[发明专利]包含氟化共聚物树脂层和包封层的多层膜

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请根据35U.S.C.§119要求提交于2010年7月30日的美国临时专利申请61/369,628的优先权，该专利申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及多层膜结构和制备所述结构的方法，所述多层膜结构包括包含氟化共聚物树脂的层和乙烯共聚物共混物的层。本发明还涉及制备包括多层膜的光伏组件的方法。

背景技术

为了更全面地描述与本发明相关的目前工艺水平，本说明书中引用了若干专利和出版物。这些专利和出版物的每一者的全部公开内容均以引用方式并入本文中。

光伏(PV)组件(也称为太阳能组件)被用于通过阳光产生电能，从而提供替代传统发电方法的更环保发电方法。此类组件基于能吸收光并将其转化成电能的多种半导体电池系统。这些系统通常按所用吸光材料分为两种类型，即块状或晶片型组件和薄膜组件。通常，各个电池以阵列形式电连接以形成组件，并且组件的阵列能在单次安装过程中被连接在一起以提供所需的电量。

当每个电池中的吸光半导体材料以及用于传送由电池产生的电能的电子组件被适当保护而不受环境损害时，光伏组件能持续使用25年、30年，甚至40年或更多年，而性能不会显著下降。在典型的光伏组件构造中，太阳能电池层被置于两个包封层之间，这两个包封层又被置于前板层和背板层之间，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伏组件中的重要组件，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，并在晶片型组件和薄膜组件中均能发挥作用。例如，含氟聚合物膜(诸如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜)可用作光伏组件的前板，取代了更为常见的玻璃层。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，较高的透明性将提高太阳能组件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的降低会导致包封层更快地劣化，从而进一步降低组件的总体性能。由于ETFE膜对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的粘附性非常好，所以ETFE膜已成为最广泛用于制造光伏(PV)组件前板的含氟聚合材料。

EVA共聚物是最常用的包封材料，这是因为它们成本低并具有高透明度、低模量、低初始粘度、低平衡水分含量和良好的耐热性。此外，EVA共聚物一直以来是受欢迎的包封材料，因为它们的特征在于低熔融温度，这使得它们易于在太阳能电池组件周围流动并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需要后续的聚合物交联来提供所得光电池的合适热稳定性。

此外，将可交联的EVA用作包封材料是不可靠的。例如，乙酸从EVA释放出来可能导致EVA包封材料腐蚀和泛黄。另外，因为作为交联反应的一部分过氧化物通常会结合到EVA包封材料中，所以EVA包封材料的储存寿命缩短，并且过氧化物的分解导致析氧，而析氧可导致气泡形成。最后，有必要在非常低的挤出温度下制备EVA片，以防止过早交联，即，在通过层压形成太阳能电池组件之前交联。

因此，受关注的是可用于包封层的显示具有较高热尺寸稳定性且不会交联的替代材料。