[发明专利]太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料及使用其的太阳能电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池密封材料用树脂组合物(resincomposition for a solar cell encapsulant)、太阳能电池密封材料及使用其的太阳能电池组件，更具体地，本发明涉及如下太阳能电池密封材料用树脂组合物、太阳能电池密封材料及使用其的太阳能电池组件，所述太阳能电池密封材料用树脂组合物包含乙烯·α-烯烃共聚物以及有机过氧化物或硅烷偶联剂等，并且具有优异的耐热性、透明性、柔软性和对玻璃基板的粘合性以及刚性和交联效率之间的良好平衡。

背景技术

在全球环境问题如二氧化碳增加的仔细观察中，光伏发电以及水力、风力或地热等的有效利用再次引起关注。

光伏发电是使用封装的太阳能电池组件的光伏发电，所述封装的太阳能电池组件通常通过将硅、镓-砷或铜-铟-硒等的太阳能电池元件用上部透明保护材料和下部基板保护材料保护并且将所述太阳能电池元件和所述保护材料用树脂制密封材料固定来获得，并且由于其可以以分散的状态配置在需要电力的场所，尽管与水力或风力等相比，光伏发电规模较小，但促进了目标在于发电效率等的性能提高和降低价格的研究开发。此外，通过采取补贴安装成本的政策，如国家或地方政府采取的住宅光伏发电系统的引进促进事业，已经逐渐推进了光伏发电的普及。然而，其进一步普及要求更进一步降低成本，因此，以逐步的方式持续努力，从而不仅开发使用新型材料代替常规型硅或镓-砷的太阳能电池元件，而且进一步降低了太阳能电池组件的生产成本。

作为构成太阳能电池组件的太阳能电池密封材料的必要条件，要求良好的透明性，以致不降低太阳能电池的发电效率和确保太阳光的入射量。此外，太阳能电池组件通常安装在户外，这由于长时间暴露于太阳光导致升高了温度。为了避免如由于温度升高导致的树脂制密封材料的流动产生的组件变形这样的问题，太阳能电池组件应当是具有耐热性的太阳能电池组件。此外，薄型化趋势逐年推进以降低太阳能电池元件的材料成本，并且还要求密封材料的柔软性更加优异。

目前，作为太阳能电池组件中的太阳能电池元件的密封材料，考虑到柔软性或透明性等，已经采用具有高含量的乙酸乙烯酯的乙烯·乙酸乙烯酯共聚物作为树脂组分，其中组合使用有机过氧化物作为交联剂(例如，参见专利文献1)。

此外，在太阳能电池元件的密封作业中，太阳能电池元件用树脂制密封材料覆盖，然后将其加热几分钟至十几分钟以暂时粘合，并且在烘箱中所述有机过氧化物分解的高温下加热处理几分钟至1小时以粘合(例如，参见专利文献2)。

然而，为了抑制太阳能电池组件的生产成本，已经要求进一步缩短在密封作业中需要的时间，并且提出一种太阳能电池密封材料，其由结晶度为40%以下的非结晶性或者低结晶性的α-烯烃共聚物代替乙烯·乙酸乙烯酯共聚物作为密封材料的树脂组分而组成(参见专利文献3)。在该专利文献3中，已经示例了通过将有机过氧化物混合至非结晶性或者低结晶性的乙烯·丁烯共聚物，使用异型挤出机(profile extruder)在100℃的加工温度下的片的生产，然而，由于低的加工温度，没有获得充分的生产性。

在太阳能电池组件中还存在以下情况，其中组件可能由于以下原因而变形：由于如上所述的户外安装而导致的长时间暴露于太阳光引起的温度升高、随后导致玻璃基板和树脂制密封材料之间的粘合强度降低、树脂制密封材料从玻璃基板分离并且在树脂制密封材料与玻璃基板之间的空间中浸入空气或水分。专利文献1记载了将硅烷偶联剂共混至密封树脂，然而，其涉及使用柔性基板如氟碳树脂膜的太阳能电池组件，而且未详细阐明硅烷偶联剂。以上专利文献2还记载了将硅烷偶联剂共混至密封树脂，然而，其涉及使用EVA膜和FRP基板的太阳能电池组件，并且与基板的粘合性不足。

此外，作为太阳能电池组件的密封材料，已经提出包含满足以下中一个以上要求的聚烯烃共聚物的聚合物材料：(a)密度为小于约0.90g/cc，(b)根据ASTM D-882-02测量的2%正割模量为小于约150兆帕(mPa)，(c)熔点为低于约95℃，(d)α-烯烃含量基于聚合物的重量为约15-50重量%，(e)Tg为低于约-35℃和(f)S CBDI为至少约50(参见专利文献3)。

在太阳能电池组件中，伴随着太阳能电池元件的薄型化，也存在太阳能电池密封材料变得更薄的趋势。在此情况下，存在当从太阳能电池密封材料的上部保护材料侧或下部保护材料侧对其施加冲击时导致的配线容易断裂的问题。为了改善该问题，要求增加密封材料的刚性，然而，当增加刚性时，专利文献4的聚合物材料具有恶化交联效率的问题。