用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物以及使用其的光伏組件的制作方法
【專利摘要】提供了用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，以及使用其的光伏組件，更特別地，提供了具有低透濕性和由于熱壓得到優(yōu)異粘合性的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，以及使用該樹脂組合物的光伏組件，因此，在將用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物用于光伏組件的前板、背板或前板與背板二者的情況下，由于優(yōu)異的透明度和對抗紫外光的耐久性、以及對玻璃的高粘合強(qiáng)度，可以使用該樹脂組合物而無需粘合劑，因此可以表現(xiàn)出優(yōu)異的相容性。
【專利說明】用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物以及使用其的光伏組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物以及使用其的光伏組件，更特別地，涉及具有低透濕性和由于熱壓而得到的優(yōu)異粘合性的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，以及使用其的光伏組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種清潔、可再生并且用之不盡的能源。光伏技術(shù)是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)技術(shù)。因?yàn)樵谠摷夹g(shù)的能量轉(zhuǎn)化過程中沒有機(jī)械和化學(xué)作用，用于其的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，因此幾乎不需要維護(hù)，壽命長，并且安全而生態(tài)友好。此外，發(fā)電規(guī)?？蔀閺挠糜诩矣冒l(fā)電至大規(guī)模發(fā)電不等。
[0003]光伏系統(tǒng)由接收光以發(fā)電的光伏組件、儲存所生成的電的電池和用作功能為將電由直流電轉(zhuǎn)化為交流電并將其連接至電力系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)(PCS)構(gòu)成。
[0004]光伏組件的結(jié)構(gòu)一般通過這樣而得到:組合多個(gè)太陽能電池器件，并通過將粘合樹脂填充在各太陽能電池器件的兩個(gè)表面上都形成封裝膜，從而將太陽能電池器件納入并封裝于該封裝膜內(nèi)部(一般來說，在陽光的光入射側(cè)(前表面)上形成的封裝膜稱為“前板”，而在太陽光的光非入射側(cè)(后表面)上形成的封裝膜稱為“背板”)。
[0005]此外，要求光伏組件壽命長，而輸出功率保持20年至30年不降低。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)其長壽命，重要的是阻隔不利地影響太陽能電池器件的水分或氧氣，或者防止光伏組件封裝膜(在下文中，稱為 封裝膜)由于水解或紫外光而劣化。此外，由于對較低價(jià)格的封裝膜的強(qiáng)烈需求，需要降低封裝膜的成本，并且需要封裝膜具有反射太陽光的功能。
[0007]此外，對于通過使封裝膜高度透明來改進(jìn)轉(zhuǎn)化效率(光電轉(zhuǎn)換率)進(jìn)行研究，由此增加太陽光的入射率。
[0008]相關(guān)領(lǐng)域的光伏組件具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中太陽能電池位于安全玻璃層(其上貼附有EVA膜以增強(qiáng)上層部分的安全性和執(zhí)行封裝功能)與用于反射太陽光和執(zhí)行封裝功能的EVA背板之間。在此，背板執(zhí)行與太陽能電池壽命直接相關(guān)的封裝功能和再次反射通過太陽能電池層的光以減少太陽光損失的功能。因此，要求光伏組件的前板和背板對其上的玻璃具有強(qiáng)的粘合強(qiáng)度、通過熱壓得到的高粘合性、和低透濕性，但是它們尚未滿足這些要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有對光伏組件鋼化玻璃層(tempered glass layer)的優(yōu)異粘合強(qiáng)度的、由此幾乎不損失光的高透光性的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，以及使用其的光伏組件。
[0011]更特別地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供通過包含相同材料的前板和背板，具有優(yōu)異粘合強(qiáng)度從而顯著改進(jìn)封裝功能的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，以及使用其的光伏組件。
[0012]對于問題的解決方案
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了包含脂肪族聚碳酸酯的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物。
[0014]在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0015]在本文中，除非另有說明，否則說明書中所用術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的那些相同的含義，并且將省略可淡化本發(fā)明主題主旨的已知功能與構(gòu)成的詳細(xì)說明。
[0016]本發(fā)明涉及用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物和使用其的光伏組件。在一個(gè)總的方面，本發(fā)明提供了用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，其包含由二氧化碳與選自以下的一種環(huán)氧化合物或者選自以下的兩種或更多種不同的環(huán)氧化合物反應(yīng)而得到的脂肪族聚碳酸酯:未被取代的或者被鹵素或烷氧基取代的(C2-C10)環(huán)氧烷烴；未被取代的或者被鹵素或烷氧基取代的(C4-C20)環(huán)氧環(huán)烷烴；未被取代的或者被鹵素、烷氧基、烷基或芳基取代的(C8-C20)氧化苯乙烯；還提供了使用其的光伏組件。
[0017]烷氧基可選自烷氧基、芳氧基、芳烷氧基(aralkyloxy)等，但不限于此。芳氧基可選自苯氧基、聯(lián)苯氧基和蔡氧基等。
[0018]此外，烷氧基、烷基和芳基還可被齒原子或烷氧基取代。
[0019]更特別地，脂肪族聚碳酸酯由以下化學(xué)式I來表示:
[0020][化學(xué)式I]
[0021]
[0022](其中，w為2至10的整數(shù)；x為5至100的整數(shù)；y為O至100的整數(shù)；n為I至3的整數(shù)；并且R是氫、(C1-C4)烷基或-CH2-O-R, (R，是(Cl~C8)烷基)。
[0023]在本發(fā)明中，環(huán)氧化合物的具體實(shí)例可包括但不限于:環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷、環(huán)氧戊烷、環(huán)氧己烷、環(huán)氧辛烷、環(huán)氧癸烷、環(huán)氧十二烷、環(huán)氧十四烷、環(huán)氧十六烷、環(huán)氧十八烷、一氧化丁二烯、1，2-環(huán)氧-7-辛烯、表氟醇、表氯醇、表溴醇、異丙基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚、叔丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、環(huán)氧環(huán)戊烷、環(huán)氧環(huán)己烷、環(huán)氧環(huán)辛烷、環(huán)氧環(huán)十二烷、^1-氧化菔烯、2，3-環(huán)氧降冰片烯、氧化檸檬烯、狄氏劑、2，3_環(huán)氧丙基苯、氧化苯乙烯、環(huán)氧苯基丙烯、氧化二苯乙烯(stilbene oxide)、氧化氯代二苯乙烯(chlorostilbene oxide)、氧化二氯代二苯乙烯(dichlorostilbene oxide)、1，2_環(huán)氧_3_苯氧基丙烷、節(jié)氧基甲基環(huán)氧乙燒、縮水甘油基-甲基苯基醚、氯苯基-2，3-環(huán)氧丙基醚、環(huán)氧丙基甲氧基苯基醚(epoxypropylmethodyphenyl ether)、聯(lián)苯縮水甘油醚和縮水甘油基`萘基醚等。
[0024]用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物的特征在于包含在180°C下熔融粘度為
0.5Pa-秒至9Pa_秒的脂肪族聚碳酸酯。粘度與脂肪族聚碳酸酯聚合物的聚合度成比例。如果樹脂組合物的粘度低于0.50Pa-秒，則難以賦予封裝膜以耐水解性、耐光性和耐熱性，導(dǎo)致該封裝膜耐水性的劣化。反之，如果固有粘度高于IOPa-秒，則難以進(jìn)行熔融和擠出成型，導(dǎo)致成膜性的劣化和粘合強(qiáng)度的降低。
[0025]上述化學(xué)式I的脂肪族聚碳酸酯可通過溶液聚合或本體聚合來制備，并且更特別地，通過在一種環(huán)氧化合物或者兩種或更多種不同的環(huán)氧化合物以及催化劑的存在下供給二氧化碳同時(shí)使用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)來進(jìn)行聚合。作為有機(jī)溶劑，可單獨(dú)使用或者以兩種或更多種的組合來使用以下化合物:脂肪烴，例如，戊烷、辛烷、癸烷和環(huán)己烷等；芳香烴，例如，苯、甲苯和二甲苯等；和鹵代烴，例如，氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、氯乙烷、三氯乙烷、1-氯丙烷、2-氯丙烷、1-氯丁烷、2-氯丁烷、1-氯-2-甲基丙烷、氯苯和溴苯等。二氧化碳的壓力可為正常壓力至lOOatm，優(yōu)選地，可合適地為5atm至30atm。共聚合時(shí)的聚合溫度可為20°C至120°C，優(yōu)選地，可合適地為50°C至90°C。更優(yōu)選地，可進(jìn)行使用單體本身作為溶劑的本體聚合。
[0026]在下文中，將更詳細(xì)地描述制備根據(jù)本發(fā)明的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物的方法。
[0027]作為根據(jù)本發(fā)明用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，可使用熔融粘度為
0.5Pa_秒至9Pa_秒的聚碳酸亞丙酯。然后將其擠出成型以成膜?；蛘?，可使用聚碳酸亞乙酯或聚碳酸亞丙酯的無規(guī)聚合物。為了使其實(shí)現(xiàn)，在共聚時(shí)，將二氧化碳與環(huán)氧烷烴(環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷作為環(huán)氧烷烴)以預(yù)定的比例混合，從而制備三元共聚物。環(huán)氧乙烷的含量變得越高，耐水性能(water barrier property)越高,但是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越低,導(dǎo)致膜的強(qiáng)度降低。因此，環(huán)氧乙烷在原料中的含量優(yōu)選為50wt%或更低。
[0028]此外，本發(fā)明的特征在于，在制備脂肪族聚碳酸酯時(shí)使用由以下化學(xué)式2表示的配位化合物作為催化劑:
[0029][化學(xué)式2]
[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物，所述樹脂組合物包含由二氧化碳與選自以下的一種環(huán)氧化合物或者選自以下的兩種或更多種不同的環(huán)氧化合物反應(yīng)而得到的脂肪族聚碳酸酯:未被取代的或者被鹵素或烷氧基取代的(C2-C10)環(huán)氧烷烴；未被取代的或者被鹵素或烷氧基取代的(C4-C20)環(huán)氧環(huán)烷烴；未被取代的或者被鹵素、烷氧基、烷基或芳基取代的(C8-C20)氧化苯乙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯由以下化學(xué)式I表示: [化學(xué)式I]
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述樹脂組合物在180°C下的熔融粘度為0.5Pa-秒至 9Pa_ 秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述脂肪族聚碳酸酯通過使用由以下化學(xué)式2所表示的化合物作為催化劑來制備: [化學(xué)式2]
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的樹脂組合物，其中在由以上的化學(xué)式2表示的配位化合物中， M是二價(jià)鉆；A是氧；Q是反式_1，2-環(huán)亞己基、亞苯基或亞乙基！R1和R2各自獨(dú)立地是甲基或乙基；R3至R10各自獨(dú)立地是氫或-[YR413^ffl((CR42R43)nN+R44R45R46}ffl] ;Y是C或Si ;R41、R42、R43、R44、R45和R46各自獨(dú)立地是:氫、(C1-C20)烷基；含有鹵素、氮、氧、硅、硫以及磷中至少一種的(C1-C20)烷基；(C2-C20)烯基；含有鹵素、氮、氧、硅、硫和磷中至少一種的(C2-C20)烯基；(C1-C20)烷基(C6-C20)芳基；包含鹵素、氮、氧、硅、硫以及磷中至少一種的(C1-C20)烷基(C6-C20)芳基；(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基；含有鹵素、氮、氧、娃、硫以及磷中至少一種的(C6-C20)芳基(C1-C20)烷基；或被烴基取代的第14族金屬的類金屬基團(tuán)；并且R44、R45和R46中的兩個(gè)可彼此連接以形成環(huán)；m為I至3的整數(shù)，并且η為I至20的整數(shù)；前提條件是，當(dāng)m為I時(shí)，R3至Riq中的至少三個(gè)是_[YR413_m{ (CR42R43)nN+R44R45R46}J ;當(dāng) m 為 2 時(shí)，R3 至 Riq 中的至少兩個(gè)是 _[YR413_mKCR42R43)nN+R44R45R46} J ;當(dāng) m 為 3 時(shí)，R3至 R10 中的至少一個(gè)是-[YR413_m {(CR42R43)nN+R44R45R46JJ。
6.一種光伏組件的封裝膜，所述封裝膜使用權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的用于光伏組件封裝膜的樹脂組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝膜，其中所述封裝膜是前板或背板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝膜，其中所述前板、所述背板或所述前板與背板二者還包含涂覆有有機(jī)硅烷的二氧化鈦。
【文檔編號】H01L31/048GK103890090SQ201280051116
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】洪承權(quán), 田民湖, 丁光鎮(zhèn), 鄭起男, 玉明岸, 孫寅憲 申請人:Sk新技術(shù)株式會社, Sk綜合化學(xué)株式會社