[发明专利]用于太阳能电池元件的封装材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于太阳能电池模块的太阳能电池元件的封装材料以及使用该封装材料的太阳能电池模块。更具体地，本发明涉及用于太阳能电池元件的具有极佳透明度、耐热性、挠性和其它使形成太阳能模块变得容易的性质的封装材料。

背景技术

能够利用无穷无尽的天然能源，并且有助于减少二氧化碳，改善其它环境问题的水力发电、风力发电和光电发电受到人们的关注。其中，由于太阳能电池模块(solar cell modules)在发电效率和其它方面取得显著进步，而且因为它们的价格不断降低，国家和地方政府不断推进将光电发电系统引入到住宅使用中，所以近年来光电发电的普及程度显著提高。但是，光电发电的进一步普及需要进一步降低成本，为此目的，人们不断研究，特别是在使太阳能电池模块制造方法和提高发电效率合理化方面进行研究。

太阳能电池模块通常是包括硅、镓-砷和铜-铱-硒之类的材料、顶部透明保护材料、底部保护基板材料和封装材料的太阳能电池元件的封装，其中使用保护材料对太阳能电池元件进行保护，使用封装材料相互固定。为此，任何太阳能电池封装材料都需要具有令人满意的透明度，从而提高发电效率。太阳能电池封装材料还需要具有耐热性，这样即使在太阳能电池模块使用的过程中温度升高的情况下也不会发生流动化或变形之类的问题。此外，近年来，随着太阳能电池元件的厚度日益减小，还需要封装材料具有极佳的挠性。

此外，硅电池是最贵的，但是它们的半导体性能基本不会下降。因此，在太阳能电池模块使用之后，或者在模块的一部分损坏而用新的替代时，需要从太阳能电池模块中单独取出硅电池，再使用。但是，目前封装材料是交联的，因此即使在加热和熔化的情况下也无法除去封装材料。为此，需要封装材料具有使硅电池的再使用成为可能的功能。

目前，从挠性、透明度、耐热性和其它性质考虑，使用已经混有有机过氧化物的具有高乙酸乙烯酯含量的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物作为太阳能电池模块的太阳能电池元件的封装材料。为此，制造太阳能电池模块需要采用两步骤方法，其中首先制备由含有有机过氧化物的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物制成的薄片状封装材料，然后用这样得到的薄片密封太阳能电池元件。

在制备薄片的步骤中，需要在不会导致有机过氧化物分解的低温下模制薄片，结果无法提高挤出速率。然后，在封装太阳能电池元件的步骤中，通常需要在数十分钟至几小时内、在有机过氧化物会分解的高温烘箱中进行交联步骤。因此，需要很长的时间生产太阳能电池模块，从而是增加制造成本的因素之一。另外，这样得到的封装材料不能满足上述再使用太阳能电池元件的需要。

为了提高生产太阳能电池模块的效率，本申请的申请人已经提出了一种使用乙烯-不饱和羧酸共聚物或其具有特定性质的离聚物的配方(专利参考文献2)。依据该建议，可以提供一种具有极佳透明度、耐热性、粘合性和其它能够使形成太阳能电池模块变得容易的性质的太阳能电池封装材料，但是在具体的实施例中显示的这些材料由于具有高硬度而难以符合减小太阳能电池元件厚度的要求。

专利参考文献1：日本专利SHO 2-407090

专利参考文献2：日本特许公开申请2000-186114

发明概述

[本发明要解决的问题]

在这些情况下，本发明的发明人研究了不需要使用任何有机过氧化物的那些替代材料，结果提高了生产太阳能电池模块的效率，具有极佳的透明度、耐热性和能够使太阳能电池元件的厚度充分减小的挠性。结果，本发明人已经发现下文所述的材料适合作为替代材料，并且可成功地实现本发明

[解决问题的方法]

具体地，本发明是用于太阳能电池元件的封装材料，该封装材料包含乙烯-极性单体共聚物，其中极性单体的含量为10-40重量％，该共聚物符合以下(a)-(d)的条件：

(a)共聚物的熔点(T℃)(依据JIS K7121-1987)和极性单体单元的含量(X摩尔％)应该满足以下公式：

-3.0X+125≥T≥-3.0X+109

(b)假如层压的两个玻璃片的雾度只有0.5％，则通过将厚度为0.6毫米的共聚物薄片夹在两个玻璃片之间形成的层压样品的雾度应该不大于10％；

(c)熔点(依据JIS K7121-1987)应该不低于75℃；

(d)在150℃的储能模量(storage modulus)应该不低于10³帕。