用于增强可靠性的涂层材料和方法技术

本发明专利技术公开了用于光伏太阳能组件的制造中使用的玻璃基板的涂层的玻璃涂层材料和方法，其使得所述涂层通过降低所述组件对电势诱发衰减(PID)的敏感性而增强所述组件的可靠性。本发明专利技术公开了涂层材料，其减少所述玻璃正面的污染；增加所述玻璃的表面电阻率并且防潮及包封表面以防水分进入。本发明专利技术还公开了导电涂层，其降低介于所述玻璃正面和背面之间的电场并因此降低所述玻璃内的离子迁移率并且从玻璃内表面转运到太阳能电池。对于和单独优化外部和内部玻璃涂层相关的微调而言存在另外的配置选择。最后，公开了用于为玻璃基板涂上所述公开材料的涂层工艺和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强可靠性的涂层材料和方法相关申请案的交叉引用本申请要求保护下列临时申请的权益，其据此通过引用整体并入：2014年7月14日提交的相同名称的美国临时申请62/024,440。本申请要求保护2014年9月19日提交的名称为OpticalEnhancingDurableAnti-reflectiveCoating的美国专利申请14/491,259的权益，其据此通过引用整体并入。背景领域：本公开总体上涉及薄膜溶胶-凝胶涂层的领域并且尤其涉及诸如玻璃或太阳能电池板的基板上的涂层。相关领域描述：对于光伏(PV)太阳能组件的重要可靠性问题是电势诱发衰减(PID)。PID由环境(热、湿度)与PV太阳能组件内的元件之间的相互作用引起，其导致PV太阳能组件的输出功率随时间推移而衰减。人们通常认为在组件的电压电势和泄漏电流驱动组件内介于半导体材料和组件的其它元件(例如玻璃、支架和框架)之间的离子迁移时发生PID，引起组件的功率输出能力衰减。离子迁移随湿度、温度和电压电势而加速。试验已经揭示了迁移率与温度和湿度的关系，Pingel,S.等人“PotentialInducedDegradationofso本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗PID的光伏太阳能组件，其包括：具有涂层的前盖玻璃；第一层包封剂；至少一个光伏太阳能电池；第二层包封剂；和后盖板，其中具有所述涂层的所述前盖玻璃当与没有所述涂层的相同前盖玻璃相比时，具有抗反射性、疏水性和增强的离子迁移阻断性；并且其中所述前盖玻璃在选自正面、背面和至少一个边缘的至少一个表面上被涂布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.14 US 62/024,440;2014.09.19 US 14/491,2591.一种抗PID的光伏太阳能组件，其包括：具有涂层的前盖玻璃；第一层包封剂；至少一个光伏太阳能电池；第二层包封剂；和后盖板，其中具有所述涂层的所述前盖玻璃当与没有所述涂层的相同前盖玻璃相比时，具有抗反射性、疏水性和增强的离子迁移阻断性；并且其中所述前盖玻璃在选自正面、背面和至少一个边缘的至少一个表面上被涂布。2.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述前盖玻璃正面涂层具有选自由以下组成的组的折射率和厚度：i.介于1.52和1.25之间的折射率和介于50nm和250之间的厚度；及ii.介于1.52和1.45之间的折射率和介于50nm和10μm之间的厚度。3.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述涂层包括选自由SnO2、Al2O3、Si3N4、ZrO2、HfO2和Ce2O3组成的组的纳米颗粒添加剂。4.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述涂层包含分散于所述涂层内的导电性碳纳米管(CNT)或银纳米线中的至少一种。5.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述前盖玻璃涂层的薄层电阻低于1010Ω/□并且至少所述前盖玻璃的正面和背面被涂布并且所有被涂布的表面经电气性连接。6.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述前盖玻璃涂层的薄层电阻高于未经涂布的等效前盖玻璃的薄层电阻。7.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述前盖玻璃还具有疏油性。8.根据权利要求1所述的太阳能组件，其中所述涂层包含具有下式的溶胶的组合的涂层组合物：RSi(OH)2O0.5]a[RSiO1.5]b[RSi(OH)O]c[R’Si(OH)2O0.5]m[R’SiO1.5]n[R’Si(OH)O]p[SiO2]w[Si(OH)O1.5]x[Si(OH)2O]y[Si(OH)3O0.5]z其中R独立地为甲基或任选被取代或未被取代的C2-C10烷基、被取代或未被取代的C3-C20环烷基、被取代或未被取代的C1-C10羟烷基、被取代或未被取代的C6-C20芳基、被取代或未被取代的C2-C20杂芳基、被取代或未被取代的C2-C10烯基、被取代或未被取代的羧基、被取代或未被取代的(甲基)丙烯酰基、被取代或未被取代的缩水甘油醚基团或其组合；R’为氟取代的C3烷基或任选C4-C10烷基、氟取代的C3-C20环烷基、氟取代的C1-C10羟烷基、氟取代的芳基、氟取代的C2-C20杂芳基、氟取代的C2-C10烯基、氟取代的羧基、氟取代的(甲基)丙烯酰基、氟取代的缩水甘油醚基团或其组合；并且0<a，b，c，w，x，y，z<0.9，0≤m，n，p<0.9及a+b+c+m+n+p+w+x+y+z＝1。9.根据权利要求8所述的太阳能组件，其中所述涂层由至少两种溶胶制成并且其中在制备所述涂层之前使所述至少两种溶胶单独水解。10.根据权利要求8所述的太阳能组件，其中所述前盖玻璃在施加所述涂层之前是预处理前盖玻璃。11.根据权利要求10所述的太阳能组件，其中在施加所述涂层之前通过物理预处理或化学预处理来预处理所述预处理前盖玻璃。12.一种制造抗PID的光伏太阳能组件的方法，其通过：(i)制备含有具有下式的溶胶的组合的涂层组合物：RSi(OH)2O0.5]a[RSiO1.5]b[RSi(OH)O]c[R’Si(OH)2O0.5]m[R’SiO1.5]n[R’Si(OH)O]p[SiO2]w[Si(OH)O1.5]x[Si(OH)2O]y[Si(OH)3O0.5]z其中R独立地为甲基或任选被取代或未被取代的C2-C10烷基、被取代或未被取代的C3-C20环烷基、被取代或未被取代的C1-C10羟烷基、被取代或未被取代的C6-C20芳基、被取代或未被取代的C2-C20杂芳基、被取代或未被取代的C2-C10烯基、被取代或未被取代的羧基、被取代或未被取代的(甲基)丙烯酰基、被取代或未被取代的缩水甘油醚基团或其组合；R’为氟取代的C3烷基或任选C...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·布罗菲，S·马格苏迪，K·科普津斯基，
申请(专利权)人：恩基科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US