[发明专利]用于制备包括全氟化共聚物树脂层的多层结构的方法有效

专利信息
申请号: 201180028016.8 申请日: 2011-06-07
公开(公告)号: CN102939201A 公开(公告)日: 2013-02-20
发明(设计)人: S.L.萨米尔斯 申请(专利权)人: 纳幕尔杜邦公司
主分类号: B32B27/30 分类号: B32B27/30;B32B27/32;H01L31/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 邹雪梅;李炳爱
地址: 美国特拉华*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 用于 制备 包括 氟化 共聚物 树脂 多层 结构 方法
【说明书】:

发明领域

本发明涉及用于制备多层膜的方法,所述多层膜包括基本上由全氟化共聚物树脂组成的层。本发明还涉及包括所述多层膜的光电模块。

发明背景

光电(PV)模块(也称为太阳能模块)被用于通过阳光产生电能,从而提供替代传统发电方法的环保发电方法。此类模块基于能够吸收光并将光转化成电能的多个半导体电池系统,并且通常根据所使用的吸光材料被归类为两种模块(即块状或晶片型模块和薄膜模块)中的一种。一般来讲,各个电池以阵列形式电连接以形成模块,并且此类模块的阵列可在单次安装过程中被连接在一起以提供所需的电量。

当各个电池中的吸光半导体材料和用于传送由电池产生的电能的电子组件被适当地保护而不受环境损害时,光电模块可持续使用25年、30年、甚至40年或更多年,而性能不会显著下降。在典型的光电模块构造中,太阳能电池层被夹在两个包封层之间,这两个包封层进一步被夹在前板和背板层之间,从而提供耐候性、抗紫外线性、防潮层特性、低介电常数和高击穿电压。

含氟聚合物膜被认为是光电模块中的可用组件,因为它们具有优异的强度、耐候性、抗紫外线性、防潮层特性、低介电常数和高击穿电压,并在晶片型模块和薄膜模块中均可发挥作用。例如,含氟聚合物膜,例如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜,可代替更普遍使用的玻璃层而用作光电模块中的前板。将含氟聚合物膜用作前板时,相关的挑战包括需要提供阻隔性能与透明性的期望组合,以及提供对相邻包封层的良好粘附性。例如,较高的透明性将会提高太阳能模块将阳光转化成电力的效率,但获得较高的透明性通常需要使用较薄的含氟聚合物膜,而这会降低强度、耐候性、抗紫外线性和防潮层特性。此外,较薄的膜的阻隔性能降低可导致包封层更快地劣化,从而降低模块的总体性能。ETFE膜已成为最广泛使用的用于制造PV前板的含氟聚合物材料,因为ETFE对最常用于包封层材料的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)具有优异的粘附性。

EVA共聚物一直是有利的包封材料,因为它们具有低熔融温度的特征,这使得它们易于围绕太阳能电池组件流动并且密封太阳能电池组件。然而,EVA共聚物的低熔融温度特性通常迫使后续的聚合物交联,以便向所得的光电池赋予合适的热稳定性。因此,已开发了用于包封层的替代材料,所述替代材料表现出更高的热尺寸稳定性而不交联。

此外,已将包封材料与硅烷偶联剂化合,以提高对含氟聚合物层的粘附性。(参见美国专利6,963,120和6,762,508;美国专利申请公布2009/0183773、2009/0120489、2009/0255571、2008/0169023、2008/0023063、2008/0023064和2007/0267059;美国专利申请号61/230,238;欧洲专利申请1065731;法国专利2539419和日本专利申请2000/186114、2001/144313、2004/031445、2004/058583、2006/032308和2006/1690867)。

美国专利6,753,087公开了包含粘附到基底的含氟聚合物的多层结构。该结构如下制备:通过用包含氨基取代的有机硅烷的粘合组合物处理含氟聚合物的表面,然后使基底与处理过的含氟聚合物表面接触并加热,以形成粘合体。美国专利申请公布2008/0023063、2008/0023064、2008/0264471和2008/0264481描述了如下太阳能电池,其中任何太阳能电池层压板层中的一个或两个表面均可用结合胺官能团的硅烷进行处理。

美国专利7,638,186和欧洲专利申请公布EP577985公开了将通常称为FEP的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物用作光电模块中的背板层。PCT专利申请公布WO2004/019421公开了在光电模块中用作前板层的FEP。

期望的是表现出更高的透明性和/或更佳的阻隔性能的ETFE膜的替代物,尤其是用于不能使用刚性玻璃的柔性太阳能电池模块中的ETFE膜替代物。另外,替代材料需要即使在不利条件下也对包封材料具有足够的粘附性,从而使其能够用于光电模块中。

发明概述

本发明提供了用于制备包括至少第一薄膜层和第二薄膜层的透明多层膜层压体的方法,所述方法包括:

A.提供包含全氟化共聚物树脂组合物的第一薄膜层,其中i)全氟化共聚物树脂基本上由四氟乙烯和至少一种全氟化共聚单体的共聚单元组成,并且ii)第一薄膜层的至少一个表面已通过表面处理进行改性;

B.提供包含聚合材料的第二薄膜层,所述聚合材料包含i)有机硅烷与ii)包含α-烯烃与烯键式不饱和羧酸酯的共聚单元的共聚物的共混物;

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