模块结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供模块结构，包括：前板；背板；光电组件，设于前板与背板之间；以及第一封装层，设于光电组件与前板之间，其中背板是氢化苯乙烯弹性体树脂层与聚烯烃层组成的层状结构，且氢化苯乙烯弹性体树脂层设于光电组件与聚烯烃层之间。
【专利说明】模块结构
【技术领域】
[0001]本发明关于模块结构，更特别关于其背板组成。
【背景技术】
[0002]一般太阳能电池模块结构，由上而下依序为玻璃前板、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)封装膜、太阳能电池、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物封装膜、及背板。两个乙烯-醋酸乙烯酯共聚物封装膜的作用是固定太阳能电池、连接电路导线、作为电池的绝缘保护、以及在长年使用后维持太阳能电池的性能。背板可提供电性绝缘、阻水、及耐高温高湿度，以延长太阳能电池模块结构的使用寿命。
[0003]目前的背板主要由氟系树脂薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜组成，因考量透水率或其它性质，常需在PET薄膜两侧涂布氟系树脂薄膜，有时考量氟系树脂薄膜与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物封装膜之间的接着力，而涂布接着剂。
[0004]综上所述，发展新的背板结构是时势所趋。
【发明内容】
[0005]本发明一实施例提供的模块结构，包括:前板；背板，与前板相对设置；光电组件，设于前板与背板之间；以及第一封装层，设于光电组件与前板之间，其中背板为氢化苯乙烯弹性体树脂层与聚烯烃层组成的层状结构，且氢化苯乙烯弹性体树脂层设于光电组件与聚烯烃层之间。
[0006]图式简单说明
[0007]第I图为本发明一实施例中，模块结构的示意图；以及
[0008]第2图为本发明另一实施例中，模块结构的示意图。
[0009]符号说明
[0010]11 前板
[0011]13、17 封装层
[0012]15 光电组件
[0013]19 背板
[0014]19A 氢化苯乙烯弹性体树脂层
[0015]19B 聚烯烃层
[0016]实施方式
[0017]第I图为本发明一实施例中模块结构的示意图，由上而下依序为前板11、封装层13、光电组件15、封装层17、及背板19。前板11可为玻璃、乙烯-四氟化乙烯共聚物(ethylene tetrafluoroethylene, ETFE)、或聚丙烯酸酯等透明材质。在本发明一实施例中，封装层13与17可为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。如第I图所示，背板19为氢化苯乙烯弹性体树脂层19A与聚烯烃层19B组成之双层结构，且氢化苯乙烯弹性体树脂层19A设于封装层17与聚烯烃层19B之间。与习知背板中的PET薄膜相比较，聚烯烃层19B具有良好的低吸水性、耐水解性、电气绝缘性、与耐候性。聚烯烃层19B与封装层17之间，可采用氢化苯乙烯弹性体树脂层19A作为黏着层。在一实施例中，聚烯烃层19B可不需额外的保护膜如氟系树脂薄膜贴覆其下。另一方面，聚烯烃层19B与氢化苯乙烯弹性体树脂层19A可为共挤出成型的双层结构，能大幅节省工艺步骤与时间。
[0018]在本发明一实施例中，光电组件15为太阳能电池。在本发明其它实施例中，光电组件15可为发光二极管或液晶显示组件，但不以此为限。
[0019]在本发明一实施例中，氢化苯乙烯弹性体树脂层19A可为氢化(苯乙烯-异戊二烯)二嵌段共聚物(poly (styrene-b-1soprene))、氢化(苯乙烯-异戍二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(poly (styrene-b-1soprene-b-styrene))、氢化(苯乙烯-丁二烯 _ 苯乙烯)三嵌段共聚物(poly (styrene-b-butadiene-b-styrene)、氢化(苯乙烯-异戍二烯 / 丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(poly (styrene-b-1soprene/butadiene-b-styrene)、或氢化(苯乙烯-乙烯支化异戍二烯)二嵌段共聚物(a polystyrene block and a vinyl bondedrich polyisoprene block)。上述共聚物中的聚苯乙烯嵌段，占氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的约1(^七％至35wt%。在本发明一实施例中，上述共聚物中的聚苯乙烯嵌段，占氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的约13被％至30被％。若共聚物中的聚苯乙烯嵌段比例过低，则硬度较低及机械拉伸强度变差。若共聚物中的聚苯乙烯嵌段比例过高，则虽然机械强度与硬度皆提升，但是流动性变差不利于加工，且玻璃转移温度(Tg)亦会变高而降低接着性质。上述氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的分子量与熔融指数呈负相关，当其熔融指数越高，则分子量越小。若氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的熔融指数越低，则分子量越高。在本发明一实施例中，氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的熔融指数约介于1.0g/10min至8.0g/10min之间或约介于3.5g/10min至6.5g/10min之间。若氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的熔融指数过低，则代表流动性不佳将无法形成均匀膜层。若氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的熔融指数过高，流动性太好则容易造成膜层间的混合无法形成各自独立的均匀膜层。
[0020]聚烯烃层19B可为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、上述之组合、或上述之多层结构。上述聚烯烃层19B的分子量与熔融指数呈负相关，当其熔融指数越高，则分子量越小。若聚烯烃层19B的熔融指数越低，则分子量越高。在本发明一实施例中，聚烯烃层19B的熔融指数约介于1.0g/10min至8.0g/10min之间。若聚烯烃层19B的熔融指数过低,贝U流动性差将无法形成均匀膜层。若聚烯烃层19B的熔融指数过高，则流动性太好容易造成膜层间的混层作用无法形成各自独立的均匀膜层。
[0021]在本发明一实施例中，氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的厚度介于50 μ m至150 μ m之间。
[0022]在本发明一实施例中，聚烯烃层19B的厚度介于200μηι至500μηι之间。若聚烯烃层19Β的厚度过厚，将增加成本与产品重量与厚度。若聚烯烃层19Β的厚度过薄，将无法有效保护光电组件15。
[0023]在本发明一实施例中，可进一步于背板19的氢化苯乙烯弹性体树脂层19Α及/或聚烯烃层19Β中添加反射率调控剂、颜料、抗氧化剂、或上述之组合。反射率调控剂可为金属氧化物(例如氧化钛、氧化镁、黏土、或上述之组合)、碳酸钙、氧化硅或上述之组合，可增加模块结构的反射率，可进一步提高太阳能电池(光电组件15)的转换效率。颜料如炭黑、色母粒(pigment masterbatch,例如CLARIANT REMAFIN聚烯类色母粒)可改变模块结构的外观颜色，以搭配建筑物的整体风格。至于抗氧化剂如二丁基羟基甲苯(BHT)、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、二苯酮、上述之衍生物、或上述之组合可进一步避免氢化苯乙烯弹性体树脂层19A及/或聚烯烃层19B产生黄变现象。一般而言，上述添加剂的用量小于氢化苯乙烯弹性体树脂层19A(或聚烯烃层19B)的约10被％、约0.1被％至10wt%、或约5wt%至10wt%。过多添加剂会破坏氢化苯乙烯弹性体树脂层19A(或聚烯烃层19B)的加工性质。
[0024]在本发明另一实施例中，可进一步增加背板19中氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的厚度，以省略封装层17如第2图所示。举例来说，氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的厚度可介于150 μ m至300 μ m之间。氢化苯乙烯弹性体树脂层19A的厚度增加可提升模块耐冲击性，达到保护光电组件15的目的。由于一般光电组件15的下电极多为不耐酸的材质如铝，而封装层17如EVA在长时间使用后容易因高温或湿气作用释放出醋酸而破坏光电组件15的下电极，进而缩短光电组件15的使用寿命。在省略封装层17的实施例中，光电组件15为直接接触背板19的氢化苯乙烯弹性体树脂层19A，可避免上述问题。
[0025]第I图之模块结构的封装层17具有抗冲击能力，因此背板19的聚烯烃层19B不需考虑抗冲击性质而具有较多选择。由于第2图之模块结构省略封装层17，因此背板19的聚烯烃层19B需考虑抗冲击性质。举例来说，第2图之聚烯烃层19B的抗冲击能力需大于约10kg-cm/cm,比如购自台化(台湾化学纤维股份有限公司)之聚丙烯K8002。
[0026]为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例配合所附图示，作详细说明如下:
实施例
[0027]实施例1
[0028]取IOOkg氢化苯乙烯弹性体树脂(购自Asahi chemicals C0.Ltd.之LS611,其熔融指数为5.4g/10min)与9kg 二氧化钛(购自杜邦之R706)，置入双螺杆混练机中混合造粒。
[0029]取IOOkg聚丙烯(购自台湾化学纤维股份有限公司之K8002，其熔融指数为
1.2g/10min)与9kg 二氧化钛(购自杜邦之R706)，置入双螺杆混练机中混合造粒。
[0030]将混练后的氢化苯乙烯弹性体树脂/ 二氧化钛粒子，及聚丙烯/ 二氧化钛粒子分别置于三轴共挤出机之不同进料口中，使挤出成型的氢化苯乙烯弹性体树脂/ 二氧化钛薄膜贴合于聚丙烯/ 二氧化钛薄膜上，形成层状结构的背板。此背板的物理性质如第I表所
/Jn ο
[0031]实施例2
[0032]与实施例1类似，差别在于聚丙烯由购自台湾化学纤维股份有限公司之K8002改为购自台湾化学纤维股份有限公司之聚丙烯K8009(熔融指数为7.5g/10min)。至于后续层状结构的背板的制作方式与实施例1类似，且背板的物理性质如第I表所示。
[0033]实施例3
[0034]与实施例1类似，差别在于聚丙烯由购自台湾化学纤维股份有限公司之K8002改为购自台湾塑料工业股份有限公司之永嘉烯2100M(乙烯-丙烯共聚物，熔融指数为7.5g/10min)。至于后续层状结构的背板的制作方式与实施例1类似，且背板的物理性质如第I表所示。
[0035]比较例I
[0036]直接取市售背板(购自Madico 之 Protekt HD, protekt coatingl3 μ m/PET127 μ m/adhesive/EVA100 μ m四层结构)进行物性测试，如第I表所示。
[0037]比较例2
[0038]直接取市售背板(购自Isovota 之 Icosolar AAA3554, po lyami de/po Iyamide/polyamide之三层结构)进行物性测试，如第I表所示。
[0039]比较例3
[0040]直接取市售背板(购自Isovota 之 Icosolar APA3552, polyamide/PET/polyamide之三层结构)进行物性测试，如第I表所示。
[0041]第I 表
[0042]
【权利要求】
1.一种模块结构,包括: 前板； 背板，与该前板相对设置； 光电组件，设于该前板与该背板之间；以及 第一封装层，设于该光电组件与该前板之间， 其中该背板是氢化苯乙烯弹性体树脂层与聚烯烃层组成的层状结构，且该氢化苯乙烯弹性体树脂层设于该光电组件与该聚烯层之间。
2.如权利要求1所述的模块结构，其中该氢化苯乙烯弹性体树脂层包括氢化(苯乙烯-异戊二烯)二嵌段共聚物、氢化(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氢化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氢化(苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、或氢化(苯乙烯-乙烯支化异戊二烯)二嵌段共聚物。
3.如权利要求1所述的模块结构，其中该氢化苯乙烯弹性体树脂层中的聚苯乙烯嵌段，占该氢化苯乙烯弹性体树脂层的10wt%至35wt%。
4.如权利要求1所述的模块结构，其中该氢化苯乙烯弹性体树脂层的熔融指数为1.0g/10min 至 8.0g/10min。
5.如权利要求1所述的模块结构，其中该第一封装层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
6.如权利要求1所述的模块结构，其中该聚烯烃层包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、或上述之组合。
7.如权利要求1所述的模块结构，其中该聚烯烃层为多层结构。
8.如权利要求1所述的模块结构，其中该聚烯烃层的熔融指数为1.0g/10min至8.0g/10min。
9.如权利要求1所述的模块结构，其中该氢化苯乙烯弹性体树脂层的厚度为150μ m至300 μ m0
10.如权利要求1所述的模块结构，其中该聚烯烃层的厚度为200μ m至500 μ m。
11.如权利要求1所述的模块结构，其中该光电组件包括太阳能电池、发光二极管、或液晶显示组件。
12.如权利要求1所述的模块结构，更包括第二封装层设于该背板与该光电组件之间。
13.如权利要求12所述的模块结构，其中该第二封装层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
14.如权利要求12所述的模块结构，其中该氢化苯乙烯弹性体树脂层的厚度为50μ m至 150 μ m。
【文档编号】B32B27/30GK103840023SQ201310350531
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】王文献, 关旻宗, 李宗铭, 周文贤, 林福铭, 李文贵, 叶清正, 陈明宏, 黄中腾, 傅学仁 申请人:财团法人工业技术研究院, 国新科技股份有限公司