包括具有低霧度和高耐溼性的包封片材的太陽能電池模塊的製作方法

2023-06-10 06:13:16 4

專利名稱：包括具有低霧度和高耐溼性的包封片材的太陽能電池模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有包封片材的太陽能電池模塊，所述包封片材具有低霧度和高耐溼性。
背景技術：
由於太陽能電池提供可持續的能源，因而其應用得到快速的發展。根據所採用的吸光材料，太陽能電池通常分為兩種，即塊狀或基於晶片的太陽能電池和薄膜太陽能電池。單晶矽(c-Si)、多晶矽(poly-Si或mc-Si)和帶狀矽是用來形成較為傳統的基於晶片的太陽能電池的最常用材料。源自基於晶片的太陽能電池的太陽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於約180 μ m和約240 μ m 之間的厚度。此類太陽能電池板稱為太陽能電池層，並且其可進一步包括電線，諸如連接各個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。接著還可以將太陽能電池層層壓到一個或多個包封層和一個或多個保護層，以形成可以使用至少20年的耐候性模塊。一般來講，按照從前朝陽面到後非朝陽面的位置順序，源自基於晶片的太陽能電池的太陽能電池模塊包括(1)入射層(前板)，⑵前包封層，⑶太陽能電池層，⑷ 後包封層，以及( 背襯層(後板)。在這類模塊中，重要的是，設置在太陽能電池層的朝陽面(即入射層和前包封層)的材料具有良好的透明性，以允許足夠的日光到達太陽能電池。此外，一些模塊可包括雙面太陽能電池，該模塊的太陽能電池能夠通過接收直射到其朝陽面上的日光和通過接收反射回其非朝陽面上的日光而產生電能。在這類模塊中，重要的是，太陽能電池層周圍的所有材料具有充分的透明性。日益重要的可供選擇的薄膜太陽能電池由通常由包括非晶矽(a-Si)、微晶矽 (μ c-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(Cdr^e2或CIS)、銅銦/鎵二硒化物(Ci^nxGaa_xpe2 或CIGS)、吸光染料、以及有機半導體的材料形成。舉例而言，薄膜太陽能電池公開於例如美國專利 5，507，881,5, 512，107,5, 948，176,5, 994，163,6, 040，521,6, 137，048 和 6，258，620 以及美國專利公布 20070298590,20070281090,20070240759,20070232057,20070238285, 20070227578,20070209699和20070079866。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製備通常厚度小於2 μ m的薄膜太陽能電池。製造過程通常包括雷射劃片工序，該工序能夠使相鄰的電池直接相互串聯，而不需要在電池之間進行進一步焊料連接。與晶片電池一樣，太陽能電池層可進一步包括諸如交叉帶狀線和匯流條的電線。同樣地，再將薄膜太陽能電池層壓到其他包封層和保護層上以製備耐候性和耐環境性模塊。根據進行多層沉積的順序，可將薄膜太陽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，源自薄膜太陽能電池的太陽能電池模塊可具有兩類構造中的一種。按照從前朝陽面到後非朝陽面的位置順序，第一類構造包括(1)太陽能電池層，其包括覆板和沉積在覆板上的非朝陽面上的一個或多個薄膜太陽能電池層，(2)(後)包封層，和C3)背襯層。按照從前朝陽面到後非朝陽面的位置順序，第二類構造可包括(1)入射層，O)(前)包封層，( 太陽能電池層，其包括沉積到基板的朝陽面上的一個或多個薄膜太陽能電池層。用於太陽能電池模塊中的包封層被設計用於包封和保護易碎的太陽能電池。用於太陽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，諸如高抗衝擊性、高耐穿透性、良好的耐紫外線(UV)性、良好的長期熱穩定性、對玻璃和其他剛性聚合物片材具有足夠的粘附強度、高耐溼性以及良好的長期耐侯性。離聚物是通過部分或全部中和作為前體或母體聚合物的酸共聚物的羧酸基團而製備的共聚物，其中酸共聚物通常包含α-烯烴和α，β-烯鍵式不飽和羧酸的共聚殘基。 近年來，某些類型的離聚物已被用作太陽能電池包封材料。參見例如美國專利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 以及美國專利公布 2003/0000568 和 2005/0279401。 最近，還開發了具有優異光學特性的離聚物作為太陽能電池的包封材料，例如公開於申請人共同未決的專利申請61/110486(提交於2008年10月31日)和名稱為「SOLAR CELLS MODULES COMPRISING LOW HAZE ENCAPSULANTS"(提交於 2008 年 12 月 30 日)的專利申請中的那些離聚物。然而，仍需要開發一種離聚物包封材料，這種包封材料不僅具有良好的光學特性，還具有改進的耐溼性。發明概述本發明涉及包括太陽能電池層和離聚物片材的太陽能電池模塊，其中，(A)太陽能電池層包括單個太陽能電池或多個電互連的太陽能電池；以及(B)離聚物片材包含鈉/鋅混合離聚物，該混合離聚物是前體酸共聚物的中和產物；其中該前體酸共聚物包含具有2至10個碳原子的α -烯烴的共聚單元，以及按該所述前體酸共聚物的總重量計約20至約30重量％的具有3至8個碳原子的α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元；其中根據ASTM D1238在190°C和2. 16kg下測定，所述前體酸共聚物具有約70至約1000克/10分鐘的熔體流動速率；並且其中當按所述前體酸共聚物中存在的羧酸基團的總數計中和至約40%至約90%的含量，以包含羧酸根基團和基本上由鈉離子組成的抗衡離子時，所述前體酸共聚物產生鈉離聚物，當根據ASTM D3418由差示掃描量熱法測定時，所述鈉離聚物具有測不到或小於約3. 0焦/克的凝固焓；並且其中所述鈉/鋅混合離聚物包含羧酸根基團和抗衡離子混合物；所述抗衡離子混合物按所述前體酸共聚物中的羧酸根基團當量的總數計，基本上由約5至約95當量％的鈉陽離子和互補地約95至 5當量％的鋅陽離子組成。附圖簡述

圖1為本文公開的基於晶片的太陽能電池模塊的剖面圖(未按比例繪製)。圖2為本文公開的一個特定薄膜太陽能電池模塊的剖面圖(未按比例繪製)。圖3為本文所公開的另一個薄膜太陽能電池模塊的剖面圖(未按比例繪製)。發明詳述除非特殊情況有其他限制，下列定義適用於本說明書中使用的術語。本文所使用的科技術語具有本發明所屬技術領域中的普通技術人員通常理解的含義。如發生矛盾，以本說明書及其包括的定義為準。如本文所用，術語「有限量」是指大於零的量。如本文所用，術語「含有」、「包括」、「包含」、「特徵在於」、「具有」或其任何其他變型旨在涵蓋非排他性的包括。例如，包括要素列表的工藝、方法、製品或設備不必僅限於那些要素，而是可以包括未明確列出的或該工藝、方法、製品或設備所固有的其他要素。連接短語「基本上由組成」將權利要求的範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明的基本和新型特徵的那些要素。如本文所定義，術語「基本上由組成」並不將任選的、其含量適合此類添加劑的添加劑以及微量雜質排除在組合物之外。當組合物、工藝、結構，或者組合物、工藝或結構的一部分在本文中用開放式術語例如「包含」描述時，除非另外指明，該描述也包括「基本上由」組合物、工藝、結構的要素或組合物、工藝或結構的一部分「組成」的實施方案。冠詞「一個」和「一種」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，並且表明該組合物、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複數。術語「約」是指數量、尺寸、配方、參數、以及其他量和特性是不精確的並且不必是精確的，但可以是期望的近似值和/或較大值或較小值，由此反映公差、轉換因子、四捨五入、測量誤差等、以及本領域的技術人員已知的其他因子。一般來講，數量、尺寸、配方、參數或者其他量或特性為「約」或者「近似的」，無論是否進行此類明確表述。如本文所用，術語「或者」是包括性的；也就是說，短語「A或B」是指「A、B或者A 和B兩者」。更具體地講，條件「A或B」符合以下任何一項A為真實(或存在)的，並且B 為虛假(或不存在)的；A為虛假(或不存在)的，並且B為真實(或存在)的；或者A和 B都是真實(或存在)的。例如，排他性的「或者」在本文中是通過諸如「A或B中的兩者之一」和「A或B中的一個」之類的術語來指定。此外，本文所示出的範圍包括它們的端點，除非有另外明確表述。此外，當一個數量、濃度或其他數值或參數以範圍、一個或多個優選範圍或優選上限數值和優選下限數值的列表形式給出時，它應理解為具體地公開由任何範圍上限或優選數值和任何範圍下限或優選數值的任何一對所構成的所有範圍，而不管此類範圍是否被單獨地公開。當定義一個範圍時，本發明的範圍不限於列出的具體值。當材料、方法、或機械用術語「本領域的技術人員已知的」、「常規的」或同義的單詞或短語在本文中描述時，該術語表示在提交本專利申請時常規的材料、方法、或機械涵蓋於該描述中。同樣涵蓋於該描述中的是，目前不常規的但是當適用於相似目的時將成為本領域公認的材料、方法、和機械。除非另行指出，所有百分比、份數、比率、和類似數量均按重量定義。如本文所用，術語「共聚物」是指包含由兩種或更多種共聚單體發生共聚作用所生成的共聚單元的聚合物。就此而論，本文可能會根據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15重量％丙烯酸的共聚物」或類似的說法來描述共聚物。此類描述可以視為非正式的，因為它並不把共聚單體當作共聚單元；因為它不包括共聚物的常規命名，例如國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的命名；因為它不使用方法限定物品術語；或者因為其他原因。然而，如本文所用，結合其組分共聚單體或其組分共聚單體的數量對共聚物進行的描述是指該共聚物含有指定共聚單體的共聚單元(在指定時具有指定數量)。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， 除非在限定情況下進行此類明確表述。術語「 二聚物，，是指基本上由兩種單體組成的聚合物；術語「三元共聚物，，是指基本上由三種單體組成的聚合物。如本文所用，術語「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，術語「離聚物」是指包含離子基團的聚合物，所述離子基團為金屬離子羧酸鹽，例如鹼金屬羧酸鹽、鹼土金屬羧酸鹽、過渡金屬羧酸鹽和/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部分或完全中和(例如通過與鹼反應)前體或母體聚合物的羧酸基團來製備，其中前體或母體聚合物為酸共聚物。鹼金屬離聚物的實例為鈉/鋅混合離聚物(或鈉/鋅中和離聚物)，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的全部或一部分為羧酸鋅和羧酸鈉形式。本文提供了一種太陽能電池模塊，該模塊包括(A)至少一個片材層，該片材層包括含有鈉/鋅混合離聚物組合物或由鈉/鋅混合離聚物組合物製備的至少一個層；和(B) 包括一個或多個太陽能電池的太陽能電池層。片材層用作太陽能電池模塊中的包封層。也就是說，本發明的太陽能電池模塊的特徵在於具有包封層，該包封層具有至少一層鈉/鋅混合離聚物組合物。鈉/鋅混合離聚物組合物包含鈉/鋅混合離聚物，該離聚物為前體酸共聚物的離子中和衍生物。前體酸共聚物包含具有2至10個碳原子的α -烯烴共聚單元和按前體酸共聚物的總重量計約20至約30重量％、或約20至約25重量％的具有3至8個碳原子的 α，烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元。合適的α-烯烴共聚單體包括但不限於乙烯、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、以及這些α-烯烴中的兩種或更多種的混合物。在一個實施方案中，α-烯烴為乙烯。合適的α，β -烯鍵式不飽和羧酸共聚單體包括但不限於丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、一甲基馬來酸、以及這些酸共聚單體中的兩種或更多種的混合物。在一個實施方案中，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。前體酸共聚物可進一步包含一個或多個其他共聚單體的共聚單元，該一個或多個其他共聚單體例如具有2至10個碳原子、或3至8個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、醯胺和酯。在一個實施方案中，前體酸共聚物還包含不飽和羧酸的酯。示例性不飽和羧酸的酯包括但不限於丙烯酸甲酯、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)山嵛醚丙烯酸酯、聚(乙二醇)山嵛醚甲基丙烯酸酯、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、馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二丁酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸二丁酯、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。前體酸共聚物中可能包含的示例性共聚單體包括但不限於 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。在一個實施方案中，前體酸共聚物不摻入任何顯著量的其他共聚單體。前體酸共聚物的混合物也是適合的，前提條件是該共聚物的性質在本文所述範圍內。例如，可以使用具有不同量的共聚羧酸共聚單體或不同熔體流動速率的兩種或更多種二聚物。此外，包含二聚物和三元共聚物的前體酸共聚物混合物可以是適合的。前體酸共聚物可通過連續方法合成，該方法將每種反應性共聚單體和溶劑(如有)與引發劑一起連續進料到攪拌反應器中。根據預計的反應器溫度範圍以及引發劑的分解溫度來選擇引發劑，其選擇標準是本領域熟知的。一般來講，在通過乙烯和酸共聚單體的共聚作用製備前體酸共聚物的合成過程中，反應溫度可以保持在約120°C至約300°C、或約 140°C至約260°C。反應器中的壓力可以保持在約130至約310MPa、或約165至250MPa。反應器可以是例如美國專利2，897，183中所描述的高壓釜。具體地講，美國專利 2，897，183描述了一種裝備有用於強力攪拌的裝置的高壓釜。該專利還描述了一種用於在「大體上恆定的環境」下聚合乙烯的連續方法。在聚合反應過程中，通過將某些參數例如壓力、溫度、引發劑濃度和聚合物產物與未反應乙烯的比率保持大體上恆定，來維持這種環境。此類條件可以在多種連續攪拌槽反應器中的任何一種內實現，其中包括例如連續攪拌等溫反應器和連續攪拌絕熱反應器。對包含乙烯共聚物產物的反應混合物進行強烈攪拌，並從高壓釜中連續移除。在反應混合物離開反應容器之後，通過常規步驟(例如，通過在低壓或高溫下蒸發未聚合的材料和溶劑)將所得乙烯共聚物產物從揮發性的未反應單體和溶劑(如有)中分離。—般來講，為了獲得本文所述的鈉/鋅混合離聚物，在聚合反應過程中，反應器內容物應保持在一定的條件下，使得整個反應器內基本上存在單相。如美國專利5，0 ，674 中所公開的，這可以通過調節反應器溫度、調節反應器壓力、加入共溶劑、或它們的任何組合來實現。可採用任何常規方式確定整個反應器內是否基本上保持單相。例如，Hasch 等人在"High—Pressure Phase Behavior of Mixtures of Poly (Ethylene-co-Methyl Acrylate)with Low-Molecular Weight Hydrocarbons，，，Journal of Polymer Science Part B =Polymer Physics，第30卷，第1365-1373頁(1992)中描述了可用於確定單相與多相條件的邊界的濁點測量法。根據ASTM方法D1238在190°C下用2. 16kg進行測定，前體酸共聚物可具有約70 至約1000克/10分鐘、或約100至約500克/10分鐘、或約150至約300克/10分鐘、或約 200至約300克/10分鐘的熔體流動速率(MFR)。
已發現，當此類前體酸共聚物用含有鈉離子的鹼中和至按所述前體酸共聚物中羧酸的總含量計約40%至約90%、或約40%至約70%、或約43%至約60%的含量時(其中該含量通過計算得到或測量未中和的前體酸共聚物得到)，所得的鈉(中和)離聚物具有約0. 7至約25克/10分鐘或更小、或約0. 7至約19克/10分鐘或更小、或約1至約10克 /10分鐘、或約1. 5至約5克/10分鐘、或約2至約4克/10分鐘的MFR，其中MFR是根據 ASTM方法D1238在190°C下用2. 16kg測定的，並且所得的鈉離聚物具有測不到或小於約3 焦/克、或小於約2焦/克的凝固焓，所述凝固焓根據ASTM方法D3418採用差示掃描量熱法(DSC)、使用由Mettler或由TA製造的DSC設備(例如Universal V3. 9A模塊)測定。 所謂「測不到」，是指在DSC曲線上沒有可觀察到的彎曲。作為另外一種選擇，峰高度可以非常小，並且半高處的峰寬度可以相對較大，使得當從DSC曲線上減去基線時，可能無法識別具有小積分面積的寬峰。一般來講，在進行ASTM D3418的方法之後，低於0. 2焦/克的凝固焓將測不到。此類前體酸共聚物和所得的鈉離聚物在申請人共同未決的美國臨時申請 61/110486(提交於2008年10月31日)中有所公開。要獲得本文所述的鈉/鋅混合離聚物，則用含有鈉和鋅離子的鹼的混合物中和前體酸共聚物以提供離聚物，其中所述前體酸共聚物中羧酸基團的約30%至約90%、或約 40%至約70%、或約43%至約60%的氫原子被鋅和鈉陽離子(即鋅和鈉抗衡離子)的混合物取代。也就是說，需將酸基團中和至按前體酸共聚物的羧酸總含量計為約30%至約 90%、或約40%至約70%、或約43%至約60%的含量，其中該含量通過計算得到或通過測量未中和的前體酸共聚物得到。所得的離聚物中存在的鈉和鋅陽離子的混合物使得鈉陽離子和鋅陽離子的當量百分比可包括約5至約95當量％、或約50至約95當量％、或約55至約80當量％、或約55至約70當量％、或約60至約70當量％的鈉陽離子，剩餘的當量百分比為鋅陽離子。本文所用的鈉/鋅混合離聚物還可通過首先用適量的含有鈉離子的鹼(如氫氧化鈉溶液)中和前體酸共聚物，然後用適量的含有鋅離子的鹼(如乙酸鋅溶液)中和前體酸共聚物而製備。本文所用的鈉/鋅混合離聚物還可通過首先用適量的含有鋅離子的鹼(如乙酸鋅溶液)中和前體酸共聚物，然後用適量的含有鈉離子的鹼(如氫氧化鈉溶液)中和前體酸共聚物而製備。本文所用的鈉/鋅混合離聚物還可通過熔融共混鈉中和離聚物和鋅中和離聚物而製備，所述離聚物中的每一種均衍生自如上所述的前體酸共聚物，前提條件是在所得的鈉/鋅混合離聚物中，存在於兩種前體酸共聚物中的羧酸基團的總計約30%至約90%、或約40%至約70%、或約43%至約60%的氫原子被金屬陽離子取代，並且在金屬陽離子中， 約5至約95當量％、或約50至約95當量％、或約55至約80當量％、或約55至約70當量％、或約60至約70當量％為鈉陽離子，剩餘為鋅陽離子。在一個實施方案中，鈉/鋅混合離聚物通過熔融共混鈉中和離聚物(其中存在於其前體酸共聚物中的羧酸基團的約30 當量％至約90當量％、或約40當量％至約70當量％、或約43當量％至約60當量％的氫原子被鈉陽離子取代)和鋅中和離聚物(其中存在於其前體酸共聚物中的羧酸基團的約30 當量％至約90當量％、或約40當量％至約70當量％、或約43當量％至約60當量％的氫原子被等電荷量的鋅陽離子取代)而製備。要獲得本文所述的鈉中和離聚物、鋅中和離聚物，或鈉/鋅混合離聚物，則可通過任何常規步驟來中和前體酸共聚物，例如美國專利3，404，134和6，518，365中所描述的那
些步驟。根據ASTM方法D1238在190°C和2. 16kg下進行測定，所得的鈉/鋅中和離聚物可具有約25克/10分鐘或更小、或約0. 7至約25克/10分鐘或更小、或約0. 7至約19克 /10分鐘或更小、或約1至約10克/10分鐘、或約1. 5至約5克/10分鐘、或約2至約4克 /10分鐘的MFR。鈉/鋅混合離聚物組合物可進一步含有本領域已知的其他添加劑。這些添加劑可以包括但不限於加工助劑、流動增強劑、潤滑劑、顏料、染料、阻燃劑、抗衝改性劑、成核劑、 諸如二氧化矽的抗粘連劑、熱穩定劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、分散劑、表面活性劑、 螯合劑、偶聯劑、諸如玻璃纖維的增強劑、填料等。一般來講，將可降低組合物光學透明度的添加劑(諸如增強劑和填料)僅加入到用作後包封的那些片材。可使用熱穩定劑，其在本領域中已廣泛公開。任何已知的熱穩定劑均可用於本發明。熱穩定劑的示例性普通種類包括但不限於酚類抗氧化劑、烷基化一元酚、烷硫基甲基苯酚、對苯二酚、烷基化對苯二酚、生育酚、羥基化硫代二苯醚、亞烷基雙酚、0-、N-和S-苄基化合物、羥基苄基化丙二酸酯、芳香羥基苄基化合物、三嗪化合物、胺基酸類抗氧化劑、芳基胺、二芳基胺、聚芳基胺、醯氨基酚、草醯胺、金屬減活化劑、亞磷酸鹽、亞膦酸鹽、苄基膦酸鹽、抗壞血酸(維生素C)、清除過氧化物的化合物、羥胺、硝酮、硫代增效劑、苯並呋喃酮、吲哚酮等、以及它們的混合物。鈉/鋅混合離聚物組合物可含有任何有效量的熱穩定劑。熱穩定劑的使用是任選的。使用熱穩定劑時，鈉/鋅混合離聚物組合物可包含按鈉/鋅混合離聚物的總重量計至少約0. 05重量％，並且至多約10重量％、或至多約5重量％、或至多約1重量％的熱穩定劑。可使用紫外線吸收劑，其在本領域中也已廣泛公開。任何已知的紫外線吸收劑均可用於本發明。紫外線吸收劑的示例性普通種類包括但不限於苯並三唑、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/鋅混合離聚物組合物可含有任何有效量的紫外線吸收劑。紫外線吸收劑的使用是任選的。使用紫外線吸收劑時，鈉/鋅混合離聚物組合物可包含按鈉/鋅混合離聚物組合物的總重量計至少約0. 05重量％並且至多約10重量％、或至多約5重量％、或至多約1重量％的紫外線吸收劑。可使用受阻胺光穩定劑(HALS)，其在本領域中也已廣泛公開。一般來講，所公開的受阻胺光穩定劑為仲的或叔的、乙醯化的、N-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的其他取代環胺，並且一般是得自鄰近胺基的碳原子的脂族取代。鈉/鋅混合離聚物組合物可以包含任意有效量的受阻胺光穩定劑。受阻胺光穩定劑的使用是任選的。使用受阻胺光穩定劑時，鈉/鋅混合離聚物組合物可包含按鈉/鋅混合離聚物組合物的總重量計至少約0. 05重量％並且至多約10重量％、或至多約5重量％、或至多約1重量％的受阻胺光穩定劑。可將矽烷偶聯劑加入到鈉/鋅混合離聚物組合物中以改善其粘附強度。可用於本發明組合物的示例性矽烷偶聯劑包括但不限於Y-氯丙基甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、Y-乙烯基苄基丙基三甲氧基矽烷、N- β - (N-乙烯基苄基氨基乙基)-Y -氨基丙基三甲氧基矽烷、Y -甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、Y-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、Y-環氧丙氧丙基三乙氧基矽烷、β_(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、Y-巰丙基甲氧基矽烷、γ -氨基丙基三乙氧基矽烷、N- β -(氨基乙基)-Y -氨基丙基三甲氧基矽烷、以及它們中的兩種或更多種的混合物。可將矽烷偶聯劑以按鈉/鋅混合離聚物組合物的總重量計約0. 01至約5重量％、或約0. 05至約1重量％的含量摻入到鈉/鋅混合離聚物組合物中。由低水平的霧度和吸溼率所證實，與由現有技術離聚物形成的片材相比，包含此類鈉/鋅混合離聚物的聚合物片材具有較高的透明度和耐溼性。具體地講，如下面的實例部分所述，將由鈉/鋅混合離聚物製成的2. ^mm厚的聚合物片材層壓到兩塊3mm厚退火玻璃片材之間時，所得的玻璃層壓板具有小於約5%或小於約3%的霧度百分比，該霧度百分比與層壓工藝中使用的冷卻速率無關。此外，由鈉/鋅混合離聚物製成的聚合物片材在 23°C下於水中浸沒1000小時後，具有小於約5%或小於約3%的水分增重。包含鈉/鋅混合離聚物組合物並充當本發明的太陽能電池模塊的包封層的片材可以是單層或多層形式。所謂「單層」是指該片材由鈉/鋅混合離聚物組合物製成或基本上由其組成。當片材為多層形式時，至少一個亞層由鈉/鋅混合離聚物組合物製成或基本上由其組成，而其他一個或多個亞層可由合適的其他任何一種或多種聚合材料製成，諸如本文之前定義的酸共聚物、本文之前定義的酸共聚物的離聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚 (乙烯醇縮醛)(包括隔音級聚(乙烯醇縮醛))、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)、聚烯烴嵌段共聚物彈性體、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)、矽酮彈性體、環氧樹脂、以及它們中的兩種或更多種的組合。此外，包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材可具有約1至約120密耳(約0. 025 至約3mm)、或約5至約100密耳(約0. 127至約2. 54mm)、或約5至約45密耳(約0. 127 至約1. 14mm)、或約10至約30密耳(約0. 25至約0. 76mm)、或約10至約20密耳(約0. 25 至約0.51mm)的總厚度。包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材在一面或兩面可以具有平滑表面或粗糙表面。在一個實施方案中，片材在兩面均具有粗糙表面以利於在層壓過程中脫氣。可在片材擠出過程中通過機械壓花或熔融破裂形成粗糙表面，然後再通過淬火使得處置過程中保持表面粗糙。可通過本領域的常用方法將表面圖案施加到片材上。例如，可以讓剛擠出的片材從緊鄰模頭出口設置的模輥的特製表面上通過，從而賦予熔融聚合物的一面所需的表面特性。因此，當此類模輥的表面具有微小的凹凸不平時，澆注在其上的聚合物片材在與輥接觸的一面上將生成粗糙表面，並且該粗糙表面上的凸起和凹陷一般分別適形於輥表面的凹陷和凸出。此類模輥在例如美國專利4，035，549和美國專利公布2003/0124296中有所公開。包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材可通過任何合適的方法製備。例如，可通過浸塗、溶液流鑄、壓塑、注塑、層壓、熔融擠塑澆鑄、吹脹薄膜、擠出貼面、串聯式擠出貼合或本領域技術人員所知的任何其他方法來形成這些片材。在某些實施方案中，所述片材可以通過熔融擠塑澆鑄、熔融共擠塑澆鑄、熔融擠塑貼面或串聯式熔融擠塑貼合工藝來形成。術語「太陽能電池」旨在包括可將光轉換為電能的任何製品。本發明可用的太陽能電池包括但不限於基於晶片的太陽能電池(例如基於c-Si或mc-Si的太陽能電池，如上文發明背景部分中所述)和薄膜太陽能電池(例如基於a-Si、μ c-Si、CdTe、CIS、CIGSJl 光染料或有機半導體的太陽能電池，如上文發明背景部分中所述)。在太陽能電池層內，太陽能電池可電互連和/或排列在平面中。此外，太陽能電池層可進一步包括電線，諸如交叉帶狀線和匯流條。太陽能電池層可以是雙面的。在這類實施方案中，設置在太陽能電池任一面的所有層壓材料均應充分透明，以允許日光或反射的日光到達太陽能電池。或者，太陽能電池層可具有前朝陽面(也稱為正面，並且在實際使用條件下，通常面向太陽)和後非朝陽面(也稱為背面，並且在實際使用條件下，通常背對太陽)。在此類實施方案中，存在於設置在太陽能電池層前朝陽面上的層壓層和亞層中的所有材料均應具有足夠的透明性，以允許日光到達太陽能電池。存在於設置在太陽能電池層後非朝陽面上的層壓層和亞層中的層壓材料不必透明。本文所公開的太陽能電池模塊通常包括至少一個包含鈉/鋅混合離聚物組合物的包封片材，該片材被層壓到太陽能電池層。所謂「層壓」，是指在層壓結構中，兩個層直接 (即兩層之間無任何附加材料)或間接(即兩層之間具有附加材料，諸如夾層或粘合劑材料)粘結。在一個實施方案中，包含鈉/鋅混合離聚物組合物的包封片材直接粘合到太陽能電池層。太陽能電池模塊可進一步包括附加包封層，這些包封層包含其他聚合材料，諸如酸共聚物、酸共聚物的離聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮醛(包括隔音級聚乙烯醇縮醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)、聚烯烴嵌段共聚物彈性體、 α_烯烴與α，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)、矽酮彈性體、環氧樹脂、以及它們中的兩種或更多種的組合。除了包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材之外的每個包封層的厚度可獨立地在約1至約120密耳(約0. 025至約3mm)、或約5至約100密耳(約0. 127至約2. 54mm)、或約5至約45密耳(約0. 127至約1. 14mm)、或約10至約30密耳(約0. 25至約0. 76mm)、 或約10至約20密耳(約0. 25至約0. 51mm)的範圍內。太陽能電池模塊中包括的任何或所有包封層(包括含有鈉/鋅混合離聚物組合物的片材)可具有光滑或粗糙的表面。太陽能電池模塊可進一步包括分別在太陽能電池模塊的朝陽面和非朝陽面用作模塊的一個或多個最外層的入射層和/或背襯層。太陽能電池模塊的外層，即入射層和背襯層，可源自任何合適的片材或膜。合適的片材可以是玻璃或塑性片材，諸如聚碳酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環狀聚烯烴(例如乙烯降冰片烯聚合物)、聚苯乙烯(優選在茂金屬催化劑的存在下製備的聚苯乙烯)、聚醯胺、 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形成背襯層。術語「玻璃」不僅包括窗玻璃、平板玻璃、矽酸鹽玻璃、玻璃片、低鐵玻璃、鋼化玻璃、鋼化無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)、低輻射玻璃、iToroglas 玻璃(Saint-Gobain N. A. Inc. (Trumbauersville, PA))、 Solexia 玻璃(PPG hdustries (Pittsburgh，PA))和 Marphire 玻璃(PPG Industries)。 此類特種玻璃在例如美國專利 4，615，989,5, 173，212,5, 264，286,6, 150，028,6, 340，646、6，461，736和6，468，934中有所公開。但應當理解，為具體模量所選擇的玻璃類型取決於預
期用途。合適的膜層包含聚合物，其包括但不限於聚酯(例如聚(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(例如聚丙烯、聚乙烯和環狀聚烯烴)、降冰片烯聚合物、聚苯乙烯(例如間規聚苯乙烯)、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚碸(例如聚醚碸、聚碸等)、尼龍、聚氨酯、丙烯酸類、乙酸纖維素(例如乙酸纖維素、 三乙酸纖維素等)、玻璃紙、矽酮、聚(氯乙烯)(例如聚(偏二氯乙烯))、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。聚合物膜可以為非取向的，或者單軸向取向的，或者雙軸向取向的。可用於太陽能電池模塊的外層(如，入射層或背襯層)的一些具體示例性膜包括但不限於聚酯膜 (如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜)、含氟聚合物膜(如得自Ε· I. du Pont de Nemours and Company (DuPont) (Wilmington,DE)的！^(!^『《Jefzel 和 iTefIon 膜)。諸如鋁箔之類的金屬膜也可用作背襯層。太陽能電池模塊外層中所用的膜還可以是多層膜的形式，如含氟聚合物/聚酯/含氟聚合物多層膜(例如，得自Isovolta AG. (Austria)或Madico (Woburn， ΜΑ)的 iTedlar /PET/tedlar 或 TPT 層壓膜)。太陽能電池模塊可進一步包括嵌入模塊內的其他功能膜或片層(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塗覆有附加功能塗層的那些。例如，塗覆有金屬氧化物塗層的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜(例如美國專利6，521，825和6，818，819 以及歐洲專利EP1182710所公開的)可充當層壓板內的氧氣和水分阻擋層。如果需要，太陽能電池層與包封材料之間還可以包括非織造玻璃纖維(稀鬆布) 層，以有利於層壓過程中除氣和/或用來加強包封。此類稀鬆布層的用途在例如美國專利 5，583，057,6, 075，202,6, 204，443,6, 320，115 和 6，323，416 以及歐洲專利 EP0769818 中有所公開。可以包括特殊的薄膜或片材以同時起到包封層和外層的作用。還可以設想，包括在模塊中的任何膜或片材層可以採用預成形的單層或多層膜或片材的形式。如果需要，入射層膜和片材、背襯層膜和片材、包封層及複合在太陽能電池模塊內的其他層的一個或兩個表面可以進行任何合適的處理，以增強粘附力。這種增強粘附力的處理可採取本領域已知的任何形式，並且包括火焰處理(參見例如美國專利2，632，921、 2，648，097,2, 683，894和2，704，382)、等離子處理(參見例如美國專利4，732，814)、電子束處理、氧化處理、電暈放電處理、化學處理、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，還可通過將粘合劑或底漆塗料塗覆在一層或多層層壓層的表面上來使粘附強度得到進一步改善。例如，美國專利4，865,711公開了具有改善的可粘結性的膜或片材，它們的一個或兩個表面上沉積有薄的碳層。其他示例性粘合劑或底漆可包括矽烷、聚(烯丙胺)基底漆(參見例如美國專利5，411，845,5, 770，312,5, 690，994和5，698，329)和丙烯酸基底漆(參見例如美國專利 5，415，942)。粘合劑或底漆塗層可以呈粘合劑或底漆的單層形式並具有約0. 0004至約1 密耳(約0. 00001至約0. 03mm)、或約0. 004至約0. 5密耳(約0. 0001至約0. 013mm)、或約0. 004至約0. 1密耳(約0. 0001至約0. 003mm)的厚度。在一個實施方案(現在參見圖1)中，其中太陽能電池源自基於晶片的自承太陽能電池單元，太陽能電池模塊00)按從前朝陽面到後非朝陽面的位置順序可包括(a)入射層(10)，(b)前包封層(12)，(c)由一個或多個電互連的太陽能電池構成的太陽能電池層 (14)，(d)後包封層(16)，和(e)背襯層(18)，其中前包封層和後包封層(12和16)的至少一者或兩者由包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材形成。在另一個實施方案中，太陽能電池模塊源自薄膜太陽能電池，並且可以(i)在一個實施方案(圖2中的30)中按從前朝陽面到後非朝陽面的位置順序包括(a)太陽能電池層(Ha)，其包括覆板04)和在非朝陽面處沉積在覆板上的一個或多個薄膜太陽能電池層 (22), (b)由包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材形成的(後)包封層(16)，和(c)背襯層 (18)，或(ii)在另一個實施方案(圖3中的40)中，包括(a)透明入射層(10)，(b)由包含鈉/鋅混合離聚物組合物的片材形成的(前)包封層(12)，和(c)太陽能電池層(14b)， 其包括在其朝陽面處沉積在基板06)上的一個或多個薄膜太陽能電池層02)。此外，可將上述一系列太陽能電池模塊進一步連接以形成太陽能電池陣列，這可產生期望的電壓和電流。可以使用本領域內已知的任何層壓方法(諸如高壓釜法或非高壓釜法)來製備太陽能電池模塊。在示例性方法中，太陽能電池模塊的組件層以期望的次序層疊在一起以形成預層壓組合件。然後將該組合件放入能夠保持真空的袋子(「真空袋」)內，用真空管或其他裝置抽去袋中的空氣，將袋子密封同時保持真空(例如至少約27至觀英寸汞柱(689至711mm 汞柱))，然後將密封袋放入高壓釜中並將壓力升高至約150至約250psi (約11. 3至約18. 8 巴)、溫度約130°C至約180°C、或約130°C至約160°C、或約1!35°C至約155°C、或約145°C至約155°C，放置時間為約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。可以用真空環來代替真空袋。美國專利3，311，517公開了一種類型的合適真空袋。在加熱和加壓循環後，使高壓釜中的空氣冷卻，但不加入額外的氣體以保持高壓釜內的壓力。冷卻約20分鐘後，釋放高壓釜中過量氣體並將層壓板移出高壓釜。作為另外一種選擇，可將預層壓組合件置於烘箱中在約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，然後使加熱後的組合件通過一組夾輥，通過這種方式擠出各層之間空隙內的空氣、並密封組合件的邊緣。此階段的組合件稱為預壓件。然後可將預壓件置於高壓釜中，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分鐘後，在不引入另外空氣的情況下使高壓釜中的空氣冷卻。冷卻約20至約40分鐘後，釋放高壓釜中過量氣體並將層壓產品移出高壓釜。還可通過非高壓釜法製備太陽能電池模塊。此類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 2004/0182493、歐洲專利 EP1235683 Bi、以及 PCT 專利公布W091/01880和W003/057478有所公開。一般來講，非高壓釜法包括加熱預層壓組合件並且施加真空、壓力或二者。例如，可使組合件相繼通過加熱烘箱和夾輥。層壓方法的這些實例並不旨在進行限制。基本上可以使用任何層壓方法。
如果需要，可以密封太陽能電池模塊的邊緣，以減少水分和空氣侵入以減緩使一個或多個太陽能電池效率下降和使用壽命縮短的潛在可能。可通過本領域公開的任何方式密封邊緣。合適的邊緣密封材料包括但不限於丁基橡膠、多硫化物、矽酮、聚氨酯、聚丙烯彈性體、聚苯乙烯彈性體、嵌段共聚物彈性體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)等。下面通過特定實施方案的實施例對本發明作進一步說明。
實施例以下實施例旨在示例說明本發明，而並不旨在以任何方式限制本發明的範圍。比較實施例CEl至CE19按以下方式製備了下列每個實施例中使用的離聚物。首先，在絕熱連續攪拌高壓釜內通過自由基聚合來製備離聚物的前體酸共聚物(即乙烯和甲基丙烯酸的共聚物)。製備過程基本上按美國專利5，028，674實施例1中描述的步驟進行，不同的是(1)通過控制乙烯與甲基丙烯酸的比率和引發劑的流速，將反應器條件保持在溫度約200°C至約260°C 和壓力介於170和240ΜΙ^之間；(2)反應器內不加入丙烷調聚劑(CE16中除外)；(3)反應器中的甲醇總濃度保持在約2至5摩爾％，所述摩爾％是按乙烯、甲基丙烯酸、甲醇和引發劑溶液的總進料量計的(或者在CE16中按丙烷調聚劑、乙烯、甲基丙烯酸、甲醇和引發劑溶液的總進料量計)；以及(4)將體系保持在穩態，流過反應器的材料的停留時間為約5秒至 2分鐘。此外，根據要合成的具體酸共聚物，可以使用兩種不同的自由基引發劑(過氧乙酸叔丁酯或過辛酸叔丁酯)中的一種。當過氧乙酸叔丁酯為引發劑(例如在CEl至CE6、CE16 和CE18中)時，將其作為濃度50%的無氣味礦物油精溶液使用。當過辛酸叔丁酯為引發劑(例如在CE7至CE15、CE17和CE19)時，將其作為濃度90%的無氣味礦物油精混合物使用。然後，在單螺杆擠出機內，在熔融溫度設置為200°C至270°C的高剪切熔融混合條件下， 用氫氧化鈉溶液部分中和乙烯和甲基丙烯酸的前體共聚物來獲得離聚物，或者採用美國專利6，518，365的實施例1中描述的一般方法進行。然後，根據ASTM D3418對由此獲得的離聚物進行差示掃描量熱(DSC)測試，溫度特徵圖為(a)加熱至180°C ； (b)保持3分鐘；(c)以10°C /分鐘的速率冷卻至25°C ； (d)保持3分鐘；和(e)以10°C /分鐘的速率加熱至180°C。測定了離聚物的凝固焓並記錄於表2中。結果顯示，使用含有鈉離子的鹼中和所公開的前體酸共聚物製備的每種鈉離聚物(CEl-CEIB)的凝固焓均測不到，而通過中和現有技術前體酸共聚物製備的每種離聚物 (CE4-CE19)均具有大於3焦/克的凝固焓。然後，將離聚物在表1規定的溫度特徵圖下送入直徑25mm的Killion擠出機，並擠出澆鑄為聚合物片材。具體地講，聚合物生產能力可通過調節螺杆轉速來控制以達到最大生產能力，通過擠出機加入具有標稱間隙為2mm的150mm狹槽衝模，將流鑄片材加入到 200mm直徑的拋光鍍鉻冷卻輥上，該冷卻輥保持在10°C和15°C之間的溫度下並以1至2rpm 的轉速轉動。然後取出標稱厚度0.76mm(30密耳)的片材，並切割成300X300mm的方塊。將離聚物片材用作夾層片材以形成玻璃層壓板。具體地講，用50°C的磷酸三鈉 (5g/L)的去離子水溶液清洗退火的玻璃片材(100X100X3mm)5分鐘，然後用去離子水充分衝洗並乾燥。將六層各離聚物片材(每層約0.76mm厚)層疊在一起並置於兩片玻璃片材之間(以得到厚度為180密耳(4.57mm)的夾層)。通過最小化離聚物片材與室內環境(約35%的相對溼度)的接觸時間來將其水分含量保持在0.06重量％以下。然後，用一條聚酯膠帶將預層壓組合件在若干個位置處封在一起以保持各層與玻璃片材間的相對位置。 環繞組合件周邊設置尼龍織帶以利於空氣從各層內除去。將組合件置於尼龍真空袋內，密封，然後將真空袋連接至真空泵。施加真空以充分除去袋裝組合件中的空氣(袋子內的氣壓降至低於50毫巴的絕對壓力)。然後，將袋裝組合件在對流空氣烘箱中加熱至120°C並保持這些條件30分鐘。接著使用冷卻風扇將組合件冷卻至接近環境溫度，然後斷開真空源並移出袋子，從而得到玻璃和夾層的充分預壓組合件。雖然組合件的周邊已密封，但組合件的若干區域並未充分粘合，這些區域中存在氣泡即說明了這一點。然後，將組合件置於空氣高壓釜中，並將溫度和壓力從環境條件升高至135°C和13. 8巴並保持15分鐘以上。將組合件在此條件下保持30分鐘，然後將所得層壓板在環境壓力下迅速(即以2. 5°C /分鐘的冷卻條件A)冷卻至室溫。接著，使用Haze-gard Plus霧度計(BKardner (Columbia，MD)) 按照ASTM D1003對由此獲得的層壓板進行了霧度測試。隨後，將相同的層壓板在烘箱內加熱至120°C，並在該溫度下保持2至3小時，接著慢慢(即，以0. I0C /分鐘的冷卻條件B) 冷卻至室溫，然後進行了霧度測試。如比較實施例(CE4-CE19)所示，包括通過中和現有技術前體酸共聚物而製備的離聚物夾層的玻璃層壓板的霧度水平取決於獲得層壓板時的冷卻速率。一般來講，較慢的冷卻速率會增大層壓板的霧度，從而降低其光學性能。然而，如表2中所示數據說明， 包括用含有鈉離子的鹼中和上文所公開的酸共聚物所製備的離聚物夾層的玻璃層壓板 (CE1-CE3)往往表現出比包括通過中和現有技術前體酸共聚物而製備的離聚物夾層的玻璃層壓板(CE4-CE19)更低的霧度。此外，CE1-CE3的玻璃層壓板的霧度水平不受獲得層壓板時的冷卻速率影響。表 權利要求
1.包括太陽能電池層和離聚物片材的太陽能電池模塊，其中，(A)所述太陽能電池層包括單個太陽能電池或多個電互連的太陽能電池，並且任選地具有前朝陽面和後非朝陽面；以及(B)所述離聚物片材包含鈉/鋅混合離聚物，所述離聚物是前體酸共聚物的中和產物； 其中所述前體酸共聚物包含具有2至10個碳原子的α -烯烴的共聚單元和按所述前體酸共聚物的總重量計約20至約30重量％的具有3至8個碳原子的α，β -烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元；其中根據ASTM D1238在190°C和2. 16kg下測定，所述前體酸共聚物具有約 70至約1000克/10分鐘的熔體流動速率；並且其中當按所述前體酸共聚物中存在的羧酸基團的總數計中和至約40%至約90%的含量以包含羧酸根基團和基本上由鈉離子組成的抗衡離子時，所述前體酸共聚物產生鈉離聚物，當根據ASTM D3418由差示掃描量熱法測定時，所述鈉離聚物具有測不到或小於約3. 0焦/克的凝固焓；並且其中所述鈉/鋅混合離聚物包含羧酸根基團和抗衡離子混合物；所述抗衡離子混合物按所述前體酸共聚物中的羧酸根基團當量的總數計，基本上由約5至約95當量％的鈉陽離子和互補地約5至95當量％ 的鋅陽離子組成。
2.權利要求1的太陽能電池模塊，其中所述鈉/鋅混合離聚物為前體酸共聚物被中和至約30至約90重量％含量的中和產物。
3.權利要求1或2中任一項的太陽能電池模塊，其中所述鈉/鋅混合離聚物為前體酸共聚物被中和至約40%至約70%含量的中和產物。
4.權利要求1至3中任一項的太陽能電池模塊，其中當根據ASTMD1238在190°C和 2. 16kg下測定時，所述鈉/鋅混合離聚物具有約0. 7至約25克/10分鐘或更小的熔體流動速率。
5.權利要求1至4中任一項的太陽能電池模塊，其中所述離聚物片材為單層片材的形式並且基本上由所述鈉/鋅混合離聚物組成，或者其中所述離聚物片材為多層片材的形式並且包括兩個或更多個亞層，並且其中所述亞層的至少一個基本上由所述鈉/鋅混合離聚物組成，並且每一個其他所述亞層包含選自下列的聚合物酸共聚物、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、α-烯烴和α，β-烯鍵式不飽和羧酸酯的共聚物、矽酮彈性體、環氧樹脂、以及它們中的兩種或更多種的組合。
6.權利要求1至5中任一項的太陽能電池模塊，其中所述離聚物片材具有約1至約120 密耳(約0. 025至約3mm)的總厚度。
7.權利要求1至6中任一項的太陽能電池模塊，其中所述離聚物片材直接層壓到所述太陽能電池層。
8.權利要求1至7中任一項的太陽能電池模塊，所述太陽能電池模塊包括層壓到所述太陽能電池層的前朝陽面上的前包封層和層壓到所述太陽能電池層的後非朝陽面上的後包封層，其中所述前包封層和所述後包封層中的一者為所述離聚物片材，並且所述前包封層和所述後包封層中的另一者包含聚合材料，所述聚合材料選自酸共聚物、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、α-烯烴和α，β-烯鍵式不飽和羧酸酯的共聚物、矽酮彈性體、環氧樹脂、以及它們的組合，或者其中所述前包封層和所述後包封層中的每一個均包括一層所述離聚物片材。
9.權利要求8的太陽能電池模塊，所述太陽能電池模塊進一步包括入射層和/或背襯層，所述入射層為所述模塊的最外表面層並且設置在所述太陽能電池層的前朝陽面，所述背襯層為所述模塊的最外表面層並且設置在所述太陽能電池層的後非受光面，其中所述入射層選自(i)玻璃片材，(ii)聚合物片材，所述聚合物片材包含選自下列的聚合物聚碳酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環狀聚烯烴、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、含氟聚合物、以及它們中的兩種或更多種的組合，以及(iii)聚合物膜，所述聚合物膜包含選自下列的聚合物聚酯、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、聚碸、尼龍、聚氨酯、丙烯酸類、乙酸纖維素、玻璃紙、矽酮、聚(氯乙烯)、含氟聚合物、以及它們中的兩種或更多種的組合，並且其中所述背襯層選自(i)玻璃片材，(ii) 聚合物片材，(iii)聚合物膜，(iv)金屬片材，以及(ν)陶瓷板，並且其中所述聚合物片材包含選自下列的聚合物聚碳酸酯、丙烯酸類、聚丙烯酸酯、環狀聚烯烴、聚苯乙烯、聚醯胺、聚酯、含氟聚合物、以及它們中的兩種或更多種的組合；並且所述聚合物膜包含選自下列的聚合物聚酯、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、聚碸、尼龍、聚氨酯、丙烯酸類、乙酸纖維素、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。
10.權利要求1至9中任一項的太陽能電池模塊，其中所述太陽能電池為選自基於結晶矽和多晶矽的太陽能電池的基於晶片的太陽能電池，並且其中所述太陽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)層壓到所述太陽能電池層的前朝陽面的前包封層，(iii)所述太陽能電池層，(iv)層壓到所述太陽能電池層的後非朝陽面的後包封層，以及(ν)背襯層，其中所述前包封層和所述後包封層中的一者為所述離聚物片材，或者其中所述前包封層和所述後包封層中的每一個均包括一層所述離聚物片材。
11.權利要求1至9中任一項的太陽能電池模塊，其中所述太陽能電池為薄膜太陽能電池，所述薄膜太陽能電池選自基於非晶矽、微晶矽、碲化鎘、銅銦硒化物、銅銦/鎵二硒化物、吸光染料以及有機半導體的太陽能電池。
12.權利要求11的太陽能電池模塊，所述太陽能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成⑴入射層，( )包括所述離聚物片材的前包封層，和(iii)所述太陽能電池層，其中所述太陽能電池層進一步包括其上沉積有所述薄膜太陽能電池的基板，並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並定位在所述太陽能電池層的後非朝陽面上。
13.權利要求11的太陽能電池模塊，所述太陽能電池模塊按位置順序基本上由以下各層組成(i)所述太陽能電池層，( )包括所述離聚物片材的後包封層，和(iii)背襯層，其中所述太陽能電池層還包括其上沉積有所述薄膜太陽能電池的覆板，並且所述覆板被定位成使得所述覆板為所述模塊的最外表面並定位在所述太陽能電池層的前朝陽面上。
14.製備太陽能電池模塊的方法，所述方法包括(i)提供包括權利要求1至13中任一項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能電池模塊。
15.權利要求14的方法，其中所述層壓步驟通過使所述組合件受熱和任選地經受真空或壓力來進行。
全文摘要
本發明公開了一種包括太陽能電池層和離聚物片材的太陽能電池模塊，所述離聚物片材包含鈉/鋅混合離聚物，所述混合離聚物為前體酸共聚物的中和產物；其中所述前體酸共聚物包含具有2至10個碳原子的α-烯烴的共聚單元，和按所述前體酸共聚物的總重量計約20至約30重量％的具有3至8個碳原子α，β-烯鍵式不飽和羧酸的共聚單元；其中根據ASTM D1238在190℃和2.16kg下測定，所述前體酸共聚物具有約70至約1000克/10分鐘的熔體流動速率；並且其中當所述前體酸共聚物中存在的羧酸基團的總含量的約40％至約90％被中和為羧酸根基團，以包含羧酸根基團和基本上由鈉離子組成的抗衡離子時，所得鈉離聚物具有測不到或小於約3.0焦/克的凝固焓，所述凝固焓根據ASTM D3418採用差示掃描量熱法測定。
文檔編號C08L23/08GK102272946SQ200980153268
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月2日 優先權日2008年12月31日
發明者C·A·史密斯, G·W·普雷讓, R·A·海斯, S·C·佩塞克, W·A·夏菲爾 申請人:納幕爾杜邦公司