用于光伏模塊的背板的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于光伏模塊的背板 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于光伏模塊的背板和制備這種背板的方法。
[0002] 發(fā)明背景 隨著能源價(jià)格增加和對(duì)烴類(lèi)燃料的匱乏及環(huán)境影響的擔(dān)憂(yōu)增加，工業(yè)界正轉(zhuǎn)向備選的 能源，例如太陽(yáng)能。
[0003] 光伏（PV)模塊，又稱(chēng)為太陽(yáng)能模塊，用于從日光產(chǎn)生電能。這種模炔基于可吸收 光并將其轉(zhuǎn)化為電能的許多半導(dǎo)體電池系統(tǒng)（太陽(yáng)能電池）。
[0004] 在典型的PV模塊中，太陽(yáng)電池陣列放置在兩個(gè)密封劑層之間，其進(jìn)一步放置在前 板（模塊面對(duì)射入光的上側(cè)）和背板（模塊的背側(cè)）之間。最廣泛使用的密封劑為EVA，即 乙烯-乙酸乙烯酯。
[0005] 背板向太陽(yáng)能電池模塊提供防氣候性、防UV性、水分阻隔性、低介電常數(shù)和高擊 穿電壓。為了向PV模塊提供這些性質(zhì)，背板包含防氣候膜，例如Tedlar?膜和/或聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜。例如，市場(chǎng)上如今廣泛用作背板的有：TPT類(lèi)型的背板，其中 Tedlar?膜層壓在PET膜兩側(cè)，或TPE類(lèi)型背板，其中Tedlar?層壓在PET膜一側(cè)，而另一 側(cè)上設(shè)置密封劑粘合層。
[0006] 不在載體上層壓防氣候板，而是有利地，可將防氣候?qū)油坎荚谳d體上，例如以減少 背板的成本。這種防氣候?qū)涌捎珊虿缓苛先芤和坎?。例如US2009/0151774公開(kāi) 了一種背板，其中防氣候?qū)油坎荚谒苄暂d體上來(lái)代替層壓。
[0007] 通常，涂布層必須固化以獲得所需的防氣候性質(zhì)。固化效率還可測(cè)定防氣候?qū)拥?涂布速度，因?yàn)樗鐾坎紝釉谕坎歼^(guò)程的結(jié)尾必須足夠"干燥"以避免當(dāng)所述背板成卷儲(chǔ)存 時(shí)"粘著"。 發(fā)明概要
[0008] 本發(fā)明的目標(biāo)為提供用于PV模塊的背板，其中所述背板在向PV模塊提供足夠的 或甚至改善的防氣候性、防UV性和水分阻隔性的同時(shí)，可更高效和成本有效地生產(chǎn)。
[0009] 該目標(biāo)通過(guò)如權(quán)利要求1限定的背板實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在防氣候?qū)?、含氟聚合物?丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂中使用兩種類(lèi)型的粘合劑，一方面改善背板的防氣候性質(zhì)和另一方面使得它 們更加成本有效。
[0010] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方案由以下說(shuō)明和從屬權(quán)利要求變得顯而易見(jiàn)。
[0011] 附圖簡(jiǎn)述 圖1顯示本發(fā)明的光伏模塊的實(shí)施方案的示意圖。
[0012] 圖2顯示本發(fā)明的背板的實(shí)施方案的示意圖。
[0013] 圖3顯示本發(fā)明的"集成"背板的實(shí)施方案的示意圖。
[0014] 發(fā)明詳述 本發(fā)明提供根據(jù)本發(fā)明的用于光伏模塊（5)的背板（1)，其包含載體（10)和防氣候?qū)?(13)，防氣候?qū)影谝徽澈蟿┖偷诙澈蟿┮约敖宦?lián)劑，兩種粘合劑都包含可交聯(lián)基團(tuán)， 其特征在于第一粘合劑為含氟聚合物和第二粘合劑為丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，且含氟聚合物與丙烯 酸類(lèi)樹(shù)脂的重量比小于4.0。
[0015] 防氣候?qū)?防氣候?qū)影谝徽澈蟿┖偷诙澈蟿┮约敖宦?lián)劑，兩種粘合劑都包含可交聯(lián)基團(tuán)， 其特征在于第一粘合劑為含氟聚合物和第二粘合劑為丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，且含氟聚合物的量與 丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂的量之比小于4. 0。防氣候?qū)舆€可包含改善粘合劑交聯(lián)的催化劑、UV吸收劑、 表面活性劑或進(jìn)一步優(yōu)化其性質(zhì)的其它成分。
[0016] 具有可交聯(lián)基團(tuán)的粘合劑 防氣候?qū)影谝徽澈蟿┖偷诙澈蟿瑑烧叨及山宦?lián)基團(tuán)。這種可交聯(lián)基團(tuán) 也稱(chēng)為官能團(tuán)或可固化基團(tuán)。
[0017] 粘合劑的可交聯(lián)基團(tuán)可選自羥基、羧基、氨基、縮水甘油基、甲硅烷基、硅烷化物 (silanate)基、環(huán)氧基、1，3-二羧基（例如，雙丙酮丙烯酰胺的乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸 酯），或異氰酸酯基。這些之中，特別優(yōu)選羥基。
[0018] 包含可交聯(lián)基團(tuán)的第一粘合劑為具有可交聯(lián)基團(tuán)的氟基聚合物，例如在諸如EP-A 1938967、W0 2007072826 和EP-A2309551 中所公開(kāi)。
[0019] 通過(guò)將氟代烯烴與包含可固化基團(tuán)的單體共聚合，可固化基團(tuán)可引入到氟基聚合 物中。
[0020] 氟代烯烴可為四氟乙烯（TFE)、氯代三氟乙烯（CTFE)、六氟丙烯、氟乙烯或偏氟乙 烯。這些之中，從涂布層的抗氣候性和耐溶劑性的觀點(diǎn)來(lái)看，特別優(yōu)選TFE和CFTE?？墒褂?一類(lèi)氟代烯烴或可按兩種或更多種類(lèi)型的組合使用。在含氟聚合物中，氟代烯烴單體的比 例變得更大，涂膜的抗氣候性將得到改善。另一方面，當(dāng)其變得更小時(shí)，含氟聚合物的可溶 性改善。氟代稀經(jīng)單體相對(duì)于單體總量的比例優(yōu)選為30-70mol%，更優(yōu)選40-60mol%。
[0021] 含羥基的單體的實(shí)例為：含羥基乙烯醚，例如2-羥乙基乙烯醚、3-羥丙基乙烯醚、 2-羥基-2-甲基丙基乙烯醚、4-羥丁基乙烯醚、4-羥基-2-甲基丁基乙烯醚、5-羥戊基乙 烯醚和6-羥己基乙烯醚；含羥基烯丙基醚，例如2-羥乙基烯丙基醚、4-羥丁基烯丙基醚和 甘油單烯丙基醚；或（甲基）丙烯酸的羥烷基酯，例如2-丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸2-羥 基乙酯。其它的實(shí)例在EP2309551，[0024]-[0026]段公開(kāi)。這些之中，特別優(yōu)選含羥基乙 烯醚，尤其是4-羥丁基乙烯醚和2-羥乙基乙烯醚。
[0022] 含氟聚合物的羥基含量?jī)?yōu)選地為30-200mgKOH/g，更優(yōu)選為40-150mgKOH/g。
[0023] 含羧基的單體的實(shí)例，含氨基的單體的實(shí)例，和含甲硅烷基的單體的實(shí)例在EP-A 1938967, [0028]-[0032]段和EP2309551，[0028]-[0036]段中公開(kāi)。
[0024] 除了氟代烯烴和包含可固化基團(tuán)的單體以外，其它單體可結(jié)合至含氟聚合物中。 優(yōu)選的單體具有C2 2。線(xiàn)型或支化烷基以及通過(guò)醚或酯鍵彼此連接的可聚合不飽和基團(tuán)。這 種單體的實(shí)例在EP2309551，[0059]-[0077]段中公開(kāi)。
[0025] 其它優(yōu)選的單體可與上述單體組合使用，例如，乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯或苯甲 酸乙烯酯。
[0026] 市售可得的TFE氟代聚合物，例如來(lái)自DAIKININDUSTRIES的Zeffle?GK聚合 物?；谌軇?yīng)用的典型等級(jí)為ZeffleGK570和ZeffleGK571。水基應(yīng)用的典型等級(jí) 為ZeffleSE-310、ZeffleSE-405 和ZeffleSE-700。市售可得的CTFE含氟聚合物為，例 如來(lái)自ASAHIGLASS的LUMIFLON?聚合物。基于溶劑應(yīng)用的典型等級(jí)為L(zhǎng)umiflonLF200F和LumiflonFL916F。水基應(yīng)用的典型等級(jí)為L(zhǎng)umiflonFD1000和LumiflonFE4300。其 它可使用的市售可得的氟代聚合物為，例如來(lái)自DAINIPPONINK&CHEMICALS的FLU0NATE? 含氟聚合物，例如用于基于溶劑涂層的FluonateK-700和K-702。市售可得的來(lái)自AGC C0AT-TECH的OBBLIGATO?涂層制劑，例如ObbligatoSW0011FClear，也含有包含可交聯(lián)基 團(tuán)的氟代聚合物。還可使用來(lái)自0MN0VA公司的商品名P0LYF0X的氟化氧雜環(huán)丁烷聚合物 和低聚物，例如用于基于溶劑應(yīng)用的Polyfox652、PolyfoxPF159N、Polyfox6520,和用于 水基應(yīng)用的Polyfox652和PolyfoxPF159N和Polyfox6520。其它可使用的含氟聚合物 為來(lái)自AcrymaxtechnolgiesInc的Acrymax等級(jí)，例如AcrymaxAF-5500,和甲基丙稀酸 三氟乙酯共聚物，例如NeocrylAF10,由DSMNeoresins可得。
[0027] 包含可交聯(lián)基團(tuán)的第二粘合劑為包含可交聯(lián)基團(tuán)的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂。這種聚合物通 常為烷基（甲基）丙烯酸酯單體和含羥基（甲基）丙烯酸酯單體的共聚物。優(yōu)選的單體為 (甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸丁酯和（甲基）丙烯酸羥乙酯。這種丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂例 如，市售可得的來(lái)自EV0NIK的DEGALAN?丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，和來(lái)自DSM的URACR0N?和NEOCRYL? 丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，和來(lái)自CRAYVALLEYACRYLICS的SYN0⑶RE?丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂。其它可使用的 丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂為來(lái)自ARKEMA的ENC0R2171 (先前的Craymul2171)，BAYHYDR0L等級(jí)，例如 來(lái)自BAYER的BayhydrolA2601，J0NCRYL等級(jí)，例如來(lái)自BASF的Joncryl0H8312。
[0028]EP-A2416381公開(kāi)了丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，其也可用于本發(fā)明的防氣候?qū)?。通過(guò)將含羥基 的丙烯酸單體和含不飽和雙鍵的另一種單體共聚獲得丙烯酸多元醇。丙烯酸多元醇還可包 含紫外線(xiàn)穩(wěn)定基團(tuán)，優(yōu)選地受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定（HALS)化合物，和/或紫外線(xiàn)吸收基團(tuán)。這種 共聚物可通過(guò)將含HALS的單體和/或UV吸收單體與丙烯酸多元醇單體共聚獲得。優(yōu)選的 含HALS的單體和UV吸收化合物為EP-A2416381，[0034]和[0035]段中分別公開(kāi)的那些。
[0029] 市售可得的包含UV吸收化合物和HALS化合物的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂為來(lái)自NIPPON SH0KUBAI的HALSHYBRIDUV-G系列。
[0030] 含氟聚合物的量與丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂的量之比小于4. 0,優(yōu)選小于3. 0,更優(yōu)選小于2， 最優(yōu)選小于1。
[0031] 其它的有和沒(méi)有可交聯(lián)基團(tuán)的粘合劑可添加到防氣候?qū)又小?br>[0032] 交聯(lián)劑 交聯(lián)劑為多異氰酸酯化合物。標(biāo)準(zhǔn)市售的多異氰酸酯全部源自?xún)H僅一些具有脂族、月旨 環(huán)族（或環(huán)脂族）或芳族異氰酸酯基團(tuán)的二異氰酸酯。
[0033] 工業(yè)規(guī)模上可得的最重要的二異氰酸酯概括在表1中。
[0034]表1
除MDI之外，以上表格的二異氰酸酯化合物被分類(lèi)為有毒物質(zhì)。出于該原因，也為了提 高官能度，二異氰酸酯轉(zhuǎn)化為多異氰酸酯。具有大于2的官能度的多異氰酸酯使得立體交 聯(lián)成為可能。
[0035] 用于制造這些多異氰酸酯化