專利名稱：改性的蒙脫石及包含其的粘合劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及改性的鋅蒙脫石及其對聚合物粘結(jié)劑的耐候性的提高。
背景技術(shù)：
在太陽能電池模塊中，電互連的太陽能電池通常被前封裝層和后封裝層封裝，而經(jīng)封裝的太陽能電池則被夾于一個透明的前板和一個背板之間。太陽能電池模塊的背板是用來提供支撐和與外界環(huán)境的阻隔作用的。在現(xiàn)有技術(shù)的背板中，基于其優(yōu)越的機械性能和防護性能，具有聚氟乙烯/聚對苯二甲酸乙二酯/聚氟乙烯(PVF/PET/PVF)結(jié)構(gòu)的多層背板已被廣泛使用。但在所述多層背板中，由于PVF和PET之間的粘結(jié)性較差，通常在它們之間需要使用粘合劑，如聚氨酯粘合劑。由于太陽能電池模塊通常是在高溫和高濕條件下使用，因此人們希望聚氨酯粘合劑具有良好的耐候性。但是，人們發(fā)現(xiàn)常規(guī)的聚氨酯粘合劑的粘合強度在高溫和高濕條件下會退化。人們已采用一些方法來增進聚氨酯粘合劑的耐候性，但未獲得成功。例如，有機抗氧化劑和/或UV穩(wěn)定劑已被加入到聚氨酯粘合劑中，但是有機抗氧化劑和UV穩(wěn)定劑不穩(wěn)定，并可能隨時間而降解。另外，無機納米添加劑，如銨改性的蒙脫石也已被用來增進聚氨酯粘合劑的粘合強度，但是，太陽能電池模塊的工藝溫度以及其最終使用溫度通常會達到高于銨降解溫度的溫度，因此，仍然需要開發(fā)一種具有更好的耐候性，并在太陽能電池工業(yè)中實用的粘合劑組合物。申請內(nèi)容本申請?zhí)峁┑氖且环N改性的鋅蒙脫石，其包含交換性層間鋅陽離子和至少一種含有至少兩個羥基的直鏈或支鏈碳氫化合物，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物連接在所述交換性層間鋅陽離子上。在所述的改性的鋅蒙脫石的一個實施方案中，所述交換性鋅陽離子占所述改性的鋅蒙脫石的總重量的約2-15重量％，或者約4-10重量％，或者約5-8重量％。在所述的改性的鋅蒙脫石的另一個實施方案中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物占所述改性的鋅蒙脫石的總重量的約5-35重量％，或約10-30重量％。在所述的改性的鋅蒙脫石的再一個實施方案中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物含有2-18，或2-12個碳原子。在所述的改性的鋅蒙脫石的再一個實施方案中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物選自多元醇、二元羧酸和它們的組合。在所述的改性的鋅蒙脫石的再一個實施方案中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化
合物選自三醇和二醇，或選自二醇。在所述的改性的鋅蒙脫石的再一個實施方案中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物是1，3-丙二醇。本申請另外提供的是一種粘合劑組合物，其包含至少一種聚合物粘合劑和約 0. 1-5重量％，或約0. 2-3重量％，或約0. 3-2重量％的如上所述的改性的鋅蒙脫石，所述的重量％基于所述粘合劑組合物的總重。在所述的粘合劑組合物的一個實施方案中，所述至少一種聚合物粘合劑選自聚氨酯、環(huán)氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚類粘合劑及它們中的兩種或更多種的組合。在所述的粘合劑組合物的另一個實施方案中，所述至少一種聚合物粘合劑選自聚氨酯。在所述的粘合劑組合物的再一個實施方案中，其還包含一種或多種添加劑，所述添加劑選自UV吸收劑、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、阻燃劑、抗水解劑及它們中的兩種或更多種的組合。本申請再提供的是一種帶涂層的聚合物膜，其包括聚合物膜和如上所述的粘合劑組合物，其中，所述聚合物膜的至少一個表面的表面面積的至少一部分涂布有所述粘合劑組合物。在所述的帶涂層的聚合物膜的一個實施方案中，所述聚合物膜的至少一個表面的表面面積的約80%或更多，或約90%或更多，或約95%或更多涂布有所述粘合劑組合物。在所述的帶涂層的聚合物膜的另一個實施方案中，所述聚合物膜的每個表面的表面面積的約80%或更多，或約90%或更多，或約95%或更多涂布有所述粘合劑組合物。在所述的帶涂層的聚合物膜的再一個實施方案中，所述聚合物膜包含選自如下的聚合物材料聚酯、氟聚合物、聚酰氨、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。本申請再提供的是一種多層膜，其包含至少兩個相鄰的聚合物膜和一個位于兩個聚合物膜之間并提供它們之間的粘結(jié)的至少一個粘結(jié)層，其中，所述至少一個粘結(jié)層由如上所述的粘合劑組合物組成。在所述的多層膜的一個實施方案中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜彼此獨立地各自包含選自如下的聚合物材料聚酯、氟聚合物、聚酰胺、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。在所述的多層膜的另一個實施方案中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的至少一個包含聚酯。在所述的多層膜的另一個實施方案中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的至少一個包含氟聚合物。在所述的多層膜的再一個實施方案中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的一個包含聚酯，另一個包含氟聚合物。在所述的多層膜的再一個實施方案中，其包含一個內(nèi)層聚合物膜和分別通過第一粘結(jié)層和第二粘結(jié)層粘結(jié)在所述內(nèi)層聚合物膜兩側(cè)的第一外層聚合物膜和第二外層聚合物膜，其中，所述內(nèi)層聚合物膜包含聚酯；所述第一和第二外層聚合物膜分別獨立地包含氟聚合物；所述第一和第二粘結(jié)層分別由如上所述的粘合劑組合物組成。在所述的多層膜的再一個實施方案中，所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯及它們中的兩種或更多種的組合；所述氟聚合物選自聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯及它們中的兩種或更多種的組合。在所述的多層膜的再一個實施方案中，所述聚酯是聚對苯二甲酸乙二酯；所述氟聚合物是聚氟乙烯。本申請再提供的是一種太陽能電池模塊，其包含由一個或多個電互連的太陽能電池組成的太陽能電池層；層壓在所述太陽能電池層背側(cè)的背封裝層；以及層壓在所述背封裝層背側(cè)的多層背板，其中，所述多層背板包含一個聚酯膜、一個氟聚合物膜以及一個位于所述聚酯膜和氟聚合物膜之間并提供兩者間的粘結(jié)的粘結(jié)層，并且其中，所述粘結(jié)層由如上所述的粘合劑組合物組成。在所述的太陽能電池模塊的一個實施方案中，所述多層背板還包含另一個氟聚合物膜和由上所述的粘合劑組合物組成的另一個粘合層，并且其中，所述兩個氟聚合物膜分別由所述兩個粘合層粘結(jié)于所述聚酯膜的兩側(cè)。在所述的太陽能電池模塊的另一個實施方案中，所述聚酯膜包含一種選自以下的材料聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯或它們中的兩種和更多種的組合；每個所述氟聚合物膜包含一種選自以下的材料聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯和它們中的兩種或更多種的組合。在所述的太陽能電池模塊的再一個實施方案中，所述聚酯膜包含一種聚對苯二甲酸乙二酯；每個所述氟聚合物膜包含一種聚氟乙烯。在所述的太陽能電池模塊的再一個實施方案中，其還包含層壓在所述太陽能電池層前側(cè)的前封裝層、和層壓在所述前封裝層前側(cè)的前板。圖例說明圖Ia是未按比例尺繪制的本申請所公開的雙層膜的示意性截面圖。圖Ib是未按比例尺繪制的本申請所公開的三層膜的示意性截面圖。圖2是未按比例尺繪制的本申請所公開的太陽能模塊的示意性截面圖。
具體實施例方式本申請公開了一種改性的蒙脫石，即由至少一種含有至少兩個羥基的直鏈或支鏈碳氫化合物改性的鋅蒙脫石。蒙脫石是一種膨脹性粘土礦物，具有多個由兩個二氧化硅四面體片與一個居于中心的氧化鋁八面體片構(gòu)成的層，并且各層之間通過交換性層間陽離子和水與四面體片的基礎(chǔ)氧原子鍵接而保持在一起。術(shù)語“鋅蒙脫石”在此用于表示包含交換性層間鋅陽離子的合成蒙脫石。在一個實施方案中，鋅蒙脫石中存在的鋅陽離子含量為約2-15重量％，或者約4-10重量％，或者約5-8重量％，所述的重量％基于鋅蒙脫石的總重量?；蛘?，所述鋅蒙脫石中的層間鋅陽離子的交換容量可為約 31_231meqv/100g，或約 62_154meqv/100g，或約 77_123meqv/100g。 在鋅蒙脫石中存在的鋅陽離子的含量可通過能量-分散X射線光譜法(EDQ進行測定。 在此使用的鋅蒙脫石可通過任何合適的方法進行制備，如在Y. Kijima J. Incl. Phenom. 4， 333(1986)中所公開的方法。在一個實施方案中，鋅蒙脫石可通過在升溫下(如約 60-120°C，或約80-100°C)，將無機蒙脫石(如鈉蒙脫石)與鋅鹽(如ZnCl2或乙酸鋅)溶液混合足夠長的時間(如約1-20小時，或約5-10小時)進行制備。本申請公開的“改性的鋅蒙脫石”是指那些在交換性層間鋅陽離子上連接了含羥基的直鏈或支鏈碳氫化合物的鋅蒙脫石，其中，所述含羥基直鏈或支鏈碳氫化合物含有至少兩個羥基。在此適用的含羥基直鏈或支鏈碳氫化合物可含有大約2-18或大約2-12個碳原子。在此適用的含羥基直鏈或支鏈碳氫化合物可選自，但不限于，多元醇(例如三元醇或二元醇)、二元羧酸以及它們的組合。在此適用的示例性二羧酸包括但不限于乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸和癸二酸。在此適用的多元醇包括但不限于乙二醇、1，2-丙二醇、1， 3-丙二醇和1，4_丁二醇。根據(jù)本申請，上述含羥基直鏈或支鏈碳氫化合物占所述改性的鋅蒙脫石的總重的約5-35重量％，或約10-30重量％。在一個實施方案中，所述改性的鋅蒙脫石含有占其總重約5-35重量％，或約10-30重量％的連接在交換性層間鋅陽離子上的至少一個多元醇。在另一個實施方案中，所述改性的鋅蒙脫石含有占其總重約5-35重量％， 或約10-30重量％的連接在交換性層間鋅陽離子上的至少一個二元醇。在再一個實施方案中，所述改性的鋅蒙脫石含有占其總重約5-35重量％，或約10-30重量％的連接在交換性層間鋅陽離子上的1，3-丙二醇。 在此適用的改性的鋅蒙脫石可通過任何合適的方法進行制備。例如，在一個實施方案中，改性的鋅蒙脫石可通過在升溫下(如約60-120°C，或約80-100°C )，將鋅蒙脫石與上述含羥基碳氫化合物(如1，3-丙二醇或已二酸)混合并反應(yīng)足夠長的時間(如約1-20 小時，或約5-10小時)進行制備。本申請還公開了一種蒙脫石改性的粘合劑組合物，所述蒙脫石改性的粘合劑組合物包含至少一種聚合物粘合劑和至少一種上述改性的鋅蒙脫石。在此使用的聚合物粘合劑可選自聚氨酯、環(huán)氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚類粘合劑及它們中的兩種或更多種的組合。在一個實施方案中，所使用的聚合物粘合劑聚氨酯。根據(jù)本申請，所述改性的鋅蒙脫石占所述改性的粘合劑組合物的總重量的約0. 1-5重量％，或約0. 2-3重量％，或約0. 3-2重量％，其可通過熱重分析(TGA)進行測定。需要指出的是，這里所述的所述改性的粘合劑組合物的總重量是指其干重(即所述粘合劑組合物的不包含溶劑的總重量)。在此公開的蒙脫石改性的粘合劑組合物還可包含其它的添加劑，如抗氧化劑、UV 光穩(wěn)定劑、阻燃劑、抗水解劑及它們中的兩種或更多種的組合。在一個實施方案中，在此公開的蒙脫石改性的粘合劑組合物還包含至少一種抗氧化劑。在此使用的示例性抗氧化劑可包括但不限于受阻酚、受阻胺、亞磷酸酯、硫醇及它們的混合物。根據(jù)本申請，所述抗氧化劑可占所述蒙脫石改性的粘合劑組合物的總重量的約0. 1-5重量％。在此公開的蒙脫石改性的粘合劑組合物可通過任何合適的混合方法，如超聲或機械攪拌進行制備。本申請還公開了一種帶涂層的聚合物膜，其包含聚合物膜和涂布在其至少一個表面的表面面積的至少一部分的上述蒙脫石改性的粘合劑組合物。根據(jù)本申請，術(shù)語“至少一部分”是指至少10%，或至少20%，或至少50%的部分。在一個實施方式中，所述帶涂層的聚合物膜的至少一面的表面面積的至少80%，或至少90%，或至少95%的部分涂有上述蒙脫石改性的粘結(jié)劑組合物。在另一個實施方式中，所述帶涂層的聚合物膜的兩面各表面面積的至少80%，或至少90%，或至少95%的部分涂有上述蒙脫石改性的粘結(jié)劑組合物。在此使用的聚合物膜可包含選自以下(但不限于此)的聚合物氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。在此適用的氟聚合物可包括但不限于聚氟乙烯(PVF)、 聚偏氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物及它們中的兩種或更多種的組合。在此適用的聚酯可包括但不限于聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)及它們中的兩種或更多種的組合。所述帶涂層的聚合物膜可通過任何合適的方法進行制備，如噴涂、刷涂、輥涂、浸涂等，隨后還可進行干燥。本申請還公開了一種多層膜，所述多層膜包含至少兩層鄰近的聚合物膜和至少一層粘合層，所述粘合層位于這兩層鄰近的聚合物膜之間，并提供它們之間充分的粘結(jié)，其中所述至少一層粘合層由上述蒙脫石改性的粘合劑組合物組成。上述兩層鄰近的聚合物膜各自包含的合適的聚合物材料可包括但不限于氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。在此適用的氟聚合物可包括但不限于聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物及它們中的兩種或更多種的組合。在此適用的聚酯可包括但不限于聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)及它們中的兩種或更多種的組合。在一個實施方案中，所述兩層鄰近的聚合物膜中的至少一層包含聚酯 (如PET)。在另一個實施方案中，所述兩層鄰近的聚合物膜中的至少一層包含氟聚合物(如 PVF)。在又一個實施方案中，所述兩層鄰近的聚合物膜各包含相同或不同的聚酯。在又一個實施方案中，所述兩層鄰近的聚合物膜各包含相同或不同的氟聚合物。在又一個實施方案中，所述兩層鄰近的聚合物膜中的一層包含氟聚合物(如PVF)，而另一層包含聚酯(如 PET)。所述的多層膜可通過如下方法進行制備將所述蒙脫石改性的粘合劑組合物涂布于所述兩層聚合物膜中一層的至少一個表面上，以形成蒙脫石改性的粘合劑組合物涂層， 將所述蒙脫石改性的粘合劑組合物涂層干燥，然后將另一個聚合物膜干式層壓至第一聚合物膜的帶有涂層的表面上。合適的涂布方法可以包括在上述制備帶涂層的聚合物膜中提及的那些。所述方法在最后還可包括固化步驟，其包括將經(jīng)層壓的膜在室溫或升溫(不高于 80°C )下固化至少12小時或不長于7天。除了通過至少一層粘合層粘結(jié)的至少兩層相鄰的聚合物膜之外，在此公開的多層膜還可包含其它額外的膜層。在此公開的多層膜可通過任何適合的方法進行制備，包括但不限于干式層壓，共擠出等。在一個實施方案中(如圖Ia所示)，在此公開的多層膜(10)具有雙層結(jié)構(gòu)，其中氟聚合物膜(Ila)(如PVF膜)和聚酯膜(lib)(如PET膜)通過由上述蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的粘合層(1 粘結(jié)。所述雙層膜可通過將上述蒙脫石改性的粘合劑組合物的溶液涂布于聚酯膜(lib)的一側(cè)，然后將氟聚合物膜(Ila)干式層壓至聚酯膜(lib) 的帶有涂層的表面進行制備。在另一個實施方案中(如圖Ib所示)，在此公開的多層膜 (10，)具有三層結(jié)構(gòu)，其中聚酯膜(lib)(如PET膜)的一側(cè)與第一氟聚合物膜(Ila)(如 PVF膜)通過由上述蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的第一粘合層(12a)粘結(jié)，而聚酯膜 (lib)的另一側(cè)與第二氟聚合物膜(Ilc)通過由上述蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的第二粘合層(12b)粘結(jié)。所述三層膜可通過將所述蒙脫石改性的粘合劑組合物的溶液涂布于聚酯膜(lib)的兩側(cè)，然后將第一和第二氟聚合物膜層(Ila和lie)層壓至帶有涂層的聚酯膜(lib)的各側(cè)而進行制備。如由以下的實施例所證實的，相比于未加入蒙脫石或加入未改性的鈉或鋅蒙脫石的粘合劑組合物，加入上述改性的鋅蒙脫石的蒙脫石改性的粘合劑組合物的耐候性獲得了提尚。太陽能電池是可將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換裝置。它們由光電轉(zhuǎn)換主體與在其兩個主表面(即前表面和后表面)上形成的電極形成。光電轉(zhuǎn)換主體可由任何合適的光電轉(zhuǎn)化材料，如單晶或多晶硅片制成。前電極可通過任何合適的印刷方法(如絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷)將導(dǎo)電漿料(如銀漿)涂布于光電轉(zhuǎn)換主體的前表面而形成。典型地，前導(dǎo)電漿料包含多個平行的導(dǎo)電副柵線以及垂直于導(dǎo)電副柵線，并與其連接的一個或更多個導(dǎo)電母柵線。后電極可通過將金屬漿料分布在光電轉(zhuǎn)換主體的背面而形成。形成后電極的合適金屬包括但不限于鋁、銅、銀、金、鎳、鎘及它們的合金。在使用時，一個或多個電互連的太陽能電池可通過透明的前封裝層和背封裝層進行封裝，然后可進一步被夾于透明的保護前板和保護背板之間。這樣的結(jié)構(gòu)在本領(lǐng)域中被稱為“太陽能電池模塊”。此外，典型的太陽能電池具有接收太陽輻射的前(或上)表面，以及遠離太陽輻射的背(或底)表面，從而太陽能電池模塊中的各組分層也均具有前(或上) 表面(或側(cè)面)和背(或底)表面(或側(cè)面)。因此，透明的前封裝層和前板位于太陽能電池層體的前側(cè)，而背封裝層和背板則位于太陽能電池層體的背側(cè)。太陽能電池模塊的封裝材料被設(shè)計用以封裝和保護脆性的太陽能電池。前封裝層的光學(xué)性質(zhì)必須是透明的，以便太陽輻射可有效地傳導(dǎo)至太陽能電池。廣泛使用的封裝材料包括但不限于基于如下的復(fù)雜的多組分組合物乙烯/乙酸乙烯酯聚合物(EVA)、離聚物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、茂金屬-催化的線性低密度聚乙烯、聚烯烴嵌段的彈性體、乙烯/丙烯酸酯共聚物(如聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)和聚 (乙烯-共-丙烯酸丁酯))、酸共聚物、有機硅彈性體、環(huán)氧樹脂等。前板和背板被設(shè)計用以提供對太陽能電池模塊的保護和支撐。通常，在太陽能電池模塊中使用的前板和背板可來自任何合適的板或膜。在此適用的板可以是玻璃板；塑料板(如含有以下材料的塑料板聚碳酸酯、丙烯酸類聚合物、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴、乙烯 /降冰片烯聚合物、茂金屬-催化的聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、氟聚合物等及它們的組合)；金屬板(如含有以下材料的金屬板鋁、鋼、鍍鋅鋼)以及陶瓷板。如上所述，為了使太陽輻射到達太陽能電池，在形成前板時僅使用透明材料。在背板材料中，由于其具有優(yōu)越的機械性能和防護性能，包含至少一種氟聚合物膜和至少一種聚酯膜的多層背板在本領(lǐng)域中已被廣泛使用。但是，由于氟聚合物和聚酯之間較差的粘結(jié)性，在氟聚合物膜和聚酯膜之間需要粘合劑，如聚氨酯。此外，由于太陽能電池常用于高溫和高濕條件下，所以重要的是在多層背板中使用的粘合劑具有充分的耐候性以維持其完整度。但是，人們發(fā)現(xiàn)本領(lǐng)域中當(dāng)前使用的聚氨酯基粘合劑通常在高溫和高濕條件下性能退化。與之相反，上述由蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的粘合劑可以抵抗住如此苛刻的條件。因此，本申請還公開了一種太陽能電池模塊00)(如圖2所示)，其包含由一個或更多個電互連的太陽能電池(如上述那些)組成的太陽能電池層(21)、層壓在太陽能電池層(21)背表面的背封裝層0 (如上述那些)、以及進一步層壓在背封裝層0 的背表面上的多層背板(23)，其中多層背板由上述多層膜組成，即包含有由至少一個有蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的粘結(jié)層粘結(jié)的至少一個聚酯膜(如PET膜)和至少一個相鄰的氟聚合物膜(如PVF膜)的多層膜。在一個實施方案中，所述多層背板由上述的二層膜 (10)組成，且其聚酯膜表面層與所述背封裝層相鄰。在另一個實施方案中，所述多層背板由上述三層膜(10’ )組成。
根據(jù)本申請，對于多層背板的厚度和其中各膜的厚度沒有特別限制，在一個實施方案中，用于所述多層背板(23)的上述多層膜(10或10’ )可具有約100-500μπι的總厚度；包含于上述多層膜中的各聚酯膜可具有約50-400 μ m的厚度；包含于上述多層膜中的各氟聚合物膜可具有約10-100 μ m的厚度；包含于上述多層膜中的由蒙脫石改性的粘合劑組合物組成的各粘合層可具有約2-20 μ m的厚度。在此公開的太陽能電池模塊00)還可進一步包含層壓在太陽能電池層的前表面的透明的前封裝層04)(如上所述的那些)以及層壓在前封裝層04)的前表面的透明的前板05)(如上所述的那些)。任何合適的層合方法可用于制備在此公開的太陽能電池模塊。在一個實施方案中，所述的方法包括(a)提供多個電互連的太陽能電池形成太陽能電池層；(b)形成一個預(yù)層壓結(jié)構(gòu)，其包括將一個背封裝層置于一個背板之上和將所述太陽能電池層置于所述背封裝層之上；以及(c)在加熱和加壓下層壓所述預(yù)層壓結(jié)構(gòu)以得到一個太陽能電池模塊。 在另一個實施方案中，所述的方法包括(a)提供多個電互連的太陽能電池形成太陽能電池層；(b)形成一個預(yù)層壓結(jié)構(gòu)，其中所述太陽能電池層被夾于透明前封裝板和背后封裝板之間，并進一步被夾于如上所述的透明前板和多層后板背板之間；以及(c)在加熱和加壓下層壓所述預(yù)層壓結(jié)構(gòu)以得到一個太陽能電池模塊。在一個實施方案中，使用購自德國的Meier Solar Solutions GmbH，的ICOLAM 10/08層壓機進行所述的層壓工藝，其條件是在約135°C -150°C的溫度和約Iatm的壓力下進行約10至25分鐘的層壓。實施例材料PU 粘合劑包含 90g 的 Takelac 5430、IOg 的 Takenate A-50 禾Π 20ml 的乙酸乙酯的混合物(Takelac 5430和Takenate A-50，均購自日本的三井化學(xué)(Mitsui Chemicals Inc.)；PU粘合劑儲備溶液包含70ml的PU粘合劑、0. 28g的Cyasorb UV-3529、0. 14g的 Cyasorb UV-2909 和 0. 14g 的 Cyasorb UV-5411 的溶液(Cyasorb UV-3529、Cyasorb UV^908 和 Cyasorb UV-5411 分別購自美國的 Cytec Industries Inc.)；Na-MMT :鈉蒙脫石，其鈉陽離子交換容量為lOOmeqv/lOOg，購自中國杭州萬景新材料有限公司；Zn-MMT 鋅蒙脫石，由如下方法獲得(i)將IOOg的Na-MMT與250mL的 ZnCl2 (0. 5mol/L)溶液混合；(ii)在80°C下攪拌5小時；(iii)離心出所得的Zn-MMT ； (iv) 用乙酸乙酯洗滌所得的Si-MMT以及(ν)空氣干燥所得的&1-MMT，且其鋅和碳的重量含量分別為6. 8重量％和12. 2重量％ (此值通過能量-分散X射線光譜法使用美國EDAX公司生產(chǎn)的EDAX2000測試儀測得的)；PDO改性的Zn-MMT :1，3_丙二醇改性的鋅蒙脫石，由如下方法獲得將IOOg的 Na-MMT與250mL的SiCl2 (0. 5mol/L)溶液混合；在80°C下攪拌混合物5小時；離心出所得的鋅蒙脫石；在110°C下將250mL的PD0(1，3-丙二醇)與如前所得的鋅蒙脫石混合并攪拌 5小時以及離心出所得的PDO改性的Zn-MMT ；PET膜Melinex 6^9膜，購自日本的杜邦-帝人薄膜(Teijin DuPont Films)；
PVF膜Tedlar 聚氟乙烯膜，其來自美國的Ε. I.內(nèi)穆爾杜邦公司(Ε. I. du Pont de Nemours and Company)。實施例CE1-3 和 El 在各個實施例CE1-3和El中，PET/PVF層壓膜如以下獲得(1)將PET膜放于涂布機上；(2)開啟真空以使PET膜在負抽吸壓力下；(3)沿原料管加入:3ml PU粘合劑儲備溶液 (CEl)或MMT改性的PU粘合劑溶液(CE2、CE3和El)以涂布于PET膜上；(4)在60°C的烘箱中將經(jīng)涂布的PET膜鼓風(fēng)干燥5分鐘；(5)使用來自美國的Chemhstruments，Inc.的熱輥層壓機HL-100將經(jīng)涂布的PET膜與PVF膜進行干式層壓；以及(6)在60°C下使經(jīng)層壓的膜固化1周。在CE2、CE3和El中使用的MMT改性的PU粘合劑溶液是通過分別將0. Ig的 Na-MMT,Zn-MMT或PDO改性的Zn-MMT在20ml PU粘合劑儲備溶液中超聲1小時而得到的。在濕熱老化(PCT) 10小時(在132°C和100%相對濕度下放置10小時)之前和之后，按照ASTM D1876-01 (除了 5. 3節(jié)之外，其測試包括至少5個樣品)測試PET/PVF層壓膜的剝離強度。如在結(jié)果中所示(參見表1)，當(dāng)使用含有未改性的聚氨酯粘合劑(CEl)或鈉蒙脫石改性的聚氨酯粘合劑(CE》或鋅蒙脫石改性的聚氨酯粘合劑(CE!3)時，PET/PVF層壓膜的剝離強度在濕熱老化后急劇下降(即降低約34-39% )。但是，當(dāng)使用含有PDO改性的鋅蒙脫石的聚氨酯粘合劑(El)時，PET/PVF層壓膜的剝離強度在濕熱老化后的下降程度減小(即約27%的降低)。表 權(quán)利要求
1.一種改性的鋅蒙脫石，其包含交換性層間鋅陽離子和至少一種含有至少兩個羥基的直鏈或支鏈碳氫化合物，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物連接在所述交換性層間鋅陽離子上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述交換性鋅陽離子占所述改性的鋅蒙脫石的總重量的2-15重量％，或者4-10重量％，或者5-8重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物占所述改性的鋅蒙脫石的總重量的5-35重量％，或10-30重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物含有2-18，或2-12個碳原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物選自多元醇、二元羧酸和它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物選自三醇和二醇，或選自二醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物是1，3_丙二醇。
8.一種粘合劑組合物，其包含至少一種聚合物粘合劑和0. 1-5重量％，或0. 2-3重量％，或0. 3-2重量％的如權(quán)利要求1-7中任一項所述的改性的鋅蒙脫石，所述的重量％基于所述粘合劑組合物的總重。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粘合劑組合物，其中，所述至少一種聚合物粘合劑選自聚氨酯、環(huán)氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚類粘合劑及它們中的兩種或更多種的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粘合劑組合物，其中，所述至少一種聚合物粘合劑選自聚氨
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項所述的粘合劑組合物，其還包含一種或多種添加劑， 所述添加劑選自UV吸收劑、UV穩(wěn)定劑、抗氧化劑、阻燃劑、抗水解劑及它們中的兩種或更多種的組合。
12.—種帶涂層的聚合物膜，其包括聚合物膜和如權(quán)利要求8-11中任一項所述的粘合劑組合物，其中，所述聚合物膜的至少一個表面的表面面積的至少一部分涂布有所述粘合劑組合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的帶涂層的聚合物膜，其中，所述聚合物膜的至少一個表面的表面面積的80 %或更多，或90 %或更多，或95 %或更多涂布有所述粘合劑組合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的帶涂層的聚合物膜，其中，所述聚合物膜的每個表面的表面面積的80 %或更多，或90 %或更多，或95 %或更多涂布有所述粘合劑組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項所述的帶涂層的聚合物膜，其中，所述聚合物膜包含選自如下的聚合物材料聚酯、氟聚合物、聚酰氨、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。
16.一種多層膜，其包含至少兩個相鄰的聚合物膜和一個位于兩個聚合物膜之間并提供它們之間的粘結(jié)的至少一個粘結(jié)層，其中，所述至少一個粘結(jié)層由如權(quán)利要求8-11中任意一項所述的粘合劑組合物組成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多層膜，其中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜彼此獨立地各自包含選自如下的聚合物材料聚酯、氟聚合物、聚酰胺、聚烯烴及它們中的兩種或更多種的組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的多層膜，其中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的至少一個包含聚酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的多層膜，其中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的至少一個包含氟聚合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的多層膜，其中，所述至少兩個相鄰的聚合物膜中的一個包含聚酯，另一個包含氟聚合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多層膜，其包含一個內(nèi)層聚合物膜和分別通過第一粘結(jié)層和第二粘結(jié)層粘結(jié)在所述內(nèi)層聚合物膜兩側(cè)的第一外層聚合物膜和第二外層聚合物膜，其中，所述內(nèi)層聚合物膜包含聚酯；所述第一和第二外層聚合物膜分別獨立地包含氟聚合物； 所述第一和第二粘結(jié)層分別由如權(quán)利要求8-11中任一項所述的粘合劑組合物組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21中任一項所述的多層膜，其中，所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯及它們中的兩種或更多種的組合，所述氟聚合物選自聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯及它們中的兩種或更多種的組合。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多層膜，其中，所述聚酯是聚對苯二甲酸乙二酯，所述氟聚合物是聚氟乙烯。
24.一種太陽能電池模塊，其包含由一個或多個電互連的太陽能電池組成的太陽能電池層；層壓在所述太陽能電池層背側(cè)的背封裝層；以及層壓在所述背封裝層背側(cè)的多層背板，其中，所述多層背板包含一個聚酯膜、一個氟聚合物膜以及一個位于所述聚酯膜和氟聚合物膜之間并提供兩者間的粘結(jié)的粘結(jié)層，并且其中，所述粘結(jié)層由如權(quán)利要求8-11中任意一項所述的粘合劑組合物組成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的太陽能電池模塊，其中，所述多層背板還包含另一個氟聚合物膜和由如權(quán)利要求8-11中任一項所述的粘合劑組合物組成的另一個粘合層，并且其 中，所述兩個氟聚合物膜分別由所述兩個粘合層粘結(jié)于所述聚酯膜的兩側(cè)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的太陽能電池模塊，其中，所述聚酯膜包含一種選自以下的材料聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯或它們中的兩種和更多種的組合；每個所述氟聚合物膜包含一種選自以下的材料聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯和它們中的兩種或更多種的組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的太陽能電池模塊，其中，所述聚酯膜包含一種聚對苯二甲酸乙二酯；每個所述氟聚合物膜包含一種聚氟乙烯。
28.根據(jù)權(quán)利要求24-27中任一項所述的太陽能電池模塊，其還包含層壓在所述太陽能電池層前側(cè)的前封裝層、和層壓在所述前封裝層前側(cè)的前板。
全文摘要
本申請公開了一種改性的鋅蒙脫石，其包含交換性層間鋅陽離子和至少一種含有至少兩個羥基的直鏈或支鏈碳氫化合物，其中，所述至少一種直鏈或支鏈碳氫化合物連接在交換性層間鋅陽離子上。本申請還公開了包含所述改性的鋅蒙脫石的粘合劑組合物、涂布有所述粘合劑組合物的聚合物膜、以及由所述粘合劑組合物提供層間粘結(jié)的聚合物多層膜。本申請還公開了包含多層背板的太陽能電池模塊，所述多層背板包含至少一層聚酯膜、至少一層氟聚合物膜及位于其間并提供粘結(jié)的由所述粘合劑組合物組成的粘結(jié)層。
文檔編號C09C3/08GK102382595SQ20101027272
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者吳秋菊, 左剛 申請人:杜邦公司