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防分层复合密封材和 太阳能 电池组件

阅读：269发布：2020-05-11

专利汇可以提供防分层复合密封材和太阳能电池组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在覆板结构的太阳能电池组件结构中，通过使用环状烯烃系共聚物的玻璃化转变温度为70℃～80℃、并且将其20μm到50μm厚的膜利用熔点为55℃到75℃以下的EVA密封材夹在中间而得到的复合填充材料，能够得到在超长时间内不会发生任何分层的太阳能电池组件。，下面是防分层复合密封材和太阳能电池组件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种防分层复合密封材，其作为覆板型太阳能电池组件的填充材料，由(A)EVA密封材、(B)乙烯-环状烯烃共聚物膜以及(A)EVA密封材这3层结构形成，EVA为乙烯醋酸乙烯酯共聚物，防分层复合密封材满足以下(A)、(B)的品质：
(A)EVA密封材由DSC测定的熔点Tm为55℃～75℃；
(B)乙烯环状烯烃由DSC测定的玻璃化转变温度Tg为70℃～80℃，且其膜厚度为20μm～
50μm。
2.如权利要求1所述的防分层复合密封材，其中，所述(B)层的树脂组合物是向在乙烯-环状烯烃膜成膜前制作的母料中添加紫外线吸收剂、抗氧化剂、耐光稳定剂的树脂组合物，其玻璃化转变温度Tg比原料树脂的玻璃化转变温度Tg降低2℃到7℃。
3.如权利要求2所述的防分层复合密封材，其中，所述树脂组合物是添加有硅烷偶联剂的树脂组合物。
4.一种太阳能电池组件，其是结晶系的太阳能电池组件，其中，在受光面侧和背板侧这两面使用了权利要求1所述的防分层复合密封材。

说明书全文

防分层复合密封材和太阳能 电池组件

技术领域

[0001] 本发明涉及防分层复合密封材和太阳能电池组件，详细地说，本发明涉及太阳能电池组件中的太阳能电池发电元件的密封材及其制造方法以及使用该密封材制作出的太阳能电池组件。更详细地说，本发明涉及通过层积而配置在盖板玻璃与发电元件之间或背板与发电元件之间、或者配置在发电元件的表面、背面而在超长时间内不会产生任何分层(层间剥离)不良的太阳能电池用防分层膜以及使用了该防分层膜的太阳能电池组件。

背景技术

[0002] 太阳能电池组件的生产量连年增加，正在成为取代作为低碳化代表的核电站的基本能源。在中东地区成本已经降低到2美分/W，名副其实地成为主要能源。

[0003] 太阳能电池组件的增大对于W单价的降低、即电池单元的转换效率的提高有很大贡献。利用结晶系可达成单晶晶片的低成本化，此外还相继开发出了PERC电池单元、异质结电池单元、N型电池单元等并投入到市场中。

[0004] 为了提高发电效率，互连件数量的增加也可起到作用。互连件为2个到3个、目前为4个成为主流，互连件为5个在不久的将来也势必会得以实现。与之相伴，指状电极的线宽也会变窄，在互连件为5个时，电极指根数为210根，其间隔为30μm，电池单元表面的凹凸趋向于逐渐增加。

[0005] 另一方面，已知互连件的截面积越增大电阻越减小，越有助于提高组件的发电转换效率。该互连件的高度通常为120μm，但为了提高发电效率，采用厚度增大到150μm、200μm的类型。这样，密封材与电池单元的层积加工向难以进行的方向进展，要求有与电池单元表面的凸凹相对应的新材料和密封材。

[0006] 另外，在工业用光伏发电中，导致太阳能电池组件更换的不良状况有2种。该不良状况为PID(电位诱发衰减Potential Induced Degradation)和分层不良。

[0007] PID是大规模光伏电站中输出急剧降低的现象，这是太阳能发电站中经常出现的一种情况。作为其产生原因，为了使太阳能电池组件内的太阳能电池单元与框架之间具有较大的电位差/电压差，有时要施加高湿度或高温度之类的特殊环境。此时，产生的电流由电池单元上的指状电极积蓄。并且，在通过互连件并串联地流经电池板接线盒线缆的通路中，在该互连件中不会流到电极中，在电池单元内部发生分流(短路)。该电流被称为“泄漏电流”，已知与太阳能电池组件的发电劣化现象的劣化促进有很大关系。发生了PID的电池单元即使接收到太阳光也不会发电，因而出现发电量骤减的现象。

[0008] 其通常被认为是由无变压器的接地而产生的现象，对于变压器设置来说，由于工厂设备费高、DC/AC转换效率低，因而几乎不采用，根据太阳能电池组件侧的对策，目前多生产PID-Free的产品。

[0009] PID对策的专利文献存在有很多。体现出基于该机理的对策的技术公开有日本专利公报第5965004号。根据该公开，在专利文献1中介绍了在电池单元与盖板玻璃之间层积基于氟系膜等的高绝缘膜的技术。或者，在专利文献2中介绍了为了减轻由玻璃释放出的碱金属的影响而将玻璃表面用硅烷偶联剂进行表面处理的技术。另外，在专利文献3中公开了一种太阳能电池组件，其具有由环状烯烃系树脂形成的层以及由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物形成的层，以上述由环状烯烃系树脂形成的层为基准，至少1层由上述乙烯醋酸乙烯酯共聚物形成的层配置在远离太阳能电池单元的一侧。

[0010] 在专利文献4中公开了PID现象的发生机理，作为其对策，公开了将环状烯烃树脂膜层积在盖板玻璃与电池单元之间作为钠阻隔层的技术。

[0011] 在P型硅半导体中，若将盖板玻璃侧的硅电池单元面积的15％左右以上的面积堆积钠离子来进行覆盖，则pn结构的n层的一部分(15％面积以上)发生P化，其结果，在其部分流经分流电流，该电池单元丧失半导体性质，不会发电。即，PID现象为与电池单元相关的不良状况，作为其对策，据信可通过在玻璃与发电元件之间设置钠阻隔膜来进行防御。

[0012] 将分层(白浊)的发生状况示于图1。其是以互连件为起点，密封材的白浊部分扩展的现象，其自靠近太阳能电池组件的边缘部的电池单元的互连件部起发生，是该白浊部沿着互连件扩展的现象。该发生了白浊的太阳能电池组件作为外观不良必须进行更换。对于太阳能电池组件制造商来说，这是非常可怕的现象。截至目前，其是在已经运行了15年以上的发电厂中所发现的问题，但近年来，观察到了以不满10年的程度发生的事例，这成为一个很大的问题。

[0013] 关于分层，是由于密封材从电池单元剥离而使该部分发生光的散射，从而观察到白浊。即，其是包含互连件在内的该周边的EVA密封材与电池单元表面的“粘接剥离”的问题。

[0014] 在太阳能电池组件中，该分层发生机理尚未被阐明，因而根本没有其对策技术，在产品保证的范畴内，现状是仅能进行“电池板更换”的应对。

[0015] 专利文献1：日本特表2013-502051号公报

[0016] 专利文献2：日本特开2008-273783号公报

[0017] 专利文献3：日本特开2006-198922号公报

[0018] 专利文献4：日本特开2015-179827号公报

发明内容

[0019] 在太阳能电池组件中，发生分层的组件可能在发电运行了10年以上、20年左右的组件中观察到。另外，其发生位置为太阳能电池组件的周边部的电池单元中的电池单元表面的互连件部。分层沿着互连件进行，为EVA密封材的剥离。若更详细地进行观察，则组件内的横汇流条具有着色为茶色、其变色部向框架方向流动的状态。

[0020] 发明所要解决的课题

[0021] 分层是互连件部周边与电池单元表面的“粘接”不良。作为其对策发明，研究了下述关系：1.基于EVA密封材的树脂特性的EVA密封材与加工条件的关系、2.由电池单元表面的凹凸推定出的与粘接的物理关系、3.电池单元表面与影响到密封材的化学粘接的长期可靠性的环境劣化因子的关系。

[0022] 本发明的目的在于提供不会发生任何分层的太阳能电池组件用防分层膜和组装有该防分离膜的复合密封材以及使用其的太阳能电池组件。

[0023] 解决课题的手段

[0024] 根据发明人深入研究的结果，EVA密封材在与电池单元表面、互连件、指状电极的粘接中发挥出最牢固的粘接力，具有50年的经验。作为其证据，世界上生产的太阳能电池组件的约90％以上采用了EVA密封材。即，作为初始(认证试验条件)的机械粘接片材，其是作为太阳能电池用密封材的最佳片材。从而，与盖板玻璃的粘接和进行电池单元的密封(粘接)的填充材料应用EVA密封材片材。以下对分层发生机理进行说明，应用EVA密封材的对策发明在下文叙述。

[0025] 在EVA密封材与电池单元表面之间所发生的分层中，电池单元上的互连件以及与指状电极的凹凸部成为全部的起点。

[0026] 在太阳能电池组件生产工序的层积工序中，对于在敷层工序中准备的以盖板玻璃为最下部并在其上按照EVA密封片材、串联布设的电池单元串、EVA密封片材、最上部为背板的顺序层积而成的太阳能电池组件的层结构施加热和压力，成型出太阳能电池组件。在其上安装铝框架和接线盒，制成产品。

[0027] 层积的加工条件利用与通常的橡胶产品的模具成型同样的条件进行。具体地说，为了利用EVA密封片材覆盖(密封)电池单元，经过对EVA树脂的预热(预热工序)和加压进行热固化的压制工序使其成型。在太阳能电池的领域中，将该预热工序称为“真空时间”，热板的热穿过玻璃被传递到EVA密封材和背板。

[0028] 在结晶性树脂的情况下，至少需要等到该树脂的熔点Tm温度以上，在非晶性树脂的情况下，需要等到玻璃化转变温度Tg以上，其为预热工序。EVA是结晶性树脂，熔点根据与乙烯共聚的醋酸乙烯酯单体的含量而变化。通常可以获得熔点从40℃到90℃变化的品种。

[0029] 太阳能电池组件的尺寸呈大型化，将60片硅电池单元串联而成的组件被称为60串联型，为宽约900mm、纵长约1600mm的尺寸。玻璃的厚度为3mm以上，压在热板上的板为隔膜橡胶片材，无热源功能。因此，玻璃在层积热板上发生“翘曲”。在60串联型中，其边缘部翘起达5cm左右。从而，在玻璃中心部和玻璃周边部，温度上升速度完全不同，玻璃的“翘曲”减少，直到玻璃周边部的EVA密封材达到该材料的熔点以上，才能用隔膜橡胶片材加压。

[0030] 另一方面，将覆盖在电池单元上的EVA密封材的状态示于图4。互连件的高度约为EVA密封材厚度的一半，存在以互连件的高度为一边的45°直角三角形的“间隙”(斜线部)。在层积工序中填埋该间隙部分对于“密封”的功能体现是必不可少的。

[0031] 该间隙的填埋涉及树脂加工技术，获得玻璃面上的中心部、周边部的层积加工时间内的温度上升曲线，同时进行适于该材料的真空时间确定。另外，其作为生产的品质管理也是重要的条件。在EVA树脂的熔点以下的温度，在未被压制的部分(玻璃周边部)树脂不发生流动，因而间隙未被充满。因此，与EVA交联反应同时发生的有机过氧化物的分解气体在该部分聚集，在成型后在玻璃周边的电池单元的互连件部或横汇流条部分的凹凸部分产生0.1～1mm左右的无数的气泡。其作为外观不良品而被废弃。

[0032] 但是，在以EVA密封材与电池单元界面的化学粘接反应不充分这样的状态停止的情况下，无法作为外观不良而被识别出，因而在确认标准输出后，将产品出货并设置于发电厂。可以推测，这样的产品在运行尽管10年左右会发生分层不良。

[0033] 目前，出于降低生产成本的目的，使用更高速地发挥出与电池单元的粘接强度的超快速固化型EVA密封材。缩短层积工序中的加工时间是降低生产成本的有效手段，在生产现场经常施加缩短加工时间的压力。

[0034] 上文所述的EVA预热时间的缩短在发生玻璃的“翘曲”的目前的加工法中难以解决。在生产现场，为了降低成本，日益进行了基于产品外观检査缩短预热时间的研究。它们之中，在由于热板上的温度偏差而产生未升高到EVA树脂的熔点以上的温度的部分的条件下进行生产的制造线中，呈现出在互连件周围潜在地发生分层的产品被出货的可能性极高的状况。

[0035] 叙述了分层发生与上述加工条件所带来的EVA密封材的流动性相关。该间隙的填充是分层发生对策的基础。之后对于EVA密封材与电池单元表面和凹凸部、作为其代表的互连件的化学粘接结构在不受环境劣化因子的影响的条件下进行长期稳定化的技术进行了研究，从而达成了本发明。

[0036] 作为覆板(superstrate)型太阳能电池组件的填充材料，提供了防分层膜和防分层复合密封材，其是有(A)EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)密封材/(B)乙烯-环状烯烃共聚物膜/(A)EVA密封材这3层结构形成的复合密封材，满足以下的(A)、(B)的品质。

[0037] (A)EVA密封材由DSC测定的熔点Tm为55℃～75℃。

[0038] (B)乙烯环状烯烃共聚物由DSC测定的玻璃化转变温度Tg为80℃～70℃，且其膜厚度为20μm～50μm。

[0039] EVA树脂由于在分子内具有酯结构，因而对热较弱，制造商推荐层积成型温度为150℃以下。另一方面，其具有极性基团：醋酸乙烯酯结构，从而可通过硅烷偶联反应发挥出与硅电池单元或玻璃的牢固粘接。从而，为了防止分层的发生，使用可得到强粘接的EVA密封材作为复合密封材的构成材料。其熔点为55℃～75℃、优选为58℃～70℃、进一步优选为
60℃～65℃。由于低于55℃的品质意味着醋酸乙烯酯的含量高，因而在层积成型温度下容易劣化，容易产生脱乙酸，因而是不优选的。若高于75℃，则为可能会降低层积加工时玻璃周边部的温度，因而成型中上述互连件周围的“间隙”可能未被填埋，因而是不优选的。

[0040] 电池单元上的凹凸部被EVA树脂填埋后，利用通过交联剂、有机过氧化物的分解而产生的自由基，形成EVA密封材的交联结构，并由EVA的醋酸乙烯酯和硅烷偶联剂而在其与电池单元表面之间形成聚硅烷醇结合结构，完成粘接反应。粘接反应通过温度和压力来进行，在粘接反应不充分的情况下，成为分层发生的原因。在生产工序中，测定电池单元与EVA的粘接强度，在确认体现出一定的强度的情况下进行生产。

[0041] EVA树脂的分子结构和粘接界面的聚硅烷醇结构对湿气(水蒸气)较弱，是所谓的易水解结构。此外，已知在碱性环境下在室温下容易进行碱水解。得出了下述的结论：在经过了10年、20年这样的长期时间后发生分层的原因是由于该水解反应的参与。

[0042] EVA密封材与玻璃粘接的玻璃周边部、其端部通常被雨水润湿的机会较多。很容易想到如下状况：在晴天时，框架内部的雨水发生水蒸气化而容易侵入到EVA密封材的层内。另外，在发电时，会从玻璃向框架发生“泄漏电流”。由此，在端部的玻璃中的钠发生迁移而呈碱性，在框架内的玻璃周边部产生碱水解反应。以此为起点，形成水蒸气的侵入路径的入口。若在互连件周边的凹凸部具有“间隙”，则在组件内容易产生水蒸气侵入，沿互连件进行分层。据信，即使没有该“间隙”，互连件周围的粘接强度降低(不完全)的太阳能电池组件也同样会进行分层。互连件周边部的粘接界面由于水蒸气侵入而依次进行水解反应，该分层传播到达位于组件内部的电池单元，最后成为完全白浊的太阳能电池组件。

[0043] 基于该分层发生机理，使用发挥出最大初始界面粘接力的EVA密封材，提供难以发生水解的层结构，从而达成了能够防分层的填充材料。将该复合密封材的层结构示于图3。由于其具有水蒸气难以透过EVA密封材与电池单元表面的粘接界面的功能，因而设计出了水蒸气阻隔性极高、环状烯烃膜被该EVA密封材夹在中间的结构。因此，需要使环状烯烃膜与EVA在分子水平被一体化。利用含有EVA的有机过氧化物交联剂，通过环状烯烃膜的乙烯链与EVA的乙烯链基于夺氢的自由基部分的交联反应，各界面在分子水平进行一体化，从而本复合密封材能够在保持EVA的粘接力的情况下体现出水蒸气阻隔性。

[0044] 被EVA密封材夹在中间的环状烯烃膜的Tg必须为70℃～80℃。若高于80℃，则在层积加工中，互连件周边的“间隙”可能未被填埋，因而不优选。若低于70℃，则多由于磁场而使面板温度为100℃左右，这种情况下，该膜发生收缩，在电池单元表面上产生龟甲壳样的褶皱，因而不优选。由于每年的热循环，这可能导致该褶皱成长为龟裂。

[0045] 通过层积该环状烯烃膜，复合填充剂的绝缘性提高，能够期待“泄漏电流”的降低。由于玻璃周边不会变成碱性环境、不容易水解，因而不会形成水蒸气侵入的入口。本发明的膜为对复合填充材料赋予防分层功能的膜。

[0046] 此外发现，该膜的厚度与防分层有很强的相关性。本来，在环境温度上升至玻璃化转变温度以上时，环状烯烃膜发生收缩。通常作为收缩膜销售。由研究结果可知，在环境温度上升到玻璃化转变温度加20℃以上时，膜发生很大的收缩。由于本复合填充材料通过层积加工在150℃左右进行压缩、使其热固化，因而以未发生收缩的结构作为太阳能电池组件内的填充材料发挥功能，但可知若其膜厚度超过50μm，则会发生龟状的褶皱。在50μm以下的薄膜中，由于各自的界面通过与EVA分子发生交联而呈一体化，因而膜界面的性质决定了膜本身的性质，不会发生收缩。若该收缩在层内发生，则作为结果会诱发分层，由此发现，环状烯烃的膜厚度为极重要的物性值，从而达成了本发明。若膜厚度低于20μm，则有在膜卷取工序中发生断裂的风险，因而不优选。

[0047] (B)层的树脂组合物是向在乙烯环状烯烃膜成膜前制作的母料中添加紫外线吸收剂、抗氧化剂、耐光稳定剂的树脂组合物，按照该母料的玻璃化转变温度Tg比原料树脂的Tg降低2℃到7℃进行了添加量和共混温度的调整。该母料的玻璃化转变温度对膜的收缩率带来影响。若比原料树脂的Tg降低小于2℃，则意味着稳定剂的添加量过少，因而不优选。若高于7℃，则膜收缩率可能会增大，因而不优选。

[0048] 通过与EVA密封材更牢固地一体化，由于环状烯烃的收缩而使龟甲壳状的褶皱被抑制，因而更优选使用在环状烯烃树脂中添加硅烷偶联剂而成的树脂组合物。

[0049] 另外，由于在受光面侧和背板侧这两面使用了防分层复合密封材的结晶系太阳能电池组件可防止来自背面的水蒸气或金属离子的迁移，因而作为在超长时间内不会产生任何分层的组件是优选的。

[0050] 发明效果

[0051] 根据本发明，在太阳能电池组件加工线、具体地说在标准固化方式、快速固化方式、超快速固化方式中，仅通过供给本发明的防分层膜和EVA密封材，可在不伴随层积的加工条件的改变的情况下提供持续长期不会发生分层的太阳能电池组件。进而为分层发生原因对策，即为有助于太阳能电池组件的终期发电量的最大化的对策。附图说明

[0052] 图1是说明分层现象的示意图。

[0053] 图2是覆板太阳能电池组件的结构的示意性截面图。

[0054] 图3是示出将环状烯烃膜利用EVA密封材夹在中间的复合密封材的层结构的本发明的复合填充材料的示意性截面图。

[0055] 图4是示出覆盖在电池单元上的EVA密封材的状态的示意性截面图。

[0056] 图5是分层试验的电路示意图。

具体实施方式

[0057] 以下对作为本发明实施方式的一个示例的太阳能电池用防分层膜及其制作方法以及使用其的太阳能电池组件进行说明。但是，本发明的范围并不限于以下说明的实施方式。

[0058] 本发明中的太阳能电池用防分层膜单独使用时发挥不出作为太阳能电池用途的密封功能。将作为填充材料所必须的柔软性、尤其盖板玻璃与发电元件的界面处的牢固的化学粘接力保持长达40年、60年的期间的功能能够满足作为与EVA密封材的复合体的发明目的。

[0059] 本发明的防分层膜在覆板结构(图2)中在盖板玻璃与发电元件之间、或者背板与发电元件之间呈现出被EVA密封材夹在中间的形态，发挥出发明的效果。

[0060] <防分层膜>

[0061] 本发明的防分层膜由以环状烯烃系聚合物为主成分的树脂组合物构成。环状烯烃系聚合物中，最优选乙烯-降冰片烯无规共聚物。其可利用茂金属催化剂进行聚合，利用钒催化剂使其聚合也是合适的。另外，还优选为将环状烯烃成分作为起始原料并利用复分解催化剂进行开环聚合、进行氢化而制造出的环状烯烃。

[0062] 本发明的环状烯烃系共聚物可以使用TOPAS(注册商标)(德国Topas Advanced Polymers公司制造)、APEL(注册商标)(三井化学公司制造)。

[0063] <树脂组合物以及成型方法>

[0064] 本发明的防分层膜的组成物优选添加紫外线吸收剂、抗氧化剂、耐光稳定剂。进一步添加有硅烷偶联剂的树脂组合物与EVA密封材的共交联良好。这些化学药品暂且制作成母料，由成膜中的挤出机的中途供给。

[0065] 此处，混合作业(compounding)使用捏合机。该母料加工的成型温度为180℃以上且300℃以下，优选为230℃以上且290℃以下。可知此处的成型温度很大程度上依赖于所形成的膜的收缩率。另外可知，根据稳定剂或出于保持发明的其他功能的目的而添加的化学药品的种类和添加量的不同，膜的收缩率也不同。

[0066] 根据发明人深入研究的结果，相对于化学药品添加前的树脂的玻璃化转变温度的差异为2℃以上且7℃以下、优选为3℃到6℃，若小于2℃，则以40年为目标的长期耐光性无法得到保证。若高于7℃，则环状烯烃膜的收缩率增大，与EVA密封材的界面发生剥离，作为结果，在互连件周围发生分层，因而不优选。

[0067] 硅烷偶联剂可以使用含有选自乙烯基、甲基丙烯酰基、丙烯酰基和环氧基的组中的化合物。紫外线吸收剂优选添加二苯甲酮系、苯并三唑系、三嗪系、水杨酸酯系。优选添加受阻胺系光稳定剂。

[0068] 本发明中的太阳能电池密封材的成膜方法可以利用公知的方法、例如利用在挤出机的机头前端使用T模的挤出浇注法或压延法进行成型。此处，利用使用T模的挤出浇注法来制备膜。

[0069] T模的温度为80℃以上且250℃以下、优选为120℃以上且180℃以下。

[0070] 出于防止粘连的目的，所形成的膜的表面优选进行压纹加工或凹凸等加工。

[0071] 膜的厚度为20μm至50μm、优选为30μm至40μm。若薄于20μm，则膜的成膜加工变得困难，因而不优选。若超过50μm，则在发电厂的现场玻璃表面达到100℃左右的情况下，发生环状烯烃共聚物的膜收缩，与EVA密封材的界面处发生“剥离”，结果发生分层，因而不优选。

[0072] 将本发明的该膜用EVA密封材夹在中间，在规定的层积条件下成型后，对水蒸气透过性进行了评价。

[0073] <太阳能电池组件>

[0074] 结晶系太阳能电池组件制作包括1.敷层(lay up)工序、2.层积(laminate)工序、3.组框(framing)工序这3个工序。在敷层工序中，在盖板玻璃上敷设EVA密封材、由电池单元串(cell string)串联地焊接连成的电池单元阵列(Cell Matrix)，进一步在其上敷设EVA密封材，覆盖背板。将其按照比玻璃尺寸大5mm左右的尺寸进行切割来使用，以使得玻璃边缘部分不会由于EVA密封材的错位或加工热所致的收缩而露出。2.层积工序中设定热板的温度以及真空时间和加压时间(大气压)来进行。真空时间5分钟，加压时间15分钟，热板的温度设定为150℃。

[0075] 图3是示出本发明的太阳能电池组件的一例的示意性截面图。图3所示的太阳能电池组件具有：受光面的透明玻璃(盖板玻璃)1；本发明的防分层复合填充材料(进行熔点测定而选出的市售的EVA密封材7、本发明的防分层膜8、进行熔点测定而选出的市售的EVA密封材2)；中间连接部(interconnetor)3；太阳能电池元件4；进行熔点测定而选出的市售的EVA密封材5；以及市售的背板6。

[0076] <太阳能电池单元>

[0077] 太阳能电池单元只要能够利用半导体的光生伏特效应进行发电就没有特别限制，例如可以使用硅(单晶、多晶、无定形)、化合物半导体等。

[0078] <太阳能电池组件的制造方法>

[0079] 利用市售的真空层压机，在真空时间5分钟、压制时间15分钟、成型温度150℃的条件下对于以60个串联的太阳能电池组件的构成进行敷层而得的敷层物进行成型。成型后安装铝框架，固定市售的端子盒，制备太阳能电池组件。

[0080] <层积加工工艺中的玻璃表面的温度分布>

[0081] 为了容易理解本发明的效果来进行说明，使用市售的真空层压机，将热板温度设定为150℃，在60串联用盖板玻璃上的中心部和边缘角部安装热电偶，以加工时间的变量对温度的上升进行整理。

[0082] 以下示出其结果。

[0083] (表1)

[0084]

[0085] 可知在真空时间(预热工序)中，玻璃边缘部周边的温度上升比与热板直接相接的中心部迟缓。在压制工序中，在利用隔膜橡胶片材加压后，玻璃的中心部与边缘周边部的温度等同。

[0086] 实施例

[0087] 以下通过实施例进一步具体地说明本发明，但本发明并不限于以下实施例。需要说明的是，针对本发明的片材和使用其的太阳能电池组件的各种测定和评价如下进行。

[0088] (1)玻璃化转变温度测定、CompoundΔTg(℃)的测定

[0089] 环状烯烃树脂、树脂组合物、膜、片材的玻璃化转变温度采用通过DSC法以升温速度20℃/min在第二轮的测定值。

[0090] 关于CompoundΔTg，利用捏合机，向环状烯烃树脂中添加规定量的稳定剂等之后，通过捏合制作稳定剂等的母料复合物，自然冷却至室温后，测定Tg，计算出与原生树脂的Tg之差。

[0091] CompoundΔTg根据稳定剂等的添加量、捏合的温度以及时间等而发生变化。ΔTg与添加量成比例地增大。另外，若捏合的温度高、施加更多的混炼操作量，则ΔTg倾向于增大。

[0092] 由于该ΔTg对膜收缩率有很大的影响，因而规定了表现出发明效果的范围。

[0093] (2)防分层膜的收缩率评价

[0094] 将用T模成型出的各厚度、组成的膜切割成800mm正方形，计算出MD方向(树脂流动方向)与TD(相对于MD方向成直角)方向的收缩率(式1)。

[0095] 收缩率值＝(800mm-热处理后的长度)/800mm×104 (式1)

[0096] 利用大型齿轮式烘箱，将膜放置在5mm特氟龙(注册商标)板上，在100℃进行30分钟加热处理，测定自然冷却后的长度。

[0097] (3)水蒸气透过率(ASTMF1249)

[0098] 使用水蒸气透过试验机(MOCON公司制造，PERMATRAN W3/33)，在温度40℃、湿度90％RH的条件下实施测定。厚度设为900μm。

[0099] (4)分层(白浊)试验

[0100] 使用KIKUSUI公司TOS7210S，用恒温槽在80℃、85％RH的条件下施加168小时的-2000Vdc。布设按照该公司推荐方法的图5。

[0101] 关于评分，按如下计分。感官试验法按照图5。

[0102] 需要说明的是，本发明的“无分层的状态”是指评分为4分以上。

[0103] 5分(最高分)：与原始物相比，外观上完全没有变化，为等同的。

[0104] 4分：在互连件周围稍微观察到颜色变化(黄变)。

[0105] 3分：在硅电池单元的互连件部分的至少1处有小于5mm的白浊剥离。

[0106] 2分：在硅电池单元的互连件部分的至少1处有5mm以上且小于20mm的白浊剥离。

[0107] 1分：在硅电池单元的互连件部分的至少1处有20mm以上的白浊剥离。

[0108] (5)泄漏电流试验

[0109] 记录上述试验中计测出的电流值。

[0110] (6)耐光性试验(耐紫外线试验)

[0111] 计量仪(metering)R：以530W/m2(300～400nm)的强度在BPT63℃、50％、无降雨、320小时连续照射的条件下，按以下评分对外观变化进行计分。表现出本发明的效果的评分为4点以上。

[0112] 5分(最高分)：与原始物相比，外观上完全没有变化，为等同的。

[0113] 4分：在互连件周围稍微观察到颜色变化。

[0114] 3分：在互连件周围在至少1处存在小于20mm的微小裂纹。

[0115] 2分：在互连件部分在至少1处存在20mm以上的微小裂纹且在电池单元指状电极部上存在龟甲壳图案占电池单元整体的小于20％的情况。

[0116] 1分：在互连件部分在至少1处存在20mm以上的微小裂纹且在电池单元指状电极部上存在龟甲壳图案占电池单元整体的20％以上的情况。

[0117] (实施例1～6)

[0118] <乙烯-降冰片烯无规共聚物膜的准备>

[0119] 关于防分层膜的原料，在100重量份的TOPAS(注册商标)的8007中添加作为紫外线吸收剂的2-羟基4-正辛氧基二苯甲酮0.3质量份、作为耐光稳定剂的双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0.1质量份。之后使用双螺杆挤出机在230℃进行混炼，得到了环状烯烃系树脂组合物。测定该树脂组合物的Tg和环状烯烃TOPAS8007的Tg，求出ΔTg。接着，将该颗粒利用1000mm宽T-模部在树脂温度120℃得到各种厚度的膜。实施例1、2、3、4、5、6分别制备出了38μm、45μm、30μm、25μm、40μm、35μm。对于此处得到的膜进行膜收缩值的测定。关于水蒸气透过性，将此处得到的膜夹在EVA-1中间，应用900μm的金属隔板，利用压力机制作复合填充材料(厚度；900μm)并进行测定。

[0120] 关于太阳能电池组件，在实施例1中，将所得到的膜在利用熔点58℃的市售EVA夹在中间的状态下进行层积(本发明的“填充材料”)，在真空时间5分钟、压制时间15分钟、热板温度150℃的条件下进行层积加工。

[0121] 在实施例2中与熔点67℃的EVA密封材组合，在实施例3中与熔点71℃的EVA密封材组合，在实施例4中与熔点67℃的EVA密封材组合，在实施例5中与熔点67℃的EVA密封材组合，在实施例6中与熔点71℃的EVA密封材组合。

[0122] 比较例1～6的膜厚度与实施例相比有很大不同。比较例1、2、3、4、5中分别为150μm、200μm、150μm、150μm、75μm、100μm。比较例3中，乙烯-环状烯烃的Tg与实施例不同，为106℃；比较例6中为90℃。比较例7为仅应用市售的EVA密封材(熔点76℃)的通常的太阳能电池组件结构。

[0123]

[0124] 关于由防止分层的膜和EVA密封材的复合构成的填充材料的热学性质，在层积条件下，与在真空时间达到的组件边缘部周边温度相比，由于应用熔点为75℃以下的EVA密封材，因而与互连件之间形成的间隙被填埋，可得到基于设计的粘接强度。另外，由于环状烯烃膜的Tg为80℃以下，因而其作为复合填充材料的中间层对于填埋该间隙没有任何阻碍。另外发现，在组装到太阳能电池组件中后，在膜厚度为50μm以下时，即使在太阳能电池组件的温度高的状态(例如100℃)下也几乎不发生收缩，从而达成了本发明。

[0125] 此外，通过使环状烯烃膜在太阳能电池组件内层积，在组件周边部的框架部流通的“泄漏电流”大幅降低，通过抑制由玻璃中放出的钠的迁移，与电池单元直接接触的EVA密封材不容易发生水解，表现出防分层。

[0126] 在照射紫外线时，环状烯烃膜存在容易发生龟甲壳状的褶皱的倾向。在发明范围的CompoundΔTg为2℃到7℃时，作为复合填充材料，未发生分层。

[0127] 比较例7为通常的太阳能电池组件。在太阳能电池组件中采用EVA密封材的熔点高的片材的情况下，互连件周围的粘接反应不充分，在分层试验中成为最差的结果。

[0128] 工业实用性

[0129] 根据本发明，能够提供一种将防分层膜与EVA密封材复合化而成的填充材料，利用该填充材料，在任何严酷的环境下均能够得到无分层的太阳能电池组件；并且能够提供使用其的太阳能电池组件，其是不会发生任何分层的产品。

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防分层复合密封材和太阳能电池组件

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