[发明专利]PV电池及背板聚酯膜

说明书

描述了包括背板的光伏电池及用于形成其的方法，该背板包括聚酯膜和衍生自乙烯乙酸乙烯酯共聚物和噁唑啉交联剂的粘附涂层。

技术领域

本发明涉及光伏(PV)电池、用于生产其的过程和可用于其生产的聚酯膜。聚酯膜可特别适用作PV电池中的背板。

背景技术

聚酯膜的有利的机械性质、尺寸稳定性和光学性质是公知的，并且在许多技术领域中使用。为了定制对特定应用的聚酯膜的性质，已经提出了聚酯膜的许多适应。然而，改善聚酯膜在一方面的性能的适应可以对另一方面的膜的性能不利。例如，改善膜的光学性质的改性可以对膜的机械性质具有不利影响。因此，往往难以得到具有合适的期望性质的组合的聚酯膜。

为了改善聚酯膜的性能，已知提供具有互补性质的多层膜以形成复合结构。在一些情况下，为了改善膜的机械强度或加强薄膜的其他功能性质，多层膜可以包括两个或更多个相同类型的膜。可替换地，多层膜可以包括两个或多个不同类型的膜，从而使能够同时实现不同聚酯膜的性质。例如，通过将一个或多个具有期望功能性质的膜设置在具有期望机械性质的基底膜(base film)上，已经使用多层聚酯膜来改善功能聚酯膜的处理性质(handling properties)。通过共挤出、涂覆或层压技术可以合适地制备层压的聚酯膜。

聚酯膜的机械性质、尺寸稳定性、柔韧性、重量、耐冲击性和光学性质提供它们用于制造电子或光电子设备如电致发光(EL)显示设备(特别是有机发光二极管显示(OLED)设备)、电泳显示器(电子纸)、光伏(PV)电池和半导体器件(如通常的有机场效应晶体管、薄膜晶体管和集成电路)的用途的优势。在电子设备中使用柔性的聚酯膜作为层允许以卷对卷过程制造这些设备，从而降低成本。

光伏电池通常包括前板(或前板材)；前侧封装材料；电极支撑基板上的光活性材料；后侧封装物；后背板(或背板材)；和各种组件来收集和管理电荷。在PV电池的各层例如前板、背板、电极支撑层的制造中已经提出了聚酯膜。常见地根据使用的活性光伏材料分类经常由许多光伏电池组成的光伏模块。这些包括晶体硅、砷化镓(GaAs)、非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓(二)硒化物(CIGS)、染料敏化的或有机电池。包含砷化镓、非晶硅、碲化镉、铜铟镓(二)硒化物、染料敏化的或导电的有机材料的光伏电池经常被称为薄膜光伏电池(TFPV电池)，其可以或不可以是柔性的。染料敏化的PV电池是特别令人感兴趣的，其中活性吸光层包含通过吸收入射光激发的染料。其他薄膜硅PV电池包括原晶、纳米晶(nc-Si或nc-Si:H)和黑色硅PV电池。通过使用各种沉积方法和各种基板将光伏材料的一个或多个薄层沉积在基板上制造薄膜光伏电池，薄层的厚度范围在1或2纳米至几十微米变化。

背板具体地必须表现出良好的热尺寸稳定性。这对于聚合物材料典型地是重要的问题，聚合物材料趋向于表现出比光质量玻璃或石英差的尺寸稳定性。在PV电池中，通常聚合物层的不良的尺寸稳定性可能导致相邻的封装材料破裂，且特别在设备制造中在升高的温度(典型地130至160℃；典型地持续长达30分钟)以及通常还有经历的低压期间。例如，观察到现有技术的膜在PV设备制造期间表现出褶皱和移动。

背板还应表现出良好的UV稳定性。在暴露于太阳光时缺乏UV稳定性可能使膜本身出现黄化、雾化和裂缝，从而降低PV电池的有效使用寿命。

封装材料是保护光活性和电极层并提供对气体和溶剂渗入的高耐性的屏障材料。如本领域已知的，典型地以自支撑膜或板材的形式利用封装屏障材料，使用层压技术、典型地在真空下将其应用于包含光活性和电极层的复合材料。然后将封装的复合材料夹在前板和背板之间。

现有技术设备的问题是需要一个或多个另外的底漆层或表面处理来改善背板和封装物之间的粘附。具体地，必须用第一粘合剂内层然后第二粘附层涂覆背板，其中第二粘附层是对PV电池的封装物具有高粘附性的材料或是与封装物相同的材料。期望省却应用它们所需的这些另外的粘附层和另外的过程步骤两者以提高制造效率和降低成本。另外，期望相对于现有技术设备改善背板和封装物之间的粘附，特别是通过在长期操作中保持良好的粘附性。

发明内容