太陽能電池背板和太陽能電池組件的制作方法

專利名稱：太陽能電池背板和太陽能電池組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于太陽能電池的背板，該背板被置于太陽能電池元件的太陽光入射側的相反側上，以及涉及一種太陽能電池組件。
背景技術：
太陽能電池是發電時不排放ニ氧化碳并且對環境負荷小的發電系統。近年來太陽能電池已經快速普及。 太陽能電池組件具有這樣的結構，其中太陽能電池被夾在太陽光入射側上的正面玻璃和置于太陽光入射側的相反側(后側)上的所謂背板之間。正面玻璃和太陽能電池之間的空間以及太陽能電池和背板之間的空間分別用EVA(こ烯-こ酸こ烯酯)樹脂等密封。背板用來防止水分從太陽能電池組件的后面滲入。傳統地，玻璃、氟樹脂等被用于背板，但近年來，考慮到成本，已經開始使用聚酷。背板不僅僅是聚合物板，而是根據情形，被提供有如下描述的各種功能。例如，在一些情形下需要其中添加白色無機粒子如氧化鈦以提供有作為以上功能之一的反射功能的背板。這借助于通過漫反射(下文中，簡稱為“反射”)已從組件的正面進入且通過電池的太陽光而返回到電池，用于提高發電效率的目的。關于這一點，已經公開了包含其中添加的白色無機粒子的白色聚對苯ニ甲酸こニ醇酯薄膜的實例(參見，例如，日本專利申請公開(JP-A)No. 2003-060218和2006-210557)。另外，還公開了具有其中包含白色顏料的白色油墨層的后面保護板的實例(參見，例如，JP-A No. 2006-210557)。

發明內容
根據本發明的ー個方面，提供了ー種包括聚合物基材和反射層的用于太陽能電池的背板，該背板重量輕并具有大的光反射率，所述聚合物基材以相對于所述聚合物基材的總質量為10質量％至30質量％的量包含第一白色無機粒子，所述反射層通過被涂布在聚合物基材的至少ー個側面上而形成，并且所述反射層包含粘合劑和第二白色無機粒子，所述第二白色無機粒子的量相對于所述粘合劑和所述第二白色無機粒子的總質量為30質量％至90質量％ ;以及ー種具有適當發電效率的太陽能電池組件。[技術問題]為了還更高地增強發電效率，需要増大背板的反射率。因此，需要増大白色無機粒子的添加量。另ー方面，隨著太陽能電池組件尺寸變得更大，強烈需要減輕重量。尤其，此需要在太陽能電池組件在許多情況下被安裝在已有建筑的屋頂上的日本更為強烈。即使在其中使用相比于玻璃是重量輕的樹脂如聚酯的情況下，存在的問題在于，背板的重量在大量添加白色無機粒子時增加，因為白色無機粒子的密度大于樹脂的密度。
具體地，為了獲得高反射率，需要大量使用白色無機粒子。當背板中僅增加白色無機粒子的量而聚合物的量保持不變時，背板的強度降低或者其外觀退化。因此，為了増加白色無機粒子的量，同時也需要増加背板中包含的聚合物。這樣，當白色無機粒子増加同時白色無機粒子與聚合物的比率保持不變時，背板的重量増加。S卩，通過傳統方法不能同時獲得高反射率和重量減輕，但已經需求具有高反射率的輕重量背板。鑒于以上情形，完成了本發明。本發明的ー個目的是提供一種用于太陽能電池的背板，該背板重量輕并具有大的光反射率，以及ー種具有適當發電效率的太陽能電池組件。[解決問題的方案]作為深入研究的結果，本發明的發明人已發現，聚合物基材的反射率可以通過僅在其內并入少量白色無機粒子而得到有效增強。本發明的發明人還發現，相比于聚合物基 材，即使在反射層中增大白色無機粒子的量，背板的強度和外觀也不易于退化。本發明基于此發現。本發明的示例性實施方案包括以下內容。<1> 一種用于太陽能電池的背板，所述背板包括聚合物基材，所述聚合物基材以相對于所述聚合物基材的總質量為10質量％至30質量％的量包含第一白色無機粒子；和反射層，所述反射層通過被涂布在所述聚合物基材的至少ー個側面上而形成，所述反射層包含粘合劑和第二白色無機粒子，所述第二白色無機粒子的量相對于所述粘合劑和所述第ニ白色無機粒子的總質量為30質量％至90質量％。<2>根據第〈1>項的用于太陽能電池的背板，其中聚合物基材是聚酷。〈3>根據第〈1>項或第〈2>項的用于太陽能電池的背板，其中第一白色無機粒子或第二白色無機粒子中的至少ー種是ニ氧化鈦。〈4〉.根據第〈1>至〈3>項中任一項的用于太陽能電池的背板，其中反射層中的第ニ白色無機粒子的量在4g/m2至12g/m2的范圍內。〈5>根據第〈1>至〈4>項中任一項的用于太陽能電池的背板，其中第一白色無機粒子和/或第二白色無機粒子的體積平均粒徑在O. 03 μ m至O. 8 μ m的范圍內。〈6>根據第〈1>至〈5>項中任一項的用于太陽能電池的背板，其中粘合劑選自由聚酷、聚氨酯、丙烯酸類樹脂和聚烯烴組成的組。〈7>根據第〈1>至〈6>項中任一項的用于太陽能電池的背板，所述背板還包括在聚合物基材和反射層之間的下涂層，所述下涂層的厚度在O. 05μπι至2μπι的范圍內。〈8>根據第〈1>至〈7>項中任一項的用于太陽能電池的背板，所述背板還包括在設置反射層的聚合物基材的相反側面上的粘合層。〈9>根據第〈1>至〈8>項中任一項的用于太陽能電池的背板，其中當波長為550nm的入射光朝向設置所述反射層的側面照射時，反射率為85%以上。<10> 一種用于太陽能電池的組件，該組件包括根據第〈1>至〈9>項中任一項的用于太陽能電池的背板。本發明詳細描述下文中，將詳細描述根據本發明的太陽能電池背板、其制備方法、以及太陽能電池組件。
太陽能電池背板和其制備方法根據本發明的背板由聚合物基材和反射層構成。所述聚合物基材相對于其總質量以10質量％至30質量％的量在其中包含第一白色無機粒子。反射層通過被涂布在聚合物基材的至少ー個側面上而形成并且在其內包含粘合劑和的第二白色無機粒子。所述第二白色無機粒子的含量相對于所述粘合劑和所述第二白色無機粒子的總質量為30質量％至90
質量％。在本發明中，聚合物基材和反射層分別在其中包含白色無機粒子。包含在聚合物基材和反射層中的白色無機粒子可以相同或不同。包含在聚合物基材中的白色無機粒子被稱為第一白色 無機粒子。包含在反射層中的白色無機粒子被稱為第ニ白色無機粒子。如已經提及的，用于增大發電效率的目的，太陽能電池背板具有反射已經從組件的正面進入并通過電池的太陽光以及使太陽光返回到電池的功能。這時，已通過電池的太陽光在形成于聚合物基材上的反射層上大部分被反射。然而，除此之外，為了反射甚至已經通過聚合物基材上的反射層的太陽光，聚合物基材在其中包含白色無機粒子。由于白色無機粒子的含量較大，所以太陽光的反射量變得更大并且發電效率可以被増大。然而，另一方面，如上所述，當白色無機粒子的含量太大時，太陽能電池背板的重量増大，而且該背板的強度也容易退化。在這種情況下，通過以上述方式構造在其內具有聚合物基材和反射層的太陽能電池背板，可以獲得重量輕的太陽能電池背板，其中其重量被抑制同時其反射量増大。下文中，將詳細描述構成根據本發明的太陽能電池背板的聚合物基材和反射層。[聚合物基材]聚合物基材的實例包括聚酯；聚烯烴如聚丙烯、聚こ烯；基于氟碳的聚合物如聚氟こ烯；等等。以上之中，從成本、機械強度等角度考慮，聚酯是優選的。作為聚合物基材(載體)，可用于本發明的示例性實施方案中的聚酯是通過芳族ニ元酸或其可形成酯的衍生物與ニ醇或其可形成酯的衍生物反應而合成的飽和線型聚酷。聚酯的實例包括聚對苯ニ甲酸こニ醇酷、聚間苯ニ甲酸こニ醇酷、聚對苯ニ甲酸丁ニ醇酷、聚對苯ニ甲酸1，4_環己ニ甲酷、聚2，6_萘ニ甲酸こニ醇酯等。它們之中，從機械強度、成本等的平衡角度考慮，聚對苯ニ甲酸こニ醇酯或聚2，6_萘ニ甲酸こニ醇酯是優選的。聚酯可以是均聚物或共聚物。另外，聚酯可以摻混少量其他種類的樹脂如聚酰亞胺。當本發明的聚酯聚合吋，從將羧基的量抑制在預定范圍內的角度考慮，優選基于Sb、基于Ge或基于Ti的化合物用作催化劑。這些之中，特別優選基于Ti的化合物。當使用基于Ti的化合物時,在優選實施方案中，通過以Ippm至30ppm并且更優選3ppm至15ppm的量使用基于Ti的化合物作為催化劑來進行聚合。當基于Ti的化合物在以上范圍內吋，端羧基可以在以下范圍內調節，并且可以被保持低的聚合物基材的耐水解性。利用基于鈦的化合物的聚酯合成可以通過采用在日本公開的受審專利申請No. 8-301，198、日本專利 No. 2，543，624,3, 335，683,3, 717，380,3, 897，756,3, 962，226、3，979，866,3, 996，871,4, 000，867,4, 053，837,4, 127，119,4, 134，710,4, 159，154、4，269，704,4, 313，538等中描述的方法來進行。
聚酯中羧基的含量優選為50eq.(當量)/t以下并且更優選為35eq./t以下。當羧基的含量為50eq. /t以下時，耐水解性可以保持不變并且在濕熱條件下儲存之后的強度降低可以被抑制為較小。從保持對形成在聚酯上的層(例如著色層)的粘附性的角度考慮，羧基含量的下限期望地為2eq. /t。聚酯中羧基的含量可以通過選擇催化劑的種類和成膜條件(成膜溫度或時間)而進行調節。本發明的聚酯優選在聚合后經過固相聚合。借助于此，可以實現羧基的優選含量。固相聚合可以以連續エ藝(其中用樹脂填充塔；使這些樹脂緩慢地停滯預定時間同時加熱；然后樹脂出料的エ藝)、或分批エ藝(其中樹脂加載到容器中，然后加熱預定時間的エ藝)進行。具體地，日本專利 No. 2，621，563,3, 121，876,3, 136，774,3, 603 ，585,3, 616，522、3，617，340,3, 680, 523,3, 717，392,4, 167，159等中描述的合成方法可用于聚酯的固相聚
ム
ロ ο聚酯的固相聚合優選在170°C以上并且240°C以下的范圍內，更優選在180°C以上并且230°C以下的范圍內，并且甚至更優選在190°C以上并且220°C以下的范圍內的溫度下進行。聚酯的固相聚合優選在真空或氮氣氣氛下進行。本發明的聚酯基材優選是雙軸拉伸膜，其例如進行如下拉伸將上述聚酯熔融并擠出為膜狀；冷卻該膜狀聚酯并用流延鼓固化成未拉伸膜；以總伸長變為3倍至6倍的方式，在Tg至(Tg+60)で的溫度下在縱向方向上拉伸該未拉伸膜一次或兩次以上；然后以總伸長變為3倍至5倍的方式，在Tg至(Tg+60)で的溫度下在橫向方向上進ー步拉伸該膜。當需要時，聚酯基材可以在180°C至230°C的溫度下進ー步經受I秒至60秒的熱處理。聚合物基材(尤其，聚酯基材)的厚度優選為25 μ m至150 μ m。25 μ m以上的厚度提供適當的機械強度。150 μ m以下的厚度在重量上是有利的。白色無機粒子(第一白色無機粒子)本發明的聚酯基材在其中包含至少ー種類型的白色無機粒子。相對于聚酯基材的總質量，聚酯基材中白色無機粒子的含量為10質量％至30質量％。作為白色無機顏料，例如，可以恰當地選擇并在其內包含無機顏料如ニ氧化鈦、硫酸鋇、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、碳酸鈣、高嶺土或滑石。這些之中，優選ニ氧化鈦。依照體積平均粒徑，白色無機粒子的平均粒徑優選為O. 03 μ m至O. 8 μ m，并且更優選為O. 15 μ m至O. 5 μ m或約O. 15 μ m至約O. 5 μ m。當平均粒徑在上述范圍內時,光反射率高。平均粒徑通過用激光衍射粒徑分布分析儀“LA-950” (由HORIBA，Ltd.制造)測得的值表不。本發明的聚酯基材包括相對于聚合物基材的總質量，以10質量％至30質量％的量的上述白色無機粒子，但白色無機粒子的添加量的更優選范圍為12質量％至20質量％。當聚合物基材中白色無機粒子的含量不為10質量％以上時，不能實現充分的反射率。當該含量不為30質量％以下吋，不能實現適當的性能(不具有裂紋的載體)。注意，當聚合物基材包括兩種以上的白色無機粒子時，聚合物基材中的所有白色無機粒子的總含量需要在10質量％至30質量％的范圍內。反射層
本發明的反射層通過被涂布在載體的至少ー個正面上而形成并且在其中包含粘合劑和白色無機粒子(第二白色無機粒子)。相對于反射層中粘合劑和白色無機粒子的總質量，反射層中包含的白色無機粒子的量為30質量％至90質量％。當需要時，反射層在其中還可以包含其他組分如各種類型的添加剤。白色無機粒子(第二白色無機粒子)本發明的反射層在其中包含至少ー種類型白色無機粒子。白色無機顏料可以與聚合物基材中包含的白色無機粒子相同或不同。例如，可以適當地選擇并在其內包含無機顏料如ニ氧化鈦、硫酸鋇、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、碳酸鈣、高嶺土或滑石。這些之中，優選ニ氧化鈦。本發明的反射層相對于反射層中的粘合劑和白色無機粒子的總質量以30質量％ 至90質量％的量包含白色無機粒子。白色無機粒子的添加量的更優選范圍為50質量％至85質量％。當反射層中的白色無機粒子的含量不為30質量％以上吋，不能獲得適當的反射率。當該含量不為90質量％以下時，太陽能電池背板不能提供重量減輕。在本發明的反射層中，優選在4g/m2至12g/m2的范圍內包含白色無機粒子。當白色無機粒子的含量為4g/m2以上時，容易獲得必要的反射率。當該含量為12g/m2時，聚合物板容易提供重量減輕。尤其，反射層中白色無機粒子的更優選含量在5g/m2至llg/m2的范圍內。注意，當反射層包含兩種以上的白色無機粒子時，反射層中包含的所有白色無機粒子的總添加量需要在4g/m2至12g/m2的范圍內。依據體積平均粒徑，白色無機粒子的平均粒徑優選為O. 03 μ m至O. 8 μ m，并且更優選為O. 15レ111至0.5レ111或者約0. 15 μ m至約0.5 μ m。當平均粒徑在上述范圍內時，光發射效率高。平均粒徑通過用激光衍射粒徑分布分析儀“LA-950”(由H0RIBA，Ltd.制造)測得的值表示。粘合劑本發明的反射層在其中包含至少ー種類型的粘合剤。粘合劑的涂布量優選在O. 3g/m2至13g/m2的范圍內，并且更優選在O. 4g/m2至llg/m2的范圍內。當粘合劑的涂布量為O. 3g/m2以上時，著色層被提供有足夠的強度。在13g/m2以下的情況下，可以適當地保持反射率和重量。用于本發明的反射層的合適粘合劑是聚酷、聚氨酯、丙烯酸類樹脂、聚烯烴等。從耐久性的角度考慮，優選丙烯酸類酯和聚烯烴。作為丙烯酸酷，還優選丙烯酸類樹脂(acryl)和硅樹脂的復合樹脂。優選的粘合劑的實例包括“ CHEMIPEARL S-120”和“CHEMIPEARL S-75N”(商品名二者均由 MITSUI CHEMICALS, INC.制造)，它們是聚烯烴的實例；“ JURYMER ET-41 ” 和 “ JURYMER SEK-301 ”(商品名二者均由 Nihon JunyakuCo. , Ltd.制造)，它們是丙烯酸類樹脂的實例；以及“CERANATE WSA1060”和“SERANATEWSA1070” (商品名二者均由 DIC Corp.制造)及“H7620”、“H7630”和“H7650” (商品名它們均由ASAHI KASEI CHEMICALS CORP.制造)，它們是丙烯酸類樹脂和硅樹脂的復合樹脂的實例。添加劑對于本發明的反射層，除了粘合劑和白色無機粒子之外，當需要時，可以進一歩添加添加劑如交聯劑、表面活性劑、或填料。交聯劑的實例包括環氧類、異氰酸酯類、三聚氰胺類、碳ニ亞胺類和咽^唑啉類的交聯劑。這些之中，優選唑啉類交聯劑。具體地，可以合適地使用可用于后面描述的易粘附層(easy-to-adhere layer)的交聯劑。當添加交聯劑時，相對于著色層中包含的粘合劑，其添加量優選為5質量％至50質量并且更優選為10質量％至40質量％。當交聯劑的添加量為5質量％以上時，獲得足夠的交聯效果同時保持著色層的強度和粘附性。在其中交聯劑的添加量為50質量％以下的情況下，可以保持長的涂布液的儲存期。表面活性劑的實例包括已知的表面活性劑如陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。當添加表面活性劑時，其添加量優選為O. lmg/m2至15mg/m2并且更優選為O. 5mg/m2至5mg/m2。當表面活性劑的添加量為O. lmg/m2以上時，可實現各個層的適當形成同時防止產生排斥。在15mg/m2以下的情況下，可恰當地進行粘接。 在本發明的反射層中，除了上述白色無機粒子之外，可以另外地添加填料等如ニ氧化硅。當添加填料時，相對于著色層中的粘合劑，填料的添加量優選為20質量％以下，并且更優選為15質量％以下。當填料的添加量為20質量％時，可以實現必要的反射率和對載體的粘附性。形成反射層的方法本發明的反射層通過在載體的至少ー個正面上涂布用于反射層的涂布液而形成。涂布液包括上述白色無機粒子(第二白色無機粒子)、粘合剤、以及在需要時包含的其他組分。作為涂布方法，可以使用已知的方法如凹版印刷式涂布或刮條涂布。涂布液可以是使用水作為涂布溶劑的水基涂布液或使用有機溶劑如甲苯或甲こ酮的溶劑基涂布液。這些之中，考慮到環境負荷，優選水用作涂布溶剤。涂布溶劑可以以單獨一種或以混合物的兩種以上的方式使用。優選的涂布溶劑的實例包括水以及水與甲醇的混合物(水/甲醇=95/5質量比)。在涂布用于反射層的涂布液的情況下，將用于反射層的涂布液直接或通過厚度為2μπι以下的下涂層涂布在聚合物基材的表面上，以便可以在聚合物基材上形成反射層。下涂層在根據本發明的太陽能電池背板中，下涂層可以設置在聚合物基材(載體)和反射層之間。下涂層的厚度優選為2 μ m以下，更優選為O. 05 μ m至2 μ m，并且仍更優選為O. I μ m至I. 5 μ m的范圍內。當該厚度為2 μ m以下時,可以恰當地保持表面狀況。當該厚度為O. 05 μ m以上時，容易確保必要的粘附性。下涂層在其中可以包含粘合剤。作為粘合劑，例如，可以使用聚酯、聚氨酷、丙烯酸類樹脂、聚烯烴等。另外，對于下涂層，除了粘合劑之外，可以添加環氧類、異氰酸酯類、三聚氰胺類、碳ニ亞胺類、Bg唑啉類等的交聯劑、表面活性劑如陰離子或非離子表面活性剤、或填料如ニ氧化硅。對于涂布下涂層的方法以及其中使用的涂布液的溶劑沒有特別限制。作為涂布方法，可以使用凹版印刷式涂布機或刮條涂布機。用于涂布液的溶劑可以是水或者有機溶劑如甲苯或甲こ酮。溶劑可以以單獨ー種或者以混合物的兩種以上的方式使用。此外，涂布可以在已被雙軸拉伸的聚合物基材上進行。在另ー種方法中，涂布可以在已被單軸拉伸的聚合物基材上進行，然后該聚合物基材可以在不同于該單軸方向的方向上被進ー步拉伸。在又ー種方法中，涂布可以在被拉伸之前在基材上進行，然后該基材可以在兩個方向上進行拉伸。性能當波長為550nm的入射光從其中設置反射層的ー側進入時，根據本發明的太陽能電池背板表現出優選85%以上的反射率。注意，“反射率”表示發射光的量與入射光的量的比值，其中從太陽能電池背板的正面進入的入射光在反射層上或反射層和聚合物基材上被反射，然后作為發射光被發射。當反射率為85%以上時，通過電池并進入內部的光可以被有效地返回到電池中， 由此實現増大發電效率的大的效果。通過以上述范圍內的量在聚合物基材和反射層中并入白色無機粒子，反射率可以被調節為85%以上。其他層當需要時，根據本發明的太陽能電池背板可以包括用于確保密封材料和背板之間的粘附性的易粘附層、用于防止水滲入的阻擋層(或板)、用于保護其后表面的底層(背層)(或板)，等。易粘附層易粘附層是用于緊密地將太陽能電池背板與密封作為電池的主體的太陽能電池元件(下文中，也稱為“發電元件”)的密封材料附著的層。具體地，結合易粘附層以在作為電池的主體的發電元件與EVA類密封材料之間實現ΙΟΝ/m以上并且優選20N/m以上的粘附性。易粘附層優選在其中包含粘合劑如聚酷、聚氨酯、丙烯酸類樹脂、聚烯烴、或丙烯酸類/硅樹脂；環氧類、異氰酸酯類、卩惡唑啉類、碳ニ亞胺類等的交聯劑；以及粒子如ニ氧化硅或氧化錫。易粘附層需要是透明的以便不會降低反射層的效果。易粘附層通過向聚合物基材涂布易粘附性聚合物或在反射層上涂布用于易粘附層的涂布液等而形成。這里，易粘附層中所包含的組分被包含在用于易粘附層的涂布液中。用于制備涂布液的涂布溶劑可以是水或有機溶劑如甲苯或甲こ酮。涂布溶劑可以以單獨一種或以混合物的兩種以上的方式使用。阻擋層對于阻擋層(或板)，可以使用無機ニ氧化硅、氧化鋁等的真空沉積層或金屬鋁板。阻擋層可以通過以下方法形成，包括在反射層或聚合物基材上直接形成ニ氧化硅或氧化鋁的真空沉積層的方法；以及在反射層或聚合物基材的表面上直接施加具有ニ氧化硅或氧化鋁的真空沉積層的膜的方法。另外，作為優選實施方案，可以包括在反射層或聚合物基材上施加金屬鋁板的方法。太陽能電池組件根據本發明的太陽能電池組件被構造為將太陽光的光能轉化成電能的太陽能電池被設置在太陽光進入的透明基板和根據本發明的上述太陽能電池背板之間；以及該基板和背板之間的空間用こ烯-こ酸こ烯酯(EVA)類密封材料進行密封。關于除太陽能組件、太陽能電池和背板以外的構件，例如，它們被詳細描述在iiTaiyoko Hatsuden System Kosei Zairyo，，(在 Eiichi Sugimoto 的管理下，由 KogyoChosakai Publishing，Inc. , 2008 出版)中。透明基板可以僅在允許太陽光通過它這樣的程度上具有光透過性，并且可以恰當地選自允許光傳輸通過其的基材。從發電效率的角度考慮，更優選具有更高光透過率的透明基板。對于這樣的透明基板，例如，可以合適地使用玻璃基板、透明樹脂如丙烯酸類樹脂 坐寸O對于太陽能電池元件，可以使用各種類型的已知太陽能電池元件，包括基于硅如單晶硅、多晶硅、或非晶硅的太陽能電池；以及基于III-V或II-VI化合物半導體如銅-鋼-嫁-砸、銅_鋼-砸、鋪_締、或嫁_神的太陽能電池。本申請要求來自于2010年2月10日提交的日本專利申請No. 2010-027998的優先權，將其公開內容通過引用并入本文中。
實施例將參照以下實施例進ー步詳細地描述本發明，但應當解釋的是，只要不背離本發明的范圍，本發明不以任何方式受限于這些實施例。注意，如果沒有其他特別指明，“份”和
基于質量。注意，體積平均粒徑通過使用激光衍射粒徑分布分析儀“LA-950” (由H0RIBA，Ltd.制造)測量。實施例I基材I (聚合物基材)的制備聚酯的合成將包含IOOkg高純度對苯ニ甲酸(由MITSUI CHEMICALS, INC.制造)和45kg乙ニ醇(由NIPPON SH0KUBAI CO.，LTD.制造)的漿料在4小時內連續進料到保持在250°C溫度和I. 2 X IO5Pa壓カ并且之前裝有123kg或約123kg對苯ニ甲酸ニ(羥こ基)酯的酯化罐中。在進料完成后，再繼續酯化I小吋。之后，將123kg所得的酯化產物轉移到縮聚反應罐。然后，相對于要獲得的聚合物，以O. 3%的量將こニ醇加入到其中已轉移酯化產物的縮聚反應罐中。在5分鐘攪拌之后，以所得反應混合物中分別包含相對于要獲得的聚合物為30ppmこ酸鈷和15ppmこ酸錳的方式加入含有こ酸鈷的こニ醇溶液和含有こ酸錳的另一こニ醇溶液。再攪拌5分鐘之后，以相對于要獲得的聚合物其含量變為5ppm的方式加入含有2%鈦醇鹽化合物的こニ醇溶液。五分鐘之后，以相對于要獲得的聚合物其含量變為5ppm的方式加入含有10%膦酰基こ基こ酸ニ甲酯(dimethyl phosphono ethylacetate)的こニ醇溶液。之后，反應體系的溫度逐漸從250°C升高至285°C并且壓力降低至40Pa，同時以30rpm攪拌所得低聚物。經過時間直至溫度達到最終溫度以及經過時間直至壓カ達到最終壓力，將這兩個時間選擇為60分鐘。在當攪拌扭矩(torque)達到預定值時的時間處，反應體系用氮氣吹掃，以使壓力恢復到常壓并且縮聚結束。然后，通過以絲條形式噴射到冷水中并立即切斷，獲得聚合物粒料(約3mm直徑和約7mm長)。注意,從開始減壓至當攪拌扭矩達到預定值經過的時間為3小吋。注意，作為上述鈦醇鹽，使用在JP-A No. 2005-340616的第
段中描述的實施例I中合成的鈦醇鹽(Ti含量4. 44% )。固相聚合固相聚合如下進行將以上獲得的粒料在保持40Pa的壓カ的真空容器中在220°C下留置30小吋。ニ氧化鈦母料的制備在裝有攪拌器的真空容器中，裝入5kg的在固相聚合之后獲得的所述粒料和5kg的“TIPAQUE PF739”(商品名金紅石型ニ氧化鈦，由 ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.制造)。將它們在攪拌的同時在40Pa的壓カ下在285°C保持2小吋。 之后，反應體系用氮氣吹掃以恢復至常壓。通過以絲條形式噴射到冷水中并立即切斷，獲得ニ氧化鈦母料(約3mm直徑和約7mm長)。基底(base)的制備將在固相聚合之后獲得的粒料和ニ氧化鈦母料以72/28的質量比(固相聚合后獲得的粒料的總質量/ニ氧化鈦母料的總質量)混合以獲得混合物。將所得混合物在280°C下熔融并在金屬鼓上流延以形成約O. 8mm厚的未拉伸基底。然后，將基底在縱向方向上在90V下拉伸3倍，并在橫向方向上在120°C下進ー步拉伸3. 3倍。以這種方式，獲得75 μ m厚雙軸拉伸對苯ニ甲酸聚こニ醇酯載體(下文中，稱為“雙軸拉伸PET”)。反射層ニ氧化鈦分散體的制備將以下組成中包括的組分混合并經受用dino-mill型分散機的分散處理I小吋。ニ氧化鈦分散體的組或 ニ氧化鈦(O. 42 μ m的體積平均粒徑)[“TIPAQUE R-780-2”(商品名)，由ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.制造，100%固含量]:39.9%,·聚こ烯醇[“PVA-105”(商品名)，由 KURARAY CO.，LTD.制造，10% 固含量]:8. 0%, 表面活性劑[“ DEMOL EP”(商品名)，由Kao Corp.制造，25%固含量]0. 5%,以及 蒸餾水51. 6%。用于反射層的涂布液的制備將以下組成中的組分混合以制備用于反射層的涂布液。涂布液的組成· ニ氧化鈦分散體80. 0%，·聚丙烯酸類樹脂水分散體[粘合劑"JURYMER ET410”(商品名)，由NihonJunyaku Co. , Ltd.制造，30% 固含量]:19.2%, 聚氧化烯燒基醚[“NAROACTY CL95”(商品名)，Sanyo Chemical Industries,Ltd.，1%固含量]3. 0%, 卩惡唑啉化合物[交聯劑“EP0CR0S WS-700”(商品名)，由NIPPON SH0KUBAI CO.，LTD.制造，25%固含量]:2.0%，以及
蒸餾水7.8%。反射層的制備將所得涂布液涂布在雙軸拉伸PET的ー個面上并在180°C下干燥I分鐘，以制備ニ氧化鈦含量為5. 5g/m2的反射層。由此獲得聚合物板用作實施例I中的太陽能電池背板。評價評價實施例I中的太陽能電池背板的反射率、性質和重量。結果顯示在表I中。I.反射率的評價

使用通過將“ISR-2200” (商品名)的積分球附件附著至“ UV-2450” (商品名由Shimadzu Corp.制造)的分光光度計而構建的設備。測量550nm光在其中形成反射層的太陽能電池背板的面上的反射率。注意，測量硫酸鋇標準板的反射率作為參照，將其評價為100%。基于此參照，計算太陽能電池背板的反射率。實踐中可接受的反射率為85%以上。2.性質通過目視或用光學顯微鏡觀察太陽能電池背板的性質(面狀況)，并基于以下評價標準進行評價。注意，光學顯微鏡的放大倍數選擇為50倍。觀察太陽能電池背板的20mm X 50mm 表面積。評價標準等級5 :即使用光學顯微鏡在正面和背面上也沒有發現裂紋，等級4 :通過目視在正面和背面上沒有發現裂紋，但用光學顯微鏡發現輕微裂紋，等級3 :通過目視在正面和背面上沒有發現裂紋，但用光學顯微鏡清晰地發現裂紋，等級2 :通過目視發現輕微裂紋，以及等級I :通過目視在整個面上發現清晰裂紋。注意，這個等級還包括其中僅在反射層上發現裂紋的情形。實踐中可接受的背板處于高于等級3的等級。在上述用于性質的評價標準中，等級4和等級5屬于實踐中可接受的范圍。注意，前面表示太陽能電池背板表面的太陽光入射側(其中形成反射層的ー側)。后面是指與太陽光入射側相反的面。3.對于太陽能能電池背板重量的評價將太陽能電池背板切成20cmX30cm的大小并在25°C和60% RH下經受調濕處理2小吋。之后，測量太陽能電池背板的重量并轉換成對于IOOcmX IOOcm太陽能電池背板的重量。實施例2至實施例10、比較例I至比較例4實施例2至實施例10以及比較例I至比較例4的太陽能電池背板基本上以與實施例I中的太陽能電池背板的制備類似地進行制備，不同之處在于如表I所示改變聚合物基材(基材I)中的聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)的量、聚合物基材(基材I)中的ニ氧化鈦(TiO2)的量、反射層中的粘合劑的量、以及反射層中的ニ氧化鈦(TiO2)的量。注意，在實施例7和實施例8中，在聚合物基材(基材I)的兩個前側上形成相同反射層。在表I所示的“反射層”欄中的粘合劑的量和ニ氧化鈦的量是兩個面的總量。將由此獲得的太陽能電池背板以基本上類似于實施例I中的太陽能電池背板的方式進行評價。評價結果在表I中示出。比較例5僅用于制備實施例I中的太陽能電池背板的聚合物基材(基材I)被用于比較例5中的太陽能電池背板。將由此獲得的太陽能電池背板以基本上類似于實施例I中的太陽能電池背板的方式進行評價。評價結果在表I中示出。比較例6至比較例8比較例6至比較例8中的太陽能電池背板通過如表I中所示在比較例5中的太陽能電池背板中改變聚合物基材的厚度以及聚合物基材中的ニ氧化鈦的量而獲得。將由此獲 得的太陽能電池背板以基本上類似于實施例I中的太陽能電池背板的方式進行評價。評價結果在表I中示出。比較例9至比較例11具有共擠出層的基材通過在被用于制備實施例I中的太陽能電池背板的聚合物基材(基材I)上形成共擠出層而獲得。這里，在共擠出層中，聚對苯ニ甲酸こニ醇酯的量和ニ氧化鈦的量為依照在表I中的“共擠出層或基材2”欄中的量。由此獲得的具有共擠出層的基材被用作比較例9至比較例11中的太陽能電池背板。將這些背板以類似于實施例I中的太陽能電池背板的方式進行評價。評價結果在表I中示出。具有共擠出層的基材具體制備如下。將被用于制備用來制備實施例I中的太陽能電池背板的聚合物基材(基材I)的聚對苯ニ甲酸こニ醇酯粒料與ニ氧化鈦母料混合以獲得混合物。將該混合物在280°C下熔融并在金屬鼓上共擠出以形成未拉伸的共擠出基底。之后，將該未拉伸的共擠出基底在90°C下在縱向方向上拉伸3倍，并且在120°C下在橫向方向上進ー步拉伸3. 3倍，以獲得具有共擠出層的基材。比較例12至比較例14以基本上類似于制備用來制備實施例I中的太陽能電池背板的聚合物基材(基材I)的方式制備基材2，不同之處在于將聚對苯ニ甲酸こニ醇酯的量和ニ氧化鈦的量改變為表I中的“共擠出層或基材2”欄所示的量。將所得基材2和基材I通過以下方法粘接在一起形成比較例12至比較例14中的太陽能電池背板。粘接條件作為粘合剤，使用“LX660 (K) ” (商品名)[粘合剤，由DIC Corp.制造]和10份“KW75”(商品名)的固化劑[粘合劑，由DIC Corp.制造]的混合物。通過用真空層合機[真空層合機器，由Nisshinbo Industries, Inc.制造]進行熱壓而將基材2和基材I粘
接在一起。通過在80°C下抽真空3分鐘然后壓制2分鐘來實施粘接。之后，通過在40°C下保持4天完成反應。將所得太陽能電池背板以基本上類似于實施例I中的太陽能電池背板的方式進行評價。評價結果在表I中示出。實施例11通過在實施例I中的太陽能電池背板的其中涂布反射層的面的相反側上涂布用于易粘附層的涂布液來形成易粘附層。易粘附層用于易粘附層的涂布液的制備將以下組成中包含的組分混合以制備用于易粘附層的涂布液。涂布液的組成

聚烯烴樹脂水分散液[粘合剤“CHEMIPEARL S75N”(商品名)，由MITSWCHEMICALS, INC.制造，24% 固含量]:5· 2 份， 聚氧化烯燒基醚[“NAROACTY CL95”(商品名)，Sanyo Chemical Industries,Ltd.，I % 固含量]:7.8 份， 卩甚唑啉化合物[交聯劑“EP0CR0S WS-700”(商品名)，由NIPPON SH0KUBAI CO.，LTD.制造，25%固含量]:0.8份， ニ氧化娃粒子水分散體(“AEROSIL 0X-50”(商品名),由 Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造，O. 15 μ m的體積平均粒徑，10%固含量)2. 9份，以及 蒸餾水83. 3 份。易粘附層的制備將所得涂布液以粘合劑的量為O. 09g/m2的方式涂布在反射層上，并在180°C下干燥I分鐘以制備易粘附層。以這種方式制備的部件命名為載體A。基材3的制備將用于制備用來制備實施例I中的太陽能電池背板的基材I的粒料在280°C下熔融并在金屬鼓上流延以形成O. 5mm厚的未拉伸基底。之后，將該未拉伸基底在90°C下在縱向方向上拉伸3倍，并在120°C下在橫向方向上進ー步拉伸3. 3倍。以這種方式，獲得50 μ m厚雙軸拉伸的聚對苯ニ甲酸こニ醇酯載體(基材3)。在所得基材3的ー個面上，涂布以下底層1，然后在底層I上涂布底層2。底層I用于底層I的涂布液的制備將以下組成中包含的組分混合以制備用于底層I的涂布液。涂布液的組成·丙烯酸類樹脂/硅樹脂復合樹脂水分散體[“CERANATE WAS107D,由DIC Corp.制造，42%固含量]:45.9份，·碳ニ亞胺化合物(交聯劑=iiCARBODILITE V-02-L2”(商品名)，由 NisshinboIndustries, Inc.制造，40%固含量):4· 8 份, 聚氧化烯燒基醚(“NAROACTY CL95”(商品名)，Sanyo Chemical Industries,Ltd.，I % 固含量):2.0 份，·反射層中使用的ニ氧化鈦分散體33. O份，以及 蒸餾水14. 3 份。底層I的制備
以粘合劑的量為3. Og/m2的方式，將所得涂布液涂布在與其上形成反射層的基材的面相反的面上，然后在180°C下干燥I分鐘以形成底層I。之后，在該底層I上形成以下底層2。底層2用于底層2的涂布液的制備將在以下組成中包含的組分混合以制備用于底層2的涂布液。
涂布液的組成·氟樹脂水分散體[“OBBLIGATO” (商品名)，由 AGC C0AT-TECH CO.，LTD.制造，42%固含量濃度]:45.9份， 卩甚唑啉化合物[交聯劑“EP0CR0S WS-700”(商品名)，由NIPPON SH0KUBAI CO.，LTD.制造，25%固含量]:7.7份， 聚氧化烯燒基醚[“NAROACTY CL95”(商品名)，Sanyo Chemical Industries,Ltd.，I % 固含量]:2.0 份，·反射層中使用的ニ氧化鈦分散體33. O份，以及 蒸餾水11. 4 份。底層2的制備將所得涂布液以粘合劑的量為2. Og/m2的方式涂布在底層I上，并在180°C下干燥I分鐘以制備底層2。以這種方式制備的部件被命名為載體B。粘接通過以載體A的反射層和載體B的未涂布面彼此正對的方式以及以基本上類似于比較例12的方式粘接它們而制備其中載體A和載體B粘接在一起的太陽能電池背板。實施例12太陽能電池組件的制造將3mm 厚的鋼化玻璃、EVA 板[“SC50B”(商品名)，由 Mitsui Chemicals Fabro,Inc.制造]、晶體型太陽能電池、EVA板[“SC50B”(商品名)，由Mitsui Chemicals Fabro,Inc.制造]、以及實施例11中的太陽能電池背板以此順序堆積，然后用真空層合機(真空層合機器，由Nisshinbo Industries, Inc.制造)對其進行熱壓以與EVA粘接在一起。注意，背板以其易粘附層接觸EVA板的方式放置。EVA粘接條件如下。利用所述真空層合機，在128°C下抽真空3分鐘之后，通過兩分鐘壓制，實現暫時粘接。之后，在150°C下在干燥烘箱中進行完全粘接處理30分鐘。以這種方式，制得晶體型太陽能電池組件。當通過利用由此制得的太陽能電池組件來實施發電操作時，表現出作為太陽能電池的充分發電性能。
權利要求
1.一種用于太陽能電池的背板，所述背板包括 聚合物基材，所述聚合物基材以相對于所述聚合物基材的總質量為10質量％至30質量％的量包含第一白色無機粒子；和 反射層，所述反射層通過被涂布在所述聚合物基材的至少ー個側面上而形成，所述反射層包含粘合劑和第二白色無機粒子，所述第二白色無機粒子的量相對于所述粘合劑和所述第二白色無機粒子的總質量為30質量％至90質量％。
2.根據權利要求I所述的用于太陽能電池的背板，其中所述聚合物基材是聚酷。
3.根據權利要求I或權利要求2所述的用于太陽能電池的背板，其中所述第一白色無機粒子或所述第二白色無機粒子中的至少ー種是ニ氧化鈦。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的用于太陽能電池的背板，其中所述反射層中的所述第二白色無機粒子的量在4g/m2至12g/m2的范圍內。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的用于太陽能電池的背板，其中所述第一白色無機粒子和/或所述第二白色無機粒子的體積平均粒徑在O. 03 μ m至O. 8 μ m的范圍內。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的用于太陽能電池的背板，其中所述粘合劑選自由聚酯、聚氨酷、丙烯酸類樹脂和聚烯烴組成的組。
7.根據權利要求I至6中任一項所述的用于太陽能電池的背板，所述背板還包括在所述聚合物基材和所述反射層之間的下涂層，所述下涂層的厚度在O. 05μπ 至2μπ 的范圍內。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的用于太陽能電池的背板，所述背板還包括在設置所述反射層的所述聚合物基材的相反側面上的粘合層。
9.根據權利要求I至8中任一項所述的用于太陽能電池的背板，其中當波長為550nm的入射光朝向設置所述反射層的側面照射時，反射率為85%以上。
10.一種用于太陽能電池的組件，所述組件包括根據權利要求I至9中任一項所述的用于太陽能電池的背板。
全文摘要
本發明提供一種包括聚合物基材和反射層的用于太陽能電池的背板，該背板重量輕并具有大的光反射率，所述聚合物基材以相對于所述聚合物基材的總質量為10質量％至30質量％的量包含第一白色無機粒子，所述反射層通過被涂布在聚合物基材的至少一個側面上而形成，并且所述反射層包含粘合劑和第二白色無機粒子，所述第二白色無機粒子的量相對于所述粘合劑和所述第二白色無機粒子的總質量為30質量％至90質量％；以及一種具有適當發電效率的太陽能電池組件。
文檔編號C08J7/04GK102687285SQ201180005205
公開日2012年9月19日 申請日期2011年1月25日 優先權日2010年2月10日
發明者尾田年弘, 畠山晶 申請人:富士膠片株式會社