用于太陽能電池板的壓敏膠帶制造技術

壓敏膠帶，包括（ｉ）透明的載體膜和（ｉｉ）透明的壓敏粘合劑層，其特征在于該載體膜的折射率ｎ↓［ｄ］↑［２０］為不大于１．４５８，透光率為大于或等于９０％；該壓敏粘合劑層的折射率ｎ↓［ｄ］↑［２０］為至少１．４７０，透光率為至少９０％；在玻璃板上的粘結狀態的膠帶的透光率為至少９０％。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于生產太陽能模塊(solar modules)的單面壓敏膠帶。具體 地，它涉及在生產和使用太陽能模塊中可用于不同領域的單面膠帶。
技術介紹
近年來，對再生能源，尤其是太陽能的興趣急劇增加。全球能源消耗 的指數級增加，不可再生能源的缺乏，和涉及綠色電力的法規將導致在未 來幾年里通過陽光發電的急劇增加。 一個結果是在太陽能電池和太陽能模 塊領域中的集中研究開發。這種研究開發的焦點是加工和生產方法的簡單 化和優化，和原材料和組件的成本的降低。另一目標是減少太陽能模塊的 總厚度，同時不影響它們的穩定性。目前在市場上密集推出使用硅太陽能電池的厚層太陽能模塊，并且 優選提供為包括具有嵌入的太陽能電池的層合體、玻璃正面，和包圍該模 塊的鋁框架。正在擴展薄膜太陽能模塊的生產，其中電池例如由通過氣相 沉積而施用到各種基板上的半導體材料構成。考慮到膠帶的整潔和成本有效性以及它們簡化工藝的能力，膠帶正在 越來越多地用于生產太陽能模塊(在文獻中也稱為太陽能電池板(solar panels),光伏模塊和太陽能發電機)。膠帶在太陽能模塊中的實例是框架粘 結和切換插座粘結，保護玻璃表面或者在層壓操作之前固定太陽能電池。 在太陽能模塊的層壓操作中，敏感的硅太陽能電池在減壓下在約150°C嵌 入在可熔化的粘性粘結的箔的片材之間至少15分鐘。例如，框架粘結優選 使用雙面膠帶而不是有機硅粘結進行，這是因為該操作是半自動的(partly automated),因此更快、更均勻并且更整潔。對于模塊生產過程中的不同應用，在市場上有各種膠帶適于該應用。對膠帶的重要要求是UV穩定性，耐候性和光學透明性。太陽能模塊 的UV穩定性和耐候性以及機械穩健性通過正C標準61215中所述的試驗 進行檢測。該標準的條款是具體的耐候性試驗條件的基礎，在該條件下相當重要的是所用的膠帶應該顯示出始終如一的光學性質、化學性質和粘合 性。下文中描述用于太陽能模塊的具體膠帶應用。對于單面壓敏膠帶，應用在于太陽能電池(圖l)的定位和固定，以及在層壓操作之前層合體的固定(圖2),和太陽能模塊的玻璃正面的保護(圖2)。 電池固定目前在模塊的生產過程中是主要以手工進行的步驟，包括將單獨的敏感的太陽能電池置于可熔化EVA箔上，并使用單面膠帶固定，從而使得電池在層壓步驟的過程中不相對移動。現存的膠帶解決方案常常設置有聚丙烯和/或聚乙烯或醋酸纖維素載體材料，已經證明這些材料在UV暴露之后會變脆或者被毀壞。此外，在目前使用的膠帶中，使用樹脂共混的粘合劑，這些粘合劑在UV暴露后顯示出變色，并且在高溫的影響下會經受除氣。因此需要用于電池固定的膠帶，其應該具有改善的除氣和收縮特性，并且也應該具有較低的起泡傾向，并且它防止太陽能電池在高溫在層壓的過程中移動。此外，該膠帶要求具有非常良好的UV穩定性，這是因為電池固定帶保持在層合體中，并且膠帶的變色或易碎性會損害太陽能模塊的外部光學外觀。固定層合體的膠帶發揮類似于固定電池的膠帶的類似功能；在該情況 下，意圖保護模塊層合體的不同層不移動。目前，使用具有有機硅粘合劑的特定的單面膠帶，其在各層的層壓之 后又被去掉，從而使得鋁型面(aluminum profiles)可在邊上粘結。這使得必 需進行進一步的操作步驟，這個步驟最好省略掉。因此需要薄的膠帶，其在各層的層壓之后能夠保留在太陽能模塊中， 并且對太陽能模塊的構造或功能不具有有害的影響。這同樣涉及到鋁框架 的后續應用。太陽能模塊的玻璃正面上的玻璃保護膜可履行各種功能，如通過模塊 正面得到的改善的入射光透射率，對玻璃表面的防碎裂保護。現存的模塊常常安裝有厚度為約3至4 mm的保護性玻璃，從而確保模 塊整體的機械穩定性。這使得太陽能模塊必需有較高的重量。為了減小保 護性玻璃的厚度，需要保護性的膜，該膜使位于其下方的玻璃片材穩定化， 使得玻璃片材能夠顯著減小厚度。所述保護性的膜也可以使用功能層，由此使得不再需要對玻璃進行特定的表面處理。所述的應用說明這一事實根據太陽能模塊中使用單面壓敏膠帶的方 式，存在非常不同的需要。目前，這使得復雜性增加，這是因為使用了非 常不同的壓敏膠帶。但是，為了簡化和加速太陽能模塊的生產操作，需要 一種單面自粘合膠帶，其可普遍地用于所有的所述應用，以及類似的應用， 并且其能夠最小化或者不具有目前解決方案所^在的弱點。
技術實現思路
出乎意料的是，該目的通過具有特定載體結構的高度透明的單面壓敏 膠帶而達到。具體地，本專利技術提供單面壓敏膠帶，所述單面壓敏膠帶包括i) 透明的載體膜，其折射率n,(對對應于589nm的鈉d線在20。C的 折射率)小于或等于1.458和透光率大于或等于90%，ii) 透明的壓敏粘合劑，其折射率n戶大于或等于1.470和透光率大于 或等于90°/。，選擇載體膜和壓敏粘合劑，使得它們具有高UV穩定性，低除氣特性， 以及高溫穩定性，以及單面壓敏膠帶粘結玻璃片材之后根據ASTM 1003的 透光率為大于或等于90%。在光學元件例如玻璃窗的設計和構造中，例如，需要考慮照射光的類 型與所用的材料之間的相互作用。在一種導出的版本中，能量守恒定律具 有以下形式T(入)+ p(X) + a(入)=1其中T(入)描述透射光的分數(fraction)， p(X)是反射光的分數，以及a(X) 是吸收光的分數(X:光波長)，其中照射光的總強度被標準化為1。根據光學 元件的應用，任務是優化這三項中的一個或多個，而抑制其余的。設計用 來傳輸的光學元件的特征值T(X)接近于1。這通過減少p(X)和a(X)的量來達 到。透明的丙烯酸酯類PSA通常在可見光范圍內不具有顯著的吸收，即， 在400 nm至700 nm的波長范圍內不具有顯著的吸收。這可通過使用UV-Vis 分光光度計的測量而容易地確定。因此，特別感興趣的是p(X)。反射是界面 現象，它取決于彼此接觸的兩相i的折射率rid,i，遵循Fresnel方程<formula>formula see original document page 7</formula>對于等折射(isorefractive)材料(其中nd,2-nd，,)的情況下，p(人)變為0。這 表明，需要將要用于光學元件的壓敏粘合劑的折射率調節至要粘結的材料 的折射率。各種這些材料的通常值列于表l中。表1<table>table see original document page 7</column></row><table>(來源Pedrotti, Pedrotti， Bausch， Schmidt, Optik, 1st edn. 1996， Prentice-Hall, Munich. 表5.1,第158頁，在人=588證的數據)本專利技術的膠帶適合于在太陽能模塊的生產中進行多種多樣的任務，否 則則必需使用不同的膠帶來實現。本專利技術也提供本專利技術的粘合劑片材和/或 膠帶的用途。附圖說明太陽能模塊的通常構造可從圖1和2中看出。太陽能模塊由多個太陽 能電池構成，所述多個太陽能電池是彼此固定的，尤其是通過乙酸乙烯酯 膠帶固定，這種排列在兩側襯有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜。太陽能模塊的 背面通常本文檔來自技高網...

【技術保護點】
壓敏膠帶，包括　（ｉ）透明的載體膜，和　（ｉｉ）透明的壓敏粘合劑層，　其特征在于　－該載體膜的折射率ｎ↓［ｄ］↑［２０］為不大于１．４５８，透光率為大于或等于９０％，　－該壓敏粘合劑層的折射率ｎ↓［ｄ］↑［２０ ］為至少１．４７０，透光率為至少９０％；　－在玻璃板上的粘結狀態的膠帶的透光率為至少９０％。

【技術特征摘要】
DE 2008-9-18 102008047965.91.壓敏膠帶，包括(i)透明的載體膜，和(ii)透明的壓敏粘合劑層，其特征在于-該載體膜的折射率nd20為不大于1.458，透光率為大于或等于90％，-該壓敏粘合劑層的折射率nd20為至少1.470，透光率為至少90％；-在玻璃板上的粘結狀態的膠帶的透光率為至少90％。2. 根據權利要求1的壓敏膠帶，其特征在于該載體膜的折射率n,不大于1.440，優選不大于1.400。3. 根據前述權利要求中任一項的壓敏膠帶，其特征在于該載體膜的比體積電阻率為至少1013Qm。4. 根據前述權利要求中任一項的壓敏膠帶，其特征在于該載體膜的表面電阻為至少1015Q。5. 根據前述權利要求中任一項的壓敏膠帶，其特征在于基于氟化的聚烯烴聚合物的膜用作載體膜，尤其是聚氟乙烯膜(PVF膜)，聚乙烯-四氟乙烯膜(PETFE...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬克休斯曼，伯恩德邦德，萊因哈德斯托貝克，萊斯莫娜舍夫，
申請(專利權)人：蒂薩公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]