具有聚丙烯基背板的光生伏打模块制造技术

本发明专利技术设计光生伏打模块背板(10)，基于优选的高分子量的、抗冲击性的、收缩的和耐热(流动)的FPP(柔性聚丙烯)组合物，优选含有功能性颗粒或与底层粘合层(13a)共挤出，以获得对EVA粘合层(5)的高度可靠的粘合性。在一个实施方式中，背板(10)具有功能性PO粘合层(13b)，使得可以直接粘合至电池背接触面，即无需使用EVA粘合层(5)。在另一个实施方式中，具有功能性PO粘合层(13b)的背板(10)允许使用上粘合层(2)，其是表面官能化的透明的TPO膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有聚丙烯基背板的光生伏打模块本专利技术涉及一种聚丙烯基背板，其结合了低测流和优异的剥离性能，优选用于光生伏打模块。光生伏打模块(也简称PV模块)包括至少下列层顶层，由前后电极层和夹在其中的光生伏打物质层构成的活性层，和电绝缘背板。通常顶层通过上粘合层与活性层连接。 在很多情形中，活性层通过背粘合层与背板连接。这些层可以连接至基材例如金属板或刚性塑料板，或由例如耐刮擦的保护层保护或提供另一个粘合层以连接接线盒或安装面。各个层可以包括两个或更多个子层。可以包括阻隔层，尤其在活性层中。顶层典型地为玻璃平板或者，尤其对于柔性模块，为氟化聚合物例如ETFE (乙烯四氟乙烯)或PVDF(聚偏二氟乙烯)的层。通常顶层和活性层之间存在透明的上粘合层， 更通常地该上粘合层基于EVA(乙烯醋酸乙烯基酯)，例如交联的EVA，例如Vistasolar 486. 10 (来自Etimex)。一般公认含有玻璃毛或玻璃纤维或玻璃珠会使EVA受益。对于活性层，许多光生伏打物质是已知的，例如a-Si电池，两联电池组(a-Si， a-Si或a-Si，微晶硅……)，三联a-Si/a-SiGe/a-SiGe，有机光生伏打物质(OPV)，CIGS等， 其也可以以多层形式提供。在玻璃顶层的情形中，活性层通常直接与顶层连接。在柔性模块中，活性层位于柔性支撑膜(塑料的或金属的)上。背电极通常为金属层，例如铝层，而前电极为透明的导电性氧化物层。活性层之下需要绝缘背板，并典型地通过背部的可交联EVA粘合层与活性层连接。可交联EVA含有过氧化物并且通常含有硅烷。根据现有技术称为TPT(Tedlar/PET/ Tedlar)的膜经常用作背板，其由下列层构成，在辅助粘合剂的帮助下层压 聚乙烯基氟化物(例如Tedlar )膜，在两边用电晕或火焰处理(25至40 μ m 厚) 双组分溶剂基聚氨酯(PUR)粘合层(5至10 μ m) 聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)膜(典型地250 μ m厚) 双组分溶剂基PUR粘合膜(5至10 μ m厚) 聚乙烯基氟化物(例如Tedlar )膜，在两边用电晕或火焰处理(25至40 μ m厚)。该TPT箔适合作背板是因为其独特的使用性能结合，例如电绝缘，无或低UV老化性，在模块层压温度(150°C)下的尺寸稳定性，对EVA粘合层(至少如果表面处理过)和密封剂的优异的粘合性，以及有限的水蒸汽渗透性。该TPT箔具有一些缺点。它制备非常昂贵，因为每个层必须先制备，然后用辅助的溶剂基胶水层压。它由卤化材料(Tedlar )和水解敏感性材料(PET，PUR粘合剂)构成，对于热、湿度、阳光充足的气候这是严重的缺点。 因此，需要更便宜的并且能提供相同使用性能的材料。现有技术的可交联EVA粘合剂的状态为0. 460mm厚，制备以EVA为基础并具有约30%醋酸乙烯基酯。其含有过氧化物和可能的硅烷粘合促进剂，UV吸收剂，抗氧化剂和 HALS光稳定剂。有用的EVA膜配方为，例如描述于1099/^27588。其很好地构建成耐久的高度透明的粘合层。其能很好地用于封装厚的结晶Si PV电池(典型地250 μ m)，这要归功于其环绕电池流动的能力。但是该粘合剂膜具有昂贵的组合物并且难以制备。其交联典型地在约145-150°C下进行，典型地持续15分钟。该固化过程需要精确控制(层压/固化过程中产生起泡)并且可能会出现不可接受的粘合剂收缩，以及不希望的PV电池的位移。因此，需要该EVA粘合剂的替代品，尤其用于背粘合剂应用。尚未在先公开的EP08001991提及作为
技术介绍
的一种TPO Hifax CA 10 A基层， 其在EVA背粘合层的帮助下层压至PV电池。该结合并不理想，因为EVA粘合层与TPO Hifax CA 10基层之间的粘合性难以控制，并且在TPO Hifax CA 10基背板储存一段时间后会变差。在150°C下可以观察到TPO Hifax CA 10基背板令人讨厌的流动/变形。该申请在其第三个实施方式中提供一种“ΤΡ0/ΤΡ0中间层1/TP0中间层2/连接层” 的背板，其中TPO基于Hifax CA 10(可能含有改性剂以改善粘合性)，ΤΡ0中间层1基于一种“相容的树脂共混物”，在Hifax CA 10 A与层2之间，TPO中间层2基于VLDPE，而连接层基于EAA(乙烯与丙烯酸的共聚物)。该体系代替EVA背粘合层。仍然使用EVA上粘合层， 已知的加工困难仍然存在。在150°C的层压温度下仍然能观察到令人讨厌的流动。其还提供一种连接层/TPO/连接层形式的EVA上粘合层替代品。该申请没有公开具有高光传输和良好流动性的特定组合物与背板结合，尤其是涉及结晶硅电池需要控制的粘合层侧流以避免电池不可接受的移动，以及至少在150°C或更低的适中温度下对前玻璃具有优异的粘合性的技术。结论是，仍然需要具有改善的剥离性，流动和尺寸稳定性的经济有效的背板。该背板应对EVA具有优异的粘合性。可能地，该背板应与背粘合层整合以代替EVA背粘合层，优选与非EVA上粘合层结合，并且能封装厚的结晶PV电池。因此，仍然需要有效结合粘合剂的整合的背板和具有高光传输的透明的连接层/TPO/连接层，并且提供控制的侧流和足够的封装性能和在优选 150°C或更低的层压温度下对传统的结晶Si电池和前玻璃的优异的粘合性。在例如EP1898470和W099/04971中发现其它代替粘合层和/或背板的方法。在 EP1898470中，背板包括无机氧化物蒸气沉积在膜上的阻隔层，另外已知的基于PEN或PET 的膜是推荐的。W099/04971使用三层封装剂作为粘合剂，包括夹在离聚物层之间的LLDPE层。背板是Tedlar层或玻璃或热塑性材料。热塑性材料推荐与至少两种酸共聚物混合的热塑性聚烯烃。专利技术概述在第一个实施方式中，本专利技术的目标通过提供一种多层共挤出或共层压的背板解决，其中其面对活性层的层是基于一种剩余熔化热(即在层压温度和最终熔化之间的熔化热)低于30J/g，优选低于5J/g，最优选为基本熔融的柔性聚丙烯(FPP)共混物，并且其中其它层也是FPP基层。背对活性层的背板层，也称为主层，优选基于熔融温度高于模块 (module)层压温度(典型的150°C )的FPP。优选该层是基于层压温度下剩余熔化热至少为10J/g，优选至少20J/g的FPP共混物。如果需要，一层或多层中间层，也称为“相容”层， 具有适应的组合物以获得背板层之间良好的粘合性和良好的挤出流变性。为了改善耐过氧化物开裂，FPP优选具有低熔融流动速率(MFR)。背板的总厚度典型地为0. 5mm,其面对活性层的层典型地低于100 μ m,使EVA粘合层的过氧化物部分地交联该层并将其与主层接枝(改善粘合性)。该背板显示出令人惊讶的多种有用性能的结合与可过氧化物交联的EVA背粘合层的可靠的粘合性，阻隔性，足够的尺寸稳定性，机械性能的保留(完整性)和在通常真空层压过程中的有限的热形变(流动)，优异的抗老化性(例如无水解)，优异的电性能(> 1000的VDC部分放电电压)，优异的低温机械性能和与接线盒的可焊接性。该目标还通过在面对活性层的背板层得材料组合物中添加功能性颗粒解决，这能控制由可交联EVA背粘合层的过氧化物和/或硅烷触发的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·鲁门斯，
申请(专利权)人：雷诺丽特比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：