[发明专利]具有聚丙烯基背板的光生伏打模块

说明书

本发明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40μm厚)

●双组分溶剂基聚氨酯(PUR)粘合层(5至10μm)

●聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)膜(典型地250μm厚)

●双组分溶剂基PUR粘合膜(5至10μm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40μm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℃)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WO99/27588。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250μm)，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℃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提及作为背景技术的一种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℃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“TPO/TPO中间层1/TPO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)，TPO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℃的层压温度下仍然能观察到令人讨厌的流动。