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反射板及使用其的太阳能电池背板

阅读:198发布:2023-01-21

专利汇可以提供反射板及使用其的太阳能电池背板专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供反射板及使用其的 太阳能 电池 用 背板 。所述反射板在作为 太阳能电池 用背板使用时,可以根据所使用的太阳能电池的种类来调整高反射的 波长 区域(紫外线、可见光线、 近红外 线),可以容易地提高在所期望的波长区域的反射率,此外,可以通过高效地对白色层中含有的紫外线反射剂所反射的紫外线进行回归反射来防止反射板劣化。所述反射板的特征在于,其包括白色基材和设置在该白色基材上的白色层,前述白色层含有紫外线反射剂。,下面是反射板及使用其的太阳能电池背板专利的具体信息内容。

1.一种反射板,其包括白色基材和设置在该白色基材上的白色层,其特征在于,所述白色层含有紫外线反射剂。
2.根据权利要求1所述的反射板,其特征在于,所述紫外线反射剂为氢、氧化、氧化锌、、滑石或钡中的至少1种。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的反射板,其特征在于,所述白色基材由含有白色颜料的聚酯薄膜构成,或由将含有白色颜料的聚酯薄膜与不含白色颜料的聚酯薄膜贴合而成的薄膜构成。
4.根据权利要求3所述的反射板,其特征在于,所述白色颜料为氧化钛。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的反射板,其特征在于,所述白色层是将含有所述紫外线反射剂以及热塑性树脂、光固化性树脂或热固化性树脂中的至少1种树脂的白色树脂组合物涂布在所述白色基材上而形成的。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的反射板,其特征在于,在所述白色层上设置雾度为15~28%的树脂层。
7.根据权利要求6所述的反射板,其特征在于,所述树脂层由聚酯薄膜或含有聚酯树脂的树脂组合物的涂布层构成。
8.根据权利要求7所述的反射板,其特征在于,所述树脂层由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚二甲酸乙二醇酯薄膜构成。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的反射板,其特征在于,所述树脂层含有白色颜料。
10.根据权利要求9所述的反射板,其特征在于,所述白色颜料为氧化钛。
11.根据权利要求6至权利要求10中任一项所述的反射板,其特征在于,从所述树脂层的上方以0°~5°的入射入射的一部分紫外线在所述树脂层的上表面形成折射角45°的第1折射光,
该第1折射光以45°的入射角入射所述白色层,
该入射所述白色层的所述第1折射光被所述白色层中含有的所述紫外线反射剂正反射而形成反射光,
该反射光以45°的入射角再次入射所述树脂层,
该再次入射所述树脂层的所述反射光在所述白色层与所述树脂层的界面形成折射角
0°~5°的第2折射光进行回归反射。
12.一种太阳能电池背板,其特征在于,其使用权利要求1至权利要求11中任一项所述的反射板。

说明书全文

反射板及使用其的太阳能电池背板

技术领域

[0001] 本发明涉及反射板以及使用其的太阳能电池用背板。

背景技术

[0002] 本发明涉及例如农业用乙烯薄膜、外层广告牌的表面保护用薄膜、用于防止变色、退色和光劣化等的隔离膜、贴附在玻璃板、窗户玻璃或车辆用玻璃等上使用的太阳光截止膜、太阳能电池用背板等所使用的反射板,以及使用其的太阳能电池用背板。
[0003] 太阳光中波长较短的紫外线与可见光线、红外线相比会对人体、动植物产生有害影响。因此,要求例如房屋的窗户玻璃、农业用乙烯膜等具有遮蔽或反射紫外线的效果。
[0004] 而且,近年来,从防止环境污染、安全性的度来看,用于替代化石燃料、电能源基础设施的太阳能电池等下一代能源基础设施受到关注。
[0005] 作为常规太阳能电池,可以举出:作为材料使用的硅类,使用、铟、硒和等形成化合物半导体的化合物类,以及在光电转换层中使用有机化合物的有机类。这些太阳能电池主要通过将可见光线转换成能量来进行发电。
[0006] 在这样的太阳能电池中,提高可见光线的能量转换率是紧迫问题。因此,期待出现能够多反射即使是1%也好的太阳光、特别是可见光线和近红外线的太阳能电池用背板。
[0007] 进而,如上所述,在要求提高太阳光的能量转换率的近期,正在开发能够对紫外线也进行能量转换的太阳能电池,今后期待出现能够与可见光线一起连紫外线也高效反射的太阳能电池用背板。
[0008] 作为实现了提高可见光线、近红外线的反射率的反射板,例如可以举出:设置了膜蒸层的反射板,在板的表面设置了凹凸的反射板。然而,这样的板的制造需要经历蒸镀铝或形成凹凸的工序,会造成生产效率降低、反射板的成本增加。
[0009] 此外,作为现有的对应紫外线的反射板,通过使用配混了、氧化钠、氧化锌等紫外线反射剂、或氧苯(oxybenzone)、SILASOMA等紫外线吸收剂的薄膜,或者将含有它们的树脂组合物涂布在薄膜上来遮断、吸收或反射紫外线。然而,含有紫外线吸收剂的薄膜等会由于紫外线吸收剂周围的树脂等劣化而导致耐候性降低,并且在含有氧化钛等紫外线反射剂的薄膜等中,虽然紫外线反射剂会将入射的紫外线漫反射,但由于在这些紫外线反射剂之间会反复发生多次漫反射而存在薄膜内或反射板的紫外线吸收量增大、导致薄膜劣化和反射板劣化的问题。
[0010] 作为解决上述紫外线的问题的技术,可以举出:在设置在基材上的含有光稳定剂聚合物层上进一步设置由多种具有不同折射率的材料(折射率膜层含有含Si或Al的氧化物或氮氧化物,高折射率膜层含有含Zn、Ti、Sn、In、Nb、Si、Ta或Al的氧化物、氮氧化物或氮化物)构成的紫外线反射层的方法(参见专利文献1)等。然而,该方法由于要交替层叠低折射率层和高折射率层,因此作业效率差,并且由于要形成由氧化物等构成的膜层,因此还存在成本增加的问题。
[0011] 此外,使用反射板作为太阳能电池用背板时,由于根据所使用的太阳能电池的种类,所希望高反射的波长区域会有微妙的差别,因此必须要根据各种太阳能电池开发不同的背板,还存在难以相互应用利用的问题。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1:国际公开WO2010/024193号公报

发明内容

[0015] 发明要解决的问题
[0016] 本发明是为了解决上述问题而做出的。具体而言,本发明是能够高效反射近红外线、可见光线、紫外线而无需耗费成本和作业时间的反射板。具体而言,本发明的目的在于提供一种反射板,所述反射板在作为太阳能电池用背板使用时,可以根据所使用的太阳能电池的种类来调整高反射的波长区域(紫外线、可见光线、近红外线),可以容易地提高在所期望的波长区域的反射率,并且可以通过高效地对白色层中含有的紫外线反射剂所反射的紫外线进行回归反射来防止反射板劣化,在将其用作太阳能电池用背板时,可以高效地使入射的紫外线返回至太阳能电池单元。
[0017] 用于解决问题的方案
[0018] 为了达到上述目的,本发明包括以下方案。
[0019] 即,本发明的反射板的特征在于,其包括白色基材和设置在该白色基材上的白色层,前述白色层含有紫外线反射剂。通过该方案,该反射板特别是可以高度反射太阳光中的近红外线。
[0020] 优选的是,前述紫外线反射剂为氢氧化铝、氧化钛、氧化锌、、滑石或钡中的至少1种。在这些当中,通过将氧化钛配混到前述白色层中,能够提供可以高反射紫外线和可见光的反射板。
[0021] 在上述方案中,本发明的反射板优选的是,前述白色基材由含有白色颜料的聚酯薄膜构成,或由将含有白色颜料的聚酯薄膜与不含白色颜料的聚酯薄膜贴合而成的薄膜构成。进一步优选的是,该白色颜料为氧化钛。
[0022] 此外,本发明的反射板的特征在于,前述白色层是将含有前述紫外线反射剂、以及热塑性树脂、光固化性树脂或热固化性树脂中的至少1种树脂、以及氧化钛的白色树脂组合物涂布在前述白色基材上而形成的。
[0023] 进而,本发明的反射板的特征在于,在前述白色层上形成树脂层,该树脂层的雾度为15~28%。通过该方案,特别是可以高反射入射反射板的紫外线中波长区域为380~400nm的紫外线。
[0024] 在上述方案中,优选的是,前述树脂层由聚酯薄膜或含有聚酯树脂的树脂组合物的涂布层构成。进一步优选的是,前述树脂层由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚二甲酸乙二醇酯薄膜构成。
[0025] 进而,其特征在于,前述树脂层含有白色颜料。优选的是,前述白色颜料为氧化钛。通过该方案,树脂层中含有的白色颜料与白色层中含有的氧化钛产生协同效果,可以高反射入射反射板的可见光线和长波长的太阳光。
[0026] 此外,本发明的反射板的特征在于,从前述树脂层的上方以0°~5°的入射角入射的一部分紫外线在前述树脂层的上表面形成折射角45°的第1折射光,该第1折射光以45°的入射角入射前述白色层,该入射前述白色层的前述第1折射光被前述白色层中含有的前述紫外线反射剂正反射而形成反射光,该反射光以45°的入射角再次入射前述树脂层,该再次入射前述树脂层的前述反射光在前述白色层与前述树脂层的界面形成折射角0°~5°的第2折射光进行回归反射。
[0027] 进而,本发明的反射板可以作为太阳能电池用背板使用。此时,优选以与密封材料接触的方式层叠前述白色层或前述树脂层。
[0028] 发明的效果
[0029] 本发明的反射板作为太阳能电池用背板使用时,可以根据所使用的太阳能电池的种类来调整高反射的波长区域(紫外线、可见光线、近红外线),可以容易地提高在所期望的波长区域的反射率。
[0030] 特别是使用氧化钛作为紫外线反射剂时,本发明的反射板不仅可以反射紫外线,还可以高反射可见光线。此外,通过层叠前述树脂层和前述白色层,该反射板可以高反射长波长的太阳光。
[0031] 例如具体而言,目前较多使用的硅类中的单晶型、多晶型的液晶型太阳能电池利用500nm~900nm的波长的太阳光进行发电。对此可以提供可见光线的反射率高的形式的反射板。而将非晶型和晶体型组合而成的串联型利用300nm~900nm的波长的太阳光进行发电。对此可以提供从紫外线到可见光线的反射率高的形式的反射板。进而,染料敏化型利用500nm~1500nm的波长的太阳光进行发电。对此可以提供从可见光线到近红外线的反射率高的形式的反射板。如此,对于最大发电带不同的太阳能电池,本发明的反射板可以适当选择所期望的发电带的波长下的高反射率。
[0032] 进而,本发明的反射板特别是可以高效地使以入射角约0°~5°入射该反射板的入射光中的紫外线进行回归反射。即,通过前述树脂层的雾度为15~28%,从前述树脂层的上方以约0°~5°的入射角入射的紫外线在前述树脂层的上表面形成折射角45°的第1折射光,该第1折射光以约45°的入射角入射前述白色层。该第1折射光被前述白色层中含有的前述紫外线反射剂正反射,形成约45°的反射光。该反射光以约45°的入射角再次入射前述树脂层。接着,该反射光在前述白色层与前述树脂层的界面形成约0°~5°的第2折射光进行回归反射。
[0033] 由此,可以抑制由前述紫外线反射剂引起的漫反射,可以防止反射薄膜劣化。
[0034] 如此可见,使用本发明的反射板作为太阳能电池用背板时,可以高效地使入射的紫外线、可见光线、近红外线返回至太阳能电池单元。附图说明
[0035] 图1是本发明的一个实施方式涉及的反射板的剖视图。
[0036] 图2是使用了本发明的一个实施方式涉及的反射板的太阳能电池组件。
[0037] 图3是针对本发明的作为实施例制作的太阳能电池用背板和作为比较例制作的太阳能电池用背板使用紫外可见分光光度计测定从密封材料侧照射光时的300nm~1000nm的反射率而得到的图表。
[0038] 附图标记说明
[0039] 1…太阳光
[0040] 2…紫外线
[0041] 3…可见光线
[0042] 4…反射板
[0043] 5…太阳能电池组件
[0044] 10…白色基材
[0045] 20…白色层
[0046] 30…树脂层
[0047] 41…密封材料
[0048] 42…太阳能电池单元
[0049] 43…表面保护材料

具体实施方式

[0050] 下面对本发明的一个实施方式进行详细说明。
[0051] 1.基材
[0052] 作为本发明的反射板中使用的白色基材,玻璃、树脂基材、树脂薄膜等只要可以保持前述白色层和前述树脂层则可以没有限制地使用。其中,特别优选使用树脂基材或树脂薄膜。
[0053] 在本发明中,在构成白色基材的树脂、优选在聚酯树脂中添加白色颜料来形成白色基材。作为这样的白色颜料,可以使用氧化钛等。优选使用氧化钛。
[0054] 这样的白色颜料的平均粒径优选为0.25μm以上,进一步优选为0.28μm以上,特别优选为0.30μm以上。如果平均粒径小于0.25μm,则可以高效散射的光的波长向低波长侧偏移,有时在近红外线区域的反射率会降低。如果白色颜料的平均粒径超过10μm,则由于粒度分布而含有粗大的颗粒,导致有时薄膜会产生发生针孔等缺陷。此外,白色颜料的配混比率一般为0.5重量%以上,优选为3~50重量%,进一步优选为5~30重量%。如果白色颜料的配混比率小于0.5重量%,则存在可见光线、近红外线的反射率变低的倾向。而如果上述配混比率超过50重量%,则薄膜变脆,有时无法获得实用性的机械强度。
[0055] 使用本发明的反射板作为有机薄膜太阳能电池用的背板时,特别优选使用厚度容易加工得较薄的聚乙烯薄膜作为基材。
[0056] 作为聚乙烯薄膜,可以优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。
[0057] 此外,前述白色基材也可以将含有白色颜料的聚乙烯薄膜与不含白色颜料的聚酯薄膜贴合来形成。
[0058] 作为可以用于白色基材的氧化钛,为通常使用的物质,并且可以用氢氧化铝和硅、或氢氧化铝和氧化锆对其进行表面处理。作为这样的氧化钛,金红石型氧化钛、锐钛矿型氧化钛均可以使用。
[0059] 作为金红石型氧化钛,例如可以举出:TIPAQUE(注册商标)R-550、TIPAQUE R-630、TIPAQUE R-670、TIPAQUE R-680、TIPAQUE R-780、TIPAQUE R-820、TIPAQUE R-830、TIPAQUE R-850、TIPAQUE R-930、TIPAQUE CR-50、TIPAQUE CR-57、TIPAQUE CR-58、TIPAQUE CR-60、TIPAQUE CR-63、TIPAQUE CR-67、TIPAQUE CR-80、TIPAQUE CR-85、TIPAQUE CR-90、TIPAQUE CR-93、TIPAQUE CR-95、TIPAQUE CR-97、TIPAQUE UT771(以上为石原产业(株)制造)、Ti-Pure(注册商标)R-100、Ti-Pure R-101、Ti-Pure R-102、Ti-Pure R-103、Ti-Pure R-104、Ti-Pure R-105、Ti-Pure R-108、Ti-Pure R-706、Ti-Pure R-900、Ti-Pure R-902、Ti-Pure R-960、Ti-Pure R-931(以上为杜邦(株)制造)、R-21、R-25、R-32、R-42、R-44、R-7E、R-5N、R-61N、R-62N、R-45M、R-49S、GTR-100、GTR-300、D-918、TCR-29、TCR-52、FTR-700(以上为堺化学工业(株)制造)等。
[0060] 此外,作为锐钛矿型氧化钛,例如可以举出:TITON A-110、TITON A-190、TITON A-197、TITON TCA-123E、TITON SA-1、TITON SA-1L(以上为堺化学工业(株)制造)、TA-100、TA-200、TA-300、TA-400、TA-500、TP-2(以上为Fuji Titanium IndustryCo.,Ltd.制造)、TITANIX(注册商标)JA-1、TITANIX JA-3、TITANIX JA-4、TITANIX JA-5、TITANIX JA-C、TITANIX JR-603(以上为Tayca Corporation制造)、KA-10、KA-15、KA-20、KA-30(以上为Titan Kogyo,Ltd.制造)、TIPAQUE A-100、TIPAQUE A-220、TIPAQUE W-10(以上为石原产业(株)制造)等。
[0061] 2.白色层
[0062] 本发明的反射板的白色层例如通过将含有前述紫外线反射剂、以及热塑性树脂、光固化性树脂或热固化性树脂中的至少1种树脂、以及氧化钛的白色树脂组合物涂布在前述白色基材上并使其固化来形成。此外,通过增大该白色层的涂膜的厚度,可以进一步提高可见光线的反射率。
[0063] 作为配混在该白色树脂组合物中的紫外线反射剂,优选使用氢氧化铝、氧化钛、氧化锌、碳酸钙、滑石或钡。这些可以单独使用或组合多种使用。此外,在这些当中特别优选使用氢氧化铝。该紫外线反射剂主要起到将入射白色层的紫外线反射的作用。
[0064] 氢氧化铝可以使用公知的氢氧化铝,例如可以举出:C-3005、C-301、CL-303(以上为住友化学(株)制造)、HIGILITE(注册商标)H-21、H-31、H-32、H-42、H-42M、H-43M(以上为昭和电工(株)制造)。
[0065] 使用氢氧化铝作为紫外线反射剂时,相对于白色树脂组合物总量,其配混率优选为0.5~5重量%。
[0066] 此外,作为氧化钛,可以使用与前述白色基材中使用的相同的氧化钛。氧化钛具有不仅可以高度反射紫外线还可以高度反射可见光线的性质。在这些氧化钛当中,特别优选使用用氢氧化铝进行涂布并进一步在其上用硅或氧化锆进行了表面处理的氧化钛。作为这样的氧化钛,可以举出石原产业(株)制造的Cr-Super70等。
[0067] 此外,上述氧化钛的粒径优选为0.2μm以上1.0μm以下。
[0068] 使用氧化钛作为紫外线反射剂时,相对于前述白色树脂组合物总量,其配混率优选为30~70重量%。如果该配混率超过70重量%,则氧化钛的分散性变差,故不优选。而如果该配混率小于30重量%,则白色层的反射率降低,会变得无法高效反射太阳光,故不优选。
[0069] 此外,对于氧化锌、碳酸钙、滑石、钡,均可以使用公知的物质。使用它们作为紫外线反射剂时,相对于白色树脂组合物总量,其配混率优选为0.5~5重量%。
[0070] 接着,作为配混在前述白色树脂组合物中的热塑性树脂、光固化性树脂或热固化性树脂,可以使用以下物质。
[0071] 首先,作为热塑性树脂,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚酯等聚酯;聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚丁烯等聚烯;苯乙烯类树脂、聚甲、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚芳酯、聚醚腈、酚醛树脂(例如苯酚酚醛清漆型)、苯氧树脂、以及它们的共聚物、改性体。这些树脂根据需要可以单独使用或组合多种使用。
[0072] 本发明中,优选使用具有羟基、或加成有羟基的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂,只要为具有羟基的低聚物或聚合物就可以没有特别限定地使用。例如可以举出:聚酰胺、聚酯及具有羟基的乙烯基聚合物、或各种丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物、酚醛树脂、甲酚树脂等。
[0073] 作为前述聚酯,例如可以举出:NIPPORAN(注册商标)800、1100、121、1004、136、141、4070(以上为NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.制造)等。
[0074] 在前述白色树脂组合物中配混热塑性树脂时,可以将与热塑性树脂中所含的羟基反应而交联的异氰酸酯化合物一并配混到前述白色树脂组合物中。通过配混异氰酸酯化合物,可以赋予白色层以耐湿性、耐热性,并且可以提高白色层与基材和树脂层的密合性。因此,异氰酸酯化合物优选在1分子中具有多个异氰酸酯基。
[0075] 作为这样的异氰酸酯化合物,例如可以举出:三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚甲基双(4,1-亚苯基)-二异氰酸酯、3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯及二甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯;二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物;作为二异氰酸酯的三聚体的异氰脲酸酯体;二异氰酸酯的缩二脲结合体、以及聚合二异氰酸酯等。
[0076] 相对于100重量份前述热塑性树脂,这样的异氰酸酯化合物的配混量优选为0.03~10重量份。
[0077] 接着,作为光固化性树脂,只要为通过照射活性能量射线而固化的树脂组合物即可,可以使用公知的物质,例如可以举出:光聚合性低聚物和光聚合性乙烯基单体等。
[0078] 在前述白色树脂组合物中配混光固化性树脂时,优选一并配混光聚合引发剂。作为这样的光聚合引发剂,例如可以举出:苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1、二乙氧基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1等苯乙酮类;甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2-戊基蒽醌等蒽醌类;噻吨酮、
2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类;苯乙酮二甲基缩酮、苯偶酰二甲基缩酮等缩酮类;二苯甲酮、4,4-双甲氨基二苯甲酮等二苯甲酮类等。这些可以单独使用或组合多种使用。
[0079] 接着,作为热固化性树脂,例如可以举出:环氧树脂、酚醛树脂、不饱和酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、氧杂环丁烷树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙基树脂、二环戊二烯树脂、有机硅树脂、三嗪树脂及三聚氰胺树脂、尿素树脂。在这些当中,优选使用环氧树脂。
[0080] 作为前述环氧树脂,可以举出具有1个以上环氧基的化合物。其中,优选使用具有2个以上环氧基的化合物。作为这样的环氧树脂,例如可以举出:丁基缩甘油醚、苯基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等单环氧化合物、双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、苯基-1,3-二缩水甘油醚、联苯基-4,4’-二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇或丙二醇的二缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚、三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯、三缩水甘油基三(2-羟乙基)异氰脲酸酯等1分子中具有2个以上环氧基的化合物等。
[0081] 在前述白色树脂组合物中配混热固化性树脂时,优选为了促进热固化性树脂的热固化而配混固化催化剂。作为这样的固化催化剂,例如可以举出:咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、
1-(2-氰乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑衍生物;双氰胺、苄基二甲基胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基苄胺、4-甲氧基-N,N-二甲基苄胺、4-甲基-N,N-二甲基苄胺等胺化合物;
己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等酰肼化合物;三苯基膦等磷化合物;环烷酸钴、环烷酸铜等金属皂等。
[0082] 此外,还可以配混也作为密合性赋予剂起作用的胍胺、甲基胍胺、苯并胍胺、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-均三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-均三嗪·异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪·异氰脲酸加成物等均三嗪衍生物。
[0083] 这些根据需要可以单独使用或组合多种使用。此外,相对于100重量份前述热固化性树脂,这样的固化催化剂的配混量为0.05~10重量份,进一步优选为0.1~3重量份。
[0084] 在前述白色树脂组合物中,为了制备组合物、或调整粘度,可以配混有机溶剂。作为这样的有机溶剂,例如可以举出:甲乙酮、环己酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二乙醚、三丙二醇单甲醚等二醇醚类;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸丁酯、乙酸溶纤剂、丁基溶纤剂醋酸酯、卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、二丙二醇单甲醚醋酸酯、六亚甲基二异氰酸根合二乙二醇单乙醚醋酸酯、碳酸亚丙酯等酯类;辛烷、癸烷等脂肪族烃类;石油醚、石脑油、溶剂石脑油等石油类溶剂等。这些可以单独使用或组合多种使用。
[0085] 相对于白色树脂组合物总量,这些有机溶剂的配混率优选为50重量%以下。
[0086] 此外,想使前述白色层作为粘接层发挥作用时,可以在前述白色树脂组合物中配混聚氨酯类粘接剂。作为这样的聚氨酯类粘接剂,例如可以举出:SEIKABOND(注册商标)E-263、SEIKABOND C-26(以上为大日精化工业(株)制造)、TAKELAC(注册商标)A3210、TAKENATE(注册商标)A3072等(以上为Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)。相对于白色树脂组合物总量,这样的聚氨酯类粘接剂的配混率优选为10重量%以下。
[0087] 此外,在前述白色树脂组合物中,为了赋予电特性及机械特性、耐候性等,可以配混苯乙烯类树脂及丙烯酸类树脂中的至少一种。相对于白色树脂组合物总量,这些树脂的配混率优选为1~50重量%。
[0088] 进而,在前述白色树脂组合物中,根据需要,还可以配混微粉二氧化硅、有机膨润土、蒙脱石等增稠剂,有机硅类、高分子类等的消泡剂、流平剂,咪唑类、噻唑类、三唑类等的硅烷偶联剂等添加剂。
[0089] 3.树脂层
[0090] 本发明的反射板的树脂层的特征在于雾度为15~26%。这样的树脂层优选由聚酯薄膜、或含有聚酯树脂的树脂组合物的涂布层构成。这样的树脂层的雾度值依据JIS标准K7105测定。
[0091] 作为前述树脂层所使用的聚酯薄膜,可以举出:由通常使用的聚酯、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸萘二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等构成的薄膜。在这些当中,特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯。
[0092] 前述树脂层由聚酯薄膜构成时,作为将其雾度值调整至15~28%的方法,例如可以举出:使聚酯树脂中含有微粒、着色剂的方法,或根据聚酯树脂的种类而调整薄膜的厚度的方法等。具体而言有:增大聚酯树脂自身的折射率与微粒的折射率之差,或增大微粒的平均粒径,或增大薄膜的厚度的方法等。
[0093] 例如,使用聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜作为聚酯薄膜时,通过使其厚度为50μm,可以使雾度值为15%。此外,如果使其厚度为100μm,则可以使雾度值为28%。作为这样的聚酯薄膜,例如可以举出:Teij in DuPont Films Japan Limited制造的Teonex(注册商标)Q51、Q81、Q83(其中厚度均为50~100μm)、韩国SKC公司的SKYNEX等。
[0094] 此外,前述树脂层由含有聚酯树脂的树脂组合物的涂布层构成时,例如通过将含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸萘二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的树脂组合物涂布在前述白色层上并使其固化来形成,或通过将含有不饱和聚酯树脂的树脂组合物涂布在前述白色层上使其热固化等来形成。另外,在该情况下,也可以使用与前述聚酯薄膜同样的方法来调整雾度。
[0095] 此外,例如,通过在聚酯薄膜的表面形成含有聚酯树脂的树脂组合物的涂布层,也可以使树脂层的雾度值为15~28%。
[0096] 进而,在前述树脂层中可以配混白色颜料。作为这样的白色颜料,可以使用与配混在前述白色基材中的相同的物质。其配混比率也与前述白色基材同样。作为这样的含有白色颜料的聚酯薄膜,例如可以举出:Teij in DuPont Films Japan Limited制造的TEIJIN(注册商标)TETORON(注册商标)薄膜U2、高耐久PET薄膜VW等。
[0097] 另外,在前述树脂层中配混氧化钛时,相对于树脂层总量,配混率为20~80重量%。可认为此时树脂层、特别是聚酯薄膜加热来进行双轴拉伸,因此氧化钛交联树脂的间隔不同于白色层,不会妨碍紫外线入射白色层。
[0098] 另外,前述树脂层除了聚酯树脂以外还可以含有添加剂等,作为这样的添加剂,可以举出耐水解改性剂、固相聚合促进剂、抗氧化剂、阻燃剂等。
[0099] 此外,本发明的反射板在不影响前述树脂层的雾度的范围内,还可以在前述白色基材与前述白色层之间、在前述白色层与前述树脂层之间、或在前述树脂层的表面涂布粘接剂来形成粘接层。由此,可以增加前述白色基材与前述白色层、或前述白色层与前述树脂层的粘接力,或在使用前述反射板作为太阳能电池用背板时,可以容易地使该反射板与太阳能电池组件的密封材料粘接。作为这样的粘接剂,优选使用聚氨酯类粘接剂、异氰酸酯类粘接剂。作为这样的聚氨酯类粘接剂,例如可以举出:SEIKABOND(注册商标)E-263、SEIKABOND C-26(以上为大日精化工业(株)制造)、TAKELAC(注册商标)A3210、TAKENATE(注册商标)A3072等(以上为Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造)。此外,作为异氰酸酯类粘接剂,例如可以使用CORONATE(注册商标)L等(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.,LTD.制造)的市售品。此外,在这些聚氨酯类粘接剂、异氰酸酯类粘接剂中,在不对粘接性、使用寿命产生不良影响的范围内,可以配混反应催化剂、其他添加剂。
[0100] 本发明的反射板的厚度可以根据其用途而自由调整。例如,在使用该反射板作为晶体型太阳能电池的背板时,其优选的总厚度为250μm~350μm。
[0101] 这样的反射板例如按以下方法制造。
[0102] 在本实施方式中,使用由聚萘二甲酸乙二醇酯构成的薄膜作为前述白色基材。作为使聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜中含有白色颜料的方法,并没有特别限定,可以采用现有的方法。例如,可以举出在制造聚萘二甲酸乙二醇酯成分的任意阶段添加白色颜料的方法。另外,优选在酯化阶段添加,或者也可以在酯交换反应结束后添加并进行缩聚反应。此外,可以使用带通口(bent)的混炼挤出机对分散在乙二醇或水等中的白色颜料的浆料和聚酯原料进行共混。此外,也可以是使用混炼挤出机对干燥后的白色颜料和聚酯原料进行共混的方法。
[0103] 接着,将这样的聚萘二甲酸乙二醇酯熔解,使用流延鼓使其冷却固化,形成未拉伸薄膜。然后,将该未拉伸薄膜在玻璃化转变温度Tg121℃~(Tg+60)℃下沿长度方向拉伸1次或者2次以上,使其合计的拉伸倍率为3~6倍。进而,再以拉伸倍率为3~6倍的方式将其在Tg121℃~(Tg+60)℃下沿宽度方向拉伸,制作厚度250μm的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。另外,还可以根据需要对该薄膜在180℃~230℃进行1~60秒钟的热处理
[0104] 接着,在上述白色基材(薄膜)的形成所述白色层的面上,以膜厚为30μm的方式涂布用有机溶剂调整为适于涂布的粘度的包含热塑性树脂、氧化钛、氢氧化铝及异氰酸酯化合物的白色树脂组合物。其后,在70℃~90℃的温度下,使该组合物中所含的有机溶剂挥发干燥,形成涂膜。作为白色树脂组合物的涂布方法,可以适当使用丝网印刷法、帘涂法、喷涂法、辊涂法等。此外,有机溶剂的挥发干燥使用热风循环式干燥炉、IR炉、热板、对流烘箱等。其后,在80℃~200℃下加热涂膜,使其热固化,由此可以制作在前述基材上形成有白色层的反射板。
[0105] 另外,也可以使用由该组合物形成的干膜形成前述涂膜,而非如上所述地将白色树脂组合物涂布在前述白色基材上。
[0106] 这样的干膜例如如下得到:在由聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的载体膜上涂布白色树脂组合物并干燥来形成白色树脂层,然后在其上层叠可剥离的聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等保护膜。具体而言,该白色树脂层通过在载体膜上利用刮刀涂布机、唇口涂布机、逗点涂布机、膜涂机、丝棒涂布机、微凹版涂布机等涂布白色树脂组合物并与上述同样将其干燥而形成。
[0107] 然后,剥离该干膜的保护膜,将该白色树脂层与前述白色基材重叠,使用层压机等将它们贴合,从而在前述白色基材上形成白色树脂层的涂膜。然后,只要将该涂膜与上述同样地进行加热,就可以在前述基材上形成白色层。
[0108] 此外,作为其他实施方式,在前述白色层上形成树脂层时,在按与上述同样的步骤制作的反射板的前述白色层上形成树脂层。
[0109] 作为这样的树脂层,例如可以使用聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。作为这样的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜的制造方法,例如使用流延鼓使熔解了的聚萘二甲酸乙二醇酯冷却固化,形成未拉伸薄膜。然后,将该未拉伸薄膜在玻璃化转变温度Tg121℃~(Tg+60)℃下沿长度方向拉伸1次或者2次以上,使其合计的拉伸倍率为3~6倍。进而,再以拉伸倍率为3~6倍的方式将其在Tg121℃~(Tg+60)℃下沿宽度方向拉伸,制作厚度50μm的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜。另外,还可以根据需要对该薄膜在180℃~230℃进行1~60秒钟的热处理。
[0110] 接着,在该白色层的表面粘接或压接前述聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜(树脂层),由此制作另一实施方式的反射板。作为该粘接方法,通过使用加热过的辊群等将前述聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜热压接在前述白色层的表面来进行。
[0111] 作为再另一个实施方式,也可以通过在前述聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜的表面形成白色层、并将前述白色基材热压接在该白色层的表面来制造本发明的反射板。
[0112] 此外,除了前述实施方式以外,也可以使用向前述白色基材与前述聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜(树脂层)间挤出层叠前述白色树脂组合物的挤出夹层层压法来制造本发明的反射板。
[0113] 接着,用图1简单说明本发明的一个实施方式的反射板。
[0114] 本实施方式的反射板4包括由聚酯薄膜构成的白色基材10、白色层20以及由白色聚酯薄膜构成的树脂层30。以约5°的入射角向树脂层30入射的太阳光1中的紫外线2在树脂层30的上表面发生折射,形成折射角约45°的第1折射光而入射白色层20。该第1折射光被白色层20中含有的紫外线反射剂正反射,形成反射角约45°的反射光而返回树脂层30。返回该树脂层30的反射光在白色层20与树脂层30的界面再次发生折射,形成折射角约5°的折射光进行回归反射。
[0115] 此外,入射反射板的太阳光1中的可见光线3被树脂层30中含有的白色颜料正反射。
[0116] 此外,用图2说明使用这样的反射板作为晶体硅型太阳能电池的背板时的太阳能电池组件。
[0117] 本实施方式的太阳能电池组件5包括由EVA构成的密封材料41、太阳能电池单元42、由玻璃构成的表面保护材料基材43以及反射板2(太阳能电池用背板)。从表面保护基材43入射的太阳光被太阳能电池单元42吸收而转换成能量。太阳能电池单元42所未能吸收的太阳光透过密封材料43而入射反射板4。接着,反射板4能够将可见光线和紫外线一起高效反射所入射的太阳光,使其返回太阳能电池单元42。
[0118] 实施例
[0119] 以下,作为本发明的一个实施例,对使用了本发明的反射板的太阳能电池用背板进行详细说明。另外,将实施例用作太阳能电池用背板是因为这是最容易获知紫外线的反射效率的事例,当然本发明并不限定于此。
[0120] <白色树脂组合物>
[0121] 通过将以下的各成分混合、搅拌来制备白色树脂组合物。
[0122] NIPPORAN136(NIPPON POLYURETHANE INDUS TRY CO.,LTD. 制 造)100重量份(热塑性树脂)
[0123] TIPAQUE CR-90(石原产业(株)制造)1000重量份(氧化钛)
[0124] 氢氧化铝 20重量份
[0125] TAKENATE R600(三井化学(株)制造) 10重量份(异氰酸酯化合物)[0126] 丙二醇单甲醚20重量份(有机溶剂)
[0127] EquamideB100(出光兴产(株)制造) 200重量份(有机溶剂:酰胺类溶剂)
[0128] AEROSIL200(Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造) 20重量份(球状硅石)[0129] 苯乙烯-来酸酐共聚物 600重量份(苯乙烯类树脂)
[0130] BYK-A515(BYK-Chemie Japan KK.制造) 20重量份(消泡剂)[0131] 沉降性硫酸钡#100(堺化学工业(株)制造) 10重量份(硫酸钡)[0132] 实施例1
[0133] 使用聚氨酯类粘接剂(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造的TAKENATE(注册商标)A3072)将厚度30μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的TEIJIN(注册商标)TETORON(注册商标)薄膜U2)和厚度125μm的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的Teonex Q51)依次层叠来制作白色基材。在其上(PEN薄膜上)在单面通过丝网印刷以使干燥涂膜为30μm的方式印刷白色树脂组合物,将其在120℃下加热60分钟使其热固化来形成白色层。进一步使用聚氨酯类粘接剂(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造的TAKENATE(注册商标)A3072)在该白色层上粘接厚度30μm、雾度15.0%的PET薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的TEIJIN(注册商标)TETORON(注册商标)薄膜U2),由此制作试验片。
[0134] 实施例2
[0135] 使用聚氨酯类粘接剂(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造的TAKENATE(注册商标)A3072)将厚度30μm的PET薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的高耐久PET薄膜VW)和厚度125μm的PEN薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造、Teonex Q51)依次层叠来制作白色基材。在其上(PEN薄膜上)在单面通过丝网印刷以使干燥涂膜为30μm的方式印刷白色树脂组合物,将其在120℃下加热60分钟使其热固化来形成白色层。进一步使用聚氨酯类粘接剂(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造的TAKENATE(注册商标)A3072)在该白色层上粘接厚度30μm、雾度15.0%的PET薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的高耐久PET薄膜VW),由此制作试验片。
[0136] 比较例1
[0137] 在厚度250μm的PEN薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造、Teonex Q51)的单面通过丝网印刷以使干燥涂膜为30μm的方式印刷白色树脂组合物,将其在120℃下加热60分钟使其热固化来形成白色层。进一步使用聚氨酯类粘接剂(Mitsui Chemicals Polyurethanes,Inc.制造的TAKENATE(注册商标)A3072)在该白色层上粘接厚度30μm、雾度15.0%的PET薄膜(Teijin DuPont Films Japan Limited制造的TEIJIN(注册商标)TETORON(注册商标)薄膜U2),由此制作试验片。
[0138] <反射率>
[0139] 对于实施例1和实施例2以及比较例1,使用紫外可见分光光度计(日本分光(株)制造V-670ILN-725型:带积分球装置)以其入射角为5°的方式测定来自表面(密封材料侧)的300nm~1000nm的反射率。它们的比较结果示于图3。
[0140] 以上,由图3可知,即使是实施例1和实施例2的将白色薄膜和白色以外的薄膜组合而成的基材也可以高度反射紫外线和可见光线。即,可知,本实施例的反射板(太阳能电池用背板)可以充分反射从太阳能电池组件的表面照射进来的近红外线、可见光线和紫外线。由此,该反射板可以高效地使这些近红外线、可见光线和紫外线返回太阳能电池单元,可以进一步提高太阳能电池单元的发电效率。
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