專利名稱：具有包含還原劑的聚合物包封材料的太陽能電池模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括太陽能電池組合件和包封材料的太陽能電池模塊。包封材料包含改善的聚合物組合物。具體地講，改善的聚合物組合物抵抗了在與太陽能電池組合件的組件長時間接觸時的脫色，所述組件包含元素金屬或金屬合金。本發(fā)明進一步涉及包括太陽能電池組合件和包封材料的太陽能電池模塊。包封材、料包含改善的聚(乙烯醇縮丁醛)組合物，該組合物抵抗了在與太陽能電池組合件的組件長時間接觸時以泛黃形式的脫色，所述組件包含元素銀和元素銀的合金。
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背景技術：
本說明書中引用了多項專利和出版物，以便更全面地描述與本發(fā)明有關的技術水平。這些專利和出版物的所有公開內容均以引用方式并入本文。由于太陽能電池提供可持續(xù)能源，因此其使用范圍正在迅速擴大。根據(jù)所采用的吸光材料，太陽能電池通?？煞譃閮煞N，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)和帶狀硅是用來形成較為傳統(tǒng)的基于晶片的太陽能電池的最常用材料。來源于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一系列厚度約180和約240 μ m的自承晶片(或電池)。此太陽能電池板連同沉積在其表面上的一層導體漿料和/或連接線一起可被稱為太陽能電池組合件，并且被聚合物包封材料包封、或夾在或層壓在聚合物包封材料之間，所述聚合物包封材料可進而夾在兩個保護性外層之間以形成耐候性模塊。保護性外層可由玻璃、金屬片材或膜、或塑料片材或膜形成。然而，面向日光的外層通常需要充分透明以使得光子到達太陽能電池。日益重要的可供選擇的薄膜太陽能電池通常由包括非晶硅(a-Si)、微晶硅(μ c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CuInSe2或CIS)、銅銦/鎵二硒化物(CuInxGa (l_x)Se2或CIGS)、吸光染料和有機半導體的材料制成。以舉例的方式，薄膜太陽能電池在美國專利 5，507，881 ;5，512，107 ;5，948，176 ;5，994，163 ;6，040，521 ;6，137，048 ;和 6，258，620，以及美國專利申請公開 20070298590 ；20070281090 ；20070240759 ；20070232057 ；20070238285 ；20070227578 ；20070209699 ;和 20070079866 中有所公開。通常，具有厚度小于2μπι的薄膜太陽能電池通過將半導體層沉積到由玻璃或柔性膜形成的覆板或基板上來制備。在制造過程中，通常包括激光劃片順序，其使得相鄰的電池能夠以串聯(lián)方式直接互連，而無需在電池之間進行另外的焊接。就晶片電池而言，太陽能電池層可進一步包括電線諸如交叉帶和匯流條。類似地，薄膜太陽能電池進一步層壓到其它包封材料和保護層以制備耐候和環(huán)境耐用的模塊。取決于其中實施多層沉積的順序，薄膜太陽能電池可沉積在最終用作成品模塊中的入射層的覆板上，或該電池可沉積在最終用作成品模塊中的背襯層的基板上。因此，來源于薄膜太陽能電池的太陽能電池模塊可具有一種或兩種類型的構造。按照從前受光面到背非受光面的位置順序，第一種類型包括(I)太陽能電池層，其包括覆板和在非受光面處沉積在其上的一層薄膜太陽能電池，(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，第二種類型可包括(I)入射層，
(2)(前)包封層，(3)太陽能電池層，其包括在其受光面處沉積在基板上的一層薄膜太陽能電池。太陽能電池模塊中使用的包封層旨在包封和保護易碎的太陽能電池。用于太陽能電池包封層的適宜的聚合物材料通常具有諸如高抗沖擊性、高耐穿透性、良好的抗紫外光(UV)性、良好的長期熱穩(wěn)定性、對玻璃和其它剛性聚合物片材的足夠的粘附強度、高防潮性以及良好的長期耐候性的特性的組合。另外，前包封層應足夠透明以允許陽光有效地到達太陽能電池，從而使太陽能電池能夠產生盡可能最高的功率輸出。因此，非常期望在前包封層中采用的聚合物材料顯示具有低霧度和高透明度的組合。在太陽能電池模塊內，一些組件(諸如連接線、導體漿料(用于基于晶片的太陽能 電池模塊中)、導電涂層(用于薄膜太陽能電池中)和背反射膜)可能包含可氧化金屬或可氧化金屬的合金。當與可氧化金屬組件接觸時，聚合物包封材料有隨時間推移而掉色的傾向。光伏產業(yè)中脫色是不期望的，因為這會降低透光率，并且可能被認為是不太美觀的。因此，本領域中需要開發(fā)出作為太陽能電池模塊的包封材料的聚合物材料。另外還需要開發(fā)在與可氧化金屬組件長時間接觸時顯示對脫色具有改善的抵抗性的包封材料。發(fā)明概述太陽能電池模塊包括太陽能電池組合件和聚合物包封材料。所述聚合物包封材料與太陽能電池組合件的包含可氧化金屬(諸如銀)的組件接觸。當金屬陽離子遷移到包封材料中時可能導致脫色。本文所述的改善的包封材料包含一種或多種還原劑以減輕或防止這種脫色。發(fā)明詳述除非另有定義，否則本文所用的所有技術和科學術語的含義均與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常理解的一樣。如發(fā)生矛盾，則以本說明書及其包括的定義為準。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)明的實踐或檢驗，但適宜的方法和材料為如本文所述的那些。除非另行指出，否則所有百分數(shù)、份數(shù)、比率等均按重量計。當數(shù)量、濃度或其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍或優(yōu)選上限值和優(yōu)選下限值的列表形式給出時，其應理解為具體地公開由任何范圍上限或優(yōu)選值和任何范圍下限或優(yōu)選值的任何一對所構成的所有范圍，而不管所述范圍是否被單獨地公開。凡在本文中給出某一數(shù)值范圍之處，該范圍均旨在包含其端點，以及位于該范圍內的所有整數(shù)和分數(shù)，除非另行指出。當定義一個范圍時，不旨在將本發(fā)明的范圍限定于所列舉的具體值。當術語“約”用于描述值或范圍的端點時，本公開內容應被理解為包括具體的值或所涉及的端點。如本文所用，術語“包含”、“包括”、“含有”、“特征在于”、“具有”或者它們的任何
其它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、制品或設備不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的或該工藝、方法、制品或設備所固有的其它要素。如本文所用，術語“或”是排他性的；也就是說，短語“A或B”是指“A、B、或A與B”。例如，本文用術語如“不是A就是B”和“A或B中的任一個”來指排他性的“或”。連接短語“基本上由…組成”將權利要求的范圍限制為具體的材料或步驟以及不會顯著影響受權利要求保護的本發(fā)明的基本和新型特征的那些要素。當申請人用開放式術語如“包含”定義本發(fā)明或其一部分時，除非另外指明，則應理解為本說明書應被解釋為還使用術語“基本上由…組成”和“由…組成”來描述本發(fā)明。冠詞“一個(a) ”和“一種(an) ”可以與本文所述的組合物、工藝或結構的各種要素和組分結合使用。這只是為了方便起見，并且能夠表明該組合物、工藝或結構的一般意義。此類描述包括“一個或至少一個”要素或組分。此外，如本文所用，單數(shù)冠詞也包括多個要素或組分的描述，除非在具體的上下文中明顯排除了復數(shù)。如本文所用，術語“共聚物”是指這樣的聚合物，其包含由兩個或更多個共聚單體通過共聚作用所得的共聚單元。此類共聚物包括二聚物、三元共聚物或更高階共聚物。在這一點上，本文可能會根據(jù)共聚物的組分共聚單體或其組分共聚單體的量，例如“包含乙烯和18重量％丙烯酸的共聚物”或類似的說法來描述共聚物。此類描述可視為非正式的，因為它并不把共聚單體當作共聚單元；因為它不包括共聚物的常規(guī)命名，例如國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)的命名；因為它不使用方法限定物品術語；或者因為其它原因。然而，如本文所用，關于共聚物組分共聚單體或共聚物組分共聚單體的量對共聚物進行的描述是指該共聚物含有特定共聚單體的共聚單元(當指定時具有特定數(shù)量)。由此得出如下推論，共聚物不是包含給定量的給定共聚單體的反應混合物的產物，除非在有限的情況下清楚地這樣指明。本文所提供的是在太陽能電池模塊中用作包封材料的聚合物組合物。其中包含聚合物和還原劑的聚合物包封材料，在其至少部分地與太陽能電池組合件內的可氧化金屬組件接觸時，抵抗了隨著時間的推移而發(fā)生脫色。用于聚合物包封材料中的適宜的聚合物包括但不限于乙烯酸共聚物、乙烯酸共聚物的離聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烴嵌段共聚物彈性體、聚(a -烯烴-共-a，￠-烯鍵式不飽和羧酸酯)共聚物、硅氧烷彈性體、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺和含氟聚合物樹脂、以及這些聚合物中的兩種或更多種的組合。優(yōu)選地，包封材料包含聚(乙烯醇縮丁醛)(PVB)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、或乙烯酸共聚物(中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚物)的離聚物。聚(乙烯醇縮丁醛)是用于聚合物包封材料中優(yōu)選的聚合物。因此，本文還提供了在太陽能電池模塊中用作包封材料的聚(乙烯醇縮丁醛)(PVB)組合物。當PVB包封材料至少部分地與太陽能電池組合件內的可氧化金屬組件接觸時，抵抗了隨著時間的推移而發(fā)生泛黃。在太陽能電池模塊中用作包封材料的PVB組合物包含約85重量％、或約80重量％、或約75至約55重量％、或約65重量％、或約70重量％含量的PVB聚合物。該PVB組合物還包含約15重量％、或約20重量％、或約25重量％至約45重量％、或約35重量％、或約30重量％含量的一種或多種增塑劑，以及至少約0. 01,0. 02,0. 05,0. 1,0. 2,0. 3,0. 4、 或0. 5重量％至最多約5. 0,4. 0,3. 0,2. 0或I. 0重量％含量的一種或多種還原劑。還原劑的量的優(yōu)選范圍為0. I重量％至約2重量％，更優(yōu)選地為約0. 2重量％至約I重量％，并且還更優(yōu)選地為約0. 3重量％至約0. 4重量％。所述重量百分比是基于PVB組合物的總重量計的。由此得出如下推論，PVB組合物的所有組分的重量百分比總計為100重量％。適宜的聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物可由聚(乙烯醇)與丁醛縮合而制成。聚(乙烯醇縮丁醛)聚合物可通過水或溶劑縮醛作用來制備。在溶劑方法中，縮醛作用在充足的溶劑的存在下實施，以在縮醛作用結束時溶解聚(乙烯醇縮丁醛)并制備均勻的溶液。通過沉淀含水的固體顆粒將聚(乙烯醇縮丁醛)從溶液中分離出來，然后再洗滌和干燥固體顆粒。所用的溶劑為例如乙醇之類的低級脂族醇。在水法中，通過下列方式進行縮醛化反應在酸催化劑的存在下，將丁醛加入到約20°C至約100°C的聚(乙烯醇)水溶液中，攪拌該混合物，使中間產物聚(乙烯醇縮丁醛)以細分的形式沉淀，在加熱的同時繼續(xù)攪拌，直 到反應混合物達到理想的端點，接著中和催化劑，分離、穩(wěn)定并干燥聚(乙烯醇縮丁醛)。例如，聚(乙烯醇縮丁醛)可根據(jù)US3, 153，009和US 4，696，971中所公開的方法進行制備。適宜的PVB聚合物具有約30，OOODa,或約45，OOODa,或約200，OOODa至約600，OOODa、或約300，OOODa的重均分子量，所述重均分子量通過使用小角激光光散射的尺寸排阻色譜法來確定。PVB聚合物可包含約12重量％、或約14重量％、或約15重量％至約23重量％、或約21重量％、或約19. 5重量％、或約19重量％的按聚乙烯醇(PVOH)計的輕基。羥基數(shù)量可根據(jù)標準方法例如ASTM D1396-92(1998)來確定。此外，PVB聚合物可包含以聚乙烯酯計算的至多約10%、或至多約3%的殘余酯基(通常為乙酸酯基)，剩余為縮丁醛。PVB聚合物還可包含微量的乙縮醛基，不是丁縮醛基，例如2-乙基己醛，如美國專利5，137,954中所公開。本領域中已知的任何增塑劑均適用于本文所述的聚合物組合物中。參見例如美國專利 3，841，890 ;4，144，217 ;4，276，351 ;4，335，036 ;4，902，464 ;5，013，779 和 5，886，075。那些常用的增塑劑為多元酸或多元醇的酯。適宜的增塑劑的具體實例包括但不限于獲自三乙二醇或四乙二醇與具有6至10個碳原子的脂族羧酸的反應的二酯；獲自癸二酸與具有I至18個碳原子的脂族醇的反應的二酯；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；己二酸庚酯與己二酸壬酯的混合物；癸二酸二丁酯；磷酸三丁氧基乙酯；磷酸異癸苯酯；亞磷酸三異丙酯；聚合物增塑劑，例如油改性的癸二酸醇酸；磷酸酯和己二酸酯的混合物；己二酸酯和鄰苯二甲酸烷基芐基酯的混合物；以及上述增塑劑中的兩種或更多種的組合。與PVB組合物一起使用的優(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、以及這些優(yōu)選的增塑劑中的兩種或更多種的組合。用于PVB組合物的更優(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、以及三乙二醇二 -2-乙基己酸酯和四乙二醇二正庚酸酯的組合。值得注意的增塑劑是三乙二醇-2-乙基己酸酯。用于聚合物包封材料以及用于聚(乙烯醇縮丁醛)組合物的還原劑可選自能夠還原可氧化金屬的任何材料。優(yōu)選地，還原劑選自氫醌類、菲尼酮、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、多糖、伯胺、仲胺、氫化鋁鋰、乙醛、甲醛、乙硼烷、二甲胺基甲硼烷、鐵金屬、還原糖、葡萄糖、格氏試劑、次亞磷酸及其衍生物、肼、羥胺、氨基鋰、硼氫化鋰、氫化鈣、氨基鈉、鋅金屬、三乙基硅烷、硅烷氫化物、丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺)、聚(乙烯吡咯烷酮)、二甲基甲酰胺、多元醇、二醇、丙三醇、連二硫酸鈉、硫化鈉、鄰苯二酚等，以及兩種或更多種適宜的還原劑的組合。更優(yōu)選地，還原劑選自氫醌類。還更優(yōu)選地，還原劑為氫醌。適宜的氫醌類的實例包括但不限于未取代或取代的脂族或芳族氫醌類。優(yōu)選的氫醌類的具體實例包括但不限于氫醌、2-甲基氫醌、2，3-二甲基氫醌、2，5-二甲基氫醌、2，6- 二甲基氫醌、2，3，5-三甲基氫醌、2，3，5,6-四甲基氫醌、2-乙基氫醌、2，3- 二乙基氫醌、2，5- 二乙基氫醌、2，6- 二乙基氫醌、2，3，5-三乙基氫醌、2，3，5,6-四乙基氫醌、2-丙基氫醌、2，3- 二丙基氫醌、2，5- 二丙基氫醌、2，6- 二丙基氫醌、2，3，5-三丙基氫醌、2，3，5,6-四丙基氫醌、2-異丙基氫醌、2，3- 二異丙基氫醌、2，5- 二異丙基氫醌、2，6- 二異丙基氫醌、2，3，5-三異丙基氫醌、2，3，5,6-四異丙基氫醌、2-丁基氫醌、2，3-二丁基氫醌、2，5-二丁基氫醒、2,6_ 二丁基氧醒、2, 3, 5_ 二丁基氧醒、2, 3, 5,6_四丁基氧醒、2-叔丁基氧醒、2, 3- 二叔丁基氫醌、2，5- 二叔丁基氫醌、2，6- 二叔丁基氫醌、2，3，5-三叔丁基氫醌、2，3，5，6-四叔丁基氫醌、2-苯基氫醌、2, 3- 二苯基氫醌、2, 5- 二苯基氫醌、2,6- 二苯基氫醌、2, 3, 5-三苯基 氫醌、2，3，5，6-四苯基氫醌等等、以及兩種或更多種適宜的氫醌類的組合。苯酚醚不是優(yōu)選的氫醌類。此外，還原劑可包括伯胺或仲胺。適宜胺的實例包括但不限于脂族或脂環(huán)族胺。它們可為二胺、三胺、或多胺。它們可包含伯胺官能團、仲胺官能團、或它們的混合物。優(yōu)選地，胺組分包含伯胺官能團。優(yōu)選地，胺組分包含2-100個碳原子。更優(yōu)選地，胺組分包含2-50個碳原子。此外，適宜的伯胺和仲胺在鄰近胺氮的任何碳原子處不被取代?；蛘哧愂鰹椋m宜胺的一個或多個a-碳原子是未取代的。優(yōu)選的胺的具體實例包括但不限于乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，2_ 二氨基丙烷、I，4- 二氨基丁燒、1，2- 二氨基-2-甲基丙燒、1，3- 二氨基戍燒、1，5- 二氨基戍燒、2, 2- 二甲基-I，3-丙二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1, 5-戍二胺、1, 7- 二氨基庚燒、I，8- 二氨基辛燒、I，9-二氨基壬烷、1，10-二氨基癸烷、1，12-二氨基十二烷、雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷、二亞乙基三胺、PP ’ -二氨基二乙醚、PP ’ -二氨基二乙硫醚、4，9-二氧雜-1，12-十二烷二胺、4,7,10-二氧雜-1,13-十二燒二胺、N_(2_氨乙基)-1,3-丙二胺、3,3' -二氨基-N-甲基二丙胺、3，3'-亞氨基二丙胺、亞精胺、雙(六甲撐)三胺、三乙烯四胺、N，N’_雙(3-氨丙基)乙二胺、N,N，-雙(2-氨乙基)-I, 3-丙二胺、N,N'-雙(3-氨丙基)-I, 3-丙二胺、精胺、三(2-氨乙基)胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、亞苯基二乙胺、1，3_二氨基三甲苯、4,4/ -亞甲基雙(2-甲基環(huán)己胺)、1，2-二氨基環(huán)己烷、1，3-二氨基環(huán)己烷、1，4_ 二氨基環(huán)己烷、雙(1，3_氨甲基)環(huán)己烷、異佛爾酮二胺、1，8_ 二氨基-對薄荷烷、哌嗪、4，4’ -三亞甲基二哌啶等、以及它們的混合物。此外，所述聚合物組合物還可包含一種或多種不飽和雜環(huán)化合物。適宜并優(yōu)選的不飽和雜環(huán)化合物在提交于2009年6月30日的美國臨時中請61/221，771和提交于2009年7月17日的美國臨時申請61/226，435中有所描述。簡而言之，然而，優(yōu)選的不飽和雜環(huán)化合物包括但不限于具有下式的IH-苯并三唑或非-2-H取代的苯并三唑衍生物
或具有下式的咪唑或咪唑衍生物其中R代表氫原子或取代基；其中當不飽和雜環(huán)化合物包含多于一種的取代基R時，取代基R相同或不同；并且其中取代基R選自支鏈或非支鏈、直鏈或環(huán)狀的烷基；支鏈或非支鏈、直鏈或環(huán)狀、芳族或非芳族的單取代或多取代不飽和烴基；氨基；羥基；烷氧基；和鹵原子；并且另外其中一個或多個取代基R可任選地被一個或多個鹵原子(其可相同或不同)取代或被一個或多個包含I至4個碳原子的支鏈或非支鏈的烷基(其可相同或不同)取代。基于聚合物組合物的總重量計，雜環(huán)化合物以約0. I至約2重量％、約0. I至約0. 6重量％、優(yōu)選地約0. 2至約0. 5重量％、更優(yōu)選地約0. I至約0. 25重量％的含量存在。聚合物組合物還可包含一種或多種紫外線吸收劑，基于所述聚合物組合物的總重量計，所述紫外線吸收劑的含量范圍為約0. 01重量％、或約0. 05重量％、或約0. 08重量％至約I重量％、或約0. 8重量％、或約0. 5重量％。紫外線吸收劑是本領域所熟知的，并且任何已知的紫外線吸收劑均可用于本發(fā)明中。適宜的紫外線吸收劑的實例包括但不限于苯并三唑衍生物、羥基二苯甲酮、羥基苯基三嗪、取代和未取代的苯甲酸的酯、以及這些適宜紫外線吸收劑中的兩種或更多種的組合。值得注意地，用作紫外線吸收劑的苯并三唑衍生物為2-H取代的苯并三唑衍生物。因此，它們不包括在非2-H取代的苯并三唑衍生物以及以上引用的美國臨時申請61/221771和61/226435中示出的不飽和雜環(huán)化合物的定義之內。適宜的可商購獲得的紫外線吸收劑包括但不限于由Ciba制造的Tinuvin P、Tinuvin 1130、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 328、Tinuvin 571、Tinuvin 99-DW、或Chimassob 81,由 BASF (Germany)制造的 Uvinul 3000、Uvinul 3008、Uvinul 3040、或 Uvinul 3050,以及由 Cytec Industries, Inc.制造的 Cyasorb 5411。聚合物組合物還可包含一種或多種熱穩(wěn)定劑，基于聚合物組合物的總重量計，所述熱穩(wěn)定劑的含量范圍為約0. 01重量％、或約0. 05重量％、或約0. 08重量％至約I重量％、或約0. 8重量％、或約0. 5重量％。此處所用的熱穩(wěn)定劑還可被稱為酚抗氧化劑，并且在行業(yè)內為人們所熟知。有人注意到酚抗氧化劑的鄰位或對位可以封端以避免氫醌型活性。適宜的熱穩(wěn)定劑的實例包括但不限于由Ciba制造的Irganox 1010、Irganox 1035、Irganox 1076、Irganox 1081、Irganox 1098、Irganox 1135、Irganox 1330、Irganox 1425WL、 Irganox 1520、 Irganox 245、 Irganox 3114、 Irganox 565、Irganox E 201、或 Irganox MD 1024,由 Chemtura(Middlebury, CT)制造的 Lowinox 1790、Lowinox 22M46、Lowinox 44B25、Lowinox CA22、Lowinox CPL> Lowinox HD98、Lowinox MD24> Lowinox TBM-6、或 Lowinox WSP,由 Cytec 制造的 Cyanox 1741、Cyanox 2246、或Cyanox 425,或兩種或更多種適宜的熱穩(wěn)定劑的組合。值得注意的熱穩(wěn)定劑包括 Lowinox 1790、Lowinox 22M46、Lowinox 44B25、Lowinox CA22、Lowinox CPL,Lowinox HD 98,Lowinox MD24、Lowinox TBM-6、或Lowinox WSP，或它們的任何混合物。一種優(yōu)選的熱穩(wěn)定劑為辛基苯酹。另一種優(yōu)選的熱穩(wěn)定劑為丁基化輕基甲苯(BHT)。
此外，聚合物組合物還可包含含量為至多I重量％的一種或多種受阻胺。作為另外一種選擇，基于所述聚合物組合物的總重量計，所述受阻胺可以約0. 08重量％、或約0. I重量％、或大于0. I重量％至約I重量％、至約0. 8重量％、或至最多約0. 5重量％范圍內的含量存在。受阻胺可為受阻仲胺或受阻叔胺。適宜的受阻仲胺的實例包括但不限于2，2，6，6-四甲基哌啶、2，2，6，6-四甲基哌啶醇、以及它們的混合物。適宜的受阻叔胺的實例包括但不限于N- 丁基哌啶、N，N- 二乙基環(huán)己胺、以及兩種或更多種適宜受阻胺的組合。在一些優(yōu)選的聚合物組合物中，受阻胺為受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)，其通常為仲、叔、乙?；?、N-烴氧基取代的、羥基取代N-烴氧基取代的、或其它取代的環(huán)胺，其還包含空間位阻，一般來源于鄰近胺官能團的碳原子上的脂族取代。如本文所用，術語“受阻胺”和“受阻胺光穩(wěn)定劑”是指除了取代基(包括羰基)以外完全飽和的化合物。因此，這些術語并非指任何上述的不飽和雜環(huán)化合物。受阻胺光穩(wěn)定劑在本領域內也為人們所熟知，并且可商購獲得。例如，由 Ciba(Tarrytown, NY)制造的 Tinuvin 111、Tinuvin 123、Tinuvin 144、Tinuvin 152、Tinuvin 292、Tinuvin 622、Tinuvin 765、Tinuvin 770、Tinuvin 783>Tinuvin 791、Chimassorb 119>Chimassorb 2020、或 Chimassorb 944,由 Cytec Industries, Inc. (Paterson, NJ)制造的 Cyasorb 3346 或Cyasorb 3853S、或兩種或更多種適宜受阻胺光穩(wěn)定劑的組合可用于所述聚合物組合物中。聚合物組合物還可包含一種或多種螯合劑，基于所述聚合物組合物的總重量計，所述螯合劑的含量范圍為約0. 01重量％、或約0. 05重量％、或約0. 08重量％至約I重量％、或約0.8重量％、或約0.5重量％。適宜的螯合劑的實例包括但不限于乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二胺單乙酸、乙二胺二乙酸、乙二胺三乙酸、乙二胺、三(2-氨乙基)胺、二亞乙基三胺五乙酸、或兩種或更多種適宜螯合劑的組合。如本文所用，術語“螯合劑”不包括2，2'-聯(lián)吡啶或其衍生物。除了增塑劑和上面列出的添加劑以外，聚合物組合物還可包含一種或多種任何其它適宜的添加劑，包括但不限于粘附力控制添加劑、表面張力控制劑、加工助劑、流動性增強劑、潤滑劑、顏料、染料、阻燃劑、抗沖改性劑、成核劑、抗粘連劑如二氧化硅、分散劑、表面活性劑、偶聯(lián)劑、增強劑如玻璃纖維、填料等等。這些添加劑、所述添加劑的合適濃度、以及將它們摻入聚合物組合物的方法在(例如)Kirk Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology,第 5 版，John Wiley & Sons (New Jersey, 2004)中有所描述。本文還提供了包括太陽能電池組合件的太陽能電池模塊，其中太陽能電池組合件包括至少一個太陽能電池和金屬組件；太陽能電池組合件完全或部分地被包含聚合物組合物的一個或多個聚合物包封層包封；并且金屬組件至少部分地與一個或多個聚合物包封層接觸。如本文所用的術語“太陽能電池”包括可將光轉換為電能的任何制品。適宜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)、薄膜太陽能電池(例如，基于a-Si、u c-Si、CdTe、CIS或CIGS的太陽能電池)和有機太陽能電池。然而，原則上本領域已知的任何類型的太陽能電池均適用于本文所述的太陽能電池模塊。太陽能電池可包括但不限于美國專利4，017，332 ;4，179，702 ;4，292，416 ;6，123，824 ；6，288，325 ;6，613，603 ；和 6，784，361 ;美國專利公開 2006/0213548 ；2008/0185033 ；2008/0223436 ；2008/0251120 ；和 2008/0271675 ;以及 PCT 專利申請 W02004/084282 和2007/103598中所描述的那些。用于聚合物包封層中的適宜的且優(yōu)選的聚合物組合物為如上所述針對用于聚合物包封材料的聚合物組合物。包封材料優(yōu)選地為片材的形式，該片材可具有約0. 10至約2. 4mm(約4密耳至約100密耳)、更優(yōu)選地約0. 25至約I. 2mm(約10密耳至約50密耳)的厚度。例如，當包封材料包含PVB組合物時，PVB片材優(yōu)選地具有約0. 25至約I. 2mm(約10密耳至約50密耳)
的厚度。如本文所用，術語“完全被包封”是指太陽能電池組合件層壓或夾在包含聚合物組合物的兩個包封層之間。一般來講，太陽能電池組合件的最大表面的面積小于太陽能電池模塊的一些其它組件(諸如基板或覆板、或前或后保護層、或層壓前或層壓后的一個或多 個包封層)最大表面的面積。因此，在包括完全被包封的組合件的模塊中，兩個聚合物包封層可在太陽能電池組合件的邊緣上互相接觸并且圍繞太陽能電池模塊的邊緣形成密封。當包封層的最大表面的面積大于太陽能電池組合件的最大表面的面積時，可在堆疊的未層壓太陽能電池模塊內建立它們之間的接觸。作為另外一種選擇，當包封層的最大二維表面的面積小于太陽能電池組合件的最大二維表面的面積時，在包封層于太陽能電池模塊層壓工藝的溫度和壓力下熔化并流動之前，它們之間可不建立接觸。本領域的技術人員將能夠考慮到具有顯著厚度的太陽能電池組合件在以上描述中所必需的變化。如本文所用，術語“部分被包封”是指包括沉積在基板(或覆板)上的太陽能電池(諸如薄膜太陽能電池)的太陽能電池組合件的一個側面與層壓到包含聚合物包封材料組合物的包封層的基板(或覆板)相對，使得太陽能電池組合件被夾在基板(或覆板)和聚合物包封層之間。在包括部分被包封的組合件的模塊中，聚合物包封層可在太陽能電池模塊的邊緣上與太陽能電池組合件的基板(或覆板)接觸，并且圍繞太陽能電池組合件的邊緣形成密封。再次重申，根據(jù)基板(覆板)、太陽能電池組合件和包封層的相對表面面積，邊緣密封可在形成太陽能電池模塊的層壓工藝之前或之后形成。如本文所用的術語“金屬組件”是指包含元素金屬的太陽能電池組合件或太陽能電池模塊的一種組成部件或多種組成部件的任意子組合。具體地講，術語“元素金屬”、“金屬元素”和“M°”(例如“元素鐵”、“金屬鐵”和“Fe°”)是同義的，并且在本文中互換使用。元素金屬可以基本上為純金屬的形態(tài)存在，例如反射膜中所用的銀。作為另外一種選擇，元素金屬可與(例如)非金屬材料如載體或填料復合，或者可作為粉末或薄片、作為分散體的連續(xù)或分散相、或以任何其它形態(tài)存在于固體溶液、合金或結晶態(tài)中。例如，在一些連接線中所用的焊接材料為僅含有約2重量％銀的銀鋁合金。太陽能電池組合件中的金屬組件的實例包括例如導體漿料、連接線、金屬導電涂層和金屬反射膜。更具體地講，通常用于基于晶片的太陽能電池中的導體漿料為沉積在太陽能電池的前朝陽面或后非朝陽面上以有效接觸太陽能電池并傳輸光生電流的導電薄膜。例如前導體漿料可包含元素銀。如本文所用的術語“連接線”還包括用于將獨立的電線連接到一起或將電線錨固在太陽能電池上的焊接材料。連接線既可用于基于晶片的太陽能電池、又可用于薄膜太陽能電池，并且通常焊接在太陽能電池的表面上，用于在獨立的太陽能電池之間提供電連接并將光生電流導出模塊。在某些實施例中，連接線(包括它們的焊接材料)以及尤其是焊接材料可包含銀或銀合金。在構造薄膜太陽能電池期間，在將光子吸收材料沉積到基底之前，首先將第一導電層(如透明導電氧化物(TCO)或金屬涂層)涂布在基板上。此外，在構造太陽能電池期間，進而將第二導電層(如TCO或金屬涂層)沉積在光子吸收材料上。金屬組件可為這兩個金屬導電涂層中的一者或二者。通常將金屬背面反射膜復合在薄膜太陽能電池中以將繞過或穿過太陽能電池的光子反射到太陽能電池上，從而提高發(fā)電效率。在某些太陽能電池模塊中，金屬背面反射膜通過將銀層或包含銀的層濺射在太陽能電池上來形成。此外，金屬組件可完全或部分地與包封材料接觸。例如，“部分接觸”指的是金屬組件的表面面積的至少約3. 6X10-5%與包封材料接觸。該量對應于薄膜電池中劃片槽的計算面積，然而本文中還使用該量來表示對于其它金屬組件而言和在不同類型的太陽能電池模塊中的接觸的最小表面面積。相比而言，金屬組件與下述包封材料完全接觸，該包封材料位于例如其中基本上100%的銀反射膜的表面面積與包封材料接觸的太陽能電池模塊內。然而，當不加修飾地使用時，例如術語“銀組件與包封材料接觸”指的是任何非零程度的接觸。換句話說，組件的任何非零百分比的表面面積可與包封材料接觸。金屬組件包含一種或多種可氧化金屬。具體地講，金屬在太陽能電池模塊的正常工作條件下為可氧化的。一些優(yōu)選的可氧化金屬在以下條件下與用于太陽能電池模塊中的聚合物包封材料接觸時為可氧化的保持在85°C的溫度、85%相對濕度以及1，000伏特的偏壓下1000小時。更優(yōu)選的可氧化金屬包括鉍、鎘、銅、鉛、銀、錫和鋅。在存在于工作的太陽能電池模塊中的條件下，銀尤其傾向于氧化。已發(fā)現(xiàn)當現(xiàn)有技術包封材料與包含可氧化金屬的太陽能電池模塊的金屬組件完全或部分接觸時，現(xiàn)有技術包封材料有隨時間推移而脫色的傾向。從不希望受到理論束縛 的角度出發(fā)，據(jù)信當包含在金屬組件內的元素金屬(M° )在高電壓和高濕度條件下被氧化而形成遷移到包封材料中的金屬陽離子時，發(fā)生此類脫色現(xiàn)象。一旦進入包封材料中，金屬陽離子隨后被還原為元素金屬(M° )。元素金屬在聚合物基質內可以納米級金屬顆粒的形式存在，據(jù)信是其引起了脫色。然而，通過將還原劑以及任選地一種或多種上述的其它添加劑加入到聚合物包封材料中，減少或防止了元素金屬的形成，并且減輕了包封材料導致的脫色現(xiàn)象。在更具體的實例中，太陽能電池模塊包括太陽能電池組合件，其中(A)太陽能電池組合件包括至少一個太陽能電池和銀組件；(B)太陽能電池組合件被一個或多個包含如上所述PVB組合物的PVB包封層完全或部分地包封；并且(C)銀組件至少部分地與一個或多個PVB包封層接觸。當本文所述的PVB包封材料與一種或多種銀組件長時間接觸時，PVB包封材料的黃度指數(shù)(YI)變化得以減小或最小化。PVB包封材料的H可使用2°觀察儀并使用光源C作為光源，根據(jù)ASTM E313-05來確定。這些條件還可被描述為“2° /C”。所報道的H為無量綱數(shù)，并且必須歸一化為特定樣品通路長度以進行直接比較。一般來講，對于通路長度為I. Ocm的樣品，本文所述的PVB包封材料的H保持在約60或更小、或約55或更小、或約50或更小、或40或更小、或約30或更小、或約20或更小。還優(yōu)選地，在測試條件下或在太陽能電池模塊的使用條件下，本文所述的PVB包封材料相比不包含還原劑的PVB包封材料，其YI的改變小于500%、小于350%、小于200 %、小于100 %、小于50 %、小于25%或小于10%。當可氧化金屬不是銀時，金屬納米顆粒的光學效應可能不是泛黃。例如，納米顆?？蓪е卤∧ぶ挟a生云斑，或它們可導致脫色為黃色以外的顏色。在這些情況下，本文所述的包封材料的效應可通過諸如透明度測定、電子顯微鏡分析和分光法的方法來量化。例如，對于其納米顆粒導致脫色為黃色以外的顏色的金屬，可使用類似于確定YI所用的方法，不同的是將觀察不同范圍內的可見光波長。太陽能電池模塊內的聚合物包封材料的脫色難以原位測量，因為模塊內其它組件(諸如涂層)的脫色難以與包封材料的脫色分離。為避免此障礙，剝開模塊以隔離包封材料通常是必要的。然而，剝開模塊也是不方便的步驟。因此，通常采用模型系統(tǒng)來測定包封材料的脫色。固體包封材料和聚合物溶液皆可被用作太陽能電池模塊中聚合物包封材料的脫色的模型系統(tǒng)。例如，當固體包封材料被用作具有銀組件的太陽能電池模塊的模型時，包封材料被層壓到鍍銀玻璃片材的鍍銀側，然后在保持85°C的溫度和85%的相對濕度(RH)以及1，000V的偏壓下1000小時。本文用作模型的固體包封材料具有恒定的增塑劑濃度以保證比較包封材料的H的有效性。固體包封材料中其它添加劑(還原劑、不飽和雜環(huán)化合物、紫外線吸收劑、熱穩(wěn)定劑、受阻胺、螯合劑等)的總量通常為增塑劑的量的約1%或更少；因此，由添加劑的量的改變導致的YI變化可忽略不計。當聚合物溶液用作具有PVB包封材料和銀組件的太陽能電池模塊的模型時，將純PVB樹脂(IOg)的甲醇(IOOg)溶液的原液與銀鹽的甲醇溶液的原液以及溶液模型中包括的任何添加劑的原液混合。將溶液樣品置于60°C的熱水浴中培養(yǎng)2至8小時，直到陰性對照樣品出現(xiàn)肉眼明顯可見的黃色。將樣品轉移到具有I. Ocm通路長度的比色皿中，并且根據(jù)標準方法得到它們的光譜。溶液樣品中PVB和銀(以銀離子計)的濃度保持恒定，也是為保證溶液H對比的有效性。在一個優(yōu)選的太陽能電池模塊中，太陽能電池為基于晶片的太陽能電池，并且金屬組件可為導體漿料或一根或多根連接線。金屬組件與包封材料接觸，并且所述包封材料包含聚合物組合物。另外，包括基于晶片的太陽能電池和銀組件的太陽能電池組合件由聚合物包封材料進行包封，并且可進而夾在兩個保護性外層之間，所述保護性外層也被稱為前板和背板。太陽能電池模塊的保護性外層可由任何適宜的片材或膜形成。適宜的片材包括玻璃片材、金屬片材(諸如鋁、鋼、鍍鋅鋼)、陶瓷板、或塑性片材(諸如聚碳酸酯、丙烯酸類、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)選在茂金屬催化劑的存在下制備的聚苯乙烯)、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物)、或者它們中的兩種或更多種的組合。適宜的膜包括金屬膜如鋁箔膜、或聚合物膜諸如包含聚酯(如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)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(如間規(guī)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(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 (如乙酸纖維素、三乙酸纖維素等)、玻璃紙、硅酮、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、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物等)或者它們中的兩種或更多種的組合的那些。聚合物膜可為非取向的，或單軸向取向的，或雙軸向取向的。適宜的聚合物膜的一些具體實例包括但不限于聚酯膜(如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜)、含氟聚合物膜(如，得自 E. I. du Pont de Nemours and Company (DuPont) (Wilmington,DE)的Tedlar. 、Tefzel 和Teflon 膜)。另外，薄膜可為多層膜形式，諸如含氟聚合物/聚酯/含氟聚合物多層膜(如，得自 Isovolta AG. (Austria)或 Madico (Woburn,MA))的 Tedlar- /PET/Tedlar. 或 TPT 層壓膜)。在另一個優(yōu)選的太陽能電池模塊中，太陽能電池為薄膜太陽能電池，并且金屬組件可選自連接線、導電涂層、或背反射膜，或它們中的兩種或更多種的組合。在一個具體的薄膜太陽能電池中，金屬組件為導電涂層。金屬組件還可為背反射膜。與上述基于晶片的太陽能電池模塊類似，所述薄膜太陽能電池組合件完全或部分地被包封材料所包封，并且金屬組件與包封材料接觸。另外，完全或部分被包封的薄膜太陽能電池組合件可進而夾在兩個附加保護性外層(諸如前板或后板)之間。作為另外一種選擇，薄膜太陽能電池組合件可部分地被包封材料所包封，如，側面與層壓于包封材料的基板(或覆板)相對，所述包 封材料進而被層壓到保護性外層。更優(yōu)選地，薄膜太陽能電池組合件包括與PVB包封材料接觸的含銀反射膜。在另一個優(yōu)選的薄膜太陽能電池模塊中，吸光材料分層沉積在基板上。所述基板可由如上所述用于保護性外層的玻璃、或任何適宜的金屬、或聚合物片材或膜制成。薄膜太陽能電池可為單結或多結(包括串結)薄膜太陽能電池。由于太陽能的光譜提供了各種能量的光子，因此開發(fā)了多結太陽能電池，以便日光可連續(xù)穿過多個太陽能電池層。定制每個單獨的層以有效地將特定能量范圍的光子轉換為電能。多結太陽能電池通常用不同能隙的層進行構造，其中較高能隙的層鄰近光進入模塊所穿過的表面。一貫地，較低能隙的層設置于進一步朝向模塊的中部。任何適宜的方法均可用于制備本文所述太陽能電池模塊。具體地講，可使用本領域已知的任何適宜的層壓方法(諸如高壓釜法或非高壓釜法)來制備太陽能電池模塊。例如，在典型的層壓方法中，首先將太陽能電池堆放在包封材料(如，PVB片材形式的包封材料)之間，并且將該疊堆進一步堆放在兩個保護性薄膜或片材之間，然后對整個組合件進行層壓處理。另外，在薄膜太陽能電池模塊的制備時，首先將沉積在基板上的太陽能電池堆放在包封材料(如，PVB片材形式的包封材料)上方，然后再堆放在保護性薄膜或片材上，隨后進行層壓處理。在適宜的方法的實例中，將組合件放入能夠維持真空的袋子(“真空袋”)內，通過真空管或其它裝置抽出袋中的空氣，將袋子密封同時保持真空(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135°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?？捎谜婵窄h(huán)來代替真空袋。美國專利3，311，517中公開了一類適宜的真空袋。加熱和加壓循環(huán)后，在不加入附加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，釋放高壓釜中過量空氣并將層壓體從高壓釜中移出。作為另外一種選擇，可將預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，之后，使加熱后的組合件通過一組壓料輥，以便將介于各層之間的空隙空間中的空氣擠出，并密封組合件的邊緣。該階段的組合件被稱為預壓組合件。然后在約100至約300psi (約6. 9至約20. 7巴)，或優(yōu)選約200psi (13. 8巴)的
壓力下，可將預壓件置于空氣高壓釜中，其中溫度升至約120°C至約160°C、或約135°C至約160°C。維持這些條件約15至約60分鐘、或約20至約50分鐘，之后，在不引入更多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，釋放高壓釜中過量空氣并將層壓產物從高壓釜中移出。太陽能電池模塊還可通過非高壓釜法制備。適宜的非高壓釜法在例如美國專利 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，美國專利公布 20040182493,歐洲專利 EP1235683B1,以及 PCT 專利公布W09101880和W003057478中有所描述。一般來講，非高壓釜法包括加熱預層壓組合件和施加真空和/或壓力。例如，可使組合件相繼通過加熱烘箱和壓料輥。
層壓方法的這些實例并不旨在進行限制?？刹捎萌魏斡行У膶訅悍椒?。本文還提供了 包括兩個或更多個上述太陽能電池模塊的太陽能電池陣列；一種將光能轉換成電的方法，所述方法包括將太陽能電池組合件或太陽能電池模塊暴露于電磁輻射的步驟；和一種將太陽能轉換成電的方法，所述方法包括將太陽能電池組合件或太陽能電池模塊暴露于太陽輻射的步驟。提供了以下實施例以進一步詳細描述本發(fā)明。這些實施例示出了目前設想來實施本發(fā)明的優(yōu)選模式，其旨在說明而不是限制本發(fā)明。
實施例對照實施例CEl可從DuPont商購獲得的Butacite PVB片材被層壓到銀鍍膜玻璃片中鍍銀的一偵牝所述片材基于PVB組合物總重量計，包含72. 97重量％的聚(乙烯醇縮丁醛)、26. 7重量％的三甘醇二-2-乙基己酸酯、0. I重量％的Tinuvin P苯并三唑紫外線吸收劑(Ciba)、0. 003重量％的Tinuvin 123受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS) (Ciba)和0. 22重量％的辛基苯酚。在85%的相對濕度(RH)、85°C和1000V偏壓的條件下使用1000小時之后，PVB片材的顏色從接近無色變?yōu)樯钭厣φ諏嵤├鼵E2和CE3以及實施例El通過將硝酸銀和添加劑的甲醇溶液與PVB薄片的甲醇溶液混合來制備干燥純凈PVB樹脂(6. 9 X 10_5mol)、硝酸銀(I. 2 X 10_5mol)和添加劑的溶液。PVB樹脂具有18. 8重量％的殘余OH含量和大于125，OOODa的分子量，所述殘余OH含量通過ASTME222-00 (2005) el (利用乙酸酐乙?；饔玫牧u基標準試驗方法，試驗B，回流法)確定，所述分子量通過使用尺寸排阻色譜法確定。還制備了兩種對照溶液(CE2和CE3)，一種為不含添加劑的PVB甲醇溶液，另一種為不含添加劑的PVB和硝酸銀的甲醇溶液。將所述溶液在60°C下加熱2至8小時。通過使用HunterLab Ultrascan色度計(Hunter Labs (Reston，VA))進行測量來監(jiān)視它們的顏色變化。使用2°觀察儀和C光源(2° /C)，通過ASTM E313-05來計算黃度指數(shù)(YI)，并將其歸一化至I. Ocm通路長度。將硝酸銀加入到PVB/甲醇溶液中的結果是，黃度指數(shù)(YI)從6(對照實施例CE2)變化至290. I (對照實施例CE3)。
在實施例El中，將氫醌(基于PVB樹脂計，0. 4重量％ )加入對照實施例CE3的溶液中。將所述溶液在60°C下加熱2至8小時。監(jiān)視顏色變化，并且按照上述對照實施例CE2和CE3的方法計算YI。實施例El的H與對照實施例CE3的PVB/硝酸銀/甲醇對照溶液相比減小了。將一種或多種任選的不飽和雜環(huán)化合物、紫外線吸收劑、或受阻胺加入到El的溶液中使H進一步減小。對照實施例CE4和實施例E2在實施例E2中，將72. 56重量％實施例El中所用的干燥純凈PVB樹脂與0. 4重量％氫醌、0. 12重量％ Tinuvin P和0. 22重量％辛基苯酚溶于26. 7重量％的三乙二醇二 -2-乙基己酸酯所得的溶液共混。將此共混物送入單螺桿擠出機并在200°C的標稱溫度下使其熔融。將得到的熔融物壓成30密耳厚的片材，并將此片材層壓在第一浮法玻璃片和第二浮法玻璃片之間。所述第二浮法玻璃片在其層壓接觸PVB片材的一側具有銀涂層(200nm厚)。對照實施例CE4的層壓體具有相同的結構，不同之處在于PVB片材包含72. 96 重量％的PVB樹脂、26. 7重量％的三乙二醇二 -2-乙基己酸酯、0. 12重量％的Tinuvin P和0. 22重量％的辛基苯酚。將對照實施例CE4和實施例E2的層壓體放入保持在85°C和85 %相對濕度(RH)并承受1000V的偏壓的室內1000小時。經此暴露后，對照實施例CE4的層壓體中的PVB片材的脫色情況比實施例E2的層壓體中的PVB片材嚴重。雖然上文已經描述并且具體示例了本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案，但并不旨在將本發(fā)明限于這些實施方案?？稍诓幻撾x本發(fā)明范圍和實質的情況下進行多種修改，如以下權利要求書中所示。
權利要求
1.太陽能電池模塊，包括太陽能電池組合件和聚合物包封材料，所述太陽能電池組合件包括一個或多個太陽能電池；其中所述太陽能電池組合件還包括ー種或多種金屬組件；其中所述金屬組件包含可氧化金屬；其中所述金屬組件至少部分地與所述聚合物包封材料接觸；其中所述金屬組件選自導體漿料、連接線、導電涂層和反射膜；并且其中所述聚合物包封材料包含還原劑。
2.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述可氧化金屬在所述太陽能電池模塊的工作條件下為可氧化的，或其中所述可氧化金屬在以下條件下與聚合物包封材料接觸時為可氧化的保持在85°C的溫度和85%的相対濕度以及1，OOO伏的偏壓下1000小吋。
3.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述聚合物包封材料包含一種或多種選自以下的聚合物こ烯酸共聚物、こ烯酸共聚物的離聚物、聚(こ烯-こ酸こ烯酯)、聚(こ烯醇縮醛)、聚氨酷、聚氯こ烯、聚こ烯、聚烯烴嵌段共聚物弾性體、聚(a -烯烴-共-a，0 -烯鍵式不飽和羧酸酯)共聚物、硅氧烷弾性體、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺和含氟聚合物樹脂。
4.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述聚合物包封材料包含至少約0.01重量％至最多約5. 0重量％的一種或多種還原劑。
5.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述還原劑包括一種或多種選自以下的材料氫醌類、菲尼酮、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、多糖、伯胺、仲胺、氫化鋁鋰、こ醛、甲醛、こ硼烷、ニ甲胺基甲硼烷、鐵金屬、還原糖、葡萄糖、格氏試劑、次亞磷酸及其衍生物、肼、羥胺、氨基鋰、硼氫化鋰、氫化鈣、氨基鈉、鋅金屬、三こ基硅烷、硅烷氫化物、丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺)、聚(こ烯吡咯烷酮)、ニ甲基甲酰胺、多元醇、ニ醇、丙三醇、連ニ硫酸鈉、硫化鈉和鄰苯ニ酚。
6.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述可氧化金屬選自鉍、鎘、銅、鉛、銀、錫和鋅。
7.權利要求I的太陽能電池模塊，其中所述可氧化金屬基本上由銀組成，并且所述金屬組件為銀組件。
8.太陽能電池模塊，包括太陽能電池組合件和聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料，所述太陽能電池組合件包括ー個或多個太陽能電池，其中a)所述太陽能電池組合件還包括銀組件；(ii)所述銀組件包含元素銀；(iii)所述銀組件與所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料接觸；(iv)所述銀組件選自導體漿料、連接線、導電涂層和反射膜；并且(V)所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料包含聚(こ烯醇縮丁醛)聚合物、約15至約45重量％的增塑劑、以及約0. 3至約2重量％的ー種或多種還原劑，所述還原劑選自氫醌、菲尼酮、甲酸、梓檬酸、抗壞血酸、多糖、伯胺和仲胺；其中所述重量百分比是基于所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料的總重量計的。
9.權利要求I或權利要求8的太陽能電池模塊，其中所述還原劑包括氫醌。
10.權利要求I或權利要求8的太陽能電池模塊，其中所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料還包含一種或多種輔劑，所述輔劑選自基于所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料的總重量計,約0. I至約2重量％的ー種或多種不飽和雜環(huán)化合物；約0. 01至約I重量％的ー種或多種紫外線吸收劑；約0. 01至約I重量％的ー種或多種熱穩(wěn)定劑；約0. 01至約I重量％的ー種或多種受阻胺；和約0.01至約I重量％的ー種或多種螯合劑；并且其中所述ー種或多種不飽和雜環(huán)化合物選自IH-苯并三唑、非2H取代的苯并三唑、咪唑及咪唑衍生物；其中所述ー種或多種紫外線吸收劑選自2-H取代的苯并三唑衍生物；其中所述ー種或多種熱穩(wěn)定劑選自辛基苯酚和丁基化羥基甲苯(BHT);其中所述ー種或多種受阻胺為受阻胺光穩(wěn)定劑；并且其中所述ー種或多種螯合劑選自こニ胺四こ酸(EDTA)、こニ胺單こ酸、こニ胺ニこ酸、こニ胺三こ酸、こニ胺、三(2-氨こ基)胺和ニ亞こ基三胺五こ酸。
11.權利要求7或權利要求8的太陽能電池模塊，其中所述銀組件基本上由純銀金屬組成，或其中所述銀組件包含至少約2重量％的元素銀，或其中所述銀組件包含銀合金，并且其中所述合金包含至少約2重量％的元素銀。
12.權利要求I或權利要求8的太陽能電池模塊，其中所述太陽能電池包括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單晶硅(c-Si)和多晶硅(mc-Si)的太陽能電池；或其中所述太陽能電池包括薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池包含一種或多種選自以下的材料非晶硅(a-Si)、微晶硅(ii c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CIS)、銅銦/鎵ニ硒化物(CIGS)、吸光染料和有機半導體。
13.權利要求12的太陽能電池模塊，其中所述金屬組件或所述銀組件為反射膜，優(yōu)選地為包含銀合金的反射膜。
14.任ー項前述權利要求的太陽能電池模塊將太陽能轉化成電的用途。
15.用于防止包括太陽能電池組合件的太陽能電池模塊中的聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料脫色的方法，所述太陽能電池組合件包括完全地或部分地與所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料接觸的銀組件，所述方法包括以下步驟 提供包含聚(こ烯醇縮丁醛)聚合物、約15至約45重量％的ー種或多種增塑劑、以及約0.3至約2重量％的一種或多種還原劑的聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料，所述還原劑選自氫醌、菲尼酮、甲酸、檸檬酸、抗壞血酸、多糖、伯胺和仲胺，其中所述重量百分比是基于所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封材料的總重量計的；以及 用所述聚(こ烯醇縮丁醛)包封所述太陽能電池組合件。
全文摘要
本發(fā)明提供了包括太陽能電池組合件和聚合物包封材料的太陽能電池模塊。所述聚合物包封材料與所述太陽能電池組合件的組件接觸，所述組件包含可氧化金屬諸如銀。當金屬陽離子遷移到所述包封材料中時可能導致脫色。本文所述改善的包封材料包含一種或多種還原劑以減輕或防止這種脫色。
文檔編號H01L31/048GK102668124SQ201080051403
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2009年11月13日
發(fā)明者K·M·斯蒂卡, R·A·海斯, R·L·史密斯 申請人:納幕爾杜邦公司