ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ СО СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ ПОЛИМЕРОМ Российский патент 2014 года по МПК B32B17/10 C08J5/18 C08K5/3475 H01L31/48 H01L27/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области фотоэлектрических модулей и, в частности, настоящее изобретение относится к тонкопленочным фотоэлектрическим модулям, включающим полимерный слой и фотоэлектрическое устройство на соответствующей тонкопленочной фотоэлектрической подложке.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время используется два общих типа фотоэлектрических (солнечных) модулей. В первом типе фотоэлектрических модулей в качестве подложки используется полупроводниковая пластина, а во втором типе фотоэлектрических модулей используется тонкая пленка полупроводника, осажденная на соответствующей подложке.

Фотоэлектрические модули типа полупроводниковой пластины обычно включают кристаллические кремниевые пластины, которые обычно используются в различных твердотельных электронных устройствах, таких как компьютерные микросхемы памяти и компьютерные процессоры.

Тонкопленочные фотоэлектрические устройства могут включать один или более обычных полупроводников, таких как аморфный кремний, на соответствующей подложке. В отличие от устройств с пластинами, в которых пластина вырезается из слитка, тонкопленочные фотоэлектрические устройства создаются с использованием относительно простых способов нанесения, таких как распылительное покрытие, физическое осаждение паров (ФОПФ) или химическое осаждение паров (ХОПФ).

Тонкопленочные фотоэлектрические модули обычно включают слой этиленвинилацетатного сополимера (ЭВА) или слой из поли(винилбутираля) (ПВБ) для герметизации и защиты находящегося под ним фотоэлектрического устройства. Долгосрочная надежная работа фотоэлектрического модуля, конечно, имеет первостепенное значение, и, соответственно, стабильность полимерного слоя является критическим фактором для любых конкретных фотоэлектрических устройств.

Хотя в фотоэлектрических модулях широко используется ЭВА, применение поли(винилбутираля) является очень желательным, поскольку он не имеет таких недостатков, как ЭВА, таких как разрушение под действием уксусной кислоты, как подробно описано в патентной заявке США 2007/0259998.

Несмотря на то, что зачастую предпочтительно использовать поли(винилбутираль), наблюдалось пожелтение поли(винилбутираля) при контакте с элементами, содержащими серебро.

Соответственно, в этой области необходимы композиции поли(винилбутираля), которые являются пригодными для устойчивого, долгосрочного применения в фотоэлектрических модулях с металлическими элементами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении представлено фотоэлектрическое устройство, включающее металл и поли(винилбутиральный) слой, содержащий соответствующее количество 1Н-бензотриазола. При наложении электрического смещения на фотоэлектрическое устройство 1Н-бензотриазол образует барьерный слой на поверхности раздела металл/поли(винилбутираль), который, например, непредвиденно практически исключает пожелтение поли(винилбутираля) в фотоэлектрических устройствах, содержащих серебряные компоненты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРЫ

На Фигуре 1 представлен схематический вид в поперечном разрезе тонкопленочного фотоэлектрического устройства настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Тонкопленочные фотоэлектрические устройства настоящего изобретения включают поли(винилбутиральный) слой, составленный в соответствии с настоящим описанием, который обеспечивает превосходную адгезию, удельное сопротивление, герметизацию, технологичность и износостойкость фотоэлектрического устройства и который включает 1Н-бензотриазол.

Один вариант воплощения тонкопленочного фотоэлектрического модуля настоящего изобретения показан на Фигуре 1, в основном, под индексом 10. Как показано на этой Фигуре, фотоэлектрическое устройство 14 сформировано на основе подложки 12, которая может быть, например, стеклянной или пластмассовой. Защитная подложка 18 связана с фотоэлектрическим устройством 14 поли(винилбутиральным) слоем 16.

При использовании в настоящем документе, термин «1Н-бензотриазол» относится к соединению, показанному на следующей формуле:

Формула I

1Н-бензотриазол может быть включен в поли(винилбутиральный) слой в любом подходящем количестве, и в различных вариантах воплощения 1Н-бензотриазол включен, в весовых процентах, в количестве от 0,001 до 5%, от 0,01 до 5%, от 0,1 до 5%, от 1 до 5%, от 2 до 5% или от 0,1 до 0,4%.

1Н-бензотриазол предпочтительно вводится в поли(винилбутираль) во время образования полимерного слоя путем компаундирования в расплаве 1Н-бензотриазола с поли(винилбутиральной) смолой и любыми другими добавками. 1Н-бензотриазол также может быть представлен в солевой форме, например соли натрия, калия и аммония.

1Н-бензотриазол является хорошо известным ингибитором коррозии для меди, серебра, кобальта, алюминия и цинка. Он имеется в продаже у компании PMC Specialties Group и продается под торговой маркой Cobratec-99. Другие ингибиторы коррозии, применимые в фотоэлектрических устройствах настоящего изобретения, включают: производные 1Н-бензотриазола, такие как 5-метил-1Н-бензотриазол, 5-карбоксибензотриазол и другие алкиловые производные 1Н-бензотриазола; имидазол и производные имидазола, такие как бензимидазол, 5,6-диметилбензимидазол, 2-меркаптобензоимидазол, и производные жирных кислот 4,5-дигидро-1Н-имидазола; тиадиазол и алкиловые производные тиадиазола, такие как 2-меркаптобензотиазол, 1,2-бис(фенилтио)этан, 2,5-бис(н-октилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2-амино-5-меркапто-1,3,4-тиадиазол, 2-меркаптопиримидин, 2-меркаптобензоксазол, гистамин, гистидин; и 2-аминопиримидин.

Дополнительные добавки

В полимерные слои настоящего изобретения могут быть включены дополнительные добавки для улучшения стабильности и характеристик, включая дезактиваторы металлов, такие как Irganox MD-1024^® (CAS 32687-78-8) и Naugard XL-1^® (CAS 70331-94-1), светостабилизаторы из пространственно затрудненных аминов, такие как Tinuvin 123^® (CAS129757-67-1), и фенольные антиоксиданты, такие как Anox 70^® (2,2'-тиодиэтилен бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] CAS 41484-35-9).

Комбинированием любых из представленных выше стабилизаторов полимеров с бензотриазолом предположительно можно достичь дополнительной стабильности поли(винилбутираля) как на поверхности раздела поли(винилбутираля)-металла, так и внутри самого полимера. Экспериментальные данные позволяют предположить, что добавление бензотриазола и Anox 70^® в композицию поли(винилбутираля) действительно дополнительно уменьшает нарушение цвета полимера и защищает структуру тонкопленочных солнечных панелей. В различных вариантах воплощения настоящего изобретения 1Н-бензотриазол и фенольные антиоксиданты включены в поли(винилбутиральный) слой и в некоторых вариантах 1Н-бензотриазол и 2,2'-тиодиэтилен бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат включены в поли(винилбутиральный) слой.

Поли(винилбутиральный) слой

В тонкопленочных фотоэлектрических модулях настоящего изобретения используется слой поли(винилбутираля) в качестве ламинирующего адгезива, который используется для склеивания фотоэлектрического устройства с защитной подложкой, образуя, таким образом, фотоэлектрический модуль настоящего изобретения.

Поли(винилбутираль) настоящего изобретения может быть получен ацетилированием, способом, известным специалистам в данной области (см., например, патенты США № 2282057 и № 2282026). В одном варианте воплощения может использоваться растворный метод, описанный в статье «Винилацетатные полимеры» в Энциклопедии науки и технологии полимеров, 3-е издание, том 8, страницы 381-399, автора B.E. Wade (2003). В другом варианте воплощения может использоваться водный способ, описанный там же. Поли(винилбутираль) имеется в продаже в различных формах, например, у компании Solutia Inc., Сент-Луис, Миссури, в виде смолы Butvar™.

В различных вариантах воплощения поли(винилбутираль) включает от 10 до 35 весовых процентов (вес.%) гидроксильных групп в пересчете на поли(виниловый спирт), от 13 до 30 вес.% гидроксильных групп в пересчете на поли(виниловый спирт) или от 15 до 22 вес.% гидроксильных групп в пересчете на поли(виниловый спирт). Смола полимерного слоя может также включать менее чем 15 вес.% остаточных сложноэфирных групп, 13 вес.%, 11 вес.%, 9 вес.%, 7 вес.%, 5 вес.% или менее чем 3 вес.% остаточных сложноэфирных групп в пересчете на поливинилацетат, где оставшаяся часть является ацеталем, предпочтительно бутиральдегидным ацеталем, но необязательно включая другие ацетальные группы в незначительном количестве, например 2-этилгексанальную группу (см., например, патент США № 5137954).

В различных вариантах воплощения поли(винилбутираль) имеет молекулярный вес по меньшей мере 30000, 40000, 50000, 55000, 60000, 65000, 70000, 120000, 250000 или по меньшей мере 350000 грамм на моль (г/моль или дальтон). На этапе ацетилирования также могут быть добавлены небольшие количества диальдегида или триальдегида для увеличения молекулярного веса до значения по меньшей мере 350000 г/моль (см., например, патенты США № 4902464; 4874814; 4814529; и 4654179). При использовании в настоящем документе термин «молекулярный вес» означает средний молекулярный вес.

В полимерных слоях настоящего изобретения могут использоваться различные средства контролирования адгезии, включая ацетат натрия, ацетат калия и соли магния. Соли магния, которые могут использоваться с этими вариантами воплощения настоящего изобретения, включают, не ограничиваясь этим, те, которые описаны в патенте США № 5728472, такие как салицилат магния, никотинат магния, ди-(2-аминобензоат) магния, ди-(3-гидрокси-2-нафтоат) магния и бис(2-этилбутират) магния (номер по каталогу Chemical Abstracts 79992-76-0). В различных вариантах воплощения настоящего изобретения солью магния является бис(2-этилбутират) магния.

В различных вариантах воплощения полимерных слоев настоящего изобретения полимерные слои могут включать от 20 до 60, от 25 до 60, от 20 до 80, от 10 до 70 или от 10 до 100 частей пластификатора на сто частей. Конечно, могут использоваться другие количества, соответствующие конкретному применению. В некоторых вариантах воплощения пластификатор имеет углеводородный сегмент, состоящий из менее 20, менее 15, менее 12 или менее 10 углеродных атомов. Количество пластификатора может быть подобрано для изменения температуры стеклования (T_g) поли(винилбутирального) слоя. Вообще более высокое содержание пластификатора добавляется для снижения T_g.

К полимерным смолам настоящего изобретения могут добавляться любые подходящие пластификаторы для образования полимерных слоев. Пластификаторы, используемые в полимерных слоях настоящего изобретения, могут включать, среди прочего, сложные эфиры многоосновной кислоты или многоатомного спирта. Пригодные пластификаторы включают, например, триэтиленгликольди-(2-этилбутират), триэтиленгликольди-(2-этилгексаноат), триэтиленгликольдигептаноат, тетраэтиленгликольдигептаноат, дигексиладипинат, диоктиладипинат, гексилциклогексиладипинат, смеси гептил и нониладипинатов, диизонониладипинат, гептилнониладипинат, дибутилсебацинат, полимерные пластификаторы, такие как модифицированные маслом себациновые алкиды, смеси фосфатов и адипинатов, такие как описаны в патенте США № 3841890, адипинаты, такие как описаны в патенте США № 4144217, и смеси и комбинации вышеизложенного. Другими пластификаторами, которые могут использоваться, являются смешанные адипинаты, полученные из C₄-C₉ алкиловых спиртов и циклоC₄-C₁₀ спиртов, как описано в патенте США № 5013779, а также C₆-C₈ адипинатных эфиров, таких как гексиладипинат. В различных вариантах воплощения используемым пластификатором является дигексиладипинат и/или триэтиленгликольди-2-этилгексаноат.

Поли(винилбутиральный) полимер, пластификатор и любые добавки могут быть термически переработаны и сформированы в листовую форму по способам, известным специалистам в данной области. Один типичный способ формования поли(винилбутирального) листа включает экструдирование расплавленной смолы, включающей поли(винилбутираль), пластификатора и добавок продавливанием расплава через фильеру (например, фильеру, имеющую отверстие, размер которого в одном направлении гораздо больше, чем в перпендикулярном направлении). Другой типичный способ формования поли(винилбутирального) листа включает литье расплава из фильеры на ролик, затвердевание смолы и последующее снятие затвердевшей смолы в виде листа. В различных вариантах воплощения полимерные слои могут быть толщиной, например, от 0,1 до 2,5 миллиметров, от 0,2 до 2,0 миллиметров, от 0,25 до 1,75 миллиметров и от 0,3 до 1,5 миллиметров.

Поли(винилбутиральные) слои настоящего изобретения могут включать низкомолекулярные эпоксидные добавки. С настоящим изобретением может использоваться любой подходящий эпоксидный агент, известный в данной области (см., например, патенты США 5529848 и 5529849).

Другие добавки могут быть введены в полимерный лист для улучшения его характеристик в конечном продукте. Такие добавки включают, не ограничиваясь этим, красители, пигменты, стабилизаторы (например, ультрафиолетовые стабилизаторы), антиоксиданты, антиадгезивные агенты, дополнительные ИК-абсорберы, огнезащитные добавки, комбинации вышеперечисленных добавок и тому подобное, что известно в данной области.

Типичные ультрафиолетовые стабилизаторы включают замещенные 2Н-бензотриазолы, такие как стабилизаторы, продаваемые компанией Ciba Specialty под торговой маркой Tinuvin^®, например, Tinuvin 328^®, как показано на Формуле II:

Формула II

Базовая подложка

Базовые подложки настоящего изобретения, которые показаны как элемент 12 на Фигуре 1, могут быть любой подходящей подложкой, на которой можно создать фотоэлектрические устройства настоящего изобретения. Примеры включают, не ограничиваясь этим, стекло и жесткие пластмассовые глазурованные материалы, которые дают «жесткие» тонкопленочные модули, а также тонкие пластмассовые пленки, такие как поли(этилентерефталат), полиимиды, фторполимеры и тому подобное, которые дают «гибкие» тонкопленочные модули. В общем предпочтительно, чтобы базовая подложка обеспечивала пропускание большей части падающего излучения в диапазоне от 350 до 1200 нанометров, но специалистам в данной области понятно, что возможны различные варианты, включая варианты, в которых свет попадает в фотоэлектрическое устройство через защитную подложку.

Тонкопленочное фотоэлектрическое устройство

Тонкопленочные фотоэлектрические устройства настоящего изобретения, показанные как элемент 14 на Фигуре 1, создаются непосредственно на базовой подложке. Типичное производство устройства включает осаждение первого проводящего слоя, травление первого проводящего слоя, осаждение и травление полупроводящих слоев, осаждение второго проводящего слоя, травление второго проводящего слоя и нанесение шинных проводников и защитных слоев в зависимости от применения. Необязательно может быть сформирован электроизоляционный слой на базовой положке, между первым проводящим слоем и базовой подложкой. Этот необязательный слой может быть, например, кремниевым слоем.

Хотя 1Н-бензотриазоловый агент настоящего изобретения может быть добавлен в полимерные слои для применения на фотоэлектрических устройствах, не содержащих серебра, в предпочтительных вариантах воплощения 1Н-бензотриазол используется в поли(винилбутиральном) слое, который используется в фотоэлектрическом модуле, имеющем фотоэлектрическое устройство, содержащее серебро. Примеры серебряных компонентов включают, не ограничиваясь этим, проводящие слои или элементы (такие как проволочная сетка) или отражающие слои (см., например, US2006/0213548).

В других вариантах воплощения 1Н-бензотриазоловый агент настоящего изобретения может добавляться в полимерные слои для применения на фотоэлектрических устройствах, содержащих другие металлы, подверженные разрушению, например висмут, медь, кадмий, свинец, олово, цинк, золото, индий, палладий, платину, алюминий, сурьму, хром, железо, никель, родий, тантал, титан или ванадий.

Специалисту в данной области понятно, что вышеизложенное описание производства устройства является лишь одним из известных способов и лишь одним из вариантов воплощения настоящего изобретения. В рамки настоящего изобретения входят многие другие типы тонкопленочных фотоэлектрических устройств. Примеры способов производства и устройств включают способы, описанные в патентных документах США 2003/0180983, 7074641, 6455347, 6500690, 2006/0005874, 2007/0235073, 7271333 и 2002/0034645.

Различные компоненты тонкопленочного фотоэлектрического устройства могут быть получены любым подходящим способом. В различных вариантах воплощения могут использоваться химическое осаждение паров (ХОПФ), физическое осаждение паров (ФОПФ) и/или распыление.

Два проводящих слоя, описанных выше, служат в качестве электродов для переноса тока, выработанного промежуточным полупроводниковым материалом. Один из электродов обычно является прозрачным для обеспечения попадания солнечного излучения на полупроводниковый материал. Конечно, оба проводника могут быть прозрачными, или один из проводников может быть отражающим, что приведет к отражению света, прошедшего через полупроводниковый материал, обратно в полупроводниковый материал. Проводящие слои могут включать любой подходящий проводящий оксидный материал, такой как оксид олова или оксид цинка, или, если прозрачность не является критичной, как для «неподвижных» электродов, могут использоваться слои из металлов или металлических сплавов, такие как сплавы, включающие алюминий или серебро. В других вариантах воплощения для формирования электрода слой из оксида металла может комбинироваться с металлическим слоем, и слой из оксида металла может быть легирован бором или алюминием и осажден с использованием химического осаждения паров под низким давлением. Проводящие слои могут быть толщиной, например, от 0,1 до 10 микрометров.

Фотоэлектрическая область тонкопленочного фотоэлектрического устройства может включать, например, гидрированный аморфный кремний в обычной структуре PIN или PN. Кремний обычно может быть толщиной до 500 нанометров, обычно включая р-слой толщиной от 3 до 25 нанометров, i-слой толщиной от 20 до 450 нанометров, и n-слой толщиной от 20 до 40 нанометров. Осаждение может быть осуществлено тлеющим разрядом в силане или в смеси силана и водорода, как описано, например, в патенте США № 4064521.

Альтернативно, полупроводниковый материал может быть микроморфным кремнием, теллуридом кадмия (CdTe или CdS/CdTe), диселенидом меди-индия (CuInSe₂ или “CIS”, или CdS/CuInSe₂), селенидом меди-индия-галлия (CuInGaSe₂ или “CIGS”) или другим фотоэлектрически активным материалом. Фотоэлектрические устройства настоящего изобретения могут иметь дополнительные полупроводниковые слои или комбинации вышеописанных типов полупроводников и могут быть последовательным соединением, тройным соединением или гетеропереходной структурой.

Травление слоев для получения отдельных компонентов устройства может быть выполнено с использованием любого обычного способа изготовления полупроводников, включая, но не ограничиваясь этим, шелкографию с резистными масками, травление с положительными или отрицательными фоторезистами, механическое гравирование, гравирование электрическим разрядом, химическое травление или лазерное травление. Травление различных слоев приводит обычно к образованию отдельных фотоэлементов в устройстве. Эти устройства могут быть электрически подключены к другим устройствам с использованием собирательных шин, которые вставлены или сформированы на любом соответствующем этапе процесса изготовления.

Необязательно может быть сформирован защитный слой над фотоэлементами перед сборкой с поли(винилбутиральным) слоем и защитной подложкой. Защитный слой может быть, например, напыленным алюминием.

Электрически взаимосвязанные фотоэлементы, образованные из необязательно изолирующего слоя, проводящие слои, полупроводниковые слои и необязательный защитный слой образуют фотоэлектрическое устройство настоящего изобретения.

Защитная подложка

Защитные подложки настоящего изобретения, показанные как элемент 18 на Фигуре 1, могут быть любой подходящей подложкой, которая может использоваться для связывания с полимерным слоем и достаточной защиты находящегося под ней устройства. Примеры включают, не ограничиваясь этим, стекло, жесткий пластик, тонкие пластмассовые пленки, такие как поли(этилентерефталатные), полиимидные, фторполимерные и тому подобные. В общем предпочтительно, чтобы защитная подложка обеспечивала пропускание большей части падающего излучения в диапазоне от 350 до 1200 нанометров, но специалистам в данной области понятно, что возможны различные варианты, включая варианты, в которых весь свет, входящий в фотоэлектрическое устройство, поступает через базовую подложку. В этих вариантах воплощения не нужна прозрачная или почти прозрачная защитная подложка, и она может быть, например, отражающей пленкой, предотвращающей выход света из фотоэлектрического модуля через защитную подложку.

Сборка

Конечная сборка тонкопленочных фотоэлектрических модулей настоящего изобретения включает размещение поли(винилбутирального) слоя в контакте с тонкопленочным фотоэлектрическим устройством, с собирательными шинами, если это применимо, которые были сформированы на базовой подложке, размещение защитной подложки в контакте с поли(винилбутиральным) слоем и ламинирование сборки для получения модуля.

Хотя основная часть настоящей заявки была связана с представлением предпочтительного варианта воплощения, в рамки настоящего изобретения входят все фотоэлектрические устройства, содержащие серебряный компонент и поли(винилбутираль), включая стандартные (не тонкопленочные) фотоэлектрические устройства, а также другие многослойные ламинаты, включающие поливинилбутиральный лист в контакте с разлагаемым металлическим компонентом (например, солнечное остекление и зеркала), которые хорошо известны в данной области.

Настоящее изобретение включает поли(винилбутиральные) слои, содержащие любой из компонентов, описанных в настоящем документе, включающие 1Н-бензотриазол и, необязательно, любые дополнительные добавки, описанные в настоящем документе.

Настоящее изобретение включает способ получения фотоэлектрического модуля, включающий этапы создания базовой подложки, формирования на ней фотоэлектрического устройства настоящего изобретения и ламинирования фотоэлектрического устройства с защитной подложкой с использованием поли(винилбутирального) слоя настоящего изобретения.

Настоящее изобретение включает фотоэлектрические модули, включающие полимерные слои настоящего изобретения.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

С использованием небольшого лабораторного экструдера 750 грамм поли(винилбутиральной) смолы с содержанием винилового спирта около 18,7 вес.% и винилацетатного остатка 0,5-4 вес.% смешали с 285 грамм триэтиленгликоль ди-(2-этилгексаноатом) в качестве пластификатора, 2,63 грамм УФ-абсорбера Tinuvin 328^®, 0,19 грамм магния (2-этилбутирата) в качестве соли для контролирования адгезии и различными добавками, показанными в Таблице 1, и экструдировали в листы толщиной 0,76 миллиметров.

Эти листы использовали для ламинации тонкопленочных солнечных элементов (15×15 сантиметров). Ламинаты экспонировали при 85°C и относительной влажности 85% под смещением 1000 вольт в течение 1000 часов. Индексы желтизны ламинатов измерили через 1000 часов экспозиции. Типичный индекс желтизны ламинатов до экспозиции составляет около 12 (между 11 и 13).

Таблица 1 № образца Добавка Вес добавки Индекс желтизны через 1000 часов Контрольный образец №1 нет нет 122,2 1 1Н-Бензотриазол 1,875 грамм 27,1 2 Anox 70^® (2,2'-тиодиэтилен бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат]) 1,875 грамм 93,4 3 Naugard XL-1^® (CAS 70331-94-1) бензолпропановая кислота, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 1,1'-[(1,2-диоксо-1,2-этандиил)бис(имино-2,1-этандииловый)] эфир 1,875 грамм 118,4 Контрольный образец №2 нет нет 110,8 4 Irganox MD1024^® бензолпропановая кислота, 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-, 2-[3-[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксопропил]гидразид (CAS 32687-78-8) 0,75 грамм 61,6   Tinuvin 123^® декандионовая кислота, 1,10-бис[2,2,6,6-тетраметил-1-(октилокси)-4-пиперидиниловый] эфир (CAS 122586-52-1) 0,75 грамм  

Пример 2

Листы (толщиной 1,14 мм) получили на лабораторном экструдере следующим образом: на каждые 100 грамм поли(винилбутиральной) смолы добавили 38 грамм триэтиленгликоль ди-(2-этилгексаноата) в качестве пластификатора, 0,35 грамм Tinuvin 328^®, 0,025 грамм магния (2-этилбутирата) и различных добавок, как показано в Таблице 2. Стекло, покрытое серебром, и другие слои использовали для получения поли(винилбутарильных) ламинатов. Размер стекла с покрытием равен 7×9 сантиметров. Ламинаты испытывали в течение 670 часов при 85°C, относительной влажности (ОВ) 85% и 1000 вольт электрического смещения.

Таблица 2 № образца Поли(винилбутиральная) композиция (на 100 грамм поли(винилбутиральной) смолы) Индекс желтизны t=0 t=670 часов Контрольный образец 3 Контрольный образец (без дополнительных добавок) 12,8 95,6 5 0,125 г 1Н-бензотриазола 12,5 38,6 6 0,35 г 1Н-бензотриазола 12,6 36,8 7 0,35 г 1Н-бензотриазола и 0,15 г Anox 70^® 12,6 35,7 8 0,35 г Irganox MD 1024® и 0,15 г Tinuvin 123^® 11,2 79,1

Пример 3

Концентрацию серебра в контрольном образце 2 и образце 4 из Примера 1 определили через 1000 часов экспозиции. Образцы расслоили. Пластификатор экстрагировали из слоев вымачиванием и перемешиванием в смеси 75:25 гексан/этилацетат. Восстановленная поли(винилбутиральная) смола сохранила цвет, затем ее растворили в кислоте и анализировали на содержание серебра с использованием прибора Perkin Elmer Optima 3300 DV. Стандартный лист поли(винилбутираля) также анализировали на содержание серебра.

Таблица 3   Контрольный образец 2 Образец 4 Стандартный поли(винилбутираль) Ag (м.д.) 316 150 <5

«Индекс желтизны» измерили на неповрежденных стеклянных ламинатах. Образец измерили по полусферическому отражению с зеркальным компонентом, исключенным в соответствии со способом испытания ASTM E 1331, где прозрачная поверхность стекла направлена к источнику света. С использованием значений отражения по всему видимому спектру значение индекса желтизны рассчитали с использованием колонки «С, 1931» «Коэффициентов равенств индекса желтизны», представленной в таблице 1 способа ASTM E 313 «Стандартный способ испытания пластмасс на индекс желтизны».

Испытание под смещением выполнили, создав сначала следующую конструкцию: электрод/стеклянный слой/фотоэлектрическая пленка/электрод/поли(винилбутираль)/стеклянный слой. Затем наложили прямой ток напряжением 1000 вольт, в результате чего появился ток примерно 0,1 миллиампер.

Как показано в примерах, добавление Tinuvin 328^®, замещенного производного 2Н-безотриазола, показанного на Формуле II, не предотвращает пожелтение, что подчеркивает существенный успех 1Н-бензотриазола.

Благодаря преимуществу настоящего изобретения теперь возможно создавать тонкопленочные фотоэлектрические модули, обладающие превосходной устойчивостью поли(винилбутираля) и устойчивостью к пожелтению при эксплуатации с фотоэлектрическими устройствами, содержащими серебро.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на иллюстративные варианты воплощения, специалисту в данной области понятно, что могут быть сделаны различные изменения, и эквиваленты могут быть заменены на их элементы без отклонения от общей идеи настоящего изобретения. Кроме того, могут быть сделаны многие модификации для приспособления конкретной ситуации или материала к руководствам настоящего изобретения без отклонения от его основной идеи. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами воплощения, описанными как наилучший из рассмотренных способов осуществления настоящего изобретения, но что настоящее изобретение включает все варианты воплощения, входящие в рамки приложенной формулы изобретения.

Следует дополнительно понимать, что любые диапазоны, значения или характеристики, данные для любого отдельного компонента настоящего изобретения, могут использоваться взаимозаменяемо с любыми диапазонами, значениями или характеристиками любого другого компонента настоящего изобретения, при их совместимости, для получения варианта воплощения, имеющего определенные значения для каждого компонента, как представлено в тексте настоящего документа. Например, тонкопленочные модули могут включать комбинации поли(винилбутираля) и фотоэлектрических элементов для образования многих перестановок, находящихся в рамках настоящего изобретения, но которые чрезвычайно долго перечислять.

Любые кодовые числа Фигуры, данные в реферате или любом пункте формулы изобретения, предназначены лишь для иллюстративных целей и их не следует толковать как ограничивающие заявленное изобретение до какого-либо одного конкретного варианта воплощения, показанного на фигуре.

Изображенную фигуру не следует масштабировать, если не указано иное.

Все ссылки, включая журнальные статьи, патенты, заявки и книги, упомянутые в настоящем документе, включены в настоящий документ путем ссылки в полном объеме.

Изобретение относится к композиции для уменьшения пожелтения и способу получения такой композиции. Композиция состоит из фотоэлектрического устройства, содержащего металлический компонент, поливинилбутирального слоя, расположенного в контакте с указанным металлическим компонентом, и защитной подложки, являющейся второй подложкой, расположенной в контакте с указанным поливинилбутиральным слоем. Поливинилбутиральный слой содержит 1Н-бензотриазол или соль 1Н-бензотриазола. Технический результат - получение композиции, пригодной для устойчивого, долгосрочного применения в фотоэлектрических модулях с металлическими элементами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр., 1 ил.

1. Композиция для уменьшения пожелтения, по существу состоящая из:
основы, представляющей собой первую подложку;
фотоэлектрического устройства, содержащего металлический компонент;
поли(винилбутирального) слоя, расположенного в контакте с указанным металлическим компонентом, где указанный поливинилбутиральный слой содержит 1H-бензотриазол или соль 1H-бензотриазола; и
защитной подложки, являющейся второй подложкой, расположенной в контакте с указанным поли(винилбутиральным) слоем.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанное фотоэлектрический компонент является тонкопленочным фотоэлектрическим устройством.

3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) слой включает от 0,001 до 5 весовых процентов 1H-бензотриазола.

4. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) слой включает от 0,1 до 0,4 весовых процентов 1H-бензотриазола.

5. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) слой включает от 1 до 5 весовых процентов 1H-бензотриазола.

6. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) слой дополнительно включает фенольный антиоксидант.

7. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанным металлическим компонентом является висмут, медь, кадмий, свинец, олово, цинк, серебро, золото, индий, палладий, платина, алюминий, сурьма, хром, железо, никель, родий, тантал, титан или ванадий.

8. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанным металлическим компонентом является серебро.

9. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что указанный металлический компонент используется в качестве проводящего слоя.

10. Композиция по п.1, содержащая:
первую подложку;
металлический компонент, расположенный в контакте с указанной первой подложкой;
поли(винилбутиральный) слой, расположенный в контакте с указанным металлическим компонентом и включающий 1H-бензотриазол или соль 1H-бензотриазола; и
вторую подложку, расположенную в контакте с указанным поли(винилбутиральным) слоем.

11. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) лист включает от 0,1 до 0,4 весовых процентов 1H-бензотриазола.

12. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) лист включает от 1 до 5 весовых процентов 1H-бензотриазола.

13. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) лист включает от 0,001 до 5 весовых процентов 1H-бензотриазола.

14. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что указанный поли(винилбутиральный) лист дополнительно включает фенольный антиоксидант.

15. Способ получения композиции по п.1, включающий:
создание основы подложки;
формование фотоэлектрического устройства на указанной основе, содержащего металлический компонент;
размещение поли(винилбутирального) слоя в контакте с указанным фотоэлектрическим устройством, при этом указанный поли(винилбутиральный) слой включает 1H-бензотриазол или соль 1H-бензотриазола;
размещение защитной подложки в контакте с указанным поли(винилбутиральным) слоем; и
ламинирование указанной основы подложки, указанного фотоэлектрического устройства, указанного поли(винилбутирального) слоя и указанной защитной подложки для получения указанного модуля.