[发明专利]用于光电池的可交联的离聚包封材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于太阳能电池组件的交联或可交联的包封材料。具体地讲，该可交联的包封材料基本上由两种乙烯共聚物的共混组合物组成，其中第一乙烯共聚物含有不饱和羧酸的残基，第二乙烯共聚物含有含环氧基的基团的残基。羧酸基团的至少一部分已被中和以形成羧酸盐。在交联的包封层中，已使羧酸根基团与环氧基发生了反应。

背景技术

本说明中引用了多项专利和出版物，以便更全面地描述与本发明有关的技术水平。这些专利和出版物的所有公开内容均以引用方式并入本文。

由于太阳能电池提供可持续的能源，因而其应用得到快速的发展。基于所采用的吸光材料，太阳能电池通常可分为两种，即块状或基于晶片的太阳能电池和薄膜太阳能电池。

单晶硅(c-Si)、多晶硅(poly-Si或mc-Si)和带状硅是用来形成更为传统的基于晶片的太阳能电池的最常用材料。来源于基于晶片的太阳能电池的太阳能电池组件通常包括焊接在一起并电连接的一系列约180μm至约240μm厚的自承晶片(或电池)。这样的太阳能电池面板与沉积在其表面上的导体浆料层和/或连接线一起可被称为太阳能电池组合件。太阳能电池组合件可由聚合物包封材料包封、夹在聚合物包封材料之间或层压在聚合物包封材料之间。所得的结构可被进一步夹在两个保护性外层(即前板和背板)之间以形成耐候性组件。保护性外层可以由玻璃、金属片材或膜、或塑料片材或膜形成。然而，一般来讲，面向日光的外层需要充分透明以允许光子到达太阳能电池。

在日益重要的替代性薄膜太阳能电池中，常用的材料包括非晶硅(a-Si)、微晶硅(μc-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒化物(CuInSe₂或CIS)、铜铟/镓二硒化物(CuIn_xGa_(1-x)Se₂或CIGS)、吸光染料、有机半导体等。以举例的方式，薄膜太阳能电池在例如美国专利5,507,881、5,512,107、5,948,176、5,994,163、6,040,521、6,123,824、6,137,048、6,288,325、6,258,620、6,613,603和6,784,301，以及美国专利公开20070298590、20070281090、20070240759、20070232057、20070238285、20070227578、20070209699、20070079866、20080223436和20080271675中有所描述。

典型厚度小于2μm的薄膜太阳能电池通过将半导体材料沉积到基板上而制成，通常以多层的方式。此外，连接线、金属导电涂层、和/或金属反射膜可沉积在薄膜太阳能电池的表面上，以构成薄膜太阳能电池组合件的一部分。基板可由玻璃或柔性膜形成，并且在其面向日光的那些组件中也可被称为覆板(superstrate)。类似于基于晶片的太阳能电池组件，薄膜太阳能电池组合件进一步被聚合物包封材料包封、层压在聚合物包封材料之间或夹在聚合物包封材料之间，并进一步被层压在保护性外层之间或夹在保护性外层之间。在某些实施方案中，薄膜太阳能电池组合件可仅部分地被包封材料包封，这意味着只有薄膜太阳能电池组合件的与基板(或覆板)相对的一面被层压至聚合物包封材料，然后是保护性外层。在此类构造中，薄膜太阳能电池组合件被夹在基板(或覆板)和包封材料之间。

包封材料在太阳能电池组件中发挥若干重要的功能。例如，它们包封并保护可能易碎或换句话讲易受物理冲击例如磨损影响的太阳能电池材料。此外，在一些太阳能电池组件中，包封材料将太阳能电池粘附到组件的外层。对耐用、透明、易加工包封材料的需求导致了人们对热塑性聚合物的研究，例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)、和乙烯酸共聚物的离聚物。这些材料在用作安全玻璃层压板中的夹层方面具有悠久的历史，因此将它们用作太阳能电池组件中的包封材料的优点将是显而易见的。这些优点包括例如良好的光学特性、适宜的稳定性、耐久性、易加工性、耐穿透性、以及优异的经济性中的一种或多种。此外，安全玻璃层压板生产商适于开发掺入了这些熟悉材料作为包封材料的太阳能电池组件的层压所必需的技术和设备。

此外，已研究了将交联反应作为进一步改善热塑性聚合物包封材料的稳定性、耐久性和耐穿透性的方法。例如，日本未经审查的专利公开2003-212967介绍了一种热固性树脂，其在热固化前为流体，并可形成薄膜。