[发明专利]包括乙烯多嵌段共聚物的电子器件模块

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年9月20日提交的美国临时申请60/826,319和2006年11月15日提交的美国临时申请60/865,953的权益。

发明领域

本发明涉及电子器件模块。一方面，本发明涉及电子器件模块，其包括电子器件，例如，太阳能电池或光伏(PV)电池，和保护性聚合物材料，而另一方面，本发明涉及电子器件模块，其中所述保护性聚合物材料是乙烯多嵌段共聚物。又一方面，本发明涉及制备电子器件模块的方法。

发明背景

聚合物材料通常用于制备包括一个或多个电子器件的模块，所述电子器件包括但不限于太阳能电池(也称为光电池)，液晶面板，场致发光器件和等离子显示器单元。所述模块常常包括电子器件与一个或多个基板的组合，所述基板例如一个或多个玻璃盖片，常常置于两个基板之间，其中所述基板的一个或两个包括玻璃，金属，塑料，橡胶或另一材料。所述聚合物材料通常用作模块的包封剂或密封剂，或者根据模块的设计，用作模块表层组件，例如太阳能电池模块中的背表面(backskin)。用于这些目的的典型的聚合物材料包括有机硅树脂，环氧树脂，聚乙烯缩丁醛树脂，醋酸纤维素，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和离聚物。

美国专利申请公开2001/0045229 A1确定了意图用于电子器件模块的结构的任何聚合物材料中所需要的许多性质。这些性质包括(i)保护所述器件不暴露，尤其是长时间地暴露于外部环境，例如，水份和空气，(ii)保护其抗机械冲击，(iii)与电子器件和基板的强粘着力，(iv)容易加工，包括密封，(v)良好的透明度，尤其是在光或其它电磁辐射是重要的应用中，例如，太阳能电池模块，(vi)短的固化时间，保护电子器件不受由固化过程中聚合物收缩导致的机械应力的损害，(vii)高电阻，具有很小的(如果存在的话)导电性，和(viii)低成本。在任何特定的应用中都没有一种聚合物材料能够具有所有这些性质的最大性能，常常要做出折中来使在对特定应用最重要的性质的性能最大化，例如，透明度和免于受到环境损害，代价是对该应用不重要的次要性质，例如，以固化时间和成本为代价。也以共混物或者以模块的单独组分的形式使用聚合物材料的组合。

具有高含量(28至35wt％)源自乙酸乙烯酯单体的单元的EVA共聚物通常用于制备用于光伏(PV)模块中的包封剂膜。参见例如，WO 95/22844，99/04971，99/05206和2004/055908。EVA树脂通常用紫外(UV)光添加剂稳定化，并且通常在太阳能电池层压工艺过程中使用过氧化物使它们交联，从而将耐热性和耐蠕变性(heat and creep resistance)提高至约80至90℃的温度。但是，因为几个原因，EVA树脂并不是理想的PV电池包封膜材料。例如，EVA膜在强烈阳光下逐渐变黑，这是由于EVA树脂在UV光的影响下化学降解。这种变色在少至4年暴露于环境之后能够导致太阳能模块的功率输出的损失大于30％。EVA树脂也吸收湿气并且会分解。

此外和如上所述，通常用UV添加剂使EVA树脂稳定化，和在太阳能电池层压和/或包封方法的过程中使用过氧化物使其交联，从而改善耐热性和在高温例如80至90℃的蠕变。但是，因为吸收UV辐射的EVA分子结构中的C＝O键以及固化之后在体系中存在残余的过氧化物交联剂，所以使用添加剂包来使EVA对UV-诱导的降解稳定化。认为残余的过氧化物是负责产生发色团的主要氧化剂(例如，USP 6,093,757)。添加剂例如抗氧化剂，UV-稳定剂，UV-吸收剂和其它物质可使EVA稳定化，但是同时，所述添加剂包也可阻断低于360纳米(nm)的UV-波长。

光伏模块效率取决于光电池效率和穿过包封剂的太阳光波长。对太阳能电池的效率最重要的限制之一是它的半导体材料的带隙(band gap)，即，将电子从束缚的价带(valence band)激发到活动的导带(conduction band)中所需的能量。具有比带隙低的能量的光子通过模块而不被吸收。具有比带隙高的能量的光子被吸收，但是它们超过的能量被浪费掉了(作为热耗散了)。为了增加光电池效率，使用″串连的″电池或者多连接电池(multi-junction cells)来拓宽能量转化的波长范围。此外，在许多薄膜技术中，例如非晶硅，碲化镉，或铜铟镓的硒化物(copper indium gallium selenide)，半导体材料的带隙与单晶硅的不同。这些光电池将会将波长低于360nm的光转化成电。对于这些光电池，需要能够吸收低于360nm波长的包封剂来保持PV模块的效率。