[发明专利]用于刚性光伏组件的背板

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月1日提交的美国临时申请61/238，808的优先权，此处将其全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及电子器件组件。在一方面，本发明涉及包括电子器件例如太阳能电池和保护性聚合物材料的电子器件组件，而另一方面，本发明涉及其中所述保护性聚合物材料是包含氟聚合物和聚烯烃的多层聚合物片的电子器件组件。在又一方面，本发明涉及制造电子器件组件的方法。

背景技术

聚合物材料通常用于制造包括一个或多个电子器件的组件中，所述电子器件包括但不限于太阳能电池(也称为光电池)(或PV电池)、液晶面板、电致发光器件和等离子显示装置。所述组件常常包括与一个或多个基材例如一个或多个玻璃盖板组合的电子器件，其通常位于两个基材之间，其中一个所述基材或两个基材均包含玻璃、金属、塑料、橡胶或另一种材料。所述聚合物材料通常用作所述组件的密封剂或密封胶，或取决于所述组件的设计，用作所述组件的表层组分，例如太阳能电池组件中的后表层。用于这些目的的典型聚合物材料包括有机硅树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、乙酸纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和离聚物。

多层聚合物片通常用作太阳能电池(光伏)组件的背板(或后表层、基材)。所述片可以包括含有聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)膜、在一侧具有粘合涂层的第一聚合物层，挤出在所述第一聚合物层粘合涂层上的任选染色的第二聚合物层；和，最理想地，用于提供防潮和介电绝缘的第三聚合物层。需要所述片具有至所述密封剂的良好粘合强度、机械强度、电绝缘和防潮以保护所述组件中的太阳能电池和金属组件不受环境因素的影响。此外，所述背板必须是电绝缘的以防止所述器件的后触点至接地金属框架的传导通路。所述背板材料必须也阻止湿气进入，因为这是器件不能通过IEEE1262质量测试的常见的接受失败方式。IEEE 1262通常也被称为“湿热测试”，且对于所述测试的一部分，根据所述规范使PV器件经85℃和85％相对湿度(RH)作用1000小时。因此，良好的聚合物背板材料需要具有与所述密封剂的良好粘合、良好的电绝缘、机械强度和防潮以保护所述组件中的太阳能电池和金属组件不受环境因素的影响。

目前的背板需要多于一个处理步骤以制备。通常，单独地分别制备各膜层，然后将其层压在一起，通常与中间粘合层层压在一起。例如，US 6，521，825B2公开了包括三层层压膜的太阳能电池组件。所述层中的两个是耐热和耐候的，而核心层是防潮的。

目前，几种多层膜用作PV组件的背板，例如和铝箔是DuPont对于聚氟乙烯的注册商标，PET是聚对苯二甲酸乙二酯，和EVA是乙烯乙酸乙烯酯。这些多层材料提供了足够的机械强度和UV稳定性，但是防潮性能对于太阳能电池来说长期耐久性不够好。使用铝箔作为中心层以提供防潮性能，但是业界担心将导体层放入背板内可能损害所述背板的长期介电性能。

具有高含量(28至35重量％)衍生自乙酸乙烯酯单体的单元的EVA共聚物通常用于制造用于光伏(PV)组件中的密封膜。参见例如WO 95/22844、99/04971、99/05206和2004/055908。EVA树脂通常使用紫外(UV)光添加剂稳定化，且通常在太阳能电池层压过程中使用过氧化物使其交联以改进在约80℃至90℃之间的温度下的耐热性和耐蠕变性。然而，由于几个原因，EVA树脂并不是理想的PV电池密封膜材料。例如，由于EVA树脂在UV光影响下化学降解，EVA膜在强目光中逐渐变暗。这种变色可以导致在暴露于环境四年的短时间之后太阳能组件的多于30％的功率输出损失。EVA树脂也吸收潮气，并经历分解。

薄膜光伏技术中的最近的发展，例如CuInGaSe₂(CIGS)多晶薄膜光伏电池，也需要PV组件背板的更好的防潮性能。用于CIGSPV组件的具有EVA层的背板具有通过“湿热测试”(根据所述规范在85℃和85％相对湿度(RH)下保持1000小时)的问题。因此，PV工业需要具有与所述密封剂的良好粘合、良好的电绝缘、机械强度和防潮的背板材料。

发明概述