含有共混弹性体的导电粘合剂的制作方法
【专利摘要】在此公开的是导电粘合剂组合物以及其在太阳能电池模块中的用途，其中所述导电粘合剂包括聚合物基体和约40-90重量%的分散于所述聚合物基体中的导电颗粒，组合物中所包括的所有组分的重量%的总和为100重量%，其中所述聚合物基体包括重量比为约10:90-70:30的至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物或由其形成。
【专利说明】含有共混弹性体的导电粘合剂
【技术领域】
[0001]本公开涉及基于共混弹性体的导电粘合剂。
【背景技术】
[0002]在太阳能电池模块中，太阳能电池具有表面电极，其连接有布线元件(也称为导电互连元件或带)，以从电池中导出能量。所述布线元件通常呈金属带(例如铜带)的形式，并且通常通过焊接而连接于表面电极上。然而，因为焊接要求较高的温度，由于在用于产生能量的半导体结构、表面电极、焊锡和布线元件之间的热收缩系数的不同而使应力施加于该连接结构中。该热应力可能导致太阳能电池变形和断裂。
[0003]为了解决该问题，人们建议使用基于聚合物的导电粘合剂代替焊锡来连接布线元件和太阳能电池的表面电极。基于聚合物的导电粘合剂通常包括绝缘聚合物(例如环氧树月旨、丙烯酸聚合物、苯氧树脂、聚酰亚胺或硅橡胶)和导电颗粒(例如银颗粒)，例如参见美国专利公开2010/0147355和2012/0012153。而且已经公开了基于橡胶或基于乙烯共聚物(例如基于乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的那些)的导电粘合剂。然而，仍需要开发具有进一步改善的耐候性的基于聚合物的新型导电粘合剂。
【发明内容】
[0004]本公开的目的是提供一种包括至少一个太阳能电池和至少一个布线元件的太阳能电池模块，其中，所述至少一个太阳能电池具有至少一个表面电极，并且所述至少一个布线元件经由导电粘合剂与所述至少一个表面电极相连接；所述导电粘合剂由包括聚合物基体和40-90重量％的分散于所述聚合物基体中的导电颗粒的粘合剂组合物形成，在所述粘合剂组合物中所包括的所有组分的重量％的总和为100重量％ ;并且所述聚合物基体包括重量比为10:90-70:30的至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物。
[0005]在所述太阳能电池模块的一个实施方案中，所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为15:85-70:30，或者为15:85-65:35。
[0006]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体包括乙烯聚合单元以及基于所述乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体的总重量为40-90重量％、或优选50-80重量％、或更优选50-75%重量的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合单元。
[0007]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体选自乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物及其两个或更多的组合。
[0008]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物包括乙烯共聚单元以及基于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的总重量为5-50重量％、或优选15-45重量％、或更优选20-45%重量的醋酸乙烯酯的共聚单元。
[0009]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体和/或至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物用交联剂进行交联。
[0010]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述导电颗粒选自金属颗粒和非金属颗粒。
[0011]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述导电颗粒为金属颗粒，或者优选地，所述导电颗粒选自Au、Ag、N1、Cu、Al、Sn、Zn、T1、Sn、B1、W、Pb以及其中两种或更多种的合金的颗粒，或者更优选地，所述导电颗粒选自Cu、Ag、Ni以及其合金的颗粒，或者更优选地，所述导电颗粒为Ag颗粒。
[0012]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，基于粘合剂组合物总重量，40-85重量％或者45-83重量％的导电颗粒分散于聚合物基体中。
[0013]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池具有前表面电极和背表面电极，其中一个或多个前布线元件经由导电粘合剂连接于所述前表面电极上，并且一个或多个背布线元件经由导电粘合剂连接于所述背表面电极上。
[0014]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池为基于晶片的太阳能电池。
[0015]在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池为薄膜太阳能电池。
[0016]依据本公开，当给出一个具有两个具体端点的范围时，应将其理解为该范围包括在所述两个端点之间的任何值以及等于或约等于任何两个端点的任何值。
【具体实施方式】
[0017]在此公开的是包括聚合物基体和约40-90重量％的分散于聚合物基体中的导电颗粒的导电粘合剂组合物，在所述组合物中包括的所有组分的重量％的总和为100重量％。所述聚合物基体包括重量比约10:90-约70:30的至少一种乙烯/ (甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体和至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的共混弹性体或由其形成。
[0018]乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体，还称为AEM橡胶，由乙烯聚合单元和基于乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体的总重量为约45-90重量％、或约50-80重量％、或约50-75重量％的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯聚合单元的共聚合而形成。在此所用的术语“(甲基)丙烯酸烷基酯”是指甲基丙烯酸的酯和/或丙烯酸酯，并且在此所用的术语“甲基”是指-H或支链或非支链C1-Cltl烷基，在此所用的术语“烷基”是指-H或支链或非支链C1-C12烷基、C1-C20烷氧基烷基、C1-C12氰基烷基、或C1-C12氟代烷基。在此所用的(甲基)丙烯酸烷基酯包括但并不限于丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙基丙烯酸烷基酷、丙基丙稀酸烧基酷以及己基丙稀酸烧基酷、甲基丙稀酸烧氧基烧基酷、乙基丙稀酸烧氧基烧基酷、丙基丙稀酸烧氧基烧基酷、己基丙稀酸烧氧基烧基酷。所述烧基可以由氰1基或一个或多个氟原子而取代。即，所述烷基可以为C1-C12氰基烷基或C1-C12氟代烷基。所述乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物还可以包括多于I种的(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚单元，例如两种不同的丙烯酸烷基酯单体。例如在此所用的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物包括但并不限于乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)和乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EBA)。
[0019]此外，在此所用的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体还可以任选包括基于乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体为约5重量％的官能化的共聚单体。在此所用的任选的官能化共聚单体包括但并不限于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(例如甲基丙烯酸缩水甘油酯)、氯代乙烯醚、马来酸，以及其他具有一个或多个反应性基团的共聚单体，所述反应性基团包括酸、羟基、酸酐、环氧、异氰酸酯、胺、噁唑啉、氯代乙酸根、羧酸酯基、或二烯官能团。而且，还可能的是在此使用的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体通过乙烯与多于一种(例如两种)(甲基)丙烯酸烷基酯单体而制备。实例为通过聚合乙烯、丙烯酸甲酯和第二种丙烯酸酯(例如丙烯酸丁酯)而制备的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体。
[0020]还可能的是包括在所述共混弹性体中的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体可以是两种或更多种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体的共混物。
[0021]所述乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体可以通过聚合物领域中的多种已知方法而制备。例如，所述共聚合可以作为连续方法而在压力釜反应器中进行。或者，在此所用的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物可以在高压下和升高温度下在管式反应器等中制备。所述共聚物可以通过常规方式而与产物混合物中的未反应单体和溶剂(若使用的话)分离，例如，在减压和在升高温度下将未聚合的材料和溶剂蒸发。
[0022]在此所用的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体还可以市购。乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体的实例包括可以由美国E.1.内穆尔杜邦公司(E.1.du Pont deNemours and Company,以下简称“杜邦”),以商品名Vamae?购买的那些。
[0023]在此所用的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)由乙烯聚合单元与基于EVA总重量为约5-50重量％、或约15-45重量％、或约20-45重量％的醋酸乙烯酯共聚单元的共聚合而制备。依据本公开，在此所用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物还可以包括多至约35重量％、或多至约25重量％、或多至约20重量％的一种或多种其他单体的共聚单元。所述一种或多种其他单体可以包括，但并不限于(甲基)丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸丁酯、一氧化碳以及其中两种或更多种的组合。合适的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物还可以市购。例如在此可以使用由杜邦市购的Elvaxx EVA树脂；由法国阿科玛公司(ArKerma, Inc)市购的Evatane? EVA共聚物；由美国埃克森美孚公司(Exxonmobil Chemical)市购的Escorene? EVA树脂；由日本DuPont-Mitsui Polychemicals C0.Ltd.公司市购的Evaflex* EVA 树脂；或者由加拿大塞拉尼斯公司(Celanese)市购的Ateva? EVA树脂。
[0024]在此处所用的共混弹性体中，所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与所述至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比可以为约10:90-约70:30、或者约15:85-约 70:30、或者约 15:85-约 65:35。
[0025]优选，在共混弹性体中包括的乙烯/ (甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物用交联剂进行了交联。
[0026]此处所用的交联剂可以为任何合适的过氧化物。术语“过氧化物”是指包括一个或多个过氧化基团即O— O键接的有机化合物。合适的过氧化物例如公开于AldrichCatalogue ofFine Chemicals中。将过氧化物加热使其产生自由基,其与所述组合物中的组分进行反应以在混合物中形成共价交联。通过调节组合物中存在的有机过氧化物的量和类型，可以控制自由基产生相对速度、摘取(abstraction)和交联步骤。
[0027]在此适用的过氧化物交联剂的实例包括，但并不限于过氧化甲基乙基酮、过氧化二异丙苯、2，5_二甲基_2，5_二(叔丁基过氧化)己烧、1，1_二(叔丁基过氧化)_3，3, 5-二甲基环己烷、1，1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2，2’-二(叔丁基过氧化)二异丙基苯、4，4’-二(叔丁基过氧化)丁基戊酸酯、3，3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化异丙基苯、叔丁基过氧化物、6，6，9，9-四甲基-3-甲基-3-正丁基-1，2，4，5-四氧环壬烷、6，6，9，9-四甲基-3-甲基-3-乙基羰基甲基_1，2，4，5-四氧-环壬烷、3，3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯、过氧化二苯甲酰、过氧化2，4-二氯苯甲酰、00-叔丁基-O- (2-乙基己基)单过氧化碳酸酯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧基-3-己炔(以及其中两种或更多种的组合。
[0028]在此使用的交联剂还可市购。交联剂的实例包括那些从荷兰阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel Corporate)以商品名Perkadox?、或者从阿科玛公司以商品名Luperox?购买的那些。合适的过氧化二异丙苯(DCP)交联剂可以从中国上海方锐达化学品有限公司或中国杭州海虹精细化工有限公司.获得。
[0029]基于所述导电粘合剂组合物的总量，所述聚合物基体的含量可以为约10-60重量％、或者约15-60重量％、或者约17-55重量％,基于所述导电粘合剂组合物的总重量。
[0030]此处所用的导电颗粒在粘合剂组合物中在电路连接下提供导电性。导电颗粒可以包括金属颗粒、非金属颗粒、涂覆有金属的颗粒以及其组合。合适的金属颗粒包括但并不限于Au、Ag、N1、Cu、Al、Sn、Zn、T1、Sn、B1、W、Pb以及其中两种或更多种的合金的颗粒。合适的非金属颗粒包括但并不限于碳纳米管、石墨烯、聚苯胺、聚乙炔、和聚吡咯，以及其中两种或更多种的组合。用于涂覆有金属的颗粒中的金属涂层材料可以包括但并不限于Au、Ag、Ni以及其中两种或更多种的组合。合适的涂覆有金属的颗粒包括但并不限于涂覆Ag的玻璃珠、涂覆Ag的聚苯乙烯颗粒、涂覆Ag的Cu颗粒、涂覆Ni的Cu颗粒以及其中两种或更多种的组合。所述导电颗粒的尺寸可以取决于电路间距(pitch of circuits)而决定,并且取决于意欲应用而可以例如为约0.1-50 μ m。
[0031]基于导电粘合剂组合物的总重量，导电颗粒的含量可以为约40-90重量％，或者约40-85重量％，或者约45-83重量％。
[0032]在此公开的导电粘合剂组合物的一个实施方案中，所述聚合物基体由重量比约10:90-约70:30的至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体和至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的共混弹性体和选自Cu、Ag、Ni及其合金的导电颗粒形成。在此公开的导电粘合剂组合物的另一个实施方案中，所述导电颗粒选自Ag颗粒。
[0033]另外在此公开的是由以上公开的导电粘合剂组合物形成的导电板或导电带。
[0034]在此公开的还有包括一个或多个太阳能电池和所述导电粘合剂的太阳能电池模块。在该实施方案中，所包括的导电粘合剂被用于将太阳能电池的表面电极与布线元件(也称为带)进行电连接。所包括的布线元件与太阳能电池以串联和/或并联而进行电连接，并且形成了用于从模块中输出电能的导电路径。
[0035]此处所用的太阳能电池可以为任何能够将光转换为电能的物体或材料。例如，此处所用的太阳能电池包括但并不限于基于晶片的太阳能电池(例如基于单晶硅(C-Si)或多晶硅(mc-Si)的太阳能电池)和薄膜太阳能电池(例如无定型硅(a-Si)、微晶硅(μ c-Si)、碲化镉(CdTe、硒化铜铟(CIS)、硒化铜铟镓(CIGS)、吸收光的染料或基于有机半导体的太阳能电池)。
[0036]太阳能电池的表面电极可以由任何能够提供导电的合适材料制成。例如，表面电极可以通过将导电浆料印刷(例如丝网印刷或喷墨印刷)在太阳能电池表面上而形成。合适的导电浆料材料的具体实例包括但并不限于银导电浆料、含有银的玻璃导电浆料、金导电浆料、碳导电浆料、镍导电浆料、铝导电浆料、透明的导电氧化物(TCO)(例如铟锡氧化物(ITO)或铝锌氧化物(AZO))。
[0037]然而，布线元件可以由任何高导电性的材料形成，例如铜、银、铝、金、镍、镉及其合金。
[0038]所述太阳能电池的表面电极可以呈任何合适的图案，并且在表面电极和布线元件之间的连接可以呈任何合适的形式。
[0039]例如，在基于晶片的太阳能电池模块中，每个太阳能电池可以包括前表面电极和背表面电极，其中前表面电极可以由多个平行的导电细栅线(finger)和两个或更多个与细栅线垂直且相连的导电主栅线组成，其中背表面电极可以由一层导电浆料和两个或更多个导电主栅线组成。在某些实施方案中，所述细栅线和导电主栅线由银导电浆料形成，并且在背表面电极中包括的导电浆料层可以由铝导电浆料形成。在该实施方案中，布线元件通过经由在此公开的导电粘合剂粘接于前和背电极的主栅线而与前和背表面电极相连接。
[0040]在另一个实施方案中，太阳能电池中包括的前和/或背表面电极可以不含主栅线。即，例如每个太阳能电池包括仅由多个细栅线而没有主栅线而形成的前表面电极以及由一层导电浆料和两个或更多个导电主栅线而形成的背表面电极。在该实施方案中，布线元件通过经由导电粘合剂粘接于细栅线上而与前表面电极相连接，并且通过经由导电粘合剂粘接于主栅线上而与背表面电极相连接。或者每个太阳能电池包括由多个细栅线和两个或更多个主栅线而形成的前表面电极以及仅由导电浆料而没有主栅线而形成的背表面电极。在该实施方案中，布线元件通过经由导电粘合剂粘接于主栅线上而与前表面电极相连接，并且通过经由导电粘合剂粘接于导电浆料上而与背表面电极相连接。或者每个太阳能电池包括仅由多个细栅线而没有主栅线而形成的前表面电极以及仅由导电浆料而没有主栅线而形成的背表面电极。在该实施方案中，布线元件通过经由导电粘合剂连接于细栅线上而与前表面电极相连接，并且通过经由导电粘合剂连接于导电浆料上而与背表面电极相连接。
[0041]在薄膜太阳能电池模块的形式中，相对的表面电极通常由透明TCO层或金属栅格形成。在某些实施方案中，背表面电极还可以由金属膜(诸如八1、11队211、10、不锈钢)形成。在该实施方案中，布线元件可以通过经由导电粘合剂粘接于电极上而与电极相连接。然而，在某些实施方案中，可以包括主栅线并且主栅线可以连接于每个电极上，并且布线元件可以通过经由导电粘合剂粘接于主栅线上而与电极相连接。
[0042]在经由基于共混弹性体的导电粘合剂而将布线元件连接于表面电极上时，可以使用任何合适的方法。优选地，所述方法可以包括首先制备基于共混弹性体的导电组合物的预成型的膜或板，然后将布线元件层压在表面电极上且使所述预成型位于其间。所述预成型的导电膜或板可以通过任何合适的方法而制备，例如浇铸、挤出、压延等。
[0043]如下面的实施例所示，已经发现与基于乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯弹性体或基于EVA的导电粘合剂相比，在此公开的基于共混弹性体的导电粘合剂对热循环显示出显著改进的耐受性。
[0044]给出如下实施例和对比实施例以对一个或多个实施方案进行具体描述。然而，应理解的是所述实施方案并不局限于所述的具体内容。
[0045]实施例
[0046]材料:
[0047]Ag-1:粒径为3_5μπι的片状和晶体银粉，由中国昆明诺曼电子材料有限公司获得;
[0048]Ag-2:粒径为5.4-11 μ m的银粉，由杜邦获得；
[0049]乙烯-醋酸乙烯酯(EVA):乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(33重量％的醋酸乙烯酯)，由杜邦获得，商品名Elvax1 PV1650 ；
[0050]乙烯/丙烯酸甲酯共聚物(E/MA):包括62重量％丙烯酸甲酯的乙烯/丙烯酸酯共聚物，门尼粘度为22(MLl+4，100° C)；
[0051]过氧化物(PO):00_叔丁基过氧化碳酸0-2-，由中国兰州助剂厂购买；
[0052]硅烷偶联剂(SCA):3_缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，由日本信越化学工业株式会社获得，商品名为KBM403 ；
[0053]抗氧化剂(AO):2’，3- 二 [[3_[3，5_ 二叔丁基_4_羟基苯基]丙酰基]]肼，由德国巴斯夫公司获得，商品名Irganox? MD1024 ；
[0054]ECA-1:基于AEM的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:⑴使用刮勺将33g AEM与0.4g PO, 0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用Brabender在80° C下将92g Ag-1和25g Ag-2混入步骤⑴得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0055]ECA-2:基于共混弹性体(基于BE)的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:(i)使用刮勺将24.75g AEM和8.25g EVA与0.4gP0，0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用Brabender在80° C下将92g Ag-1和25g Ag-2混入步骤(i)得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0056]ECA-3:基于共混弹性体(基于BE)的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:(i)使用刮勺将8.25g AEM和24.75g EVA与0.4gP0，0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用Brabender在80° C下将92g Ag-1和25g Ag-2混入步骤(i)得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0057]ECA-4:基于共混弹性体(基于BE)的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:⑴使用刮勺将16.5g AEM和16.5g EVA与0.4gP0，0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用Brabender在80° C下将82g Ag-1和35g Ag-2混入步骤(i)得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0058]ECA-5:基于共混弹性体(基于BE)的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:⑴使用刮勺将16.5g AEM和16.5g EVA与0.4gP0,0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用Brabender在80° C下将92g Ag-1和25g Ag-2混入步骤(i)得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0059]ECA-6:基于EVA的导电粘合剂(最终的Ag浓度为78重量％)的制备如下:⑴使用刮勺将33g EVA与0.4g PO, 0.3g SCA和0.12g AO进行混合，和(ii)使用fcabender在80° C下将92g Ag-1和25g Ag-2混入步骤⑴得到的混合物中10分钟，以得到导电粘合剂；
[0060]C-Si电池(C-Si):单晶太阳能电池，由中国茂迪(苏州)新能源有限公司获得，商品名为XS125-165R5”，尺寸为125X 125mm(±0.5mm)且包括一对1.6mm宽的银主栅线和一对2.8mm宽的银/铝连续焊接垫；
[0061]EVA膜(EVAS):Revax?767乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)膜(500 μ m厚)，由中国温州瑞阳光伏材料有限公司获得；
[0062]玻璃板(GS):买3.2mm厚的钢化玻璃，由中国南玻集团股份有限公司购；
[0063]TPT背板(TPT):用于光伏模块的Akasol?PTL3HR1000V背板，由德国KrempelGroup获得；
[0064]对比实施例CE1-CE3和实施例E1-E3
[0065]在CEl中，一个电池的模块制备如下:(i)通过首先将ECA-1热压(在100° C下)为50 μ m厚的膜，然后将ECA膜层压(在100° C下)到Cu片(105 μ m厚)上，然后切成2mm宽的条而制备涂覆有ECA的Cu条；(ii)将两个涂覆有ECA的Cu条与c_Si电池前侧上的两个主栅线分别排列，Cu条的ECA-1涂层与主栅线连接，并且将另外两个涂覆有ECA的Cu条与c-Si电池背侧上的两个焊接垫分别排列，Cu条的ECA-1涂层与焊接垫接触；(iii)将两个前侧Cu条与第一个涂覆有Sn/Pd的Cu带通过焊接连接，并且将两个背侧Cu条与第二个涂覆有Sn/Pd的Cu带通过焊接连接；(iv)将所述c-Si电池置于两层EVA之间，然后在c-Si电池的前侧放置一层GS且在其后侧放置一层TPT ； (V)使用Meier IC0LAMTM10/08层压机(MeierVakuumtechnik GmbH(德国))在Iatm的压力和145° C的温度下将叠加件层压15分钟以形成最终的一个电池的模块，其中第一个和第二个涂覆有Sn/Pd的Cu带各自具有一端延伸出模块之外。
[0066]在CE2中，以CEl所述的相同方法制备一个电池的模块，不同之处在于使用ECA-2代替ECA-1。
[0067]在El中，以CEl所述的相同方法制备一个电池的模块，不同之处在于使用ECA-3代替ECA-1。
[0068]在E2中，以CEl所述的相同方法制备一个电池的模块，不同之处在于使用ECA-4代替ECA-1。
[0069]在E3中，以CEl所述的相同方法制备一个电池的模块，不同之处在于使用ECA-5代替ECA-1。
[0070]在CE3中，以CEl所述的相同方法制备一个电池的模块，不同之处在于使用ECA-6代替ECA-1。
[0071]对于CE1-CE3和E1-E3中制备的每个模块，使用Sp1-SunSimulator?3500SLP(Spire Corporation(美国)测量模块所产生的输出功率(P初始)和热循环测试的50、100、150和200循环后时模块的输出功率(Ρτ。)。在各个热循环后的功率损耗(PiK)计算如下并且列于表I中:
[0072]P损耗=(Prc _ P初始)/P初始
[0073]在使用ETCU110太阳能电池板的环境实验槽(由Thermal Product Solutions (美国)制造)进行热循环测试期间，在每个循环中，首先将实验槽的温度设为25° C，然后以1° C/min的速度降至-40° C,在-40° C下稳定55分钟，以1° C/min的速度升温至85° C，在85° C下稳定55分钟，然后以1° C/min的速度降回至25° C。
[0074]如实施例所示，在使用基于AEM的ECA(CEl)或基于EVA(CE3)的ECA时，太阳能电池模块的效率在热循环测试的200个循环之后可能下降至多为5-9%。而且，在使用基于共混弹性体且EVA含量低的ECA (CE2，其中AEM与EVA的重量比为75:25)时，热循环后太阳能模块效率的下降保持在约5%左右。然而，在使用基于共混弹性体且EVA含量高的ECA(E1-E3，其中AEM与EVA的重量比为25:75或50:50)时，200圈热循环后的太阳能效率的下降降至2.5%。
[0075]表1
【权利要求】
1.一种包括至少一个太阳能电池和至少一个布线元件的太阳能电池模块，其中 (i)所述至少一个太阳能电池具有至少一个表面电极，并且所述至少一个布线元件经由导电粘合剂与所述至少一个表面电极相连接； (ii)所述导电粘合剂由包括聚合物基体和40-90重量％的分散于所述聚合物基体中的导电颗粒的粘合剂组合物形成，在所述粘合剂组合物中包括的所有组分的重量％的总和为100重量％ ;并且 (iii)所述聚合物基体包括重量比为10:90-70:30的至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物。
2.权利要求1的太阳能电池模块，其中所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体与至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的重量比为15:85-70:30，或者为15:85-65:35。
3.权利要求1或2的太阳能电池模块，其中所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体包括乙烯聚合单元以及基于所述乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体的总重量为40-90重量％、或优选50-80重量％、或更优选50-75%重量的至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合单元。
4.权利要求3的太阳能电池模块，其中所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体选自乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物及其两种过更多的组合。
5.权利要求1-2之一的太阳能电池模块，其中所述至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物包括乙烯聚合单元以及基于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的总重量为5-50重量％、或优选15-45重量％、或更优选20-45%重量的醋酸乙烯酯的共聚单元。
6.权利要求1-5之一的太阳能电池模块，其中所述至少一种乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物弹性体和/或至少一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物用交联剂进行交联。
7.权利要求1-6之一的太阳能电池模块，其中所述导电颗粒选自金属颗粒和非金属颗粒。
8.权利要求7的太阳能电池模块，其中所述导电颗粒为金属颗粒，或者优选地，所述导电颗粒选自Au、Ag、N1、Cu、Al、Sn、Zn、T1、Sn、B1、W、Pb以及其中两种或更多种的合金的颗粒，或者更优选地，所述导电颗粒选自Cu、Ag、Ni以及其合金的颗粒，或者还更优选地，所述导电颗粒为Ag颗粒。
9.权利要求1-8之一的太阳能电池模块，其中基于粘合剂组合物总重量为40-85重量％或者45-83重量％的导电颗粒分散于聚合物基体中。
10.权利要求1-9之一的太阳能电池模块，其中所述至少一个太阳能电池具有前表面电极和背表面电极，其中一个或多个前布线元件经由导电粘合剂而连接于所述前表面电极上，并且一个或多个背布线元件经由导电粘合剂而连接于所述背表面电极上。
11.权利要求10的太阳能电池模块，其中所述至少一个太阳能电池为基于晶片的太阳能电池。
12.权利要求10的太阳能电池模块，其中所述至少一个太阳能电池为薄膜太阳能电池。
【文档编号】H01L31/05GK103928077SQ201310009058
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】穆敏芳, 刘增君 申请人:杜邦公司