[发明专利]用于光伏模块的层元件的聚乙烯组合物

说明书

背景技术

本发明涉及一种背板元件，一种包括至少一个光伏元件和本发明的背板元件的光伏模块以及聚合物组合物用于制造用于光伏模块(PV)的背板元件的至少一个层的用途。

光伏模块(也称为太阳能电池模块)从光产生电能并用于本领域熟知的各种应用中。光伏模块的类型可以变化。模块典型地具有多层结构，即具有不同功能的多个不同的层元件。光伏模块的层元件可以相对于层材料和层结构而变化。最终的光伏模块可以是刚性的或柔性的。刚性光伏模块可以例如包含刚性玻璃顶部元件、前封装层元件、光伏电池的至少一个与连接件一起的元件、后封装层元件、背板层元件以及例如铝框架。所有所述术语在本领域中具有熟知的含义。

在柔性模块中，顶层元件可以是例如由聚氟乙烯(PVF)聚合物或聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物制成的氟化层。

以上示例性层元件可以是单层元件或多层元件。此外，在元件的层之间或在不同的层元件之间可存在粘合剂层。

背板层元件可以包含着色层。背板元件典型地对PV模块提供机械性能和/或绝缘性能。然而，应该注意，根据光伏模块的类型，具有导电背板层元件的光伏模块也具有良好的机械性能。

现有技术的背板层典型地是多层结构，其包含例如氟化聚合物(例如PVF或PVDF、聚酰胺或聚酯)的层。这些方案是昂贵的，其中许多方案也具有有限的绝缘电阻、容易水解并且提供相当高的水蒸气透过率。为了弥补上述缺陷，需要具有多层结构的元件，其在层之间典型地设置有粘合剂层。多层结构使制造工艺复杂化，并且在使用时也产生分层的风险。

此外，光伏电池典型地被焊接在一起，其中可形成偶尔尖锐的可见焊锡峰。在光伏(PV)模块的层压期间，不应有焊锡峰透过背板而导致厚度减小的风险。

3M公司的WO 2013077874公开了用于光伏模块(PV)的多层元件，其包括交联聚乙烯(PE)均聚物或共聚物的绝缘层、交联聚乙烯(PE)均聚物或共聚物的背层(＝背板层)以及封装层。也提及了聚丙烯PP均聚物或共聚物的选择。PE共聚物包含烯烃共聚单体，特别是α-烯烃。PE可以是LLDPE、LDPE、MDPE和/或HDPE。背层可以含有颜料，例如，炭黑。绝缘层和背层可以一体化(共挤出)并且优选被交联。根据第7页，交联可以以化学或物理方式进行。化学交联的交联剂可以通过化学反应或辐照(典型地是UV辐照)来热激活。物理交联通过使用α-束，β-束或电子束辐照来进行。物理辐照是优选的交联方法。实施例1公开了HDPE/LDPE/HDPE的3层背板，其中各层通过电子束辐照来交联。

3M的EP 2 390 093A公开了用于PV的多层背板，其包括任选的顶层、绝缘层和背层，其中这些层可以是PE(LLDPE、LDPE、MDPE和/或HDPE)或PP均聚物或共聚物并且优选是交联的。在第7页陈述了，交联可以化学方式进行，例如，使用乙烯基硅烷(如VTMS)或过氧化物作为交联剂，或通过辐照，例如使用二苯甲酮和电子束辐照。实施例1指出(HDPE+白色颜料)/LDPE/(HDPE+炭黑)的三层背板元件。在实施例2至4中，阻燃剂被附加地添加到层(ii)或(iii)中。然后使用电子束辐照使三层元件交联。

光伏模块的技术仍在快速发展，为了满足光伏模块领域的各种需求，例如对于背板层元件的不同方案存在不断的需求。

附图说明

图1示意性地示出了光伏模块的一个示例。

发明内容

本发明涉及用于光伏模块的背板元件，包括至少一个包括交联聚合物组合物的层，所述交联聚合物组合物包括：

-乙烯聚合物(a)，所述乙烯聚合物(a)任选地具有含官能团的单元；和

-含硅烷基团的单元(b)；

其中所述乙烯聚合物(a)任选地通过所述含硅烷基团的单元(b)交联。

如上文或下文所限定的本发明的“聚合物组合物”在本文中也简称为“聚合物组合物”或“组合物”。如上文、下文或权利要求中限定的乙烯聚合物(a)在本文中也简称为“聚合物(a)”。

“交联聚合物组合物”是指至少部分的聚合物组分是交联的。“交联”在聚合物领域中具有熟知的含义。交联可以通过使用例如如本领域所熟知的交联剂或辐照实现。交联聚合物组合物具有典型的网络，即，如本领域所熟知的互聚物交联(桥)。

“至少一个层”在本文中也简称为“层”。

本发明的背板元件可以是由本发明的“至少一个层”组成的背板单层元件，或包括两个或更多个层的背板多层元件，其中至少一个层是本发明的层。