太陽能電池模塊用封裝材料組合物及使用該組合物的太陽能電池模塊的制作方法
【專利摘要】本發明涉及太陽能電池模塊用封裝材料組合物及使用該組合物的太陽能電池模塊。一種太陽能電池模塊用封裝材料組合物，特征在于：通過混合聚烯烴系高分子、有機過氧化物及如下結構式1的低聚物——光穩定劑而成。由該組合物制造的封裝材料電絕緣性能得到顯著提高，將該封裝材料用于太陽能電池模塊時，即便持續暴露在高溫潮濕的環境中，也能有效防止封裝材料自身的老化，并防止太陽能電池輸出功率的急劇下降。<結構式1>其中，R1、R2、R3、R4及R5為氫或C1～C8烷基，R6、R7及R8為氫或C1～C3烷基，R9為C1～C24烷基，n為使低聚物滿足分子量2000～10000g/mol的整數。
【專利說明】太陽能電池模塊用封裝材料組合物及使用該組合物的太陽 能電池模塊
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能電池模塊用封裝材料組合物及使用該組合物的太陽能電池模 塊，尤其涉及一種提高了電絕緣性能的太陽能電池模塊用封裝材料組合物及使用該組合物 制造的太陽能電池模塊，通過防止太陽能電池有可能發生的泄漏電流及單元的老化，可以 防止太陽能發電模塊在高溫潮濕環境下有可能發生的效率下降（PID現象），在高溫潮濕環 境下長期使用時，也能夠防止模塊的發電效率下降。
【背景技術】
[0002] 直到今天，作為主要能源使用的石化能源及核能等，由于其資源的有限性，使用期 限受到限制，并且還有持續被指出的環境污染等問題。因此，急需開發能夠代替這些能源的 新能源。石化能源由于排放二氧化碳等溫室氣體及各種有害氣體，人們越來越擔心其危害。 尤其，由于埋藏量有限，面臨著很難持續使用下去的現實問題。而最近成為其替代方案考慮 的核能，同樣無法忽視資源枯竭的問題，原料及生成物質排放的放射能，在使用后的處理劑 保管方面存在很大的困難。
[0003] 由于存在這些能源問題，一直存在對替代能源的需求，最近風力、地熱、太陽能等 能源的前景得到了普遍認可。特別是，太陽光能及太陽熱能在安裝位置上比較自由，供應無 限制，發展前景最被看好。在世界各國的大力支持下，太陽能發電呈現出迅猛的增長勢頭， 其中，使用簡便的太陽光發電模塊（module)的產業每年持續高速增長。
[0004] 太陽能電池是把太陽光能轉換成電能的電元件，包括利用硅材料的多晶及單晶 單元（cell)，也存在利用其他無機及有機物的多種形式。這種太陽能電池單元連接數張 乃至數十張，由長期使用過程中防止破損的封裝材料（Encapsulant)、表面保護玻璃、背 板（Backsheet、背面保護膜）疊放構成太陽能電池模塊。具有這種結構的太陽能電池模 塊由利用光電效應把光能轉化成電能的太陽能電池單元及其保護部件構成。尤其，硅系列 太陽能電池的普通模塊化過程中，使單元位于透光且起保護作用的表面玻璃與里側保護部 件背板之間。這里，為了保護單元并粘接玻璃與背面保護膜，使用封裝材料。更詳細地，以 表面玻璃、封裝材料薄片、太陽能電池單元、封裝材料薄片、背面保護膜的順序疊放，通過高 溫使封裝材料薄片完全熔化，在具有充分流動性的狀態下，通過層壓（lamination)工序， 從上下方向加壓并排氣，進行模塊化。這種太陽能電池模塊，例如，韓國特許公開公報第 2009-0035971號公開了一種太陽能電池模塊結構，其結構為依次疊放表面玻璃、EVA封裝 材料、單元、EVA封裝材料、背板。
[0005] 但是，現有技術中，包括所述太陽能電池模塊在內的普通結構太陽能電池模塊，由 于長期使用于室外環境，受到各種室外條件影響，會發生性能下降等問題。尤其，為了獲得 高功率，對于連接很多太陽能電池模塊以獲得約1000V或更高的系統電壓的大功率發電模 塊陣列（array)來說，當太陽能電池模塊長期持續暴露在高溫潮濕的環境時，在模塊之間 存在電位差的狀況下，發生漏電，而引發急劇的發電效率下降現象。為了解決這一問題，現 有技術提出了多種方案，主要有對單元表面的絕緣膜進行改質或變更結構以最大限度地 降低對單元的影響以及通過提高封裝材料的體積電阻以抑制漏電等方法，需要提出比這些 方案更實際的方案。
[0006] 尤其，所述現有各方法中，提高封裝材料體積電阻的方法由于受到使用的原料 及添加劑的限制，很難實現。市場上使用最多的乙烯-醋酸乙烯酯（Ethylene vinyl acetate;EVA)共聚物封裝材料，由于原料本身所含的醋酸乙烯酯（Vinyl acetate;VA)起 降低體積電阻的作用，由于制模工序的局限及光學特征原因，其含量定在26?33%范圍 內，改進的余地很小，使用的添加劑也同樣降低一部分體積電阻。為了得到滿意的封裝材 料物性，有過一些調節配比的嘗試，但結果都并不理想。作為一例，韓國特許公開公報第 2013-007681號公開了一種通過添加無機物顆粒強化電絕緣性能的方法，但這會引發光學 物性下降的問題，不能用于出現PID現象的單元正面，很難實際適用。
[0007] 【現有技術文獻】
[0008] 【專利文獻】
[0009] 專利文獻1 :韓國特許公開公報第2009-0035971號
[0010] 專利文獻2 :韓國特許公開公報第2009-0007681號
【發明內容】
[0011] 發明的課題
[0012] 本發明是為了解決上述問題而提出的發明，其目的在于提供一種強化電絕緣性能 的新封裝材料組合物，在外部極限環境、特別是高溫潮濕環境條件下，防止太陽能電池的老 化，防止輸出功率急劇下降。
[0013] 本發明的另一目的在于提供一種太陽能電池模塊，其包括使用具有所述特征的 封裝材料組合物制造的封裝材料。
[0014] 除了上述明確目的之外，本領域的普通技術人員通過這些目的及本說明書記述的 技術方案，能夠容易得到的其他目的也屬于本發明的目的。
[0015] 實施方案
[0016] 本發明提供一種太陽能電池模塊用封裝材料組合物，其特征在于：
[0017] 通過混合聚烯經（Polyolefin)系高分子、有機過氧化物以及如下結構式1的低聚 物--光穩定劑而成。
[0018] 〈結構式1>
[0019]
【權利要求】
1. 一種太陽能電池模塊用封裝材料組合物，包含聚烯烴系高分子、有機過氧化物及光 穩定劑，其特征在于 ： 所述聚烯烴系高分子是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，所述光穩定劑是癸二酸二 (2, 2, 6, 6-四甲基-4-哌啶基）酯和如下結構式1的低聚物，在此，所述結構式1的低聚物， 其熔點在50?150°C范圍內， 〈結構式1>
所述結構式1中，&、R2、R3、R4及R5為氫或Q?C 8烷基， R6、R7及R8為氫或Q?C3燒基， R9為Q?C24燒基， n為使該低聚物滿足分子量2000?10000g/m〇l的整數。
2. 根據權利要求1所述的太陽能電池模塊用封裝材料組合物，其特征在于： 以100重量份聚烯烴系高分子為準，所述光穩定劑以0. 01?5重量份的比例混合。
3. 根據權利要求1所述的太陽能電池模塊用封裝材料組合物，其特征在于： 以100重量份聚烯烴系高分子為準，所述有機過氧化物以0. 1?2. 0重量份的比例混 合。
4. 根據權利要求1所述的太陽能電池用模塊封裝材料組合物，其特征在于： 所述封裝材料組合物包含從交聯助劑、粘接輔助劑硅烷偶聯劑、防止光及熱等外部沖 擊帶來的老化的紫外線吸收劑、光穩定劑、抗氧化劑中選出的一種以上。
5. 根據權利要求4所述的太陽能電池模塊用封裝材料組合物，其特征在于： 以100重量份聚烯烴系高分子為準，所述交聯助劑的混合比例為以0. 2?2. 0重量份 的比例投入。
6. 根據權利要求1所述的太陽能電池模塊用封裝材料組合物，其特征在于： 所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯含量為15?40重量％，在190°C、2. 16kg 重荷條件下的烙融指數為1?50g/10分鐘。
7. -種太陽能電池模塊用封裝材料，其特征在于： 使用權利要求1?6中任一項所述的太陽能電池模塊用封裝材料組合物，以厚度為 0. 3?0. 9mm的薄片形式成型。
8. -種太陽能電池模塊，其特征在于： 使用了權利要求7的封裝材料。
【文檔編號】C09J123/08GK104109280SQ201410132148
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2013年4月17日
【發明者】全海尚, 金晟鎮, 金吉仲, 千鐘勛, 鄭容周, 朱原徹 申請人:東麗尖端素材株式會社