每一疊層薄板的長度切下兩個測試條帶(2.54 cm寬與12 cm長)，並根據ASTM D903-98使用Instron 5566測試器(購自Instron(U.S.A.))測量PVF/PET/PVF薄膜與EVA薄板之間的黏合強度。總共測量6個以此方式製備的條帶的黏合強度，並計算其平均值且列示於表1。
在CE2至CE3及E1至E9中，藉由將PVF/PET/PVF薄膜放置在紅外線(IR)烘箱(型號10831010，購自Shanghai Yuejin Medical Instruments Factory，China)中持續一特定的時間週期，隨後在一對熱平板間使經加熱 的PVF/PET/PVF薄膜持續受壓一特定的時間週期來得到若干個經熱壓的PVF/PET/PVF薄膜。IR烘箱的溫度、薄膜在IR烘箱中的駐留時間、熱平板的溫度、熱平板施加在薄膜上的壓力及薄膜受壓於熱平板的駐留時間均列示於表1。
藉由上文在CE1中所述之相同的疊層程序來製備「玻璃/EVA薄板/熱壓PVF/PET/PVF薄膜」的疊層薄板，並藉由與CE1中所用的相同方法來測定每一實例(CE2至CE3與E1至E9)中之熱壓PVF/PET/PVF薄膜與EVA薄板間的黏合強度，並將之列示於表1。
˙1在實例E2、E5和E9中，PVF/PET/PVF薄膜係在未經IR烘箱熱處理的情況下受壓於熱板；˙2NA代表「不適用」；˙3所測得之黏合強度為介於PVF/PET/PVF薄膜(CE2至CE3及E1至E9中之熱壓PVF/PET/PVF薄膜)與EVA薄板之間者。
如上文所說明，與未經熱壓之PVF/PET/PVF薄膜(在CE1中，10.1 N/cm)相比，本文揭示之經熱壓的PVF/PET/PVF薄膜對EVA薄板具改良的黏合強度(在E1至E9中，範圍從17.8至84.1 N/cm)。
實例E10至E12：
在E10至12中，使用三輥擠壓塗佈線(型號KXE1222，購自Davis-Standard，U.S.A.)來獲得若干個經熱壓的PVF/PET/PVF薄膜。具體而言，在捲繞之前，首先讓PVF/PET/PVF薄膜受壓，接著使其通過上游輥(加熱鋼輥)與中央輥(加熱橡膠輥)之間，之後再藉由下游輥(PTFE套管輥)冷卻。輥的溫度、線速度與夾持壓力(亦即，上游及中央輥施加在薄膜上的壓力)列示於表2。針對用於加熱輥之油浴之給定的設定溫度，用於上游、中央及下游輥的輥溫度為沿著輥長度(亦即，於多個位置)測量之每一輥的平均表面溫度。
藉由上文在CE1中所述的相同程序來製備「玻璃/EVA薄板/熱壓PVF/PET/PVF薄膜」的疊層薄板，並藉由與CE1中所用的相同方法來測定每一實例(E10至12) 中之熱壓PVF/PET/PVF薄膜與EVA薄板間的黏合強度，並將之列示於表2。
如本文所說明，與未經熱壓之PVF/PET/PVF薄膜(在CE1中，10.1 N/cm)相比，本文揭示之經熱壓的PVF/PET/PVF薄膜對EVA薄板具改良的黏合強度(在E10至E12中，範圍從24.9至70.0 N/cm)。

Claims (16)

  1. 一種用於獲得一對一聚烯烴薄膜具改良黏合強度之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板的方法，該方法包含以下步驟：(i)提供一多層預疊層組件，其包含一第一定向氟聚合物薄膜或薄板層，將其放置為鄰接一定向聚酯薄膜或薄板層，其中該第一氟聚合物薄膜或薄板層係放置為提供該組件之兩相對外表面層的其中之一，且其中該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層基本上由氟聚合物構成，且該定向聚酯薄膜或薄板層基本上由聚酯構成；及(ii)藉由一熱壓裝置熱壓該多層預疊層組件，以獲得該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收0.01至50 Kgf/cm2的壓力及150℃至260℃的熱。
  2. 如請求項1所述之方法，其中在步驟(ii)中，該熱壓裝置係以下列條件進行設定：該多層預疊層組件接收0.1至50 Kgf/cm2或較佳的是0.5至50 Kgf/cm2或更佳的是0.5至30 Kgf/cm2的壓力，以及150℃至245℃或較佳的是160℃至220℃或更佳的是160℃至200℃的熱。
  3. 如請求項1或2所述之方法，其中該熱壓裝置為一對熱平板，且在步驟(ii)中，該多層預疊層組件係在該對熱平板間進行0.1至30秒或較佳的是0.5至30秒或更佳的是0.5至20秒的熱壓。
  4. 如請求項1至3之任一項所述之方法，其中該熱壓裝置包含一或多對加熱夾輥，且在步驟(ii)中，該多層預疊層組件係以0.01至100公尺/分或較佳的是0.1至50公尺/分或更佳的是0.5至30公尺/分的線速度通過該一或多對加熱夾輥。
  5. 如請求項1至4之任一項所述之方法，其中在步驟(ii)之前，該多層預疊層組件係加熱至150℃至260℃或較佳的是150℃至245℃或更佳的是160℃至220℃或尚且更佳的是160℃至200℃的溫度。
  6. 如請求項5所述之方法，其中在步驟(ii)之前，該多層預疊層組件係藉由紅外線加熱、空氣加熱、火焰加熱、電子束或雷射加熱；或較佳的是該多層預疊層組件係藉由紅外線烘箱加熱。
  7. 如請求項1至6之任一項所述之方法，其中該氟聚合物係衍生自氟單體，該氟單體係選自由下列所構成的群組：氟乙烯、二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧、氯三氟乙烯、四氟乙烯及其二或多個的組合。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該氟聚合物係選自由下列所構成的群組：聚氟乙烯、聚二氟乙烯及其組合；或更佳的是該氟聚合物係選自聚氟乙烯。
  9. 如請求項1至8之任一項所述之方法，其中該聚酯係選自由下列所構成的群組：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及其二或多個的組合；或較佳的是該聚酯係選自聚對苯二甲酸乙二酯。
  10. 如請求項1至9之任一項所述之方法，其中該多層預疊層組件為一雙層組件的形式，其基本上由該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層及該定向聚酯薄膜或薄板層構成。
  11. 如請求項1至9之任一項所述之方法，其中該多層預疊層為一三層組件的形式，其基本上由該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層、該定向聚酯薄膜或薄板層及一第二定向氟聚合物薄膜或薄板層構成，該第二定向氟聚合物薄膜或薄板層基本上由與形成該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層之氟聚合物相同或相異的氟聚合物構成，其中該定向聚酯薄膜或薄板層係放置在該第一及該第二定向氟聚合物薄膜或薄板層之間，且該第一及第二定向氟聚合物薄膜或薄板層提供該多層預疊層組件之兩個相對的外表面層。
  12. 一種熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其係藉由如請求項1至11之任一項所述之方法製備。
  13. 如請求項12所述之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板係以下列方式疊層至一 聚烯烴薄膜或薄板：該第一定向氟聚合物薄膜或薄板層的位置緊鄰該聚烯烴薄膜或薄板，且根據ASTM D903-38所測量得到之該熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板及該聚烯烴薄膜或薄板間的黏合強度至少為17 N/cm或較佳的是至少20 N/cm或更佳的是至少40 N/cm。
  14. 如請求項13所述之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板，其中該聚烯烴薄膜或薄板包含一聚烯烴組成物，且其中該聚烯烴組成物包含一選自由下列所構成之群組的材料：乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、聚乙烯、乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸共聚物及其二或多個的組合；或較佳的是該聚烯烴組成物包含一選自由乙烯/乙酸乙烯酯共聚物所構成之群組的材料。
  15. 一種太陽能電池模組，其包含一或複數個太陽能電池；一背封裝材料薄板，其係疊層至該太陽能電池之一背側；及一背板，其係疊層至該背封裝材料薄板之一背側，其中該背封裝材料薄板包含一聚烯烴，且其中該背板係由如請求項12至14之任一項所述之熱壓多層氟聚合物薄膜或薄板所形成。
  16. 如請求項15所述之太陽能電池模組，其中包含在該背封裝材料薄板中之該聚烯烴係選自由下列所構成的群組：乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、聚乙烯、乙烯/丙烯酸酯共聚物、酸共聚物及其二或多個的組合；或較 佳的是包含在該背封裝材料薄板中的該聚烯烴係選自乙烯/乙酸乙烯酯共聚物。
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