光伏电池制造技术

本发明专利技术涉及光伏电池，用于制备其的方法及在其制备中使用的聚酯膜，其中光伏电池的背板是具有粘附涂层的聚酯膜，该粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物。

Photovoltaic cells

The invention relates to a photovoltaic cell, which is used for preparing the method and the polyester film used in the preparation, in which the back plate of the photovoltaic cell is a polyester film with adhesive coating, which is derived from a composition containing the epoxy resin and the sealing end diisocyanate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光伏电池
本专利技术涉及光伏(PV)电池，用于制备其的方法和在其制备中使用的聚酯膜。聚酯膜特别适于用作PV电池的背板。
技术介绍
聚酯膜的有利机械性能、尺寸稳定性和光学性能是众所周知的，并且被利用于许多
中。已经提出了聚酯膜的许多改变以调整聚酯膜的性能适应特定应用。然而，改进聚酯膜的一个方面的性能的改变可能对膜的另一方面的性能是有害的。例如，对改进膜的光学性质的改性可能对膜的机械性能具有不利影响。因此，通常难以获得具有期望性质的适当组合的聚酯膜。为了提高聚酯膜的性能，已知提供具有互补性质的多层膜以形成复合结构。在一些情况下，多层膜可包括两层或多层相同类型的膜以提高膜的机械强度或增强膜的其它功能性质。可替换地，多层膜可包括两层或多层不同类型的膜，从而能同时实现不同聚酯膜的性质。例如，已经使用多层聚酯膜来通过将具有期望的功能性质的一种或多种膜设置在具有期望的机械性能的基膜上改进功能性聚酯膜的处理性能。可适当地通过共挤出、涂覆或层压技术制备层压聚酯膜。聚酯膜的机械性能、尺寸稳定性、柔性、重量、耐冲击性和光学性能在其制造电子或光电子器件例如，电致发光(EL)显示器件(特别是有机发光显示(OLED)器件)、电泳显示器(电子纸)、光伏(PV)电池和半导体器件(例如，通常为有机场效应晶体管、薄膜晶体管和集成电路)中提供优点。在电子器件中使用柔性聚酯膜作为层允许在卷对卷工艺中制造这种器件，从而降低成本。光伏电池通常包括前板(或前片)；前侧封装材料；电极支撑基板上的光敏材料；后侧封装剂；后背板(或背片)；和各种组件以收集和管理电荷。聚酯膜已被提出用于制造PV电池中的各层，例如前板、背板、电极支撑层。通常根据所使用的活性光伏材料分类通常由许多光伏电池组成的光伏模块。这些包括晶体硅、砷化镓(GaAs)、非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓(二)硒化物(CIGS)、染料敏化的或有机电池。含有砷化镓、非晶硅、碲化镉、铜铟镓(二)硒化物(CIGS)、染料敏化或导电有机材料的光伏电池通常被称为薄膜光伏电池(TFPV电池)，其可以或可以不是柔性的。染料敏化的PV电池是特别有意义的，其中活性光吸收层包括通过吸收入射光而被激发的染料。其它薄膜硅PV电池包括原生结晶、纳米晶(nc-Si或nc-Si:H)和黑硅PV电池。薄膜光伏电池通过在基板上沉积一层或多层光伏材料薄层而制成，薄层的厚度范围从1或2纳米到几十微米，使用各种沉积方法和各种基板。背板特别的必须表现出良好的热尺寸稳定性。对于聚合物材料来说，这通常是一个重要问题，其倾向于比光学质量玻璃或石英表现出更差的尺寸稳定性。在PV电池中，聚合物层的尺寸稳定性差可能导致相邻的封装材料的破裂，且特别是在升高的温度(通常为130至160℃；通常长达30分钟)期间，并且通常在器件的制造期间还经历低压。例如，观察到现有技术的膜在PV器件的制造期间表现出起皱和移动。背板还应显示良好的UV稳定性。UV稳定性的缺乏可能本身表现为在暴露于阳光时的膜泛黄、起雾和破裂，从而降低PV电池的有效使用寿命。封装材料是保护光敏层和电极层并提供高耐气体和溶剂渗透性的阻挡材料。通常以自支撑膜或片的形式使用封装阻挡材料，如本领域已知的，使用层压技术(通常在真空下)将其应用于包含光敏和电极层的复合材料。然后，将封装的复合材料夹在前板和背板之间。现有技术器件的问题是需要一个或多个附加底漆层或表面处理以改善背板和封装剂之间的粘附。特别地，必须用第一粘合剂间层然后第二粘附层涂覆背板，其中第二粘附层是对PV电池的封装剂具有高粘合性的材料，或者是与封装剂相同的材料。为了提高制造效率并降低成本，期望省去这两个附加粘附层和涂覆它们所需的附加工艺步骤。此外，相对于现有技术器件，期望提高背板和封装剂之间的粘合性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是省去在现有制造方法中使用的附加粘合剂和底漆层，以通过提供适合作为PV电池中的背板的聚酯膜将聚酯膜作为背板结合到PV电池中，其表现出直接对封装材料的粘合性的改善。本专利技术提供了一种包括透明的前板、不透明的背板和封装树脂的光伏电池，其中背板是包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)的聚酯膜，其中粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物，并且其中封装树脂和聚酯膜设置在光伏电池中使得层(A)与封装树脂接触。有利地，在根据本专利技术的PV电池中，形成背板的聚酯膜直接粘附到封装树脂而不需要额外的粘合层或底漆层。这是期望的，因为它减少了在PV电池的生产中所需的制造步骤的数量。因此，在其它方面中，本专利技术提供一种生产包括透明的前板和封装树脂的光伏电池的方法，方法包括将包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)的聚酯膜直接层压到封装树脂，其中聚酯膜在光伏电池中形成不透明的背板，并且粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物。通过提供已用仔细选择的粘附组合物涂覆的聚酯膜，可有利地将聚酯膜直接粘附到封装树脂上，而不需要额外的粘附层或底漆层。就这一点而言，在其它方面中，本专利技术提供了一种聚酯膜，其包含聚酯膜基板(B)和粘合剂涂料(A)，其中粘合剂衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物。因此，本专利技术人意外地发现，通过提供具有仔细选择的粘附涂层的底层聚酯膜，可将在光伏电池中形成背板的聚酯膜直接粘附到封装树脂上，而不需要额外的粘合剂和/或底漆层。他们令人惊奇地发现，在聚酯膜上的粘附涂层之间形成的粘结足够强，使得即使在长时间暴露于湿气之后，特别是在潮湿条件和/或升高的温度下仍然保持对聚酯膜和封装树脂两者的优异粘合性。这在PV电池领域特别有利，其在使用中容易受到这种条件的影响。不再需要额外的粘合剂和/或底漆的事实意味着制造过程被简化并且可以经济上优化的。聚酯膜基板(B)是自支撑膜或片，其是指在不存在支撑基底的情况下能够独立存在的膜或片。优选地，聚酯膜是双向拉伸聚酯膜。如本文所用，术语聚酯是指衍生自一种或多种二醇、一种或多种芳香族二羧酸和任选的一种或多种具有通式CnH2n(CO2H)2其中n为0至8的脂肪族二羧酸的聚酯或共聚酯。聚酯膜基板优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜，更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。PET或PEN聚酯可任选地包含相对较小的量的优选小于20wt％，小于10wt％或小于5wt％的一种或多种衍生自其它二羧酸和/或二醇的残基作为一种或多种共聚单体。其它二羧酸包括间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-、2,5-或2,7-萘二甲酸、4,4’-二苯基二羧酸、六氢对苯二甲酸、1,10-癸烷二羧酸和通式CnH2n(COOH)2其中n为2至8的脂肪族二羧酸如琥珀酸、戊二酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸或庚二酸。其它二醇包括脂肪族和脂环族二醇，例如二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,4-环己烷二甲醇。优选地，聚酯仅含有一种二羧酸，即对苯二甲酸或2,6-萘二甲酸，优选为对苯二甲酸。优选地，聚酯仅含有一种二醇，即乙二醇。聚酯的特性粘度优选为至少约0.60，优选为至少约0.65，优选为至少约0.70，优选为至少约0.75，且优选为至少约0.80。优选地，聚酯的特性粘度不大于0.85，优选为不大于0.83。使用具有相对高的特性粘度的聚酯提供了改善的水解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括透明的前板、不透明的背板和封装树脂的光伏电池，其中所述背板是包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)的聚酯膜，其中所述粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物，并且其中所述封装树脂和聚酯膜设置在所述光伏电池中使得所述粘附涂层(A)与所述封装树脂接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 GB 1504760.81.一种包括透明的前板、不透明的背板和封装树脂的光伏电池，其中所述背板是包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)的聚酯膜，其中所述粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物，并且其中所述封装树脂和聚酯膜设置在所述光伏电池中使得所述粘附涂层(A)与所述封装树脂接触。2.一种用于生产包括透明前板和封装树脂的光伏电池的方法，包括将包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)的聚酯膜直接层压到所述封装树脂，其中所述聚酯膜在所述光伏电池中形成不透明的背板，并且所述粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物。3.一种聚酯膜，包含聚酯膜基板(B)和粘附涂层(A)，其中所述粘附涂层衍生自包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的组合物。4.一种用于制造聚酯膜的方法，包括：(i)将在液体载体中包含环氧树脂和封端二异氰酸酯的粘附涂层组合物设置在聚酯膜基板的表面上；(ii)干燥所述粘附涂层组合物；以及(iii)加热干燥的所述粘附涂层组合物以形成固化的粘附涂层。5.根据权利要求4所述的方法，其中在用所述粘附组合物涂覆之前已在一个方向上拉伸了所述聚酯膜基板。6.根据权利要求5所述的方法，其中在用所述粘附组合物涂覆之前已在机器方向上拉伸了所述聚酯膜基板。7.根据权利要求4、5和6中任一项所述的方法，包括在步骤(ii)之后和步骤(iii)之前拉伸涂覆的膜的另外步骤。8.根据权利要求7所述的方法，其中在横向方向上拉伸所述涂覆的膜。9.组合物用于将膜的聚酯膜基板粘附至封装树脂的用途，所述组合物包含环氧树脂和封端二异氰酸酯作为所述聚酯膜中的粘附涂层(A)，所述聚酯膜包含所述聚酯膜基板(B)和所述粘附涂层。10.根据权利要求9所述的用途，其中所述粘附涂层(A)与所述封装树脂接触。11.根据权利要求10所述的用途，其中将所述聚酯膜层压到所述封装树脂上。12.根据权利要求9至11中任一项所述的用途，其中所述聚酯膜是光伏电池中的不透明的背板，并且所述光伏电池还包括透明的前板和所述封装树脂。13.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池、方法、膜或用途，其中所述封装树脂是EVA。14.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池、方法、膜或用途，其中所述聚酯膜基板(B)包含PET。15.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池、方法、膜或用途，其中衍生所述粘附涂层(A)的所述组合物是包含所述环氧树脂、所述封端二异氰酸酯和水的水性涂料。16.根据前述权利要求中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·伊夫森，迈克尔·赫伊兰，罗伯特·哈钦斯，西蒙·莫特洛克，
申请(专利权)人：杜邦帝人薄膜美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US