專利名稱：具有著色的多層包封片的太陽能電池層壓板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有著色多層包封片的太陽能電池模塊。
背景技術(shù)：
由于太陽能電池提供可持續(xù)的能源，因此其應(yīng)用得到快速發(fā)展。根據(jù)所用光吸收材料的不同，太陽能電池通常可分為兩類，即塊狀或基于晶片的太陽能電池和薄膜太陽能 電池。單晶硅(c-Si)、多晶硅(poly-Si或mc-Si)和帶狀硅是形成更傳統(tǒng)的基于晶片的 太陽能電池的最常用材料。得自基于晶片的太陽能電池的太陽能電池模塊通常具有焊接在 一起的、厚度為約180和約240 μ m的一系列自承晶片(或電池)。太陽能電池的此類面板 稱為太陽能電池層，并且其還可包括電線，例如連接單個(gè)電池單元的十字帶以及一端連接 到電池、另一端離開模塊的母線。接著還可以將太陽能電池層層合到一個(gè)或多個(gè)包封層和 一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層，以形成可以使用最多25至30年的耐候性模塊。一般來講，按照從前 受光面到后非受光面的位置順序，得自基于晶片的太陽能電池的太陽能電池模塊包括⑴ 入射層，⑵前包封層，⑶太陽能電池層，⑷后包封層，以及(5)背襯層。薄膜太陽能電池為日漸重要的太陽能電池的替代類型，其通常由以下幾種材料形 成非晶硅(a-Si)、微晶硅(μ c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CuInSe2或CIS)、銅銦/ 鎵二硒化物(CUInxGa(l-X)Se2或CIGS)、吸光染料和有機(jī)半導(dǎo)體。舉例來講，薄膜太陽能 電池在例如美國(guó)專利 5，507，881,5, 512，107,5, 948，176,5, 994，163,6, 040，521,6, 137，048 和 6，258，620 以及美國(guó)專利公開 20070298590、20070281090、20070240759、20070232057、 20070238285,20070227578,20070209699 和 20070079866 中有所公開。具有小于 2 μ m 的 典型厚度的薄膜太陽能電池是通過將半導(dǎo)體層沉積到由玻璃或柔性膜形成的覆板或基板 上來制備的。制造過程中通常包括激光劃片工序，以允許相鄰電池直接串聯(lián)在一起，而不必 在電池之間進(jìn)一步進(jìn)行焊料連接。對(duì)于晶片電池，太陽能電池層還可包括電線，例如十字帶 和母線。類似地，薄膜太陽能電池被進(jìn)一步層合到其他包封層和保護(hù)層上以制備耐候性和 耐環(huán)境性良好的模塊。根據(jù)多層沉積的順序，可將薄膜太陽能電池沉積到充當(dāng)最終模塊中 入射層的覆板上，或者也可將電池沉積到用作最終模塊中背襯層的基板上。因此，得自薄膜 太陽能電池的太陽能電池模塊可具有兩類結(jié)構(gòu)中的一種。按照從前受光面到后非受光面的 位置順序，第一類包括(1)具有覆板和在非受光面沉積在覆板上的一層薄膜太陽能電池 的太陽能電池層，(2)后包封層，以及(3)背襯層。按照從前受光面到后非受光面的位置順 序，另一類可以包括(1)入射層，(2)前包封層，以及(3)具有在受光面沉積在基板上的一 層薄膜太陽能電池的太陽能電池層。太陽能電池模塊中所用的包封層被設(shè)計(jì)成包封和保護(hù)易碎的太陽能電池。太陽能 電池包封層中使用的合適聚合材料通常為各種特性的組合，這些特性例如高透射率、低霧 度、高抗沖擊性、高耐穿透性、良好的耐紫外光(UV)性、良好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性、對(duì)玻璃和其 他剛性聚合片材足夠的粘附強(qiáng)度、高防潮性、以及良好的長(zhǎng)期耐侯性。此外，前包封層的光 學(xué)特性可以使得光可有效傳輸至太陽能電池層。
近年來，太陽能電池模塊已應(yīng)用到越來越多的建筑結(jié)構(gòu)中。為了改善設(shè)計(jì)特 性并確保與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性，也在開發(fā)著色的太陽能電池封裝件，參見例如美國(guó)專 利 6，660, 930 以及日本專利 JP 2001-047568、JP 2001-053298、JP 2003-258283 和 JP 2005-050927。由于著色太陽能封裝件通常含有導(dǎo)電的著色顏料(如炭黑)，因此與不含此 類導(dǎo)電著色顏料的封裝件相比，著色封裝件的體積電阻率較低。此外，由于著色封裝件直接 接觸太陽能電池，體積電阻率的降低可能導(dǎo)致電壓損失，繼而減小太陽能電池的功率輸出。 按照太陽能電池模塊的典型壽命(通常20至30年)計(jì)算時(shí)，即便是著色封裝件體積電阻 率減小很少，也可造成功率大量損耗。發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有層壓結(jié)構(gòu)的太陽能電池模塊，該層壓 結(jié)構(gòu)包括太陽能電池層和著 色的多層聚合片材，其中(A)太陽能電池層選自具有單個(gè)太陽能電池的太陽能電池層和具有多個(gè)電互連的 太陽能電池的太陽能電池層；(B)太陽能電池層具有受光面和非受光面；以及(C)著色的多層聚合片材包括1)被定位成鄰近并直接接觸太陽能電池層的第一 表面亞層；2)被定位成不接觸太陽能電池層的第二表面亞層；以及3)任選地被定位在兩個(gè) 表面亞層之間的至少一個(gè)內(nèi)亞層，其中(i)第一表面亞層是未著色的并且基本上不含導(dǎo)電的著色顏料；以及(ii)除第一表面亞層之外的至少一個(gè)亞層是著色的并且包含至少一種導(dǎo)電的著 色顏料。本發(fā)明還涉及制備太陽能電池模塊的方法，該方法包括(i)提供包含上述太陽 能電池模塊的所有組件層的組合件，以及(ii)層壓組合件以形成太陽能電池模塊。本發(fā)明還涉及制備太陽能電池模塊的方法，該方法包括(A)提供包含下列位置順序的組件的組合件(1)太陽能電池層，(2)未著色的并且基本上不含任何導(dǎo)電著色顏料的第一聚合片材，以及(3)著色的并且包含至少一種導(dǎo)電著色顏料的第二聚合片材，其中(i)太陽能電池層選自具有單個(gè)太陽能電池的太陽能電池層和具有多個(gè)電互連的 太陽能電池的太陽能電池層；(ii)太陽能電池層具有受光面和非受光面；以及(iii)未著色的第一聚合片材直接接觸太陽能電池層的非受光面，以及(B)層壓組合件以形成太陽能電池模塊。附圖簡(jiǎn)述

圖1為呈雙層片材形式的著色的多層聚合片材的未按比例繪制的剖面圖。圖2為呈三層片材形式的著色的多層聚合片材的未按比例繪制的剖面圖。圖3為本文所公開的基于晶片的太陽能電池模塊的未按比例繪制的剖面圖。圖4為本文所公開的薄膜太陽能電池模塊的未按比例繪制的剖面圖。發(fā)明詳述
除非另外定義，否則本 文所用所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。如發(fā)生矛盾，應(yīng)以包括定義在內(nèi)的說明書為準(zhǔn)。雖然在實(shí)施或測(cè)試本發(fā)明時(shí)可使用與本文所述類似或相當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧?，但本?所描述的才是合適的方法和材料。除非另行指出，否則所有百分?jǐn)?shù)、份數(shù)、比率等均按重量計(jì)。當(dāng)數(shù)量、濃度或其他數(shù)值或參數(shù)以范圍，優(yōu)選范圍或優(yōu)選上限數(shù)值和優(yōu)選下限數(shù) 值的列表形式給出時(shí)，它應(yīng)理解為具體地公開由任何范圍上限或優(yōu)選數(shù)值和任何范圍下限 或優(yōu)選數(shù)值的任何一對(duì)所構(gòu)成的所有范圍，而不論所述范圍是否被單獨(dú)地公開。凡在本文 中給出某一數(shù)值范圍，除非另行指出，否則該范圍都旨在包括其端點(diǎn)，以及位于該范圍內(nèi)的 所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。當(dāng)定義一個(gè)范圍時(shí)，不希望將本發(fā)明的范圍限定于所列舉的具體數(shù)值。當(dāng)使用術(shù)語“約”描述數(shù)值或范圍的端點(diǎn)時(shí)，本公開應(yīng)被理解為包括所指具體值或 端點(diǎn)。如本文所用，術(shù)語“含有”、“包括”、“包含”、“特征在于”、“具有”或其任何其他變型 旨在涵蓋非排他性的包含。例如，包含所列出元素的工藝、方法、制品或設(shè)備不必僅限于這 些元素，還可以包括未明確列出的或此類工藝、方法、制品或設(shè)備固有的其他元素。此外，除 非明確指出是相反含義，否則“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。連接短語“基本上由...組成”將權(quán)利要求的范圍限制為具體的材料或步驟以及 不會(huì)顯著影響受權(quán)利要求保護(hù)的本發(fā)明的基本和新型特征的那些。當(dāng)申請(qǐng)人已經(jīng)用“包含”之類開放式術(shù)語定義發(fā)明或其一部分時(shí)，除非另行指出， 否則應(yīng)很容易理解為，描述應(yīng)被解釋為也使用術(shù)語“基本上由..·組成”來描述此類發(fā)明。“一”或“一個(gè)”用來描述本發(fā)明的元件和組件。這僅是為了方便起見，以及為本發(fā) 明提供大致含義。除非意思明顯相反，否則該描述應(yīng)理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù) 也包括復(fù)數(shù)的意思。在描述某些聚合物時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，有時(shí)申請(qǐng)人是通過用于制備聚合物的單體或用 于制備聚合物的單體數(shù)量來描述該聚合物的。雖然這種描述可能不包括用來描述最終聚合 物的具體命名，或者可能不包含方法限定物品的術(shù)語，但對(duì)于單體和數(shù)量的任何此類引用 應(yīng)當(dāng)解釋為表示該聚合物包含這些單體或該數(shù)量的單體以及相應(yīng)的聚合物及其組合物。在描述本發(fā)明和/或要求本發(fā)明的權(quán)利時(shí)，術(shù)語“共聚物”用來表示包含兩種或更 多種單體的聚合物。如本文所用，術(shù)語“酸性共聚物”是指包含α-烯烴、α，β -烯鍵式不飽和羧酸和 任選地一種或多種其他合適共聚單體(如α，β-烯鍵式不飽和羧酸酯)的共聚單元的聚 合物。如本文所用，術(shù)語“離聚物”是指包含羧酸根離子基團(tuán)的聚合物，羧酸根例如堿金 屬羧酸酯、堿土羧酸酯、過渡金屬羧酸酯和/或此類羧酸酯的混合物。通常通過部分或全部 中和如本文所定義的酸性共聚物的羧酸基(例如通過與堿反應(yīng))來制備此類聚合物。如本 文所用過渡金屬離聚物的一個(gè)實(shí)例為鋅離聚物，例如乙烯和甲基丙烯酸的共聚物，其中共 聚甲基丙烯酸單元的全部或一部分羧酸基以羧酸鋅的形式存在。本發(fā)明提供了可用來形成太陽能電池模塊包封層的著色的多層聚合片材。所謂 “多層”是指片材包括兩個(gè)或更多個(gè)聚合亞層，即，兩個(gè)表面亞層(形成多層片材的兩個(gè)最外表面)和任選地一個(gè)或多個(gè)內(nèi)亞層(定位在兩個(gè)表面亞層之間)，其中每個(gè)亞層都可包含相 同聚合物或不同聚合物。所謂不同聚合物是指聚合物在化學(xué)方面是不同的。例如，這些聚 合物可在聚合物主鏈內(nèi)包含不同單體的共聚單元。具有不同共聚單體單元的兩種聚合物的 實(shí)例是乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物與乙烯和丙烯酸乙酯的共聚物。另一個(gè)實(shí)例是乙烯均聚 物與乙烯和共聚單體的二聚物。不同聚合物也可包括通過兩種聚合技術(shù)制備的產(chǎn)物的聚合 物，這兩種技術(shù)將不同分子構(gòu)造引入到聚合物鏈中。實(shí)例包括產(chǎn)生聚合物鏈的不同單體序 列的聚合反應(yīng)，例如交替共聚與無規(guī)共聚，或接枝聚合與共聚。在著色的多層聚合片材中，一個(gè)或多個(gè)亞層為著色的亞層，而兩個(gè)表面亞層中至 少一個(gè)為未著色的亞層?！爸膩唽印笔侵赴线m聚合物和導(dǎo)電著色顏料(例如炭黑) 的聚合亞層片材；“未著色的亞層”是指包含合適聚合物的聚合亞層片材，其中聚合物基本 上不含任何導(dǎo)電著色顏料。所謂“基本上不含任何導(dǎo)電著色顏料”是指組合物包含按所述 組合物的總重量計(jì)小于約Ippm(按總組合物的重量計(jì))的導(dǎo)電著色顏料。當(dāng)著色的多層聚 合片材具有三個(gè)或更多個(gè)亞層時(shí)，優(yōu)選地兩個(gè)表面亞層均是未著色的，并且一個(gè)或多個(gè)內(nèi) 亞層中的至少一層是著色的。更優(yōu)選地，分別參考圖1和圖2，著色的多層片材(i)為雙層 片材(IOa)的形式，包括未著色的第一表面亞層(12a)和著色的第二表面亞層(12b)；或者 ( )為三層片材(IOb)的形式，包括兩個(gè)未著色的表面亞層(12a和12b)和一個(gè)著色的內(nèi) 亞層(14)。除導(dǎo)電著色顏料之外，著色的亞層還可包含任何其他一種或多種著色顏料。優(yōu)選 地，著色的多層聚合片材的亞層內(nèi)所用的顏料在暴露于日光下時(shí)具有高度的抗褪色性(色 牢度)并且具有高度的熱穩(wěn)定性。更優(yōu)選地，可以將顏料縮小至較小粒度以便將最終層壓 體的霧度保持在較低水平。按照顏色指數(shù)命名，可用于著色的多層片材中的其他著色顏料包括但不限于· PB60 (例如得自 Ciba Specialty Chemicals Corporation (Tarrytown, New York) (Ciba)的 CR0M0PHTAL Blue A3R)，· PR202 (例如得自 Ciba 的 CR0M0PHTAL Magenta P)，· PR264(例如得自 Ciba 的 IRGAZIN DPP Rubine TR)，· PY151 (例如得自 Synthesia(a. s.，Czech Republic)的 VERSALYellow H4G)·ΡΒ15·3(例如得自 Clariant Corporation (Charlotte, North Carolina) (Clariant)的 PV Fast Blue BG)，· PR122 (例如得自 Clariant 的 PV Fast Pink 122)，· PV19 (例如得自 Clariant 的 PV Fast Red E3B)，· PY181 (例如得自 Clariant 的 PV Fast Yellow H3R)，· PR254 (例如得自 Clariant 的 VERSAL D3G)，· PV15. 1(例如得自 BASF Corporation (Florham Park, NewJersey) (BASF)的 HELI0GEN Blue K 6911D),· PG7 (例如得自 Clariant 的 PV Fast Green GNX)，· PB29 (例如得自 Nubiola (Barcelona, Spain)的 Ultramaarine Blue)，· PB15. 6 (例如得自 BASF 的 HELI0GEN Blue L6700F)，· PY129 (例如得自 Ciba 的 IRGAZIN Yellow 5GLT 和 IRGAZINYellow 5GT)，
· PY109 (例如得自 Ciba 的 IRGAZIN Yellow 2GLTE)，· PY42 (例如得自 BASF 的 SICOTRANS Yellow L1915)，· PB7(例如得自 Columbian Chemicals Company (Marietta， Georgia)的 RAVEN 2500 Ultra Carbon Black),· PB15:4(例如得自 Clariant 的 ENDUR0PHTHAL Blue GF BT617D)，· DPP/QA(例如得自 Ciba 的 M0NASTRAL Brilliant Red RT380D)，· PR209 (例如得自 Claariant 的 HOSTAPERM EG Trans)，· PR202 (例如得自 Sun Chemical Corporation (Parsippany, New Jersey) (Sun) 的 SUNFAST Magenta 228-1215)，*PR149(例如得自Sun的SUN 264-0414 Fast Red BL)，以及它們中的兩種或更多 種的組合。最優(yōu)選地，其他著色顏料選自PY42、PB7、PB15 4、DPP/QA、PR209、PR202、PRl49、 以及它們中的兩種或更多種的組合。優(yōu)選地，按亞層中組合物的總重量計(jì)，一種或多種著色顏料在各著色的亞層中的 濃度為約50至約lOOOppm，或更優(yōu)選為約100至約500ppm。合適的著色的片材或薄膜組合 物及其制備方法在歐洲專利EP 1 194 289 Bl中有所公開。著色的多層片材的每個(gè)亞層都可包含相同或不同的聚合物樹脂，這些聚合物樹脂 獨(dú)立地選自例如乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚(乙烯醇縮醛)(包括隔音級(jí)的聚(乙烯醇縮 醛))、聚氨酯、聚(氯乙烯)、聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)、聚烯烴嵌段彈性體、α-烯 烴和α，β-烯鍵式不飽和羧酸酯的共聚物(如乙烯丙烯酸甲酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯 共聚物)、如本文上述定義的酸性共聚物、如本文上述定義的離聚物、硅氧烷彈性體和環(huán)氧 樹脂。優(yōu)選地，多層片材的每個(gè)亞層都包含共同(即相同)的聚合物組分，該組分選自聚 (乙烯醇縮丁醛)、酸性共聚物、離聚物、聚(乙烯_乙酸乙烯酯)和聚氨酯。著色的多層片材亞層的聚合物組合物還可包含本領(lǐng)域已知的其他添加劑。添加 劑可包括但不限于加工助劑、流動(dòng)增強(qiáng)劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、抗沖改性劑、成核劑、抗粘連劑 (例如二氧化硅)、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑、粘合劑、分散劑、表面活性劑、 螯合劑、偶聯(lián)劑、增強(qiáng)劑(例如玻璃纖維和填料)、以及它們中的兩種或更多種的組合。 亞層的聚合物組合物可包含有效量的熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定劑是本領(lǐng)域所熟知的。任 何已知的熱穩(wěn)定劑都可以用于本發(fā)明。優(yōu)選的一般類熱穩(wěn)定劑包括但不限于酚類抗氧化 齊 、烷基化一元酚、烷硫基甲基苯酚、氫醌、烷基化氫醌、生育酚、羥基化硫代二苯醚、亞烷基 雙酚、0-、N-和S-芐基化合物、羥基芐基化丙二酸酯、芳族羥基芐基化合物、三嗪化合物、 氨基酸類抗氧化劑、芳基胺、二芳基胺、聚芳基胺、酰氨基酚、草酰胺、金屬減活化劑、亞磷酸 鹽、亞膦酸鹽、芐基膦酸鹽、抗壞血酸(維生素C)、破壞過氧化物的化合物、羥基胺、硝酮、硫 代增效劑、苯并呋喃酮、吲哚酮等、以及它們的混合物。更優(yōu)選地，熱穩(wěn)定劑為雙酚類抗氧化 劑類中的成員，尤其是在與三乙二醇二-2-乙基己酸酯增塑劑聯(lián)合使用時(shí)。合適的具體雙 酚類抗氧化劑包括2，2’-亞乙基二(4，6_ 二叔丁基酚)、4，4’_亞丁基二(2-叔丁基-5-甲 基苯酚)、2，2’-異亞丁基二(6-叔丁基-4-甲基苯酚)和2，2’-亞甲基二(6-叔丁基-4-甲 基苯酚)。一些可商購(gòu)獲得的雙酚類抗氧化劑包括Anox 29、Lowinox 22M46、Lowinox 44Β25 和 Lowinox 22IB46 (Great Lakes, Indianapolis, IN)。按亞層組合物的總重量計(jì)， 聚合亞層可包含至多約10重量％，優(yōu)選至多約5重量％，更優(yōu)選至多約1重量％的熱穩(wěn)定劑。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是亞層組合物中不含熱穩(wěn)定劑。亞層的聚合物組合物可包含有效量的紫外線吸收劑。紫外線吸收劑是本領(lǐng)域所熟 知的。任何已知的紫外線吸收劑都可用于本發(fā)明。優(yōu)選的一般類紫外線吸收劑包括但不限 于苯并三唑、羥基二苯甲酮、羥基苯基三嗪、取代和未取代苯甲酸的酯、以及它們中的兩種 或更多種的混合物。按亞層組合物的總重量計(jì)，聚合物亞層可包含至多約10重量％，優(yōu)選 至多約5重量％，更優(yōu)選地至多約1重量％的紫外線吸收劑。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是 亞層組合物中不含紫外線吸收劑。亞層的聚合物組合物可以摻入有效量的受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)。受阻胺光穩(wěn)定劑 是本領(lǐng)域所熟知的。一般來講，所公開的受阻胺光穩(wěn)定劑為仲、叔、乙?；摹-烷氧基化取 代的、羥基取代的N-烷氧基化取代的、或其他取代的環(huán)胺，其特征還在于空間位阻程度(通 常是由脂族基團(tuán)或鄰近胺官能團(tuán)的碳原子上的基團(tuán)取代所導(dǎo)致)。按亞層組合物的總重量 計(jì)，聚合亞層可以包含至多約10重量％，優(yōu)選地至多約5重量％，更優(yōu)選地至多約1重量％ 的受阻胺光穩(wěn)定劑。在某些實(shí)施方案中，優(yōu)選的是亞層組合物中不含受阻胺光穩(wěn)定劑。著色的多層片材可以具有約10至約250密耳(約0. 25至約6. 35mm)的總厚度， 優(yōu)選約15至約90密耳(約0. 38至約2. 28mm)，更優(yōu)選約15至約60密耳(約0. 38至約 1. 52mm)，更優(yōu)選約15至約50密耳(約0. 38至約1. 27mm)，更優(yōu)選約15至約45密耳(約 0. 38至約1. 14mm)，更優(yōu)選約15至約40密耳(約0. 38至約1. 02mm)，更優(yōu)選約20至約40 密耳(0. 51至約1. 02mm)，最優(yōu)選約20至約35 密耳(0. 51至約0. 89mm)。著色的多層片材 的每個(gè)亞層都可以獨(dú)立地具有約0. 5至約200密耳(約0. 013至約5. Imm)的厚度，優(yōu)選3 至約120密耳(約0. 076至約3mm)，更優(yōu)選約3至約60密耳(約0. 076至約1. 52mm)，最 優(yōu)選約10至約30密耳(約0. 25至約0. 76mm)。著色的多層片材的一面或兩面可以具有平滑或粗糙的表面。優(yōu)選地，著色的多層 片材的兩面都具有粗糙表面。當(dāng)把著色的多層片材作為包封層復(fù)合到太陽能電池模塊中 時(shí)，此類設(shè)計(jì)有利于在層壓過程中除氣?？稍谄臄D出過程中通過機(jī)械壓花或熔融破裂形 成粗糙表面，然后再通過淬火使得抓握過程中保持表面粗糙。通過本領(lǐng)域熟知的方法可將 表面圖案施加到著色的多層包封片材上。例如，可使已擠出的片材經(jīng)過緊靠口模出口設(shè) 置的模輥的特制表面，口模將所需的表面特性賦予熔融聚合物的一面。因此，當(dāng)此類模輥 表面具有微小的峰和谷時(shí)，澆鑄到其上的聚合片材在接觸輥的一面將具有粗糙表面。該 表面通常適形于輥表面的峰谷構(gòu)型。此類模輥在例如美國(guó)專利4，035，549、美國(guó)專利公布 2003/0124296以及提交于2007年3月20日的美國(guó)專利申請(qǐng)11/725,622中有所公開。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，著色的多層聚合片材的每個(gè)亞層都包含聚(乙烯醇縮丁 醛)，至少其中一層基本上不含一種或多種著色顏料。聚(乙烯醇縮丁醛)是由聚乙烯醇與丁醛縮合而成的乙烯基樹脂，可通過水性或 溶劑縮醛反應(yīng)來制備該物質(zhì)。例如，可按照美國(guó)專利3，153，009和4，696，971中公開的方 法制備聚(乙烯醇縮丁醛)樹脂。合適的聚(乙烯醇縮丁醛)可具有約30，000至約600，000的重均分子量，優(yōu)選地 約45，000至約300，000，更優(yōu)選約200，000至300，000，使用小角度激光散射通過尺寸排
阻色譜法測(cè)得重均分子量。按重量計(jì)，聚(乙烯醇縮丁醛)還可包含約12%至約23%，優(yōu) 選約14%至約21%、更優(yōu)選約15%至約19. 5%、或最優(yōu)選約15%至約19%的按聚乙烯醇(PVOH)計(jì)算的羥基。羥基數(shù)可按照標(biāo)準(zhǔn)方法確定，例如ASTM D1396-92。此外，聚(乙烯醇 縮丁醛)可包括至多約10%或優(yōu)選至多約3%的按聚乙烯酯計(jì)算的殘余酯基團(tuán)，通常為乙 酸酯基團(tuán)，剩余為縮丁醛。聚(乙烯醇縮丁醛)還可包含除丁縮醛之外的微量乙?；鶊F(tuán)，例 如美國(guó)專利5，137，954中公開的2-乙基己醛。 通常，著色的多層片材的每個(gè)聚(乙烯醇縮丁醛)亞層還包含增塑劑，其含量取決 于具體的聚(乙烯醇縮丁醛)樹脂和應(yīng)用中所期望的特性。增塑劑用于改善多層片材的柔 韌性和可加工性。合適的增塑劑是本領(lǐng)域已知的，例如如美國(guó)專利3，841，890,4, 144，217、 4，276，351,4, 335，036,4, 902，464,5, 013，779 以及 PCT 專利申請(qǐng) WO 96/28504 中所公開的 那些。常用的增塑劑為多元酸或多元醇的酯。優(yōu)選的增塑劑包括但不限于三甘醇或四甘 醇與具有6至10個(gè)碳原子的脂族羧酸反應(yīng)獲得的二酯、癸二酸與具有1至18個(gè)碳原子的 脂族醇反應(yīng)獲得的二酯、低聚乙二醇二-2-乙基己酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、己二酸二己 酯、己二酸二辛酯、庚基己二酸酯與壬基己二酸酯的混合物、癸二酸二丁酯、磷酸三丁氧乙 酯、磷酸異癸苯酯、亞磷酸三異丙酯、聚合增塑劑(如油改性的癸二酸醇酸)、磷酸酯與己二 酸酯的混合物、己二酸酯與鄰苯二甲酸烷基芐基酯的混合物、以及兩種或更多種此類增塑 劑的混合物。更優(yōu)選的增塑劑包括三乙二醇二-2-乙基己酸酯、四乙二醇二正庚酸酯、癸二 酸二丁酯、以及它們中的兩種或更多種的混合物。單種增塑劑或增塑劑的混合物可存在于 片材組合物中。為方便起見，當(dāng)描述本發(fā)明的片材或薄膜組合物時(shí)，增塑劑的混合物在本文 中也可稱為“增塑劑”。也就是說，本文中所用術(shù)語“增塑劑”的單數(shù)形式既可以表示使用一 種增塑劑也可以表示使用兩種或更多種增塑劑的混合物。優(yōu)選地，按亞層組合物的總重量計(jì)，每個(gè)聚(乙烯醇縮丁醛)亞層都摻入約15至 約60重量％、更優(yōu)選約15至約50重量％，或最優(yōu)選約25至約40重量％的增塑劑。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，按亞層組合物的總重量計(jì)，著色的多層片材的每個(gè)聚 (乙烯醇縮丁醛)亞層都包含約28至約40重量％的單種增塑劑。此類隔音聚(乙烯醇縮 丁醛)組合物在PCT公開WO 2004/039581中有所公開。聚(乙烯醇縮丁醛)亞層中還可包含粘附力控制添加劑。當(dāng)用作太陽能電池模塊 中的包封層時(shí)，加入此類粘附力控制添加劑可例如控制著色的多層片材與相鄰層之間的粘 合劑粘附力。這些添加劑通常是有機(jī)酸和無機(jī)酸的堿金屬鹽或堿土金屬鹽。優(yōu)選地，這些 添加劑為具有2至16個(gè)碳原子的有機(jī)羧酸的堿金屬鹽或堿土金屬鹽。更優(yōu)選地，這些添加 劑為具有1至16個(gè)碳原子的有機(jī)羧酸的鎂鹽或鉀鹽。粘附力控制添加劑的具體實(shí)例包括 乙酸鉀、甲酸鉀、丙酸鉀、丁酸鉀、戊酸鉀、己酸鉀、2-乙基丁酸鉀、庚酸鉀、辛酸鉀、2-乙基 己酸鉀、乙酸鎂、甲酸鎂、丙酸鎂、丁酸鎂、戊酸鎂、己酸鎂、2-乙基丁酸鎂、庚酸鎂、辛酸鎂、 2_乙基己酸鎂等、以及它們的混合物。按亞層組合物的總重量計(jì)，所用粘附力控制添加劑通 常在約0. 001至約0. 5重量％的范圍內(nèi)。聚(乙烯醇縮丁醛)亞層中還可以包含表面張力控制劑，例如可得自 Trans-Chemco Inc. (Bristol, WI)的 Trans 290 296 # nj # 自 Dow Chemical Company(Midland, MI)的 Q-23183 ?？赏ㄟ^任何合適的方法制備著色的多層片材。例如，首先通過任何合適的方法單 獨(dú)制備每個(gè)亞層片材組件，然后再層壓或粘合亞層以形成多層片材，從而制得預(yù)成形的著 色的多層片材。在多層片材不是預(yù)成形的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，可把單獨(dú)制備的亞層片材按適當(dāng)?shù)捻樞蚨询B，直到將亞層片材置于太陽能電池預(yù)層壓組合件中之后再層壓或粘合在 一起。對(duì)亞層的層壓發(fā)生在用于制備太陽能電池模塊的通常層壓過程中，例如用于粘合例 如太陽能電池模塊的所有組件層的過程中。著色的多層片材的每個(gè)亞層片材都可以通過下 列方法獨(dú)立地制備浸涂、溶液澆鑄、壓塑、注塑、層壓、熔融擠出、熔融共擠出、吹塑薄膜、擠 壓涂布、串聯(lián)擠壓涂布、或本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何其他方法。優(yōu)選的是每個(gè)亞層都具 有至少一個(gè)粗糙表面以有利于層壓步驟中除氣。還應(yīng)當(dāng)了解，此類粗糙表面只是臨時(shí)的，其 將因與熱壓處理和其他層壓方法相關(guān)聯(lián)的高溫和壓力而被熔融成光滑表面。 在某些實(shí)施方案中，著色的多層片材也可以直接通過共擠出方法制備，而不是首 先單獨(dú)制備亞層的每個(gè)組件。本文描述了用于制備著色的或未著色的聚(乙烯醇縮丁醛)亞層片材的示例性 方法，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以方便地改進(jìn)該方法?？赏ㄟ^以下方法形成塑化的聚(乙 烯醇縮丁醛)亞層片材首先將聚(乙烯醇縮丁醛)樹脂與增塑劑混合，然后將制劑擠出 通過片材成型口模，即，使熔融的塑化聚(乙烯醇縮丁醛)強(qiáng)行通過長(zhǎng)度和寬度大致適形 于所形成片材的長(zhǎng)度和寬度的橫向長(zhǎng)、豎向窄的口模開口。塑化的聚(乙烯醇縮丁醛)組 合物通?？稍诩s225°C至約245°C的溫度下擠出。所擠出片材的一面或兩面的粗糙表面優(yōu) 選地由口模開口的設(shè)計(jì)和擠出物穿過其中的口模出口表面的溫度來提供，如例如美國(guó)專 利4，281，980中所公開的那樣。在擠出的聚(乙烯醇縮丁醛)片材上制備優(yōu)選粗糙表面 的替代技術(shù)涉及規(guī)定和控制聚合物分子量分布、水含量和熔融溫度中的一者或多者。美 國(guó)專利 2，904，844,2, 909，810,3, 679，788,3, 994，654,4, 161，565,4, 230，771,4, 292，372、 4，297，262,4, 575，540,5, 151，234,5, 886，675 以及歐洲專利 EP 0 185 863 公開了用于制 備聚(乙烯醇縮丁醛)片材的各種方法。在形成著色聚(乙烯醇縮丁醛)亞層的過程中， 可如歐洲專利EP 1 194 289 Bl中所公開的那樣在片材組合物中摻入著色顏料。利用這種 方法，層壓體內(nèi)將發(fā)現(xiàn)很少的顏料附聚物或不會(huì)發(fā)現(xiàn)任何顏料附聚物，并且如果存在的話， 附聚物也會(huì)極小。如此得到具有較高清晰度百分率的層壓體。本發(fā)明還提供了具有至少一層上述著色的多層聚合片材和由一個(gè)或多個(gè)太陽能 電池構(gòu)成并且具有受光面和非受光面的太陽能電池層的太陽能電池模塊，其中著色的多層 聚合片材被層壓到太陽能電池層的一面充當(dāng)包封層，并且其中著色的多層聚合片材始終具 有至少一個(gè)未著色的且基本上不含任何直接接觸太陽能電池層的導(dǎo)電著色顏料的表面亞 層。為了保持一致性，當(dāng)著色的多層聚合片材被稱為太陽能電池模塊中的包封層時(shí)，直接接 觸太陽能電池層的所述至少一個(gè)未著色的表面亞層將被稱為(未著色的)第一表面亞層， 而另一表面亞層將被稱為(著色的)第二表面亞層，其可以是著色的或未著色的。優(yōu)選地， 太陽能電池電力上互連和/或布置在平面內(nèi)。此外，優(yōu)選地將著色的多層聚合片材層壓到 太陽能電池層的非受光面并且充當(dāng)后包封層。術(shù)語“太陽能電池”旨在包括可將光轉(zhuǎn)化為電能的任何制品。本發(fā)明可用的太陽 能電池包括但不限于基于晶片的太陽能電池(例如基于c-Si或mc-Si的太陽能電池，如上 文發(fā)明背景部分中所述)和薄膜太陽能電池(例如基于8^、4(^丄(11^或(1的)5的太 陽能電池，如上文發(fā)明背景部分中所述)。在太陽能電池層內(nèi)，優(yōu)選太陽能電池電互連。此 夕卜，太陽能電池層還可以包括電線，例如十字帶和母線。太陽能電池模塊還可以包括包含任何其他合適的聚合材料的附加包封層。此類聚合材料的一些具體實(shí)例包括酸性共聚物、離聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮 醛)(包括隔音級(jí)的聚(乙烯醇縮醛))、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)、 聚烯烴嵌段彈性體、α -烯烴和α，β -烯鍵式不飽和羧酸酯的共聚物(如乙烯丙烯酸甲酯 共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物)、硅氧烷彈性體、環(huán)氧樹脂、以及它們中的兩種或更多種 的組合。聚合材料的具體選擇將取決于太陽能電池所暴露的環(huán)境，并且這也在本領(lǐng)域的技 術(shù)范圍內(nèi)。與著色的多層片材組合存在的單個(gè)可選附加包封層的厚度可獨(dú)立地在約1至約 120密耳(0. 026-3mm)、或優(yōu)選約1至約40密耳(0. 026-1. 02mm)、或更優(yōu)選約1至約20密 耳(0.026-0. 51mm)的范圍內(nèi)。太陽能電池模塊中包括的所有包封層都可以具有光滑或粗 糙的表面。優(yōu)選地，該一個(gè)或多個(gè)包封層具有粗糙表面以有利于層壓過程中將層壓體除氣。 太陽能電池模塊還可包括入射層和/或背襯層，分別充當(dāng)模塊在受光面和非受光 面的一個(gè)或多個(gè)最外層。太陽能電池模塊的最外層(即入射層和背襯層)可由任何合適的片材或薄膜形 成。合適的片材可為玻璃或塑料片材，例如聚碳酸酯、丙烯酸類聚合物(即丙烯酸與甲基丙 烯酸的熱塑性聚合物或共聚物、這些酸的酯、或丙烯腈)、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴(如乙烯 降冰片烯聚合物)、聚苯乙烯(優(yōu)選茂金屬催化的聚苯乙烯)、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物、或 它們中的兩種或更多種的組合。此外，可利用諸如鋁、鋼、鍍鋅鋼或陶瓷板之類的金屬片材 形成背襯層。術(shù)語“玻璃”不僅包括窗玻璃、平板玻璃、硅酸鹽玻璃、玻璃片、低鐵玻璃、鋼化玻 璃、鋼化無氧化鈰玻璃和浮法玻璃，而且包括彩色玻璃、特種玻璃(例如含控制太陽能加 熱的成分的玻璃類型)、鍍膜玻璃(例如為控制日光而用銀或氧化銦錫之類金屬濺射的玻 璃)、E 玻璃、Toro 玻璃、Solex 玻璃(PPG Industries, Pittsburgh, PA)和 Starphire 玻璃(PPG Industries)。此類特種玻璃在美國(guó)專利 4，615，989、5，173，212、5，264，286、 6，150，028,6, 340，646,6, 461，736和6，468，934中有所公開。但應(yīng)當(dāng)理解，為具體模塊所選 擇的玻璃類型取決于預(yù)期用途。合適的薄膜層可以為包括但不限于下列類型的聚合物聚酯(如聚對(duì)苯二甲酸乙 二醇酯和聚(萘二甲酸乙二醇酯))、聚碳酸酯、聚烯烴(如聚丙烯、聚乙烯和環(huán)狀聚烯烴)、 降冰片烯聚合物、聚苯乙烯(如間同立構(gòu)聚苯乙烯)、苯乙烯_丙烯酸共聚物、丙烯腈_苯 乙烯共聚物、聚砜(如聚醚砜、聚砜等)、尼龍、聚(氨基甲酸酯)、丙烯酸類聚合物、乙酸纖 維素(如乙酸纖維素、三乙酸纖維素等)、玻璃紙、聚(氯乙烯)(如聚(偏二氯乙烯))、含 氟聚合物(如聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氯乙烯、乙烯_四氟乙烯共聚物等)、以及它們中 的兩種或更多種的組合。聚合物膜可以為雙軸取向聚酯薄膜(優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 薄膜)或含氟聚合物薄膜(如Tedlar. 、Tefzel 和TefIon 薄膜，均得自Ε. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE(DuPont))。對(duì)于某些應(yīng)用，也優(yōu)選含氟聚合物-聚 酯-含氟聚合物(如“TPT”)薄膜。背襯層也可以使用金屬薄膜，例如鋁箔。太陽能電池模塊還可包括嵌入模塊內(nèi)的其他功能膜或片材層(如介電層或阻擋 層)。此類功能層可包括任何上述聚合物膜或涂覆有附加功能涂層的薄膜。例如，涂覆有金 屬氧化物涂層的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜(例如美國(guó)專利6，521，825和6，818，819以及 歐洲專利EP1182710中所公開的那些)可充當(dāng)層壓體中的氧氣和水分阻擋層。
如果需要，太陽能電池層與包封層之間還可包括非織造玻璃纖維(稀松布)層以有利于層壓過程中除氣或用來加強(qiáng)包封層。此類稀松布層的用途在例如美國(guó)專利 5，583，057,6, 075，202,6, 204，443,6, 320，115 和 6，323，416 以及歐洲專利 EP0769818 中有 所公開。如果需要，入射層薄膜和片材、背襯層薄膜和片材、包封層及復(fù)合在太陽能電池模 塊內(nèi)的其他層的一個(gè)或兩個(gè)表面可以在層壓之前進(jìn)行處理，以增強(qiáng)與其他層壓層之間的粘 附力。這種增強(qiáng)粘附力的處理可采取本領(lǐng)域已知的任何形式，可包括火焰處理(參見例如 美國(guó)專利2，632，921,2, 648，097,2, 683，894和2，704，382)、等離子處理(參加例如美國(guó)專 利4，732，814)、電子束處理、氧化處理、電暈放電處理、化學(xué)處理、鉻酸處理、熱空氣處理、臭 氧處理、紫外線處理、噴砂處理、溶劑處理、以及它們中的兩種或更多種的組合。同樣，也可 以通過在一個(gè)或多個(gè)層壓層的表面進(jìn)一步施加粘合劑或底漆涂層來增強(qiáng)粘附強(qiáng)度。例如， 美國(guó)專利4，865,711公開了具有改善的可粘結(jié)性的膜或片材，其具有沉積在一個(gè)或兩個(gè)表 面上的碳薄層。其他示例性粘合劑或底漆可以包括硅烷、聚(丙烯胺)基底漆(參見例如 美國(guó)專禾IJ 5，411，845,5, 770，312,5, 690，994和5，698，329)和丙烯酸基底漆(參見例如美 國(guó)專利5，415，942)。粘合劑或底漆涂層可為單層粘合劑或底漆的形式，并且具有約0. 0004 至約1密耳(約0. 00001至約0. 03mm)，或優(yōu)選約0. 004至約0. 5密耳(約0. 0001至約 0. 013mm),或更優(yōu)選約0. 004至約0. 1密耳(約0. 0001至約0. 003mm)的厚度。參見圖3，在由晶片自承太陽能電池單元形成太陽能電池的一個(gè)特定實(shí)施方案中， 按照從光源以及因此從前受光面到后非受光面的位置順序，太陽能電池模塊(20a)可包括 (a)入射層(21)，(b)前包封層(22)，(c)具有一個(gè)或多個(gè)電互連太陽能電池的太陽能電池 層(23)，(d)后包封層(24)，以及(e)背襯層(25)，其中后包封層(24)包括如圖1所示的 著色的多層聚合片材(10a)。然而優(yōu)選地，太陽能電池模塊(圖4的20b)采用薄膜太陽能電池，并且按照從前 受光面到后非受光面的位置順序包括(a)具有覆板(27)和在非受光面沉積在該覆板的一 層薄膜太陽能電池(26)的太陽能電池層(23a), (b)后包封層(24)，以及(c)背襯層(25)， 其中后包封層(24)包括如圖2所示的著色的多層聚合片材(10b)。此外，還可以將一系列上述太陽能電池模塊連接以形成太陽能電池陣列，從而產(chǎn) 生期望的電壓和電流。按照從頂部受光面到后非受光面的位置順序，示例性太陽能電池模塊可以具有下 列層壓體結(jié)構(gòu)，其中CMS是本文所公開的著色的多層聚合片材的縮寫·沉積在支承玻璃/CMS/玻璃上的薄膜太陽能電池；·沉積在支承玻璃/CMS/玻璃上的薄膜太陽能電池；·沉積在支承玻璃/CMS/玻璃上的薄膜太陽能電池；·玻璃/包封片材/太陽能電池/CMS/玻璃；·玻璃/包封片材/太陽能電池/CMS/玻璃；·玻璃/包封片材/太陽能電池/CMS/玻璃；·玻璃/CMS/太陽能電池/其他包封片材/玻璃； 玻璃/CMS/太陽能電池/CMS/玻璃； 玻璃/包封片材/太陽能電池/CMS/含氟聚合物薄膜(如Tedlar· 薄膜)；以及
含氟聚合物 薄膜/包封片材/太陽能電池/CMS/含氟聚合物薄膜，其中著色的多 層片材(CMS)的設(shè)置方式始終使得未著色的第一表面亞層直接接觸太陽能電池。此外，除 了得自DuPont的Tedlar薄膜之外，合適的含氟聚合物薄膜還包括TPT三層薄膜。本領(lǐng)域已知的任何層壓方法(包括熱壓和非熱壓方法)都可用于制備太陽能電池 模塊。在一種示例性方法中，太陽能電池模塊的組件層按期望的順序堆疊以形成預(yù)層壓 組合件。然后將該組合件放入能夠保持真空的袋子(“真空袋”)內(nèi)，用真空管或其他裝置 抽去袋中的空氣，將袋子密封同時(shí)保持真空(例如至少約27-28英寸汞柱(689-711mm汞 柱))，然后將密封袋放入壓力約150至約250psi (約11. 3至約18. 8巴)、溫度約130°C至 約180°C、或約120°C至約160°C、或約135°C至約160°C或約145°C至約155°C的高壓釜中， 放置時(shí)間為約10至約50分鐘、或約20至約45分鐘、或約20至約40分鐘、或約25至約35 分鐘?？梢杂谜婵窄h(huán)來代替真空袋。美國(guó)專利3，311，517中公開了一種合適的真空袋。經(jīng) 過加熱和壓力循環(huán)之后，將高壓釜內(nèi)的空氣冷卻，而不加入額外的氣體，以保持高壓釜內(nèi)的 壓力。經(jīng)過約20分鐘的冷卻之后，排掉多余的氣壓，從高壓釜中取出層壓體。作為另外一種選擇，可將預(yù)層壓組合件在約80°C至約120°C或約90°C至約100°C 的烘箱內(nèi)加熱約20至約40分鐘，然后使加熱的組合件經(jīng)過一組咬送輥，以便擠出各層之間 的空隙空間內(nèi)的空氣，并且密封組合件邊緣。此階段的組合件稱為預(yù)壓件。接著可以將預(yù)壓件放入高壓釜中，在高壓釜中在約100至約300 ^(約6.9至約 20. 7巴)或優(yōu)選約200psi (13. 8巴)的壓力下將溫度升高至約120°C至約160°C或約135°C 至約160°C。將這些條件保持約15至約60分鐘或約20至約50分鐘，然后在不向高壓釜中 引入更多空氣的情況下冷卻空氣。經(jīng)過約20至約40分鐘的冷卻之后，排掉多余的氣壓，從 高壓釜中取出層壓體。也可以通過非熱壓方法制備太陽能電池模塊。此類非熱壓方法在例如美國(guó)專 利 3，234，062,3, 852，136,4, 341，576,4, 385，951,4, 398，979,5, 536，347,5, 853，516、 6，342，116 和 5，415，909、美國(guó)專利公布 20040182493、歐洲專利 EP1235683 Bi、以及 PCT 專 利公布W09101880和W003057478中有所公開。一般來講，非熱壓方法包括加熱預(yù)層壓組合 件和施加真空和/或壓力。例如，組合件可以依次經(jīng)過加熱烘箱和咬送輥。層壓方法的這些實(shí)例并不旨在進(jìn)行限制?；旧峡梢圆捎萌魏螌訅悍椒?。如果需要，可以根據(jù)本領(lǐng)域公開的任何方式密封太陽能電池模塊的邊緣，以減少 水分和空氣的進(jìn)入。本領(lǐng)域認(rèn)為水分和空氣對(duì)于太陽能電池的效率和使用壽命具有潛在 的降低性不良影響?？捎糜诿芊馓柲茈姵啬K邊緣的合適材料包括但不限于丁基橡膠、 多硫化物、硅酮、聚氨酯、聚丙烯彈性體、聚苯乙烯彈性體、嵌段彈性體、苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯(SEBS)等。本發(fā)明將通過某些實(shí)施方案的下列實(shí)施例進(jìn)一步進(jìn)行說明。 實(shí)施例下列實(shí)施例旨在說明本發(fā)明，而并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。層壓方法1 堆疊層壓體的組件層以形成預(yù)層壓組合件。對(duì)于包含作為入射層或背襯層的薄膜層的層壓體，在薄膜層上設(shè)置覆蓋玻璃板。然后將預(yù)層壓組合件放入真空袋，密封真空袋 并施加真空，以除去真空袋中的空氣。將真空袋放入烘箱，同時(shí)繼續(xù)向真空袋施加真空，在 135°C下加熱真空袋30分鐘。然后從烘箱中取出真空袋，使其冷卻至室溫(25士5°C)。釋 放真空后，從真空袋中取出所得層壓體。層壓方法2 堆疊層壓體的組件層以形成預(yù)層壓組合件。對(duì)于包含作為外表面層的聚合物薄膜 層的組合件，在薄膜層上設(shè)置覆蓋玻璃板。然后將預(yù)層壓組合件放入真空袋，密封真空袋并 施加真空，以除去真空袋中的空氣。將真空袋放入烘箱，加熱至約90°C至約100°C，保持30 分鐘，以除去組合件之間包含的任何空氣。然后將組合件在壓力為200psig(14. 3巴)的高 壓釜中在140°C下進(jìn)行30分鐘的熱壓處理。冷卻空氣，同時(shí)不向高壓釜中加入新的空氣。 冷卻20分鐘，當(dāng)空氣溫度小于約50°C時(shí)，排掉多余的壓力，從高壓釜中取出包含層壓組合 件的真空袋。然后從真空袋中取出所得層壓體。比較實(shí)施例CEl和實(shí)施例ElCEl為由兩層15密耳(0. 38mm)厚的灰色聚(乙烯醇縮丁醛)片材制成的雙層片 材，El為由一層15密耳厚的未著色的聚(乙烯醇縮丁醛)片材和一層15密耳厚灰色聚 (乙烯醇縮丁醛)片材制成的雙層片材?；疑?乙烯醇縮丁醛)片材由PVB 1制成，這是一種按組合物的總重量計(jì)由 73. 3% (pph)的聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物樹脂、26. 7pph的三乙二醇二 -2-乙基己酸酯 和200ppm的顏料混合物組成的組合物，其中聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物樹脂具有按聚乙烯 醇計(jì)算18. 8%的羥基含量(PV0H羥基)，并且其中按顏料混合物的總重量計(jì)，顏料混合物由 25重量％的炭黑、25重量％的？8 15:4藍(lán)色顏料和50重量％的冊(cè)209紅色顏料制成。未著色的聚(乙烯醇縮丁醛)片材由PVB 2制成，這是一種按組合物的總重量計(jì) 由73. 3pph的聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物樹脂和26. 7pph的三乙二醇二 -2-乙基己酸酯組 合的組合物，其中聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物樹脂具有按聚乙烯醇計(jì)算18. 8%的羥基含量 (PV0H 羥基)。在制備每種雙層片材時(shí)，將兩個(gè)組件亞層片材彼此接觸地相鄰定位在兩層2密耳 (0. 051mm)厚的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜之間，并且將該結(jié)構(gòu)置于兩層玻璃之間 以形成“玻璃/PET/(雙層PVB)/PET/玻璃”結(jié)構(gòu)。對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱壓處理，然后除去兩 層PET薄膜和兩層玻璃。將雙層片材在不同相對(duì)濕度(RH)的條件下進(jìn)一步調(diào)理至少16 小時(shí)，然后按照 ASTMD257 規(guī)定使用得自 Mitsubishi Chemical Corporation (Japan)的 Hiresta-UP進(jìn)行體積電阻率測(cè)量。用于調(diào)理雙層片材的各種RH和體積電阻率測(cè)量結(jié)果見 下表1。表 權(quán)利要求
1.包括層壓結(jié)構(gòu)的太陽能電池模塊，所述層壓結(jié)構(gòu)包括太陽能電池層和著色的多層聚 合片材，其中(A)所述太陽能電池層選自包含單個(gè)太陽能電池的太陽能電池層和包含多個(gè)電互連的 太陽能電池的太陽能電池層；(B)所述太陽能電池層具有受光面和非受光面；以及(C)所述著色的多層聚合片材包括第一表面亞層，所述第一表面亞層被定位成鄰近 并直接接觸所述太陽能電池層；第二表面亞層，所述第二表面亞層被定位成不接觸所述太 陽能電池層；以及任選地被定位在所述兩個(gè)表面亞層之間的至少一個(gè)內(nèi)亞層，其中(i)所述第一表面亞層是未著色的并且基本上不含導(dǎo)電的著色顏料；以及( )除所述第一表面亞層之外的至少一個(gè)亞層是著色的并且包含至少一種導(dǎo)電的著 色顏料。
2.權(quán)利要求1的模塊，其中所述著色的多層聚合片材為雙層片材的形式，并且所述第 二表面亞層是著色的并且包含所述至少一種導(dǎo)電著色顏料。
3.權(quán)利要求1的模塊，其中所述著色的多層聚合片材為三層片材的形式，并且具有第 一表面亞層、第二表面亞層和內(nèi)亞層，其中所述內(nèi)亞層是著色的，并且所述第二表面亞層是 未著色的并且基本上不含任何導(dǎo)電著色顏料。
4.權(quán)利要求1的模塊，其中所述導(dǎo)電著色顏料選自炭黑并且以按所述亞層的總重量計(jì) 約50至約IOOppm的含量存在于所述著色的亞層中。
5.權(quán)利要求1的模塊，其中所述亞層中的每一層獨(dú)立地包含選自下列的聚合物乙 烯乙酸乙烯酯共聚物、聚(乙烯醇縮醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烴嵌段彈性體、 α-烯烴和α，β-烯鍵式不飽和羧酸酯的共聚物、α-烯烴和α，β _烯鍵式不飽和羧酸 的共聚物、α -烯烴和α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚物的離聚物、硅氧烷彈性體、環(huán)氧樹 月旨、以及它們的混合物。
6.權(quán)利要求1的模塊，其中所述著色的多層聚合片材的亞層中的每一層包含聚(乙烯 醇縮丁醛)和增塑劑。
7.權(quán)利要求1的模塊，其中所述著色的多層聚合片材具有約15至約90密耳 (0. 38-2. 28mm)的總厚度，并且所述亞層中的每一層具有約3至約60密耳(0. 076-1. 52mm) 的厚度。
8.權(quán)利要求1的模塊，其中所述著色的多層聚合片材被定位成接觸所述太陽能電池層 的非受光面并且為后包封層。
9.權(quán)利要求8的模塊，所述模塊還包括前包封層，所述前包封層被層壓到所述太陽能 電池層的受光面并且包含選自下列的聚合物酸性共聚物、離聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚 物、聚(乙烯醇縮醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烴嵌段彈性體、α -烯烴和α，β -烯 鍵式不飽和羧酸酯的共聚物、硅氧烷彈性體、環(huán)氧樹脂、以及它們的混合物。
10.權(quán)利要求1的模塊，所述模塊還包括入射層，其中所述入射層為所述模塊的最外表 面層并且被定位在所述太陽能電池層的受光面上。
11.權(quán)利要求1的模塊，所述模塊還包括背襯層，其中所述背襯層為所述模塊的最外表 面層并且被定位在所述太陽能電池層的非受光面上。
12.權(quán)利要求1的模塊，其中所述太陽能電池為基于晶片的太陽能電池，所述基于晶片的太陽能電池選自基于晶體硅(c-Si)和多晶硅(mc-Si)的太陽能電池。
13.權(quán)利要求12的模塊，所述模塊按照從所述太陽能電池模塊的前受光面開始的位置 順序基本上由下列組成⑴入射層，( )層壓到所述太陽能電池層的受光面的前包封層， (iii)太陽能電池層，(iv)層壓到所述太陽能電池層的非受光面的后包封層，以及(ν)背襯 層，其中所述后包封層為權(quán)利要求1所述的著色的多層片材。
14.權(quán)利要求1的模塊，其中所述太陽能電池為薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池 選自基于非晶硅(a-Si)、微晶硅(μ c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CIS)、銅銦/鎵二 硒化物(CIGS)、吸光染料和有機(jī)半導(dǎo)體的太陽能電池。
15.權(quán)利要求14的模塊，所述模塊按照從所述太陽能電池模塊的受光面開始的位置順 序基本上由下列組成(i)太陽能電池層，( )包含權(quán)利要求1所述的著色的多層片材的后 包封層，以及(iii)背襯層，其中所述太陽能電池層還包括其上沉積有所述薄膜太陽能電 池的覆板，所述覆板被定位成使得所述覆板為所述太陽能電池層的受光面上的模塊的最外 表面。
16.制備太陽能電池模塊的方法，所述方法包括(i)提供包括權(quán)利要求1中所述的所 有組件層的組合件，以及(ii)層壓所述組合件以形成所述太陽能電池模塊。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述組合件包括權(quán)利要求13中所述的所有組件層。
18.權(quán)利要求16的方法，其中所述組合件包括權(quán)利要求15中所述的所有組件層。
19.權(quán)利要求16的方法，其中所述層壓步驟是通過使所述組合件受熱來進(jìn)行的。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述層壓步驟還包括使所述組合件承受真空或壓力。
21.制備太陽能電池模塊的方法，所述方法包括(A)提供包含下列位置順序的組件的組合件(1)太陽能電池層，(2)第一聚合片材，所述第一聚合片材是未著色的并且基本上不含任何導(dǎo)電著色顏料，以及(3)第二聚合片材，所述第二聚合片材是著色的并且包含至少一種導(dǎo)電著色顏料，其中(i)所述太陽能電池層選自包含單個(gè)太陽能電池的太陽能電池層和包含多個(gè)電互連的 太陽能電池的太陽能電池層；( )所述太陽能電池層具有受光面和非受光面；以及(iii)所述未著色的第一聚合片材直接接觸所述太陽能電池層的非受光面，以及(B)層壓所述組合件以形成所述太陽能電池模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括層壓結(jié)構(gòu)的太陽能電池模塊(20b)，所述層壓結(jié)構(gòu)包括太陽能電池層(23a)和著色的多層聚合片材(10b)。所述太陽能電池層為具有單個(gè)太陽能電池(26)的太陽能電池層或具有電互連的太陽能電池的太陽能電池層；并且具有受光面和非受光面。所述著色的多層聚合片材包括第一表面亞層和第二表面亞層，所述第一表面亞層被定位成鄰近并直接接觸所述太陽能電池層。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102037570SQ200980118804
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者R·A·海斯, R·L·史密斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司