太陽能電池背板用粘合劑的製作方法

2023-09-17 13:32:55

太陽能電池背板用粘合劑的製作方法
【專利摘要】本發明的目的是提供太陽能電池背板用聚氨酯粘合劑，其在製備太陽能電池背板時具有令人滿意的對膜的初粘力、令人滿意的固化後初始粘合性和高溫下的高粘合性，還具有長期足夠的抗水解性和優異的整體平衡；可通過使用所述粘合劑獲得的太陽能電池背板；和太陽能電池模塊。公開了太陽能電池背板用粘合劑，其包括可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂，其中所述丙烯酸類多元醇可通過聚合可聚合單體獲得，所述可聚合單體包括具有羥基的單體和其它單體，所述具有羥基的單體包括(甲基)丙烯酸羥烷基酯，所述其它單體包括丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯。
【專利說明】太陽能電池背板用粘合劑
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據巴黎公約要求2011年11月25日提交的日本專利申請第2011-257268號的權益，通過引用將其全部併入本文中。
【技術領域】
[0003]本發明涉及太陽能電池背板用粘合劑。更特別是，本發明涉及可通過使用所述粘合劑獲得的太陽能電池背板，和可通過使用所述太陽能電池背板獲得的太陽能電池模塊。
【背景技術】
[0004]太陽能電池作為有用能源的實際應用取得了進展。太陽能電池包括各種類型，矽基太陽能電池、無機化合物基太陽能電池、有機太陽能電池等是已知的典型太陽能電池。
[0005]在這些太陽能電池中，通常在太陽光照射的表面上設置表面保護片以保護所述表面。在與太陽光照射的表面相對的表面上也設置背面保護片(背板)以保護太陽能電池單元，並且要求所述背板具有各種優異的物理性能如耐侯性、抗水性、耐熱性、溼氣阻隔性和氣體阻隔性，以將太陽能電池的長期性能退化抑制到最小程度。
[0006]為了獲得具有這些各種物理性能的片材，使用各種膜，其實例包括金屬箔、金屬板和金屬沉積膜，如鋁、銅和鋼板；塑料膜如聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、氟樹脂和丙烯酸類樹脂月旲等。
[0007]為了進一步改進性能，還將可通過層壓這些膜獲得的層壓體用作太陽能電池的背板。
[0008]通過層壓膜獲得的層壓體的實例顯示在圖1中。背板10是多個膜11和12的層壓體，所述膜11和12通過在其間插入粘合劑13來層壓。
[0009]膜的層壓法通常是乾式層壓法，並且要求粘合劑13對所述膜11和12具有足夠的粘合性。
[0010]背板10與密封材料20、太陽能電池單元30和玻璃板40 —起構成太陽能電池模塊1(參見圖3)。
[0011]由於太陽能電池模塊I長期暴露在戶外，因而要求對高溫、高溼度和太陽光的足夠耐久性。特別是，當粘合劑13具有低性能時，所述膜11和12剝離，從而損害層壓背板10的外觀。因此，要求太陽能電池背板用粘合劑即使長時間暴露也不發生膜的剝離。
[0012]太陽能電池背板用粘合劑的實例包括聚氨酯粘合劑。專利文獻I至3公開了用於製備太陽能電池背板的太陽能電池背板用粘合劑，其中為了改進耐久性和抗水解性，將固化劑如異氰酸酯與丙烯酸類多元醇混合。
[0013]專利文獻I和2公開了通過在丙烯酸類多元醇中混合異氰酸酯固化劑來製備粘合劑(參見專利文獻1，表1和2，專利文獻2，表1和2)，和使用該粘合劑製備具有優異的長期耐侯性和抗水解性的太陽能電池背板。
[0014]專利文獻3公開了使用特定丙烯酸類多元醇作為粘合劑原料，製備具有令人滿意的初始粘合性和長期耐久性的太陽能電池背板。
[0015]然而，太陽能電池背板用粘合劑要求的耐久性逐年增加，並且背板用粘合劑要求更高的粘合性。由於太陽能電池模塊主要在戶外使用，因而期望高溫下的高粘合性。
[0016]因此，重要的是太陽能電池背板用粘合劑不僅具有足夠的抗水解性，而且具有更高的對膜基材的粘合性以及甚至高溫下的足夠粘合性，而專利文獻I至3的粘合劑未必滿足上述性能。當使用專利文獻I至3的粘合劑製備太陽能電池背板時，構成所述背板的多個膜在惡劣的戶外環境中可能相互剝離。
[0017]太陽能電池背板通常通過將具有適當粘度的粘合劑施用至膜，乾燥所述粘合劑，層壓膜(乾式層壓法)，然後固化所得到層壓體幾天來製備。因此，還要求太陽能電池背板用粘合劑在適合於塗布的溶液粘度和層壓時對膜的初粘力方面是優異的。
[0018]專利文獻1 JP2010-263193A
[0019]專利文獻2 JP2OlO-2388I5A
[0020]專利文獻3 JP2Oll-1O58I9A

【發明內容】
[0021]本發明要解決的問題
[0022]已做出本發明以解決上述問題，本發明的目的是提供一種太陽能電池背板用聚氨酯粘合劑，其在製備太陽能電池背板時具有令人滿意的對膜的初粘力、令人滿意的固化(或熟化)後初始粘合性和高溫下的高粘合性，還具有長期足夠的抗水解性和優異的整體平衡；提供可使用所述粘合劑獲得的太陽能電池背板；以及提供可使用所述太陽能電池背板獲得的太陽能電池模塊。
[0023]用於解決問題的手段
[0024]本發明人已經廣泛的研究並令人驚訝地發現，通過使用特定的丙烯酸類多元醇作為聚氨酯樹脂原料可獲得太陽能電池背板用粘合劑，其具有改進的對膜的初粘力和改進的固化後初始粘合性，並且還具有優異的長期抗水解性和整體平衡，從而完成本發明。
[0025]即，在一方面，本發明提供太陽能電池背板用粘合劑，其包括可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂，其中所述丙烯酸類多元醇可通過聚合可聚合單體獲得，所述可聚合單體包含具有羥基的單體和其它單體，所述具有羥基的單體包含(甲基)丙烯酸羥烷基酯，和所述其它單體包含丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯。
[0026]在一個實施方式中，本發明提供上述太陽能電池背板用粘合劑，其中基於100重量份所述可聚合單體，所述丙烯腈的含量為I至40重量份。
[0027]在另一實施方式中，本發明提供上述太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度為20°C或更低。
[0028]在一個優選實施方式中，本發明提供上述太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的羥值為0.5-45mgK0H/g。
[0029]在另一方面，本發明提供可通過使用上述太陽能電池背板用粘合劑獲得的太陽能電池背板。
[0030]在一個優選方面，本發明提供可通過使用上述太陽能電池背板獲得的太陽能電池模塊。[0031]本發明的效果
[0032]根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑包括可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂，和所述丙烯酸類多元醇是可通過聚合可聚合單體獲得的，所述可聚合單體包含具有羥基的單體和其它單體，所述具有羥基的單體包含(甲基)丙烯酸羥烷基酯，和所述其它單體包含丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯。
[0033]由此，所述太陽能電池背板用粘合劑具有足夠的對膜的初粘力，同時保持優異的抗水解性，還具有改進的固化(或熟化)後初始粘合性和改進的高溫下粘合性，並且具有優異的整體平衡。
[0034]當基於100重量份所述可聚合單體，丙烯腈的含量為I至40重量份時，可以獲得太陽能電池背板用粘合劑，其在背板製備時具有適當的溶液粘度，並具有進一步改進的對膜的初粘力。
[0035]關於本發明的太陽能電池背板用粘合劑，當所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度為20°C或更低時，進一步改進對膜的初粘力和固化後的初始粘合性，因而所述粘合劑變成更優選的粘合劑。
[0036]關於本發明的太陽能電池背板用粘合劑，當所述丙烯酸類多元醇的羥值為0.5至45mgK0H/g時，顯著改進抗水解性和高溫下的粘合性，因而所述粘合劑是更優選的。
[0037]由於太陽能電池背板是可通過使用上述太陽能電池背板用粘合劑獲得的，因而其具有更優異的生產性，並可防止膜在長期戶外暴露下自層壓初始階段從所述粘合劑剝離。
[0038]由於根據本發明的太陽能電池模塊是可通過使用上述太陽能電池背板獲得的，因而其具有優異的生產性，很少會導致差的外觀，並且還具有優異的耐久性。
附圖簡介
[0039]圖1是示出根據本發明的太陽能電池背板的一個實施方式的截面圖。
[0040]圖2是示出根據本發明的太陽能電池背板的另一實施方式的截面圖。
[0041]圖3是示出根據本發明的太陽能電池模塊的一個實施方式的截面圖。
[0042]本發明的實施方式
[0043]根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑包括可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂。
[0044] 根據本發明的聚氨酯樹脂是可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚合物，其具有氨基甲酸酯鍵。所述丙烯酸類多元醇的羥基與異氰酸酯基反應。
[0045]所述丙烯酸類多元醇是可通過可聚合單體加成聚合獲得的，和所述可聚合單體包括〃具有羥基的單體〃和〃其它單體"。
[0046]所述〃具有羥基的單體〃包括(甲基)丙烯酸羥烷基酯，和所述(甲基)丙烯酸羥烷基酯可單獨使用，或者可組合使用兩種以上(甲基)丙烯酸羥烷基酯。所述(甲基)丙烯酸羥烷基酯也可與除(甲基)丙烯酸羥烷基酯以外的具有羥基的單體組合使用。
[0047]〃(甲基)丙烯酸羥烷基酯〃的實例包括但不限於，(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙基酯、丙烯酸4-羥丁基酯等。
[0048]〃除(甲基)丙烯酸羥烷基酯以外的具有羥基的可聚合單體〃的實例包括聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等。[0049]所述"其它單體"是除所述具有羥基的單體以外的"具有烯屬雙鍵的可自由基聚合單體"。所述其它單體可以僅僅是丙烯酸類多元醇中的丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯，或可進一步包括除丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯以外的具有烯屬雙鍵的可自由基聚合單體。
[0050]所述〃(甲基)丙烯酸類酯〃是可通過(甲基)丙烯酸與一元醇縮合反應獲得的化合物，其具有酯鍵。其具體實例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸二環戊基酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯等。在本發明中，優選包括選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸環己基酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯中的至少一種，更優選包括選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯中的至少一種。
[0051]所述"除丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯以外的具有烯屬雙鍵的可自由基聚合單體〃的實例包括，但不限於(甲基)丙烯酸、苯乙烯、乙烯基甲苯等。
[0052]所述〃丙烯腈〃是由通式CH2 = CH-CN表示的化合物，也稱為丙烯類腈、丙烯酸腈或乙烯基氰。
[0053]基於100重量份所述可聚合單體，所述可聚合單體中的丙烯腈含量優選為I至40重量份，更優選5至35重量份，特別優選5至25重量份。當丙烯腈的含量在上述範圍內時，可以獲得太陽能電池背板用粘合劑，其具有塗布性、固化後對膜的初始粘合性和高溫下粘合性之間的優異平衡。 [0054]在本說明書中，丙烯酸和甲基丙烯酸統稱為"(甲基)丙烯酸"，和"丙烯酸類酯和甲基丙烯酸類酯"統稱為"(甲基)丙烯酸類酯"或"(甲基)丙烯酸酯"。
[0055]只要可獲得本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑，則對所述可聚合單體的聚合方法沒有特別限制。例如，可在有機溶劑中，在合適的催化劑存在下，使用常規溶液聚合法通過自由基聚合來聚合上述可聚合單體。在此，可使用"有機溶劑〃，以聚合所述可聚合單體，並且對所述有機溶劑沒有特別限制，只要其在聚合反應後不對作為太陽能電池背板用粘合劑的特性實質上產生不利影響。此類溶劑的實例包括芳族類溶劑如甲苯和二甲苯；醇類溶劑如異丙醇和正丁醇；酯類溶劑如醋酸乙酯和醋酸丁酯；以及它們的組合。
[0056]可根據目標粘合劑的特性適當地選擇所述可聚合單體聚合中的聚合反應條件如反應溫度、反應時間、有機溶劑種類、單體的種類和濃度、攪拌速度以及催化劑的種類和濃度。
[0057]所述"催化劑"優選是可通過少量添加來促進所述可聚合單體聚合的化合物，並且其可在有機溶劑中使用。所述催化劑的實例包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過氧化苯甲酸叔丁酯、2，2-偶氮二異丁腈(AIBN)、2，2-偶氮二(2-氨基二丙烷)二鹽酸鹽和2，2-偶氮二(2，4- 二甲基戊腈)，特別優選偶氮二異丁腈(AIBN)。
[0058]鏈轉移劑可適當地用於本發明的聚合中，以調節分子量。作為〃鏈轉移劑〃，可以使用本領域技術人員眾所周知的化合物。其實例包括硫醇如正十二烷基硫醇(nDM)、月桂基甲基硫醇和巰基乙醇。
[0059]如上所述，所述丙烯酸類多元醇是可通過聚合所述可聚合單體獲得的。從所述粘合劑的塗布性的觀點，所述丙烯酸類多元醇的重均分子量優選為200,000以下，更優選5，000至100，000。所述重均分子量是通過凝膠滲透色譜(GPC)按照聚苯乙烯標準物測定的值。特別是，可使用下述GPC裝置和測定方法測定所述值。由TOSOH CORPORATION製造的HCL-8220GPC用作GPC裝置，RI用作檢測器。兩根由TOSOH CORPORATION製造的TSK凝膠SuperMultipore HZ-M用作GPC柱。將樣品溶於四氫呋喃，並使獲得的溶液以0.35ml/分鐘的流速流動，柱溫為40°C，然後通過基於使用具有單分散分子量的聚苯乙烯作為標準參考物質獲得的標準曲線換算分子量來確定Mw。
[0060]可通過調節使用的單體的質量分數來設定所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度。所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度可使用下述計算公式(i)，根據由每種單體獲得的均聚物的玻璃態轉化溫度和所述丙烯酸類多元醇使用的所述均聚物的質量分數來確定。優選使用通過所述計算確定的玻璃化轉變溫度來確定單體的組成:
[0061](i):1/Tg = Wl/Tgl+W2/Tg2+…+Wn/Tgn
[0062]其中，上式(i)中的Tg表示丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度，W1、W2、…、Wn各自表示每種單體的質量分數，Tgl、Tg2、…、和Tgn各自表示對應於每種單體的均聚物的玻
璃化轉變溫度。
[0063]可使用文獻中公開的值作為均聚物的Tg。作為此類文獻，例如可提及下述文獻:Acrylic Ester Catalog of Mitsubishi Rayon C0., Ltd.(1997 版)；Kyozo Kitaoka 編輯的 〃Shin Kobunshi Bunko7, Guide to Synthetic Resin for Coating Material", KobunshiKankokai, 1997 年出版，第 168-169 頁；和"POLYMER HANDBOOK〃，第三版，第 209-277 頁，Johnffiley&Sons Inc.，1989 年出版。 [0064]在本說明書中，下述單體的均聚物的玻璃化轉變溫度如下。
[0065]甲基丙烯酸甲酯:105°C
[0066]丙烯酸正丁酯:_54°C
[0067]丙烯酸乙酯:_20°C
[0068]甲基丙烯酸2-羥乙酯:55°C
[0069]丙烯酸2-羥乙酯:_15°C
[0070]甲基丙烯酸縮水甘油酯:41°C
[0071]丙烯腈:130°C
[0072]苯乙烯:105°C
[0073]在本發明中，從層壓時對膜的初粘力的觀點，所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度優選為20°C以下，更優選-55°C至10°C，特別優選-30°C至(TC。
[0074]丙烯酸類多元醇的輕值優選為0.5至45mgK0H/g,更優選I至40mgK0H/g,特別優選5至35mgK0H/g。當所述丙烯酸類多元醇的羥值在上述範圍內時，可以獲得太陽能電池背板用粘合劑，其具有優異的固化後的初始粘合性、高溫下粘合性和抗水解性。
[0075]在本說明書中，所述羥值是在將Ig樹脂乙醯化時中和與羥基結合的乙酸所需的氫氧化鉀的mg數。
[0076]在本發明中，所述羥值具體根據下式(ii)計算。
[0077](ii):輕值=[(具有羥基的(甲基)丙烯酸酯的重量)/(具有羥基的(甲基)丙烯酸酯的分子量)]X (I摩爾具有羥基的(甲基)丙烯酸酯單體含有的羥基的摩爾數)X [ (Κ0Η的分子量X I, 000) / (丙烯酸類多元醇的重量)]
[0078]所述異氰酸酯化合物的實例包括脂肪族異氰酸酯、脂環族異氰酸酯和芳族異氰酸酯，並且對所述異氰酸酯化合物沒有特別限制，只要可獲得本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑。
[0079]在本說明書中，〃脂肪族異氰酸酯〃是指具有其中異氰酸酯基直接連接至烴鏈的鏈狀烴鏈並且不含有環狀烴鏈的化合物。雖然"脂肪族異氰酸酯"可含有芳環，但是所述芳環不直接與異氰酸酯基連接。
[0080]在本說明書中，芳環不包含在所述環狀烴鏈中。
[0081]〃脂環族異氰酸酯〃是具有環狀烴鏈且可具有鏈狀烴鏈的化合物。所述異氰酸酯基可直接與環狀烴鏈連接，或可直接與可存在的鏈狀烴鏈連接。雖然"脂環族異氰酸酯"可包括芳環，但是所述芳 環不直接連接到異氰酸酯基。
[0082]"芳族異氰酸酯"是指具有芳環的化合物，其中異氰酸酯基直接與所述芳環連接。因此，異氰酸酯基不直接與芳環連接的化合物，即使其在分子中包括芳環，也歸類為脂肪族異氰酸酯或脂環族異氰酸酯。
[0083]因此，例如，4，4』-二苯甲烷二異氰酸酯(OCN-C6H4-CH2-C6H4-NCO)對應於芳族異氰酸酯，因為異氰酸酯基直接與芳環連接。另一方面，例如，亞二甲苯基二異氰酸酯(OCN-CH2-C6H4-CH2-NCo)對應於脂肪族異氰酸酯，因為其包括芳環，但異氰酸酯基不直接與芳環連接，而與亞甲基連接。
[0084]所述芳環可與兩個以上苯環稠合。
[0085]脂肪族異氰酸酯的實例包括1，4- 二異氰酸丁烷、I, 5- 二異氰酸戊烷、I, 6- 二異氰酸己烷(以下也稱為HDI)、1，6- 二異氰酸基_2，2，4-三甲基己烷、2，6- 二異氰酸己酸甲酯(賴氨酸二異氰酸酯)、1，3-雙(異氰酸基甲基)苯(亞二甲苯基二異氰酸酯)等。
[0086]脂環族異氰酸酯的實例包括5-異氰酸基-1-異氰酸基甲基-1，3，3-三甲基環己烷(異氟爾酮二異氰酸酯)、1，3-雙(異氰酸基甲基)環己烷(氫化亞二甲苯基二異氰酸酯)、雙(4-異氰酸環己基)甲烷(氫化二苯甲烷二異氰酸酯)、1，4-二異氰酸環己烷等。
[0087]芳族異氰酸酯的實例包括4，4』 - 二苯甲烷二異氰酸酯、對亞苯基二異氰酸酯、間亞苯基二異氰酸酯等。這些異氰酸酯化合物可單獨使用，或組合使用。
[0088]在本發明中，對異氰酸酯化合物沒有特別限制，只要可獲得根據本發明的目標聚氨酯粘合劑。從耐侯性的觀點，優選選自脂肪族和脂環族異氰酸酯。特別是，優選HD1、異氟爾酮二異氰酸酯和亞二甲苯基二異氰酸酯，特別優選HDI的三聚物。
[0089]根據本發明的聚氨酯樹脂可通過使所述丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應而獲得。在所述反應中，可使用已知的方法，所述反應通常可通過將所述丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物混合來進行。對混合方法沒有特別限制，只要可獲得根據本發明的聚氨酯樹脂。
[0090]為了改進長期耐侯性，本發明的太陽能電池背板用粘合劑可含有紫外線吸收劑。作為紫外線吸收劑，可以使用羥苯基三嗪類化合物和其它可商購的紫外線吸收劑。"羥苯基三嗪類化合物〃是一種三嗪衍生物，其中羥苯基衍生物與所述三嗪衍生物的碳原子連接，其實例包括可從 BASF Corp 獲得的 TINUVIN400、TINUVIN405、TINUVIN479、TINUVIN477 和TINUVIN460 (全部為商品名)。
[0091]太陽能電池背板用粘合劑可進一步含有受阻酚類化合物。〃受阻酚類化合物〃通常稱為受阻酚類化合物，其沒有特別限制，只要可獲得根據本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑。
[0092]可商購的產品可用作所述受阻酚類化合物。所述受阻酚類化合物例如可從BASFCorp 商購獲得。其實例包括 IRGAN0X1010、IRGAN0X1035、IRGAN0X1076、IRGAN0X1135、IRGAN0X1330和IRGAN0X1520 (全部為商品名)。所述受阻酚類化合物作為抗氧劑添加至所述粘合劑，其可例如與亞磷酸酯類抗氧劑、硫醚類抗氧劑、胺類抗氧劑等組合使用。
[0093]根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑可進一步含有受阻胺類化合物。
[0094]〃受阻胺類化合物〃通常稱為受阻胺類化合物，其沒有特別限制，只要可獲得根據本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑。
[0095]可商購的產品可用作所述受阻胺類化合物。所述受阻胺類化合物的實例包括可從 BASF Corp 商購的 TINUVIN765、TINUVIN111FDL、TINUVIN123、TINUVIN144、TINUVIN152、TINUVIN292和TINUVIN5100 (全部為商品名)。所述受阻胺類化合物作為光穩定劑添加至所述粘合劑，其可例如與苯並三唑類化合物、苯甲酸酯類化合物等組合使用。
[0096]根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑可進一步含有矽烷化合物。
[0097]作為矽烷化合物，可以使用，例如(甲基)丙稀酸氧基烷基二烷氧基矽烷、(甲基)丙稀酸氧基烷基烷基烷氧基矽烷、乙烯基二烷氧基矽烷、乙烯基烷基烷氧基矽烷、環氧娃烷、巰基矽烷和異氰脲酸酯矽烷。然而，所述矽烷化合物不僅僅限於這些矽烷化合物。
[0098]〃(甲基)丙烯醯氧基烷基三烷氧基矽烷〃的實例包括3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、4-(甲基)丙烯醯氧基乙基三甲氧基矽烷等。
[0099]〃(甲基)丙烯醯氧基烷基烷基烷氧基矽烷〃的實例包括3-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基乙基二乙氧基矽烷、3-(甲基)丙稀酸氧基乙基甲基二甲氧基矽烷等。
[0100]〃乙烯基二烷氧基矽烷〃的實例包括乙烯基二甲氧基矽烷、乙烯基二乙氧基矽烷、乙烯基二甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三(乙氧基甲氧基)矽烷等。
[0101]〃乙烯基烷基烷氧基矽烷〃的實例包括乙烯基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基乙基二(甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基二甲基甲氧基矽烷、乙烯基二乙基(甲氧基乙氧基)矽烷等。
[0102]例如，〃環氧矽烷〃可分為縮水甘油類矽烷和環氧環己基類矽烷。〃縮水甘油基類矽烷"具有縮水甘油醚氧基，其具體實例包括3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二異丙烯氧基矽燒、3-縮水甘油醚氧基丙基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油釀氧基丙基二乙氧基矽烷等。
[0103]〃環氧環己基類矽烷〃具有3，4-環氧環己基，其具體實例包括2-(3，4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷等。
[0104]〃疏基矽烷〃的實例包括3-疏基丙基二甲氧基矽烷、3-疏基丙基二乙氧基矽烷
等0[0105]〃異氰脲酸酯矽烷〃的實例包括三(3_(三甲氧基甲矽烷基)丙基)異氰脲酸酯等。
[0106]根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑可進一步含有其它組分，只要可獲得太陽能電池背板用目標粘合劑。[0107]對將〃其它組分〃添加至太陽能電池背板用粘合劑的時間沒有特別限制，只要可獲得根據本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑。例如，其它組分可在合成聚氨酯樹脂中與丙烯酸類多元醇和異氰酸酯化合物一起添加，或可在通過使丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應合成聚氨酯樹脂後添加。
[0108]〃其它組分〃的實例包括增粘樹脂、顏料、增塑劑、阻燃劑、催化劑、蠟等。
[0109]〃增粘樹脂〃的實例包括苯乙烯類樹脂、萜烯類樹脂、脂肪族石油樹脂、芳族石油樹脂、松香酯、丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂(不包括聚酯多元醇)等。
[0110]〃顏料〃的實例包括氧化鈦、炭黑等。
[0111]〃增塑劑〃的實例包括鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、己二酸二異壬酯、己二酸二辛酯、礦油精等。
[0112]〃阻燃劑〃的實例包括滷素類阻燃劑、磷類阻燃劑、銻類阻燃劑、金屬氫氧化物類阻燃劑等。
[0113]〃催化劑〃的實例包括金屬催化劑如錫催化劑(月桂酸三甲基錫、氫氧化三甲基錫、辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、馬來酸二丁基錫等)、鉛類催化劑(油酸鉛、環烷酸鉛、辛烯酸鉛等)、和其它金屬催化劑(環烷酸金屬鹽如環烷酸鈷)和胺類催化劑如三亞乙基二胺、四甲基乙二胺、四甲基己二胺、二氮雜二環烯烴、二烷基氨基烷基胺等。 [0114]所述〃蠟〃優選是諸如石蠟和微晶蠟的蠟。
[0115]太陽能電池背板用粘合劑的粘度使用旋轉粘度計(BM型，由TOKMEC Inc.製造)測定。當40%固含量下的溶液粘度為4，OOOmPa.s以上時，所述粘合劑的塗布性會劣化。如果進一步添加溶劑以降低粘度，則在低固體組分濃度下進行塗布，因而太陽能電池背板的生產性可能劣化。
[0116]本發明的太陽能電池背板用粘合劑可通過混合上述聚氨酯樹脂和任選添加的其它組分來製備。對混合方法沒有特別限制，只要可獲得本發明的太陽能電池背板用目標粘合劑。對混合所述組分的順序也沒有特別限制。根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑可在不要求特殊混合方法和特殊混合順序的情況下製備。所獲得的太陽能電池背板用粘合劑具有足夠的對膜的初粘力，同時保持優異的抗水解性，還具有改進的固化後初始粘合性和改進的高溫下粘合性，並且具有優異的整體平衡。
[0117]要求用於製備太陽能電池模塊的粘合劑具有特別高水平的粘合性和抗水解性。本發明的太陽能電池背板用粘合劑具有優異的對膜的初粘力和高溫下對膜的粘合性，並且還具有令人滿意的固化後初始粘合性和優異的抗水解性，因而所述粘合劑適合作為太陽能電池背板用粘合劑。
[0118]在製備太陽能電池背板時，將本發明的粘合劑施用至膜。所述施用可通過各種方法如凹面塗布、線棒塗布、氣刀塗布、模頭塗布(die coating)、唇模塗布(lip coating)和電暈塗布法來進行。將用本發明的太陽能電池背板用聚氨酯粘合劑塗布的多個膜彼此層壓，得到太陽能電池背板。
[0119]雖然本發明的太陽能電池背板的實施方式顯示在圖1至3中，但是本發明不限於這些實施方式。
[0120]圖1是本發明的太陽能電池背板的截面圖。所述太陽能電池背板10由兩個膜和插入其間的太陽能電池背板用粘合劑13形成，所述兩個膜11和12通過太陽能電池背板用粘合劑13彼此層壓。所述膜11和12可由相同或不同的材料製成。在圖1中，所述兩個膜11和12彼此層壓，或三個以上膜可以彼此層壓。
[0121]根據本發明的太陽能電池背板的另一實施方式顯示在圖2中。在圖2中，在所述膜11和太陽能電池背板用粘合劑13之間形成薄膜11a。例如，所述圖示出一個實施方式，其中當所述膜11是塑料膜時，在所述膜11的表面上形成金屬薄膜11a。所述金屬薄膜Ila可通過氣相澱積形成在所述塑料膜11的表面上，並且圖2的太陽能電池背板可通過將所述太陽能電池背板用粘合劑13插入其間來層壓所述膜11 (其表面上形成所述金屬薄膜Ila)與膜12而獲得。
[0122]沉積在所述塑料膜上的金屬的實例包括鋁、鋼、銅等。通過使所述膜進行氣相沉積可將阻隔性賦予至所述塑料膜。氧化矽或氧化鋁用作氣相澱積材料。作為基材的塑料膜11可以是透明的或白色的或黑色的。
[0123]由聚氯乙烯、聚酯、氟樹脂或丙烯酸類樹脂製成的塑料膜用作所述膜12。為了賦予耐熱性、耐侯性、剛性、絕緣性等，優選使用聚對苯二甲酸乙二醇酯膜或聚對苯二甲酸丁二醇酯膜。所述膜11和12可以是透明的，或可以是有顏色的。
[0124]使用根據本發明的太陽能電池背板用粘合劑13將膜11的沉積薄膜Ila與膜12彼此層壓，所述膜11和12通常通過乾式層壓法彼此層壓。因此，要求太陽能電池背板用粘合劑13具有層壓時優異的對膜的初粘力和固化後優異的對膜的初始粘合性。
[0125]圖3示出本發明的太陽能電池模塊的一個實例的截面圖。在圖3中，通過彼此放置玻璃板40、密封材料20如乙烯-醋酸乙烯酯樹脂(EVA)、通常彼此連接以產生期望電壓的多個太陽能電池單 元30和背板10，然後使用間隔物50固定這些構件10、20、30和40，可獲得太陽能電池模塊I。
[0126]如上所述，由於所述背板10是多個膜11和12的層壓體，所以要求所述聚氨酯粘合劑13即使所述背板10長期暴露於戶外也不引起所述膜11和12的剝離，並具有優異的抗水解性和高溫下粘合性。
[0127]本發明的主要實施方式將顯示如下。
[0128]1.太陽能電池背板用粘合劑，其包含可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂，其中
[0129]所述丙烯酸類多元醇是可通過聚合可聚合單體獲得的，
[0130]所述可聚合單體包括具有羥基的單體和其它單體，
[0131]所述具有羥基的單體包括(甲基)丙烯酸羥烷基酯，和
[0132]所述其它單體包括丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯。
[0133]2.上述太陽能電池背板用粘合劑，其中基於100重量份所述可聚合單體，丙烯腈的含量為1_40重量份。
[0134]3.上述太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度為20°C或更低。
[0135]4.上述太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的羥值為
0.5-45mgK0H/g。
[0136]5.一種太陽能電池背板，其可通過使用根據上述I至4任一項所述的太陽能電池背板用粘合劑獲得。[0137]6.一種太陽能電池模塊，其可通過使用根據上述5所述的太陽能電池背板獲得。實施例
[0138]以下將通過實施例和比較例描述本發明，這些實施例僅用於說明性目的，而不意味著限制本發明。
[0139]
[0140]合成實施例1 (丙烯酸類多元醇(聚合物I))
[0141]在裝備有攪拌槳葉、溫度計和回流冷凝管的四頸燒瓶中，投入150g的醋酸乙酯(ffako Pure Chemical Industries, Ltd.製造)，並在約80°C下回流。在所述燒瓶中，添加lg2，2-偶氮二異丁腈作為聚合引發劑，用I小時30分鐘連續滴加表1中所示各含量的單體的混合物。加熱2小時後，得到具有40.0重量％不揮發物含量(固含量)的丙烯酸類多元醇溶液。
[0142]所述丙烯酸類多元醇(聚合物I)的可聚合單體組分的組成和所得到的聚合物I的物理性能顯示在表1中。
[0143]合成實施例2至15
[0144]除如表1和表2所示改變合成實施例1中用於合成丙烯酸類多元醇的單體組成以外，以與合成實施例1相同的方法，得到丙烯酸類多元醇(聚合物2至聚合物14)和丙烯酸類聚合物(聚合物15)。所得到的聚合物2至15的物理性能顯示在表1和表2中。 [0145]所述可聚合單體顯示在表1和表2中，其它組分顯示如下。
[0146]甲基丙烯酸甲酯(MMA):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0147]丙烯酸丁酯(BA):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0148]丙烯酸乙酯(EA):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0149]甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0150]丙烯臆(AN):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0151]甲基丙烯酸2_ 輕乙酯(HEMA):由 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0152]丙烯酸2-輕乙酯(HEA):由 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0153]苯乙烯(St):由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造
[0154]2，2_ 偶氮二異丁臆(AIBN):由 Otsuka Chemical C0.Ltd.製造
[0155]正十二烷基硫醇(nDM):由NOF CORPORATION製造
[0156]表1
[0157]
【權利要求】
1.太陽能電池背板用粘合劑，其包含可通過丙烯酸類多元醇與異氰酸酯化合物反應獲得的聚氨酯樹脂，其中 所述丙烯酸類多元醇是可通過聚合可聚合單體獲得的， 所述可聚合單體包含具有羥基的單體和其它單體， 所述具有羥基的單體包含(甲基)丙烯酸羥烷基酯，和 所述其它單體包含丙烯腈和(甲基)丙烯酸類酯。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池背板用粘合劑，其中基於100重量份所述可聚合單體，丙烯腈的含量為1-40重量份。
3.根據權利要求1或2所述的太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的玻璃化轉變溫度為20°C或更低。
4.根據權利要求1至3任一項所述的太陽能電池背板用粘合劑，其中所述丙烯酸類多元醇的羥值為0.5-45mgKOH/g。
5.一種太陽能電池背板，其可通過使用根據權利要求1至4任一項所述的太陽能電池背板用粘合劑獲得。
6.一種太陽能電池模 塊，其可通過使用根據權利要求5所述的太陽能電池背板獲得。
【文檔編號】C09J175/04GK104011104SQ201280056954
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年11月21日 優先權日:2011年11月25日
【發明者】伊藤祥子 申請人:漢高股份有限及兩合公司