專利名稱：具有低霧度包封層的太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
具有低霧度包封層的太陽(yáng)能電池模塊發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及具有表現(xiàn)出低霧度的包封片層的太陽(yáng)能電池模塊。具體地講，本發(fā)明 涉及包括包封片材的太陽(yáng)能電池模塊，其中該包封片材包含至少一個(gè)鈉離聚物組合物層。
背景技術(shù)：
由于太陽(yáng)能電池可提供可持續(xù)能源，因此其使用范圍正在迅速擴(kuò)大。根據(jù)所采用 的光吸收材料，太陽(yáng)能電池通?？煞譃閮煞N，即，塊狀或晶片太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電 池。單晶硅(c-Si)、多晶硅(poly-Si或mc-Si)和帶狀硅是用來(lái)形成較為傳統(tǒng)的晶片 太陽(yáng)能電池的最常用材料。源自晶片太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池模塊通常包括焊接在一起的 一系列自承晶片(或電池)。這些晶片通常具有介于約180μπι和約240μπι之間的厚度。 此類太陽(yáng)能電池板稱為太陽(yáng)能電池層，并且其還可以包括電線，諸如連接各個(gè)電池單元的 交叉帶狀線和一端連接至電池而另一端伸出模塊的匯流條。然后，再將太陽(yáng)能電池層層壓 到一個(gè)或多個(gè)包封層和一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層上，從而形成可以最多使用25至30年的耐候性 模塊。一般來(lái)講，源自一個(gè)或多個(gè)晶片太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池模塊按從前受光面到后非 受光面的位置順序包括⑴入射層，⑵前包封層，⑶太陽(yáng)能電池層，⑷后包封層和(5) 背襯層。日益重要的可供選擇的薄膜太陽(yáng)能電池由通常由包括非晶硅(a-Si)、微晶硅 (μ c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CuhSe2或CIS)、銅銦/鎵二硒化物(CuhxGa (l_x) Se2或CIGS)、光吸收染料、以及有機(jī)半導(dǎo)體的材料形成。舉例而言，薄膜太陽(yáng)能電池公開(kāi) 于例如美國(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)專利公布 20070298590、20070281090、20070240759、20070232057、 20070238285,20070227578,20070209699 和 20070079866。通過(guò)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(lái)制備通常具有小于2 μ m的厚度的薄膜太陽(yáng)能電池。制造 過(guò)程通常包括激光劃片工序，該工序能夠使相鄰的電池直接相互串聯(lián)，而不需要在電池之 間進(jìn)行進(jìn)一步焊料連接。與晶片電池一樣，太陽(yáng)能電池層還可包括諸如交叉帶狀線和匯流 條的電線。同樣地，再將薄膜太陽(yáng)能電池層壓到其他包封層和保護(hù)層上以制備耐候性和耐 環(huán)境性模塊。根據(jù)進(jìn)行多層沉積的順序，可將薄膜太陽(yáng)能電池沉積到在最終模塊中最終用 作入射層的覆板上，或者可將電池沉積到在最終模塊中最終用作背襯層的基板上。因此，源 自薄膜太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池模塊可具有兩類構(gòu)造中的一種。第一類構(gòu)造按從前受光面 到后非受光面的位置順序包括(1)太陽(yáng)能電池層，其包括覆板和在非受光面處沉積在其 上的一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池層；( (后)包封層；和C3)背襯層。第二類構(gòu)造按從前 受光面到后非受光面的位置順序包括(1)入射層；( (前)包封層；C3)太陽(yáng)能電池層，其 包括在其受光面處沉積在基板上的一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池層。用于太陽(yáng)能電池模塊中的包封層被設(shè)計(jì)用于包封和保護(hù)易碎的太陽(yáng)能電池。用于 太陽(yáng)能電池包封層的合適的聚合物材料通常具有以下特性的組合，諸如高抗沖擊性、高耐 穿透性、良好的耐紫外線(UV)性、良好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性、對(duì)玻璃和其他剛性聚合物片材具有足夠的粘附強(qiáng)度、高防潮性以及良好的長(zhǎng)期耐侯性。此外，前包封層應(yīng)足夠透明以使陽(yáng)光 可有效到達(dá)太陽(yáng)能電池，從而使太陽(yáng)能電池產(chǎn)生可能的最高功率輸出。因此，非常期望用于 前包封層的聚合物材料呈現(xiàn)出低霧度和高透明度的組合。離聚物為通過(guò)使前體(也稱為“母體”)酸共聚物酸部分的氫原子部分或完全由 離子部分取代而制備的聚合物。這通常通過(guò)中和母體酸共聚物，例如包含α-烯烴和α， β-烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元的共聚物來(lái)實(shí)現(xiàn)。存在于此類母體或前體共聚物中的羧 酸基團(tuán)的中和通常通過(guò)使共聚物與堿(例如氫氧化鈉或氫氧化鎂)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)該反 應(yīng)使得羧酸的氫原子被堿的陽(yáng)離子取代。由此形成的離聚物為完全或部分中和的離子組合 物，其包含具有源自羧酸與堿反應(yīng)的陽(yáng)離子的羧酸鹽基團(tuán)。離聚物在本領(lǐng)域中為人們所熟 知，此類物質(zhì)包括這樣的聚合物其中離聚物羧酸鹽基團(tuán)的陽(yáng)離子為金屬陽(yáng)離子，包括堿金 屬陽(yáng)離子、堿土金屬陽(yáng)離子以及過(guò)渡金屬陽(yáng)離子?？缮藤?gòu)獲得的離聚物包括具有鈉陽(yáng)離子、 鎂陽(yáng)離子、鋁陽(yáng)離子、鋅陽(yáng)離子和鐵陽(yáng)離子的那些。將離聚物組合物用作層壓安全玻璃中的夾層在本領(lǐng)域中是已知的。參見(jiàn)例如美 國(guó)專利 3，344，014,3, 762，988,4, 663，228,4, 668，574,4, 799，346,5, 759，698,5, 763，062、 5，895，721、6， 150，028 和 6，432，522 ；美國(guó)專利公布 20020155302、20020155302、 20060182983、20070092706、20070122633、20070289693 ；以及 PCT 專利公布 W09958334、 W02006057771和 W02007149082。近年來(lái)，還開(kāi)發(fā)了某些離聚物組合物作為太陽(yáng)能電池包封材料。參見(jiàn)例如美國(guó) 專利 5，476，553,5,478，402,5, 733，382,5, 741，370,5, 762，720,5, 986，203,6, 114，046、 6，187，448,6, 353，042,6, 320，116 和 6，660，930 ；以及美國(guó)專利公布 20030000568 和 20050279401。例如，美國(guó)專利5，476，553公開(kāi)了將尤其是諸如Surlyn 1601樹(shù)脂的鈉離 聚物用作包封材料。美國(guó)專利6，114，046公開(kāi)了可用作包封材料的多層茂金屬聚烯烴/離 聚物層壓結(jié)構(gòu)。描述了多種類型的離聚物，包括鈉離聚物和鋅離聚物。目前使用的離聚物包封材料以及本領(lǐng)域中所公開(kāi)的那些包封材料的透明性并非 最佳。期望存在具有更高透明性的可用離聚物組合物，從而使制備能夠產(chǎn)生更高功率輸出 的太陽(yáng)能電池成為可能。發(fā)明概述本發(fā)明提供太陽(yáng)能電池模塊，其包括太陽(yáng)能電池層和包含至少一個(gè)鈉離聚物組合 物層的片材，其中(a)太陽(yáng)能電池層選自包括單個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池層和包括多個(gè) 電互連太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池層；(b)該太陽(yáng)能電池層具有受光面和非受光面；并且(C) 鈉離聚物組合物基本上由鈉離聚物組成，該鈉離聚物為前體α -烯烴羧酸共聚物的離子中 和衍生物，其中存在于前體α-烯烴羧酸共聚物中的羧酸基團(tuán)總含量的約10%至約35%已 被鈉離子中和，并且其中前體α-烯烴羧酸共聚物包含(i)具有2至10個(gè)碳原子的α-烯 烴的共聚單元和(ii)具有3至8個(gè)碳原子的α，烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元，其按 α -烯烴羧酸共聚物的總重量計(jì)為約20至約25重量％。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成(i) 入射層；(ii)層壓到太陽(yáng)能電池層受光面上的前包封層；(iii)太陽(yáng)能電池層；(iv)層壓 到太陽(yáng)能電池層非受光面上的后包封層；以及(ν)背襯層，其中前包封層和后包封層為包 含鈉離聚物組合物的片材。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成(i) 入射層；(ii)前包封層，其包括具有至少一個(gè)鈉離聚物組合物層的片材；和(iii)薄膜太陽(yáng) 能電池層，其中太陽(yáng)能電池層還包括薄膜太陽(yáng)能電池沉積在其上的基板，并且該基板被定 位在太陽(yáng)能電池層的非受光面上，使其成為模塊的最外表面。在另一個(gè)實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成(i) 薄膜太陽(yáng)能電池層；(ii)后包封層，其包括具有至少一個(gè)鈉離聚物組合物層的片材；和 (iii)背襯層，其中太陽(yáng)能電池層還包括薄膜太陽(yáng)能電池沉積在其上的覆板，并且該覆板被 定位在太陽(yáng)能電池層的受光面上，使其成為模塊的最外表面。本發(fā)明還提供了制備太陽(yáng)能電池模塊的方法，其包括(i)提供組合件，其包括太陽(yáng)能電池層和具有至少一個(gè)鈉離聚物組合物層的片材， 其中(a)太陽(yáng)能電池層選自包括單個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池層和包括多個(gè)電互連太陽(yáng) 能電池的太陽(yáng)能電池層；(b)該太陽(yáng)能電池層具有受光面和非受光面；并且(C)鈉離聚物組 合物基本上由鈉離聚物組成，該鈉離聚物為前體α-烯烴羧酸共聚物的離子中和衍生物， 其中存在于前體α-烯烴羧酸共聚物中的羧酸基團(tuán)總含量的約10%至約35%已被鈉離子 中和，并且其中前體α-烯烴羧酸共聚物包含(i)具有2至10個(gè)碳原子的α-烯烴的共聚 單元和(ii)具有3至8個(gè)碳原子的α，烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元，其按α-烯烴 羧酸共聚物的總重量計(jì)為約20至約25重量％ ；以及(ii)層壓該組合件，形成太陽(yáng)能電池模塊。附圖簡(jiǎn)述

圖1為本文公開(kāi)的晶片太陽(yáng)能電池模塊的剖面圖(未按比例繪制)。圖2為本文公開(kāi)的一個(gè)特定薄膜太陽(yáng)能電池模塊的剖面圖(未按比例繪制)。圖3為本文所開(kāi)的另一個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池模塊的剖面圖(未按比例繪制)。發(fā)明詳述除非另有定義，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員所普遍理解的含義相同。如發(fā)生矛盾，以本說(shuō)明書(shū)所包括的定義為準(zhǔn)。雖然與本文所述方法和材料類似或等同的方法和材料均可用于本發(fā)明的實(shí)踐或 檢驗(yàn)，但合適的方法和材料是如本文所述的那些。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)，其應(yīng)理解為具體地公開(kāi)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，而不管所述范圍是否被單獨(dú)地公開(kāi)。凡在本文 中給出某一數(shù)值范圍之處，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 數(shù)，除非另行說(shuō)明。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)術(shù)語(yǔ)“約”用于描述值或范圍的端點(diǎn)時(shí)，本公開(kāi)內(nèi)容應(yīng)被理解為包括具體的值或 所涉及的端點(diǎn)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“含有”、“特征在于”、“具有”或者它們的任何其 他變型均旨在涵蓋非排他性的包括。例如，包括要素列表的工藝、方法、制品、或設(shè)備不必只 限于這些要素，還可包括其他沒(méi)有明確列出的或此類工藝、方法、制品、或設(shè)備固有的要素。 此外，除非另有明確的相反說(shuō)明，“或”是指包含性的“或”而不是指排他性的“或”。
連接短語(yǔ)“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要素。當(dāng)申請(qǐng)人用諸如“包括/包含”的開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)定義本發(fā)明或其一部分時(shí)，應(yīng)容易理 解，本說(shuō)明書(shū)應(yīng)被解釋為也使用術(shù)語(yǔ)“基本上由…組成”對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，除非另行指出。“一個(gè)”或“一種”用于描述本發(fā)明的要素和組分。這僅出于方便考慮并給出本發(fā) 明的一般性意義。此描述應(yīng)被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)、一種或至少一種，并且單數(shù)也包 括復(fù)數(shù)，除非明顯地另指他意。在描述某些聚合物時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，有時(shí)申請(qǐng)人提及聚合物時(shí)使用的是制備該聚合 物的單體或用于制備該聚合物的單體的量。雖然此類描述可能不包括用于描述最終聚合物 的具體命名或者可能不包含以方法限定產(chǎn)品的術(shù)語(yǔ)，但是對(duì)單體和量的任何此類提及均應(yīng) 被解釋為表示聚合物包含這些單體(即，這些單體的共聚單元)或這些單體的量，以及對(duì)應(yīng) 的聚合物及其組合物。在描述本發(fā)明和/或提出本發(fā)明的權(quán)利要求時(shí)，術(shù)語(yǔ)“共聚物”用于指由兩種或更 多種單體共聚所形成的聚合物。此類共聚物包括二聚物、三元共聚物或更高階共聚物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“酸共聚物”是指包含α-烯烴、α，β-烯鍵式不飽和羧酸、和 任選地其他合適的共聚單體(例如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(yǔ)“離聚物”是指包含離子基團(tuán)的聚合物，其中離子基團(tuán)為金屬離 子羧酸鹽，例如堿金屬羧酸鹽、堿土金屬羧酸鹽、過(guò)渡金屬羧酸鹽和/或此類羧酸鹽的混合 物。如本文所定義，此類聚合物通常通過(guò)部分或完全中和(例如通過(guò)與堿反應(yīng))前體或“母 體”聚合物的羧酸基團(tuán)來(lái)制備，其中前體或“母體”聚合物為酸共聚物。本文所用堿金屬離 聚物的實(shí)例為鈉離聚物(或鈉中和的離聚物)，例如乙烯和甲基丙烯酸的共聚物，其中共聚 化的甲基丙烯酸單元的羧酸基團(tuán)的全部或一部分為羧酸鈉形式。本發(fā)明提供太陽(yáng)能電池模塊，該太陽(yáng)能電池模塊包括a)至少一個(gè)為片材的層，該 片材包括至少一個(gè)鈉離聚物組合物層；和b)由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池構(gòu)成的太陽(yáng)能電池 層。片材用作太陽(yáng)能電池模塊中的包封層。也就是說(shuō)，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊的特征在 于具有包封層，該包封層具有至少一個(gè)鈉離聚物組合物層。本文所用的鈉離聚物組合物基本上由鈉離聚物組成，這些鈉離聚物為前體酸共聚 物的離子中和衍生物，其中該前體酸共聚物包含具有2至10個(gè)碳原子的α -烯烴的共聚 單元，以及約20至約25重量％，或優(yōu)選約21至約23重量％的具有3至8個(gè)碳原子的α， β-烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元。合適的α-烯烴共聚單體可包括但不限于乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、 1-庚烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等、以及它們中的兩種或更多種的混合物。優(yōu)選 地，α-烯烴為乙烯。合適的α，β-烯鍵式不飽和羧酸共聚單體可以包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯 酸、衣康酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、單甲基馬來(lái)酸以及它們中的兩種或更多種的混合 物。優(yōu)選地，α，β-烯鍵式不飽和羧酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸以及它們中的兩種或更多 種的混合物。前體酸共聚物還可包含一個(gè)或多個(gè)其他共聚單體的共聚單元，該一個(gè)或多個(gè)其他 共聚單體例如具有2至10個(gè)碳原子、或優(yōu)選地具有3至8個(gè)碳原子的不飽和羧酸、或其衍生物。合適的酸衍生物包括酸酐、酰胺和酯。酯是優(yōu)選的。不飽和羧酸的優(yōu)選酯的具體實(shí)例 包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、 甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸 異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸辛 酯、丙烯酸十一酯、甲基丙烯酸十一酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十二酯、 甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙 烯酸異冰片酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-羥乙基酯、甲基丙烯酸2-羥 基乙酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚(乙二醇)丙烯酸酯、聚(乙二醇) 甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇) 山崳醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)山崳醚甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)4-壬基苯基醚丙烯酸酯、 聚(乙二醇)4-壬基苯基醚甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)苯 基醚甲基丙烯酸酯、馬來(lái)酸二甲酯、馬來(lái)酸二乙酯、馬來(lái)酸二丁酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二 乙酯、富馬酸二丁酯、富馬酸二甲酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、以及它們中的兩種或更多種 的混合物。優(yōu)選的合適共聚單體的實(shí)例包括但不限于丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸 丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙酸乙烯酯、以及它們中的兩種或更多種 的混合物。然而，優(yōu)選地是前體酸共聚物未摻入其他共聚單體。前體酸共聚物可如美國(guó)專利3，404，134,5, 028，674,6, 500，888和6，518，365中公 開(kāi)的那樣進(jìn)行聚合。優(yōu)選地，前體酸共聚物在使短鏈支化和長(zhǎng)鏈支化最大化的工藝條件下 聚合。此類工藝在以下文獻(xiàn)中有所公開(kāi)例如P. Ehrlict^PG. A. Mortimer的“Fundamentals of Free-Radical Polymerization of Ethylene" (1970), Adv. Polymer Sci.,第 7 卷 第 386 至 448 頁(yè)以及 J. C. Woodley 和 P. Ehrlich 的 “The Free Radical, High Pressure Polymerization of Ethylene II.The Evidence For Side Reactions from Polymer Structure and Number Average Molecular Weights", J. Am. Chem. Soc.,第 85 卷第 1580 至1854頁(yè)。要獲得可用于包封組件中鈉離聚物組合物的鈉離聚物(即，鈉中和的離聚物)，需 將前體酸共聚物用例如含鈉離子的堿中和得到離聚物，其中前體酸羧酸基團(tuán)的氫原子的約 10%至約35%、或優(yōu)選約15%至約30%被鈉陽(yáng)離子取代。也就是說(shuō)，需將酸基中和至按前 體酸共聚物的羧酸總含量計(jì)為約10%至約35%、或優(yōu)選約15%至約30%的含量，其中該含 量通過(guò)計(jì)算得到或通過(guò)測(cè)量未中和的前體酸共聚物得到。更優(yōu)選和最優(yōu)選的中和范圍使得 在片材形成過(guò)程中保持最優(yōu)化的熔融流速的同時(shí)獲得具有所期望的最終使用特性的離聚 物片材，這些特性為本發(fā)明組合物的新特性，例如低霧度、高透明度和足夠強(qiáng)的抗沖擊性。 包含除了鈉之外的陽(yáng)離子的離聚物可對(duì)用于本發(fā)明的包封層的透明度和低霧度特性產(chǎn)生 不利影響。因此，優(yōu)選的是離聚物組合物不包含除鈉離聚物之外的其他離聚物；如果包含， 則在每一百份鈉離聚物組合物中含有的量小于5份。前體酸共聚物可按例如美國(guó)專利3，404，134中公開(kāi)的那樣進(jìn)行中和。前體酸共聚物可以具有約60克/10分鐘或更小、優(yōu)選約45克/10分鐘或更小，更 優(yōu)選約30克/10分鐘或更小、最優(yōu)選約25克/10分鐘或更小的熔體流動(dòng)速率(MFR)，其根 據(jù)ASTM方法D1238在190°C和2. 16kg下測(cè)得。鈉離聚物優(yōu)選地具有約10克/10分鐘或更 小，更優(yōu)選約5克/10分鐘或更小，并且最優(yōu)選約3克/10分鐘或更小的MFR。鈉離聚物也9可優(yōu)選具有大于約40，OOOpsi (276MPa)，更優(yōu)選大于約50，OOOpsi (345MPa)，并且最優(yōu)選大 于約60，OOOpsi (414MPa)的撓曲模量，其根據(jù)ASTM方法D638測(cè)得。相對(duì)于所期望的包含具有高羧酸含量的離聚物的離聚物片材而言，包含此類鈉離 聚物的聚合物片材表現(xiàn)出較大的韌性、較低的霧度以及較高的透明性。在不受任何具體理 論束縛的情況下，據(jù)信與前體酸共聚物以及中和劑的特定陽(yáng)離子(即鈉)相關(guān)聯(lián)的相對(duì)較 低的MFR有助于改善韌性和透明性并降低霧度。美國(guó)專利公布20060182983中也公開(kāi)了可 用于本發(fā)明實(shí)踐的一些示例性鈉離聚物?？捎米骶酆衔锲牡拟c離聚物組合物還可包含不會(huì)影響片材光學(xué)性質(zhì)的添加劑。 例如，鈉離聚物組合物可以包含這樣的添加劑，其有效降低了樹(shù)脂的熔融流動(dòng)，并有助于制 備熱固性薄膜或片材，對(duì)其含量不作限制。使用此類添加劑將提高太陽(yáng)能電池包封材料的 最終使用溫度上限，并減少材料在該溫度上限時(shí)產(chǎn)生的蠕變。通常，最終使用溫度可提高最 多約20°C至約70°C。此外，包含此類材料的太陽(yáng)能電池模塊具有耐火性。具體地講，通過(guò) 在層壓期間熱固化離聚物樹(shù)脂，可降低樹(shù)脂熔融并流出層壓板的趨勢(shì)，繼而減少在火災(zāi)中 的可燃物。可有效降低熔融流速的典型添加劑為有機(jī)過(guò)氧化物，諸如2，5- 二甲基己烷-2， 5-二氫過(guò)氧化物、2，5_ 二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷_(kāi)3、二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧 化叔丁基異丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷、過(guò)氧化二異丙苯、α，α，-雙 (叔丁基過(guò)氧異丙基)苯、正丁基-4，4-雙(叔丁基過(guò)氧)戊酸酯、2，2-雙(叔丁基過(guò)氧) 丁烷、1，1-雙(叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、1，1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3，3，5_三甲基-環(huán)己烷、叔 丁基過(guò)氧苯甲酸酯、過(guò)氧化苯甲酰等、以及它們的混合物組合。優(yōu)選地，有機(jī)過(guò)氧化物在約 100°C或更高的溫度下分解生成自由基。更優(yōu)選地，有機(jī)過(guò)氧化物具有的分解溫度應(yīng)足夠 高，使其在約70°C或更高的溫度下保持10小時(shí)后仍有一半量未分解，以改善其在共混操作 中的穩(wěn)定性。可將有機(jī)過(guò)氧化物以按鈉離聚物組合物的總重量計(jì)為約0. 01至約10重量％、 或優(yōu)選約0. 5至約3重量％的量添加。如果需要，諸如二月桂酸二丁基錫的引發(fā)劑還可以按鈉離聚物組合物的總重量計(jì) 約0. 01至約0. 05重量％的含量存在于離聚物組合物中。此外，如果需要，可添加諸如氫醌、 氫醌單甲醚、對(duì)苯醌和甲基氫醌的引發(fā)劑，用于增強(qiáng)對(duì)反應(yīng)和穩(wěn)定性的控制。通常，引發(fā)劑 可以按組合物的總重量計(jì)小于約5重量％的含量添加。然而，為使工藝簡(jiǎn)便起見(jiàn)，優(yōu)選地是鈉離聚物組合物不摻入諸如上述過(guò)氧化物之 類的交聯(lián)添加劑。鈉離聚物組合物也可以包含本領(lǐng)域中已知的其他添加劑。這些添加劑可以包括 但不限于加工助劑、流動(dòng)增強(qiáng)劑、潤(rùn)滑劑、顏料、染料、阻燃劑、抗沖改性劑、成核劑、諸如二 氧化硅的抗粘連劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑、分散劑、表面活性劑、螯合齊U、 偶聯(lián)劑、諸如玻璃纖維的增強(qiáng)劑、填料等。一般來(lái)講，將可降低組合物光學(xué)透明度的添加劑 (諸如增強(qiáng)劑和填料)僅加入用作后包封的那些片材。可使用熱穩(wěn)定劑，其在本領(lǐng)域中已廣泛公開(kāi)。任何已知的熱穩(wěn)定劑均可用于本發(fā) 明。熱穩(wěn)定劑的優(yōu)選普通種類包括但不限于酚類抗氧化劑、烷基化一元酚、烷硫基甲基苯 酚、對(duì)苯二酚、烷基化對(duì)苯二酚、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、芳香羥基芐基化合物、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)、清除過(guò)氧化物的化合物、羥胺、硝酮、硫代增效劑、苯并呋喃酮、吲 哚酮等、以及它們的混合物。鈉離聚物組合物可以包含任意有效量的熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定劑 的使用是任選的，并且在某些情況下不是優(yōu)選的。使用熱穩(wěn)定劑時(shí)，鈉離聚物組合物包含按 離聚物組合物的總重量計(jì)至少約0. 05重量％，最多約10重量％，更優(yōu)選最多約5重量％， 并且最優(yōu)選最多約1重量％的熱穩(wěn)定劑。可使用紫外線吸收劑，其在本領(lǐng)域中也已廣泛公開(kāi)。任何已知的紫外線吸收劑均 可用于本發(fā)明。紫外線吸收劑的優(yōu)選普通種類包括但不限于苯并三唑、羥基二苯甲酮、羥基 苯基三嗪、取代的和未取代的苯甲酸的酯等、以及它們的混合物。鈉離聚物組合物可以包含 任意有效量的紫外線吸收劑。紫外線吸收劑的使用是任選的，并且在某些情況下不是優(yōu)選 的。使用紫外線吸收劑時(shí)，鈉離聚物組合物包含按離聚物組合物的總重量計(jì)至少約0. 05重 量％，最多約10重量％，更優(yōu)選最多約5重量％，并且最優(yōu)選最多約1重量％的紫外線吸收 劑。可使用受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)，其在本領(lǐng)域中也已廣泛公開(kāi)。一般來(lái)講，所公開(kāi)的 受阻胺光穩(wěn)定劑為仲的或叔的、乙?；摹-烷氧基化取代的、羥基取代N-烷氧基化取代 的或具有顯著空間位阻效應(yīng)的其他取代環(huán)胺，并且一般是得自鄰近胺基的碳原子的脂族取 代。鈉離聚物組合物可以包含任意有效量的受阻胺光穩(wěn)定劑。受阻胺光穩(wěn)定劑的使用是任 選的，并且在某些情況下不是優(yōu)選的。使用受阻胺光穩(wěn)定劑時(shí)，鈉離聚物組合物包含按離聚 物組合物的總重量計(jì)至少約0. 05重量％，最多約10重量％，更優(yōu)選最多約5重量％，并且 最優(yōu)選最多約1重量％的受阻胺光穩(wěn)定劑?？蓪⒐柰榕悸?lián)劑加入鈉離聚物組合物中以改善其粘附強(qiáng)度?？捎糜诒景l(fā)明組合 物的示例性硅烷偶聯(lián)劑包括但不限于Y -氯丙基甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯 基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷、Y-乙烯基芐基丙基三甲氧基硅烷、 N- β - (N-乙烯基芐基氨基乙基)-Y -氨基丙基三甲氧基硅烷、、-甲基丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基 三乙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、Y-巰丙基甲 氧基硅烷、、-氨基丙基三乙氧基硅烷、N- β -(氨基乙基)-γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、以 及它們中的兩種或更多種的混合物。優(yōu)選將硅烷偶聯(lián)劑以按離聚物組合物的總重量計(jì)約 0. 01至約5重量％，或更優(yōu)選約0. 05至約1重量％的含量摻入鈉離聚物組合物中。用作本發(fā)明太陽(yáng)能電池模塊的一個(gè)組件的片材可以為單層形式或多層形式。所謂 “單層”是指該片材由鈉離聚物組合物制成或基本上由其組成。當(dāng)片材為多層形式時(shí)，至少 一個(gè)亞層由鈉離聚物組合物制成或基本上由其組成，而其他一個(gè)或多個(gè)亞層可由合適的其 他任何一種或多種聚合材料制成，諸如本文前定義的酸共聚物、本文之前定義的離聚物、聚 (乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮醛)(包括隔音級(jí)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 -烯烴與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(shù) 脂、以及它們中的兩種或更多種的組合。包含至少一個(gè)鈉離聚物組合物層的片材的總厚度可以在約10至約90密爾(約 0. 25至約2. 3mm)的范圍內(nèi)、優(yōu)選約10至約60密爾(約0. 25至約1. 5mm)，更優(yōu)選約15至11約55密爾(約0. 38至約1. 4mm)，更優(yōu)選約15至約45密爾(約0. 38至約1. 14mm)，還更 優(yōu)選約15至約35密爾(約0. 38至約0. 89mm)，并且最優(yōu)選約25至約35密爾(約0. 64至 約0. 89mm)。組成總的多層包封層的各薄膜和片材組分的厚度并不重要，其可根據(jù)具體應(yīng)用 而獨(dú)立地變化。包含鈉離聚物組合物的片材在一側(cè)或兩側(cè)可以具有平滑表面或粗糙表面。優(yōu)選 地，該片材在兩側(cè)均具有粗糙表面以利于在層壓過(guò)程中脫氣?？稍谄臄D出過(guò)程中進(jìn)行機(jī) 械壓花或融體破壞，然后讓片材驟冷使其表面粗糙度在處理期間得以保持，通過(guò)這樣的方 式形成粗糙表面?？赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域的常用方法將表面圖案施加到片材上。例如，可使剛擠出 的片材從緊鄰模頭出口設(shè)置的模輥的特制表面上通過(guò)，從而賦予熔融聚合物的一側(cè)所需的 表面特性。因此，當(dāng)此類模輥的表面具有微小的凹凸不平時(shí)，澆注在其上的聚合物片材在與 輥接觸的一側(cè)上將生成粗糙表面，并且該粗糙表面上的凸起和凹陷一般分別適形于輥表面 的凹陷和凸出。例如在美國(guó)專利4，035，549和美國(guó)專利公布200301對(duì)四6中公開(kāi)了此類模 棍。包含鈉離聚物組合物的片材可通過(guò)任何合適的方法制備。例如，可通過(guò)浸涂、溶液 澆注、壓塑、注塑、層壓、熔融擠出、吹膜、擠壓涂布、串聯(lián)擠壓涂布或本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的 任何其他方法形成這些片材。優(yōu)選地，通過(guò)熔融擠出、熔融共擠出、熔融擠出涂布或串聯(lián)熔 融擠出涂布方法形成這些片材。本發(fā)明提供太陽(yáng)能電池模塊，其包括至少一個(gè)為片材的層(即包封層)，該片材包 含至少一層上述鈉離聚物組合物，以及由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池構(gòu)成的太陽(yáng)能電池層。術(shù)語(yǔ)“太陽(yáng)能電池”旨在包括可將光轉(zhuǎn)化為電能的任何制品?？捎糜诒景l(fā)明的太 陽(yáng)能電池包括但不限于晶片太陽(yáng)能電池(例如單晶硅或多晶硅太陽(yáng)能電池，如以上發(fā)明背 景部分所述)和薄膜太陽(yáng)能電池(例如非晶硅、微晶硅、碲化鎘、銅銦硒或銅銦鎵硒太陽(yáng)能 電池，如以上發(fā)明背景部分所述)。在太陽(yáng)能電池層內(nèi)，優(yōu)選的是太陽(yáng)能電池電互連和/或 排列在平面中。此外，太陽(yáng)能電池層還可包括電線，諸如交叉帶狀線和匯流條。太陽(yáng)能電池模塊通常包括至少一個(gè)為片材的層，該片材包含被層壓到太陽(yáng)能電池 層上并作為包封層的鈉離聚物組合物。所謂“層壓”是指在層壓結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)層直接(即兩 層之間無(wú)任何其他材料)或間接(即兩層之間具有其他材料，諸如夾層或粘合劑材料)粘 結(jié)。優(yōu)選地，包含鈉離聚物組合物的片材直接層壓或粘結(jié)到太陽(yáng)能電池層上。太陽(yáng)能電池模塊還可包括其他包封層，這些包封層包含其他聚合材料，諸如本文 之前定義的酸共聚物、本文之前定義的離聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮醛) (包括隔音級(jí)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 -烯烴與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(shù)脂、以及它們中的兩種或更多種 的組合。除了包含鈉離聚物組合物的一個(gè)或多個(gè)片材之外，各包封層的厚度范圍可獨(dú)立地 為約1密爾(0. 026mm)至約120密爾(3mm)、或優(yōu)選約1密爾至約40密爾(1. 02mm)、或更 優(yōu)選約1密爾至約20密爾(0.51mm)。太陽(yáng)能電池模塊中所包括的任何或所有包封層可具 有平滑表面或粗糙表面。優(yōu)選地，這些包封層具有粗糙表面以利于在層壓過(guò)程中脫氣。太陽(yáng)能電池模塊還可包括分別在太陽(yáng)能電池模塊的受光面和非受光面用作模塊的一個(gè)或多個(gè)最外層的入射層和/或背襯層。太陽(yáng)能電池模塊的外層，即入射層和背襯層，可源自任何合適的片材或薄膜。合 適的片材可以為玻璃片材或塑料板，諸如聚碳酸酯、聚丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴 (例如，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、鍍鋅鋼之類的金屬片 材或陶瓷板來(lái)形成背襯層。術(shù)語(yǔ)“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(wú)氧化鈰玻璃和浮法玻璃，還包括彩色玻璃、特種玻璃(諸如那些包含控制太陽(yáng) 能加熱的成分的玻璃)、鍍膜玻璃(諸如那些濺射有金屬(如銀或氧化銦錫)以控制日 照的玻璃)、電子玻璃、Toroglass, Solex 玻璃(PPG Industries (Pittsburgh, PA))和 Starphire_ 玻璃(PPG Industries)。此類特種玻璃公開(kāi)于例如美國(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。然而應(yīng)當(dāng)理 解，具體模塊所選擇的玻璃類型取決于其預(yù)期用途。合適的薄膜層包含聚合物，這些聚合物包括但不限于聚酯(例如，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(例如，聚丙烯、聚乙烯和環(huán)狀 聚烯烴)、降冰片烯聚合物、聚苯乙烯(例如，間同立構(gòu)聚苯乙烯)、苯乙烯-丙烯酸酯共聚 物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚砜類(例如，聚醚砜、聚砜等)、尼龍、聚(氨基甲酸酯)、丙烯 酸類、乙酸纖維素類(例如，乙酸纖維素、三醋酸纖維素等)、玻璃紙、聚(氯乙烯)(例如， 聚(偏氯乙烯))、含氟聚合物(例如，聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、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向的聚酯薄膜(優(yōu) 選聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜)或含氟聚合物薄膜(例如Tedlar 薄膜、Tefzel 薄 膜禾口 Teflon 薄膜，得自 Ε· I. du Pont de Nemours and Company (DuPont) (Wilmington, DE))。就某些應(yīng)用而言，含氟聚合物-聚酯-含氟聚合物(例如“TPT”)薄膜也是優(yōu)選的。 諸如鋁箔之類的金屬薄膜也可用作背襯層。太陽(yáng)能電池模塊還可包括嵌入模塊內(nèi)的其他功能薄膜或片材層(例如，介電層 或阻擋層)。此類功能層可源自任何上述聚合物膜或涂覆有其他功能涂層的那些。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(諸如美國(guó)專利6，521，825和 6，818，819以及歐洲專利EP1182710中公開(kāi)的那些)可以用作層壓板中的氧氣和水分阻擋層。如果需要，太陽(yáng)能電池層和包封材料之間還可存在一層非織造玻璃纖維(稀松 布)，以利于在層壓過(guò)程中脫氣或起到加強(qiáng)包封材料的作用。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 中公開(kāi)了此類稀 松布層的用途。設(shè)置在太陽(yáng)能電池層受光面上的薄膜或片材層優(yōu)選地由透明材料制成以使陽(yáng)光 有效透射到太陽(yáng)能電池內(nèi)。太陽(yáng)能電池層的受光面有時(shí)可稱為正面，并且在實(shí)際使用條件 下通常面向光源。太陽(yáng)能電池層的非受光面有時(shí)可稱為下面或背面，并且在實(shí)際使用條件 下通常背離光源?？梢园ㄌ厥獾谋∧せ蚱囊酝瑫r(shí)起到包封層和外層的作用。還可以想 到，模塊中包括的任何薄膜或片材層可為預(yù)成形的單層或多層薄膜或片材的形式。如果需要，可在層壓工序前對(duì)并入太陽(yáng)能電池模塊內(nèi)的入射層薄膜和片材、背襯層薄膜和片材、包封層和其他層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面進(jìn)行處理，以增強(qiáng)它們對(duì)其他層壓 層的粘附力。這種粘附力增強(qiáng)處理可采用本領(lǐng)域已知的任何形式，包括火焰處理(參見(jiàn)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(參見(jiàn)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。而且，還 可通過(guò)將粘合劑或底漆涂層涂覆在一個(gè)或多個(gè)層壓層的表面上來(lái)使粘附強(qiáng)度得到進(jìn)一步 改善。例如，美國(guó)專利4，865，711公開(kāi)了具有改善的可粘結(jié)性的薄膜或片材，它們的一個(gè)或 兩個(gè)表面上沉積有薄的碳層。其他示例性粘合劑或底漆可以包括硅烷、聚(烯丙胺)基底 漆(參見(jiàn)例如美國(guó)專利5，411，845,5, 770，312,5, 690，994和5，698，329)，以及丙烯酸基底 漆(參見(jiàn)例如美國(guó)專利5，415，942)。粘合劑或底漆涂層可以呈粘合劑或底漆的單層形式并 具有約0. 0004至約1密爾(約0. 00001至約0. 03mm)，或優(yōu)選約0. 004至約0. 5密爾(約 0. 0001至約0. 013mm)，或更優(yōu)選約0. 004至約0. 1密爾(約0. 0001至約0. 003mm)的厚度。在一個(gè)特定實(shí)施方案(現(xiàn)在參見(jiàn)圖1)中，其中太陽(yáng)能電池源自晶片型自承太陽(yáng) 能電池單元，太陽(yáng)能電池模塊00)按從前受光面到后非受光面的位置順序包括(a)入射 層(10) ； (b)前包封層(12) ； (c)由一個(gè)或多個(gè)電互連的太陽(yáng)能電池構(gòu)成的太陽(yáng)能電池層 (14) ； (d)后包封層(16)；和(e)背襯層(18)，其中前包封層和后包封層(12和16)的至少 一者或兩者包括由鈉離聚物組合物構(gòu)成的片材。然而，優(yōu)選地是太陽(yáng)能電池模塊源自薄膜太陽(yáng)能電池，并且可以⑴在一個(gè)實(shí)施 方案中(圖2中30)按從前受光面到后非受光面的位置順序包括(a)太陽(yáng)能電池層(14a)， 其包括覆板04)和在非受光面處沉積在其上的一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池層0 ； (b)包 含構(gòu)成片材的鈉離聚物組合物的(后)包封層(16)；和(c)背襯層(18)，或(ii)在更優(yōu)選 的實(shí)施方案(圖3中40)中，包括(a)透明入射層(10) ； (b)包括鈉離聚物組合物構(gòu)成的 片材的(前)包封層(1 ；和(c)太陽(yáng)能電池層(14b)，其包括在其受光面處沉積在基板 (26)上的一個(gè)或多個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池層02)。此外，可將上述一系列太陽(yáng)能電池模塊進(jìn)一步連接以形成太陽(yáng)能電池陣列，這可 產(chǎn)生期望的電壓和電流。可以使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何層壓方法(諸如熱壓方法或非熱壓方法)來(lái)制備太 陽(yáng)能電池模塊。在示例性工藝中，太陽(yáng)能電池模塊的組件層以期望的次序?qū)盈B在一起以形成預(yù)層 壓組合件。然后，將該組合件置于能夠維持真空的袋子(“真空袋”)中，通過(guò)真空管線或其 他裝置將空氣從袋子中抽出，在保持真空(例如，至少約27至觀英寸汞柱(689至711毫米 汞柱))的同時(shí)密封袋子，隨后將密封袋置于壓力為約150至約250psi (約11. 3至約18. 8 巴)，溫度為約130°C至約180°C、或約120°C至約160°C、或約1!35°C至約160°C、或約145°C 至約155°C的高壓釜中保持約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。可以用真空環(huán)代替真空袋。美國(guó)專利3，311，517公開(kāi)了一種合適的 真空袋。在加熱和加壓循環(huán)后，在不添加額外氣體維持高壓釜中壓力的情況下使高壓釜中 的空氣冷卻。冷卻約20分鐘后，釋放高壓釜中過(guò)量氣體并將層壓板移出高壓釜。作為另外一種選擇，可將預(yù)層壓組合件置于烘箱中在約80°C至約120°C、或約 90°C至約100°C的溫度下加熱約20至約40分鐘，然后使加熱后的組合件通過(guò)一組夾輥，通過(guò)這種方式擠出各層之間空隙內(nèi)的空氣、并密封組合件的邊緣。此階段的組合件稱為預(yù)壓 件。然后可將預(yù)壓件置于高壓釜中，使釜中空氣的溫度升至約120°C至約160°C、或約 135°C至約160°C，壓力為約100至約300psi (約6. 9至約20. 7巴)、或優(yōu)選約200psi (13. 8 巴)。這些條件維持約15至約60分鐘、或約20至約50分鐘后，在不引入額外空氣的情況 下使高壓釜中的空氣冷卻。冷卻約20至約40分鐘后，釋放高壓釜中過(guò)量氣體并將層壓產(chǎn) 品移出高壓釜。還可通過(guò)非熱壓方法制備太陽(yáng)能電池模塊。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2004018M93、歐洲專利EP1235683BU以及PCT專利公布W09101880和 W003057478中公開(kāi)了此類非熱壓方法。一般來(lái)講，非熱壓方法包括加熱預(yù)層壓組合件并施 加真空、壓力或共同施加兩者。例如，可使組合件相繼通過(guò)加熱烘箱和夾輥。層壓方法的這些實(shí)例并不旨在進(jìn)行限制。基本上可以使用任何層壓方法。如果需要，可通過(guò)本領(lǐng)域公開(kāi)的任何方式密封太陽(yáng)能電池模塊的邊緣，以減少水 分和空氣侵入并使一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池效率下降和使用壽命縮短的潛在趨勢(shì)減緩。合適 的邊緣密封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(SEBQ等。下面通過(guò)特定實(shí)施方案的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例以下實(shí)施例旨在示例說(shuō)明本發(fā)明，而并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。材料和方法離聚物樹(shù)脂·離聚物A 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含15重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，17%被鋅離子中和，并具有5. 9克/10分鐘的MFR(根據(jù)ASTM D1238在190°C、 2. 16kg下測(cè)定)。前體乙烯甲基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為25克/10分鐘(190°C， 2. 16kg)。 離聚物B 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，15%被鋅離子中和，并具有5. 4克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物C 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，15%被鈉離子中和，并具有3. 4克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物D 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，20%被鈉離子中和，并具有2. 3克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物E 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，25%被鋅離子中和，并具有1.7克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。15
離聚物F 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，25%被鈉離子中和，并具有1.5克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物G 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，沈％被鈉離子中和，并具有1.8克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物H 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含19重量％的甲基丙烯酸共 聚單元，39%被鋅離子中和，并具有4克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲基丙 烯酸共聚物在中和前的MFR為250克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物I 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含19重量％的甲基丙烯酸共 聚單元，36%被鋅離子中和，并具有1克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲基丙 烯酸共聚物在中和前的MFR為60克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物J 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含19重量％的甲基丙烯酸共 聚單元，37%被鈉離子中和，并具有2. 6克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲基 丙烯酸共聚物在中和前的MFR為60克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。 離聚物K 乙烯和甲基丙烯酸共聚物的離聚物，其包含21. 7重量％的甲基丙烯酸 共聚單元，30%被鈉離子中和，并具有0. 9克/10分鐘的MFR(190°C，2. 16kg)。前體乙烯甲 基丙烯酸共聚物在中和前的MFR為23克/10分鐘(190°C，2. 16kg)。壓片方法將離聚物樹(shù)脂裝入采用表1所示溫度特征圖的25mm直徑的Killion擠出機(jī)中。將 這些樹(shù)脂擠出澆鑄成聚合物片材。表權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊包括太陽(yáng)能電池層和包含至少一個(gè)鈉離聚物 組合物層的片材，其中(a)所述太陽(yáng)能電池層選自包括單個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池層和 包括多個(gè)電互連的太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池層；(b)所述太陽(yáng)能電池層具有受光面和非受 光面；并且(c)所述鈉離聚物組合物基本上由鈉離聚物組成，所述鈉離聚物為前體α -烯烴 羧酸共聚物的離子中和衍生物，其中存在于所述前體α -烯烴羧酸共聚物中的羧酸基團(tuán)總 含量的約10%至約35%已被鈉離子中和，并且其中所述前體α-烯烴羧酸共聚物包含(i) 具有2至10個(gè)碳原子的α-烯烴的共聚單元和(ii)按所述α-烯烴羧酸共聚物的總重量 計(jì)約20至約25重量％的具有3至8個(gè)碳原子的α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元。
2.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中所述前體α-烯烴羧酸共聚物包含按所述前體 α -烯烴羧酸共聚物的總重量計(jì)約21至約23重量％的α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚 單元。
3.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中如根據(jù)ASTMD1238在190°C、2. 16kg下所測(cè)定， 所述前體α -烯烴羧酸共聚物具有約60克/10分鐘或更小的熔體流動(dòng)速率；并且如根據(jù) ASTM D1238在190°C、2. 16kg下所測(cè)定，所述鈉離聚物具有約10克/10分鐘或更小的熔體流動(dòng)速率。
4.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中如根據(jù)ASTMD638所測(cè)定，所述鈉離聚物具有大 于約40，OOOpsi (276MPa)的撓曲模量。
5.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中⑴如根據(jù)ASTMD1238在190°C、2. 16kg下所 測(cè)定，所述前體α-烯烴羧酸共聚物具有約25克/10分鐘或更小的熔體流動(dòng)速率；(ii)所 述前體α-烯烴羧酸共聚物包含約21至約23重量％的α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚 單元；(iii)存在于所述前體α-烯烴羧酸中的羧酸基團(tuán)總含量的約20%至約35%已被鈉 離子中和；并且(iv)如根據(jù)ASTM D1238在190°C、2. 16kg下所測(cè)定，所述鈉離聚物具有約 5克/10分鐘或更小的熔體流動(dòng)速率。
6.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中包含所述鈉離聚物組合物的片材為基本上由所 述鈉離聚物組合物組成的單層的形式。
7.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中包含所述鈉離聚物組合物的片材為多層片材的 形式并具有兩個(gè)或更多個(gè)亞層，并且其中至少一個(gè)所述亞層基本上由所述鈉離聚物組合物 組成，并且存在于所述多層片材中的每一個(gè)其他亞層包含至少一種聚合物，所述聚合物選 自酸共聚物、離聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、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-烯鍵式不飽和羧酸的共聚物、硅酮彈性體、環(huán)氧樹(shù) 脂、以及它們中的兩種或更多種的組合。
8.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中包含所述鈉離聚物組合物的片材具有約0.25至 約1. 5mm的總厚度。
9.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中包含所述鈉離聚物組合物的片材具有約0.38至 約0. 89mm的總厚度。
10.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中包含所述鈉離聚物組合物的片材直接層壓到 所述太陽(yáng)能電池層上。
11.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊包括層壓到所述太陽(yáng)能電池 層的受光面上的前包封層和層壓到所述太陽(yáng)能電池層的非受光面上的后包封層，其中所述前包封層和所述后包封層中的一者為包含權(quán)利要求1所述的鈉離聚物組合物的片材，并且 所述前包封層和所述后包封層中的另一者包含聚合材料，所述聚合材料選自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、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、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-烯鍵式不飽和羧酸的共聚物、硅酮彈性體、環(huán)氧樹(shù)脂、以及它們中 的兩種或更多種的組合。
12.權(quán)利要求11的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊包括包含權(quán)利要求1所述的 鈉離聚物組合物的片材中的兩者，其中所述前包封層和所述后包封層中的每一者為兩個(gè)鈉 離聚物構(gòu)成的片材中的一者。
13.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊還包括入射層，其中所述入射 層為所述模塊的最外表面層并定位在所述太陽(yáng)能電池層的受光面上。
14.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊還包括背襯層，其中所述背襯 層為所述模塊的最外表面層并定位在所述太陽(yáng)能電池層的非受光面上。
15.權(quán)利要求13的太陽(yáng)能電池模塊，其中所述入射層選自(i)玻璃片材；( )聚合物片材，所述聚合物片材包含選自聚碳酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚 烯烴、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物以及它們中的兩種或更多種的組合的聚合物；和 (iii)聚合物膜，所述聚合物膜包含選自聚酯、聚碳酸酯、聚烯烴、降冰片烯聚合物、聚苯乙 烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚砜、尼龍、聚氨酯、丙烯酸類、醋酸 纖維素、玻璃紙、聚(氯乙烯)、含氟聚合物以及它們中的兩種或更多種的組合的聚合物。
16.權(quán)利要求14的太陽(yáng)能電池模塊，其中所述背襯層選自(i)玻璃片材；( )聚合物片材；(iii)聚合物膜；(iv)金屬片材；和(ν)陶瓷板，并且其中所述聚合 物片材包含選自聚碳酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、含 氟聚合物以及它們中的兩種或更多種的組合的聚合物；并且所述聚合物膜包含選自聚酯、 聚碳酸酯、聚烯烴、降冰片烯聚合物、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯 共聚物、聚砜、尼龍、聚氨酯、丙烯酸類、醋酸纖維素、玻璃紙、聚(氯乙烯)、含氟聚合物以及 它們中的兩種或更多種的組合的聚合物。
17.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中所述太陽(yáng)能電池為選自晶體硅(c-Si)和多晶 硅(mc-Si)太陽(yáng)能電池的晶片太陽(yáng)能電池。
18.權(quán)利要求17的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各 層組成(i)入射層；(ii)層壓到所述太陽(yáng)能電池層的受光面上的前包封層；(iii)所述太 陽(yáng)能電池層；(iv)層壓到所述太陽(yáng)能電池層的非受光面上的后包封層；和(ν)背襯層，其中 所述前包封層和所述后包封層中的一者為包含權(quán)利要求1所述的鈉離聚物組合物的片材。
19.權(quán)利要求18的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊包括兩個(gè)片材，每個(gè)片材均 包含權(quán)利要求1所述的鈉離聚物組合物，其中所述前包封層和所述后包封層中的每一者均 包括包含所述鈉離聚物組合物的兩個(gè)片材中的一者。
20.權(quán)利要求1的太陽(yáng)能電池模塊，其中所述太陽(yáng)能電池為薄膜太陽(yáng)能電池，所述薄膜 太陽(yáng)能電池選自非晶硅(a-Si)、微晶硅(yc-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒(CIS)、銅銦/鎵 二硒化物(CIGQ、光吸收染料和有機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池。
21.權(quán)利要求20的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成(i)入射層；(ii)前包封層，所述前包封層包括包含權(quán)利要求1所述的鈉離聚物組 合物的片材；和(iii)所述太陽(yáng)能電池層，其中所述太陽(yáng)能電池層還包括其上沉積有所述 薄膜太陽(yáng)能電池的基板，并且所述基板被定位成使得所述基板為所述模塊的最外表面并定 位在所述太陽(yáng)能電池層的非受光面上。
22.權(quán)利要求20的太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊按位置順序基本上由以下各 層組成(i)所述太陽(yáng)能電池層；(ii)后包封層，所述后包封層包括包含權(quán)利要求1所述的 鈉離聚物組合物的片材；和(iii)背襯層，其中所述太陽(yáng)能電池層還包括其上沉積有薄膜 太陽(yáng)能電池的覆板，并且所述覆板被定位成使得所述覆板為所述太陽(yáng)能電池層的受光面上 的模塊的最外表面。
23.制備太陽(yáng)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所述的所有 組件層的組合件，和(ii)層壓所述組合件以形成所述太陽(yáng)能電池模塊。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述組合件由權(quán)利要求18所述的組件層構(gòu)成。
25.權(quán)利要求23的方法，其中所述組合件由權(quán)利要求21所述的組件層構(gòu)成。
26.權(quán)利要求23的方法，其中所述組合件由權(quán)利要求22所述的組件層構(gòu)成。
27.權(quán)利要求23的方法，其中所述層壓步驟通過(guò)對(duì)所述組合件進(jìn)行加熱來(lái)實(shí)施。
28.權(quán)利要求27的方法，其中所述層壓步驟還包括使所述組合件經(jīng)受真空或壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能電池模塊，所述太陽(yáng)能電池模塊包括太陽(yáng)能電池層和包含至少一個(gè)鈉離聚物組合物層的片材，其中所述鈉離聚物組合物基本上由鈉離聚物組成，所述鈉離聚物為前體α-烯烴羧酸共聚物的離子中和衍生物，其中存在于所述前體α-烯烴羧酸共聚物中的羧酸基團(tuán)總含量的約10％至約35％已被鈉離子中和，并且其中所述前體α-烯烴羧酸共聚物包含(i)具有2至10個(gè)碳原子的α-烯烴的共聚單元和(ii)按所述α-烯烴羧酸共聚物的總重量計(jì)為約20至約25重量％的具有3至8個(gè)碳原子的α，β-烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元。
文檔編號(hào)B32B27/08GK102047442SQ200980120296
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者C·A·史密斯, K·普魯斯特, R·A·海斯, R·L·史密斯, S·C·佩塞克 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司