專(zhuān)利名稱(chēng)：包含高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物的諸如安全層壓體和太陽(yáng)能電池模塊的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含酸共聚物組合物的聚合物薄膜或片材，以及它們?cè)谥T 如安全層壓體和太陽(yáng)能電池模塊制品中的使用。
背景技術(shù)：
玻璃層壓產(chǎn)品已服務(wù)社會(huì)近一個(gè)世紀(jì)。除了熟知的用于擋風(fēng)玻璃的日 常機(jī)動(dòng)車(chē)安全玻璃以外，層壓玻璃還應(yīng)用于各種形式的交通運(yùn)輸行業(yè)。安 全玻璃的特征在于高度耐沖擊性和耐穿透性，并且在碎裂時(shí)不會(huì)散落出玻 璃碎片和碎屑。
安全玻璃通常由通過(guò)聚合物片材夾層粘到 一起的兩塊玻璃片材或板的 夾心結(jié)構(gòu)構(gòu)成。這兩塊玻璃片材或其中之一均可被光學(xué)透明的剛性聚合物 片材替換，例如由聚碳酸酯制成的片材。安全玻璃已進(jìn)一步演變?yōu)榘ǘ?層玻璃和聚合物片材，它們通過(guò)聚合物片材夾層粘到一起。
用于安全玻璃的夾層通常由相對(duì)厚的聚合物片材制成，在發(fā)生斷裂或 破碎的情況下它們賦予玻璃韌性和可粘結(jié)性。廣泛使用的夾層材料包括基
于聚(乙烯醇縮丁醛)(PVB)、聚氨酯(PU)、聚(乙烯乙酸乙烯酯)(EVA)、酸 共聚物及其衍生的離聚物等的復(fù)雜的、多組分的組合物。
作為一種可再生能源，太陽(yáng)能電池模塊的應(yīng)用范圍正迅速擴(kuò)大。制造 太陽(yáng)能電池模塊的一種優(yōu)選方式涉及形成包括至少5個(gè)結(jié)構(gòu)層的預(yù)層壓組 合件。太陽(yáng)能電池預(yù)層壓體按以下順序從頂層或入射層(即，與光最先接 觸的層)開(kāi)始并延續(xù)到背襯(離入射層最遠(yuǎn)的層)進(jìn)行構(gòu)造(l)入射層 (通常為玻璃板或聚合物薄膜(例如含氟聚合物薄膜或聚酯薄膜)，但可 以為所能夠想象得到的能透射太陽(yáng)光的任何材料)；(2)前包封層；(3)電 壓發(fā)生組件(或太陽(yáng)能電池組件)；(4)后包封層；以及(5)背襯層。
包封層被設(shè)計(jì)用于包封并保護(hù)易碎的電壓發(fā)生組件。 一般來(lái)講，太陽(yáng)能電池預(yù)層壓體將結(jié)合至少兩個(gè)包封層，它們夾住太陽(yáng)能電池組件。前包 封層的光學(xué)特性必須使得可有效地將光傳輸?shù)教?yáng)能電池組件。另外，包 封層一般具有與上述玻璃夾層類(lèi)似的要求和組成。
酸共聚物組合物作為太陽(yáng)能電池包封薄膜和片材的使用在本領(lǐng)域內(nèi)是
已知的(參見(jiàn)例如US 3, 957,537 、 US 6,187,448 、 US 6,320,116 、 US 6,414,236 、 US 6,586,271 、 US 6,693, 237 、 JP 2000186114 、 JP 2001089616、 JP 2001119047、 JP 2001119056、 JP 2001119057、 JP 2001144313、 JP 2001261904、 JP 2004031445、 JP 2004058583、 JP 2006032308 、 JP 2006036875 、以及JP 2006190867 )。 例如，US 6， 187, 448和US 6， 320, 116 ^Hf 了包含酸共聚物層的多層太陽(yáng)能電池包封 片材。US 6,414,236、 US 6,693, 237和JP 2006036875公開(kāi)了作為太陽(yáng)能 電池包封片材材料并包含有機(jī)過(guò)氧化物和硅烷偶聯(lián)劑的酸共聚物組合物。 JP 2000186114公開(kāi)了作為太陽(yáng)能電池包封片材的酸共聚物組合物、離聚 組合物、以及它們的共混物。JP 2001144313 、 JP 2004031445 、 JP 2004058583、 JP 2006032308和JP 2006190867公開(kāi)了作為太陽(yáng)能電池包 封片材材料并包含硅烷偶聯(lián)劑的酸共聚物組合物。
然而，目前在太陽(yáng)能電池模塊領(lǐng)域中使用的酸共聚物樹(shù)脂通常具有 25g/10min或更低的低熔融指數(shù)(MI)。此類(lèi)低熔融流動(dòng)酸共聚物樹(shù)脂的使 用要求較高的層壓溫度(即，13(TC-17(TC )，并因此可能使層壓方法復(fù) 雜化。
在沒(méi)有上述缺點(diǎn)的玻璃層壓體最終用途應(yīng)用中，例如在安全窗和太陽(yáng) 能電池中，存在著對(duì)適合用作夾層的聚合物薄膜或片材的需求，以及存在 對(duì)可用于形成此類(lèi)薄膜或片材的組合物的需求。例如，期望制備出具有降 低的擠出復(fù)合溫度的可用組合物。此外，還存在降低層壓溫度的需求，優(yōu) 選地降低到約IO(TC至約120°C，或存在減少層壓循環(huán)時(shí)間的需求，或同 時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩者，從而簡(jiǎn)化層壓方法。另外，期望得到在寬范圍的層壓溫度 (包括上述所期望的較低溫度)下具有高粘附強(qiáng)度的薄膜或片材，并期望 提供具有改善的抗沖擊性的層壓體。發(fā)明概述
本發(fā)明涉及包含酸共聚物組合物的聚合物薄膜或片材，所述酸共聚物
組合物包含a烯烴和具有3至8個(gè)碳的ct， 烯鍵式不飽和羧酸的酸共聚 物，按酸共聚物的總重量計(jì)，所述cc， p-烯鍵式不飽和羧酸的含量為約1 至約30重量％，其中所述酸共聚物具有約75至約600g/10min的熔融指 數(shù)。
本發(fā)明還涉及包含夾層和附加層的制品，夾層由權(quán)利要求1的聚合物 薄膜或片材形成，附加層選自玻璃、其它聚合物夾層、聚合物薄膜層、以 及金屬薄膜或片材。在一個(gè)實(shí)施方案中，制品為安全玻璃層壓體，其中附 加層為玻璃片材，并且?jiàn)A層被層壓到該玻璃片材上。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，所述制品為太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件并且含有包括一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能 電池的太陽(yáng)能電池組件。
本發(fā)明還涉及通過(guò)以下步驟制備的太陽(yáng)能電池層壓體，所述步驟包 括(a)提供由所述聚合物薄膜或片材形成的夾層；(b)提供包括一個(gè)或多 個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池組件；以及(c)將太陽(yáng)能電池組件包封在包含 酸共聚物組合物的基體中。
本發(fā)明還涉及制造制品的方法，其中制品是太陽(yáng)能電池模塊，該方法 包括(i)提供如上所述的太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件，以及(ii)層壓該預(yù) 層壓組合件以形成太陽(yáng)能電池模塊。
本發(fā)明還涉及包含酸共聚物組合物和添加劑的聚合物組合物，其中 (i)酸共聚物組合物包含a烯烴和具有3至8個(gè)碳的a, |3-烯鍵式不飽和 羧酸的酸共聚物，按酸共聚物的總重量計(jì)，所述a， P-烯鍵式不飽和羧酸 的含量為約1至約30重量％, (ii)酸共聚物具有約75至約600g/10min的 熔融指數(shù)，并且(iii)添加劑選自硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)過(guò)氧化物、以及它們 的組合。
發(fā)明詳述
本文提及的所有出版物、專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利和其它文檔全文以引用方式 并入。除非另行定義，否則本文所用的所有科技術(shù)語(yǔ)的含義與本發(fā)明所屬 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的一樣。在發(fā)生矛盾的情況下，以本說(shuō)明書(shū)所包括的定義為準(zhǔn)。
盡管在本發(fā)明的實(shí)踐或測(cè)試中可以使用與本文所述的那些方法和材并牛 的類(lèi)似者或等同者，但合適的方法和材料是本文所描述的那些。
除非另行指出，否則所有百分?jǐn)?shù)、份數(shù)、比率等均按重量計(jì)。
當(dāng)數(shù)量、濃度或其它數(shù)值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍或一系列優(yōu)選上限 數(shù)值和優(yōu)選下限數(shù)值給出時(shí)，它應(yīng)被理解為具體地公開(kāi)由任何范圍上限或 優(yōu)選數(shù)值和任何范圍下限或優(yōu)選數(shù)值的任何一對(duì)所構(gòu)成的所有范圍，而無(wú) 論所述范圍是否被單獨(dú)地公開(kāi)。凡在本文中給出某一數(shù)值范圍之處，該范 圍均旨在包括其端點(diǎn)，以及位于該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)，除非另行指 出。當(dāng)定義一個(gè)范圍時(shí)，不希望將本發(fā)明的范圍限定于所列舉的具體數(shù) 值。
當(dāng)術(shù)語(yǔ)"約"用于描述數(shù)值或范圍的端點(diǎn)時(shí)，本公開(kāi)的內(nèi)容應(yīng)被理解 為包括該具體的數(shù)值或所涉及的端點(diǎn)。
如本文所用，術(shù)語(yǔ)"包含"、"含有"、"包括"、"涵蓋，，、"特 征在于"、"具有"或它們的任何其它變形均旨在涵蓋非排他性的包括。 例如，包括要素列表的工藝、方法、制品或設(shè)備不必僅限于那些要素，而 是可以包括未明確列出的或該工藝、方法、制品或設(shè)備所固有的其它要 素。此外，除非另外明確說(shuō)明，否則"或"是指包含性的"或"，而不是
指排他性的"或"。例如，以下任何一種情況均滿(mǎn)足條件A或B: A是真 實(shí)的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)，A是虛假的(或不存在 的)且B是真實(shí)的(或存在的)，以及A和B都是真實(shí)的(或存在的)。
過(guò)渡短語(yǔ)"由…組成"不包括未在權(quán)利要求中指定的任何要素、步驟 或成分，從而將權(quán)利要求限定為只包括列出的那些，而不含通常與其相關(guān) 的物項(xiàng)。當(dāng)短語(yǔ)"由…組成，，出現(xiàn)在權(quán)利要求項(xiàng)的條款中，而不是立即跟 在前序后時(shí)，其只限制在該條款中闡述的要素；而其它要素作為整體未被 排除在權(quán)利要求之外。
過(guò)渡短語(yǔ)"基本上由…組成"將權(quán)利要求的范圍限制在指定的材料或 步驟，以及不會(huì)對(duì)受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的發(fā)明所具有的基本特征和新型特征 造成實(shí)質(zhì)影響的那些材料或步驟。"'基本上由…組成，的權(quán)利要求處于 以'由…組成，格式書(shū)寫(xiě)的封閉式權(quán)利要求和以'包含，格式起草的全開(kāi);改式權(quán)利要求之間的中間地帶。"
當(dāng)申請(qǐng)人使用開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)(例如"包含")來(lái)限定發(fā)明或其部分時(shí)， 應(yīng)當(dāng)容易地理解到(除非另有指明)該說(shuō)明應(yīng)被解釋為也使用了術(shù)語(yǔ)"基 本上由…組成"或"由…組成"描述這一發(fā)明。
"一個(gè)"或"一種"被用于描述本發(fā)明的要素或組分。這僅僅是為了 方便并且給出本發(fā)明的一般含義。這種描述應(yīng)被理解為包括一個(gè)或至少一 個(gè)，并且該單數(shù)也包括復(fù)數(shù)，除非很明顯地另指他意。
在描述某些共聚物時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，有時(shí)申請(qǐng)人提及聚合物時(shí)使用的是 用來(lái)制成它們的單體、用來(lái)制成它們的單體的量、或被包含在它們之內(nèi)的 單體殘基。雖然此類(lèi)描述可能不包括用于描述最終聚合物的具體命名或者 可能不包含以方法限定產(chǎn)品的術(shù)語(yǔ)，但是對(duì)單體、單體殘基、重復(fù)單元和 量的任何此類(lèi)提及應(yīng)被解釋為是指聚合物由那些單體或單體的那個(gè)量，和 對(duì)應(yīng)的聚合物以及它們的組合物制成。就此而言，提及包含單體殘基的共 聚物是指共聚物包含得自該單體的重復(fù)單元這一事實(shí)。當(dāng)申請(qǐng)人提及包含 一定百分比的單體的共聚物時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，該提及是指包含得自該單體的 重復(fù)單元的共聚物。
在描述本發(fā)明和/或提出本發(fā)明的權(quán)利要求時(shí)，術(shù)語(yǔ)"共聚物"用來(lái) 指包含兩種或更多種單體的聚合物。
術(shù)語(yǔ)"有限量"和"有限值"用來(lái)指大于零的量。
術(shù)語(yǔ)"酸共聚物"用來(lái)指由oc烯烴的共聚殘基和具有3至8個(gè)碳原子 的oc, ^-烯鍵式不飽和羧酸的共聚殘基構(gòu)成的樹(shù)脂組合物。術(shù)語(yǔ)"離聚 物"在本文中用來(lái)指衍生自被部分或完全中和的"酸共聚物"的樹(shù)脂組合 物。應(yīng)當(dāng)理解，提到"酸共聚物，，指的是尚未被如此中和的組合物。
高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物
本發(fā)明涉及某些高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物，它們可用于形成安全夾 層片材或者太陽(yáng)能電池包封薄膜或片材。具體地講，高熔融流動(dòng)酸共聚物 組合物由具有約75至約600g/10min (根據(jù)ASTM DU38在190。C的溫度和 2160g的負(fù)荷下測(cè)量)的MI的酸共聚物構(gòu)成(類(lèi)似的ISO測(cè)試為ISO 1133。)
酸共聚物樹(shù)脂高熔融流動(dòng)酸共聚物由有限量的cc烯烴和具有3至8個(gè)碳的a， P-烯 鍵式不飽和羧酸構(gòu)成，所述oc， p-烯鍵式不飽和羧酸的含量按共聚物的總 重量計(jì)為約1至約30重量％。優(yōu)選地，酸共聚物包含按酸共聚物的總重量 計(jì)約10至約25重量％，或更優(yōu)選約15至約23重量％，或還要優(yōu)選約18
至約23重量y。的oc, p-烯鍵式不飽和羧酸，。
a烯烴共聚單體通常包含2至10個(gè)碳原子。優(yōu)選的oc烯烴包括但不 限于乙烯、丙烯、l-丁烯、1-戊烯、l-己烯、l-庚烯、3-曱基-l-丁 烯、4-曱基-1-戊烯等，以及它們的混合物。更優(yōu)選地，oc烯烴為乙烯。 cc, p-烯鍵式不飽和羧酸共聚單體可包括丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、 馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、 一曱基馬來(lái)酸、以及它們的混合物。優(yōu)選的 a， (3-烯鍵式不飽和羧酸共聚單體包括丙烯酸、曱基丙烯酸以及它們的混 合物。
酸共聚物可按照US 3,404,134、 US 5,028,674、 US 6,500,888和US 6， 518， 365中所公開(kāi)的進(jìn)行聚合。
高熔融流動(dòng)酸共聚物具有約75至約600g/10min，優(yōu)選約100至約 400g/10min的MI。
當(dāng)它們用于安全層壓體或太陽(yáng)能電池層壓體時(shí)，此高熔融流動(dòng)速率為 由其生成的酸共聚物薄膜或片材提供了降低的層壓溫度，或更短的循環(huán)時(shí) 間，或同時(shí)提供這兩者。此外，當(dāng)在本文中使用的層壓溫度下進(jìn)行層壓 時(shí)，由此類(lèi)高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物生成的薄膜或片材比由具有相對(duì)低 熔融流動(dòng)速率的酸共聚物組合物生成的那些薄膜或片材具有更高的粘附強(qiáng) 度。
高熔融流動(dòng)酸共聚物可任選地包含其它不飽和共聚單體。優(yōu)選的其它 不飽和共聚單體的具體實(shí)例包括但不限于丙烯酸曱酯、曱基丙烯酸曱 酯、丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸乙酯、丙烯酸異丙酯、曱基丙烯酸異丙酯、 丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸丁酯以及它們的混合物。 一般來(lái)講，酸共聚物可 包含按共聚物的總重量計(jì)0至約50重量％，或優(yōu)選0至約30重量％，或更 優(yōu)選0至約20重量％的其它不飽和共聚單體。
添力口劑
高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物還可包含一種或多種添加劑。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，酸共聚物組合物還包含一種或多種硅烷偶聯(lián) 劑以進(jìn)一步增加由其生成的薄膜或片材的粘附強(qiáng)度。
在本發(fā)明中可用的示例性硅烷偶聯(lián)劑包括但不限于Y -氯丙基曱氧 基硅烷、乙烯基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(p-甲氧 基乙氧基)硅烷、Y-乙烯基千基丙基三曱氧基硅烷、N-P-(N-乙烯基千基 氨基乙基)-Y -氨基丙基三曱氧基硅烷、Y -曱基丙烯酰氧基丙基三曱氧基 硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三曱氧基硅烷、Y-環(huán)氧 丙氧丙基三乙氧基硅烷、P-(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三曱氧基硅烷、乙 烯基三氯硅烷、Y-巰丙基曱氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-
P - (氨基乙基)_ Y -氨基丙基三曱氧基硅烷等以及它們的混合物。優(yōu)選地 在酸共聚物組合物中摻入硅烷偶聯(lián)劑。所述摻入量按組合物的總重量計(jì)為 約0. 01至約5重量°/。，或更優(yōu)選約0. 05至約1重量°/ 。
需要注意的是，硅烷偶聯(lián)劑能夠降低它們被摻入到的酸共聚物組合物 的熔融流動(dòng)速率。因此，通過(guò)一定含量的硅烷，高熔融流動(dòng)酸共聚物組合 物較之現(xiàn)有技術(shù)的較低熔融流動(dòng)酸共聚物組合物能夠保持一定水平的粘 度。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方案中，酸共聚物組合物還可以包含添加劑， 添加劑在層壓期間將樹(shù)脂的熔融流動(dòng)有效降低至使薄膜或片材熱固化的極 限值。此類(lèi)添加劑的使用將增大由此生成的層壓體夾層片材或者太陽(yáng)能電 池包封薄膜或片材的最終用途上限溫度和減小它們的蠕變。通常，最終用 途溫度可被增高最多約20至約70°C。此外，由此類(lèi)材料制備的安全層壓 體和太陽(yáng)能電池層壓體將是防火的。具體地講，通過(guò)在層壓期間使酸共聚 物樹(shù)脂熱固化，樹(shù)脂發(fā)生熔融和流出層壓體的趨勢(shì)將降低，反之其可能起 到添加燃料的作用。
通常，有效降低熔融流動(dòng)的添加劑為有機(jī)過(guò)氧化物，例如2,5-二曱基 己烷-2, 5-二氫過(guò)氧化物、2，5-二曱基-2, 5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷-3、 二叔 丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化叔丁基異丙苯、2，5-二曱基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧) 己烷、過(guò)氧化二異丙苯、a, a'-雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯、正丁基-4，4-雙(叔丁基過(guò)氧)戊酸酯、2，2-雙(叔丁基過(guò)氧)丁烷、l,l-雙(叔丁基過(guò)氧) 環(huán)己烷、1，1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3，3，5-三曱基環(huán)己烷、叔丁基過(guò)氧苯甲酸酯、過(guò)氧化苯曱酰等，以及它們的混合物。優(yōu)選地，有機(jī)過(guò)氧化物在約
IO(TC或更高的溫度下分解生成自由基。更優(yōu)選地，有機(jī)過(guò)氧化物具有的 分解溫度在約7(TC或更高的溫度下提供達(dá)10小時(shí)的半衰期，從而為共混 操作提供改善的穩(wěn)定性。
此外，介于酸共聚物組合物復(fù)合溫度和有機(jī)過(guò)氧化物分解溫度之間的 溫度差對(duì)避免在復(fù)合期間和薄膜與片材形成過(guò)程中發(fā)生過(guò)早交聯(lián)至關(guān)重 要。在擠出方法(制備組合物和制造高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材的優(yōu) 選方法)中，與其它低熔融流動(dòng)酸共聚物組合物相比，高熔融流動(dòng)酸共聚 物組合物需要所期望的降低的擠出溫度，并因此在擠出復(fù)合、薄膜或片材 形成期間有效地防止過(guò)早交聯(lián)。
優(yōu)選地，有機(jī)過(guò)氧化物添加的量按組合物的總重量計(jì)可以為約0.01 至約10重量％，或優(yōu)選約0. 5至約1 0重量％。
如果需要，酸共聚物組合物中也可包含引發(fā)劑(例如二月桂酸二丁 錫)，其添加量按組合物的總重量計(jì)為約0.01至約0.05重量％。此外， 為增強(qiáng)對(duì)反應(yīng)和穩(wěn)定性的控制，如果需要，可添加抑制劑，例如對(duì)苯二 酚、對(duì)苯二酚單曱醚、對(duì)苯醌、以及曱基氫醌。通常，按組合物的總重量 計(jì)，抑制劑可以小于約5重量％的含量進(jìn)行添加。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物還可以包含本領(lǐng)域 中已知的任何其它合適的添加劑。此類(lèi)添加劑可以包括但不限于增塑 劑、加工助劑、流動(dòng)增強(qiáng)劑、潤(rùn)滑劑、顏料、染料、阻燃劑、沖擊改性 劑、成核劑、抗粘連劑(如二氧化硅)、熱穩(wěn)定劑、紫外線(xiàn)吸收劑、紫外 線(xiàn)穩(wěn)定劑、分散劑、表面活性劑、螯合劑、偶聯(lián)劑、粘合劑、底漆、增強(qiáng) 劑(如玻璃纖維)、填充劑等。 一般來(lái)講，當(dāng)用在太陽(yáng)能電池包封薄膜或 片材中時(shí)，將可降低組合物光學(xué)透明度的添加劑(例如增強(qiáng)劑和填充劑) 加在那些用作后包封層的薄膜或片材中。
可使用熱穩(wěn)定劑，其已在本領(lǐng)域中廣泛公開(kāi)。任何已知的熱穩(wěn)定劑均 可在本發(fā)明中使用。優(yōu)選的一般類(lèi)別的熱穩(wěn)定劑包括但不限于酚類(lèi)抗氧 化劑、烷基化一元酚、烷硫基曱基苯酚、對(duì)苯二酚、烷基化對(duì)苯二酚、生 育酚、羥基化硫代二苯醚、亞烷基雙酚、0-、 N-和S-千基化合物、羥基千 基化丙二酸酯、芳族羥基千基化合物、三嗪化合物、氨基酸類(lèi)抗氧化劑、芳基胺、二芳基胺、聚芳基胺、酰氨基酚、草酰胺、金屬減活化劑、亞磷 酸鹽、亞膦酸鹽、千基膦酸鹽、抗壞血酸(維生素C)、破壞過(guò)氧化物的 化合物、羥胺、硝酮、硫代增效劑、苯并P夫喃酮、P引咮酮等以及它們的混 合物。高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物可包含任意有效量的熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定 劑的使用是任選的，在某些情況下并非優(yōu)選的。使用時(shí)，高熔融流動(dòng)酸共
聚物組合物包含按組合物的總重量計(jì)至少約0.05重量％，并且最多約10 重量％，更優(yōu)選最多約5重量％，并且最優(yōu)選最多約1重量％的熱穩(wěn)定劑。
可使用紫外線(xiàn)吸收劑，其也在本領(lǐng)域中廣泛公開(kāi)。任何已知的紫外線(xiàn) 吸收劑均可以在本發(fā)明中使用。優(yōu)選的一般類(lèi)別的紫外線(xiàn)吸收劑包括但不 限于苯并三唑、羥基二苯曱酮、羥基苯基三溱、取代和未取代的苯曱酸的 酯等，以及它們的混合物。高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物可包含任意有效量 的紫外線(xiàn)吸收劑。紫外線(xiàn)吸收劑的使用是任選的，在某些情況下并非優(yōu)選 的。使用時(shí)，高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物包含按組合物的總重量計(jì)至少約 0. 05重量％,并且最多約10重量°/ ,更優(yōu)選最多約5重量％，并且最優(yōu)選最 多約1重量％的紫外線(xiàn)吸收劑。
可使用受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)，其也在本領(lǐng)域中廣泛公開(kāi)。 一般來(lái) 講，所公開(kāi)的受阻胺光穩(wěn)定劑為仲、叔、乙?；?、N-烴氧基取代的、羥 基取代的并且N-烴氧基取代的、或其它取代的環(huán)胺，其還具有空間位阻， 一般由鄰近胺官能團(tuán)的碳原子上的脂族取代產(chǎn)生。高熔融流動(dòng)酸共聚物組 合物可包含任意有效量的受阻胺光穩(wěn)定劑。受阻胺光穩(wěn)定劑的使用是任選 的，在某些情況下并非優(yōu)選的。使用時(shí)，高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物包含 按組合物的總重量計(jì)至少約0.05重量°/ ，并且最多約10重量％,更優(yōu)選最
多約5重量y。，并且最優(yōu)選最多約i重量y。的受阻胺光穩(wěn)定劑。 高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材
本發(fā)明還提供成型制品，例如包含高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物的薄膜 或片材。這些高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜和片材可采用任何合適的方法制
備。例如，薄膜和片材可通過(guò)以下方法形成浸涂、溶液澆鑄、壓模、注
模、熔融擠出、熔噴或本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何其它方法。優(yōu)選地， 高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜和片材通過(guò)熔融擠出形成，這是形成"無(wú)限多 個(gè)"產(chǎn)品尤其優(yōu)選的方法。如上所述，高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材可用于形成安全層壓體中 的夾層片材或太陽(yáng)能電池層壓體中的包封薄膜或片材。此外，高熔融流動(dòng) 酸共聚物薄膜或片材可采用單層或多層薄膜或片材的形式。所謂單層是 指，薄膜或片材只有一個(gè)單層并且這個(gè)單層由高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物 制成。所謂多層是指，高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材具有兩個(gè)或更多個(gè) 亞層，并且至少一個(gè)亞層由高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物制成。多層薄膜或 片材的其它亞層可由任何合適的聚合物組合物制成。然而優(yōu)選的是，其它
亞層由選自下列的聚合物組合物制成酸共聚物及其衍生的離聚物、聚
(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮醛)(例如，聚(乙烯醇縮丁醛))、聚氨 酯、聚氯乙烯、聚乙烯(例如，茂金屬催化的線(xiàn)性低密度聚乙烯)、聚烯 烴嵌段彈性體、乙烯丙烯酸酯共聚物(例如，乙烯-丙烯酸曱酯共聚物和 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、硅氧烷彈性體和環(huán)氧樹(shù)脂。更優(yōu)選地，其它
亞層由選自下列的聚合物組合物形成酸共聚物及其衍生的離聚物、聚 (乙烯乙酸乙烯酯)、茂金屬催化的線(xiàn)性低密度聚乙烯、聚烯烴嵌段彈性體 和乙烯丙烯酸酯共聚物。此外，為提供足夠的粘附強(qiáng)度，多層薄膜或片材 的表面亞層中的至少一者，或優(yōu)選兩者均由高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物形 成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，具有高流動(dòng)酸共聚物表面和低流動(dòng)芯層的 多層薄膜和片材提供了本發(fā)明所期望的低層壓溫度和高粘附度。
本發(fā)明的薄膜或片材優(yōu)選具有約0. lmil (0. 003mm)至約250mil (6. 35mm)的總厚度。當(dāng)用作安全層壓體夾層片材時(shí)，高熔融流動(dòng)酸共聚物 片材優(yōu)選具有約10mil (0. 25mm)至約250mil (6. 35mm),或更優(yōu)選約 15mil (0.38mm)至約90mil (2. 28mm),或還要優(yōu)選約30mil (0. 76mm)至 約60mil (1.52mm)的總厚度。同樣根據(jù)本發(fā)明，用作太陽(yáng)能電池包封材料 時(shí)，片材或薄膜優(yōu)選具有約O.lmil (0.003mm)至約20mil (0.51mm)的厚 度。也就是說(shuō)，當(dāng)作為太陽(yáng)能電池包封薄膜在柔性的太陽(yáng)能電池層壓體中 使用時(shí)，高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜優(yōu)選具有約0. lmil (0. 003mm)至約 10mil (0. 25mm)，或更優(yōu)選約lmil (0. 03mm)至約5mil (0. 13mm)的總厚 度，而作為太陽(yáng)能電池包封片材在剛性的太陽(yáng)能電池層壓體中使用時(shí)，高 熔融流動(dòng)酸共聚物片材優(yōu)選具有約10mil (0. 25mm)至約20mil (0. 51mm) 的總厚度。構(gòu)成整個(gè)多層酸共聚物薄膜或片材的各個(gè)亞層的厚度不是關(guān)鍵性的，并且可根據(jù)具體的應(yīng)用獨(dú)立地變化。然而優(yōu)選地，多層薄膜或片材
的表面層應(yīng)具有約lmil (0. 03mm)至約5mil (0. 13mm)的厚度。
高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材在一側(cè)或兩側(cè)上可具有平滑或粗糙的 表面。優(yōu)選地，高熔融流動(dòng)薄膜或片材具有粗糙的表面，以利于在層壓過(guò) 程中脫去層壓體的空氣。提供空氣逸出通道并在層壓期間除去空氣是獲得 具有可接受外觀的層壓體的已知方法。粗糙表面可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)在 擠出夾層片材或者包封薄膜或片材時(shí)進(jìn)行機(jī)械壓花或熔融破裂，然后驟 冷，以便粗糙度在處理期間保留下來(lái)。可通過(guò)本領(lǐng)域的常用方法向高熔融 流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材施加表面圖案。例如，可讓剛擠出的薄膜或片材 從模輥的特制表面上通過(guò)，模輥緊鄰模具的出口布置，該特制表面向熔融 聚合物的一側(cè)賦予所需的表面特性。因此，當(dāng)該輥的表面具有微小的峰和 谷時(shí)，由澆鑄在其上的聚合物形成的薄膜或片材在與輥接觸的 一側(cè)上將具 有粗糙表面，該粗糙表面一般分別適形于輥表面的谷和峰。此類(lèi)模輥在例 如US 4， 035， 549中有所/>開(kāi)。
如果需要，可對(duì)高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材的一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn) 行處理，以增加與其它層壓體層的粘附度。該處理可采用本領(lǐng)域中已知的 任何形式，包括粘合劑、底漆(例如硅烷)、火焰處理(參見(jiàn)例如US 2,632,921 、 US 2,648,097、 US 2,683,894、以及US 2,704,382 )、等離 子處理(參見(jiàn)例如US 4,732,814 )、電子束處理、氧化處理、電暈;^文電處 理、化學(xué)處理、鉻酸處理、熱空氣處理、臭氧處理、紫外線(xiàn)處理、噴砂處 理、溶劑處理等，以及它們的組合。例如，如US 4,865,711中所公開(kāi)， 可通過(guò)真空濺射在薄膜或片材的一個(gè)或兩個(gè)表面上來(lái)沉積薄的碳層。在另 一方面，US 5,415,942公開(kāi)了羥基丙烯酸水溶膠底漆涂層，該涂層可用作 聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)薄膜的促粘附性底漆。
粘合劑層可優(yōu)選釆用單層粘合劑底漆或單層涂層的形式。粘合劑/底 漆涂層可小于lmil (0. 03mm)，或優(yōu)選小于0. 5mil (0. 013mm),或更優(yōu)選 小于O. lmil (0. 003mm)厚。粘合劑可以是本領(lǐng)域中已知的任何粘合劑或底 漆。優(yōu)選地，粘合劑或底漆為硅烷偶聯(lián)劑或者聚(乙烯胺)或聚(烯丙胺)。 基于聚(烯丙胺)的底漆和它們針對(duì)聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)聚合物薄膜的 應(yīng)用在US 5,411,845、 US 5, 770,312、 US 5,690,994、以及US 5， 698， 329安全層壓體
本發(fā)明還提供包含聚合物夾層片材的安全層壓體，聚合物夾層片材由 高熔融流動(dòng)酸共聚物組合物形成。具體地講，本發(fā)明的安全層壓體包含至 少一個(gè)剛性片材層和上述作為夾層片材的至少一層高熔融流動(dòng)酸共聚物片 材。
如上所述，在本文所使用的層壓溫度下，高熔融流動(dòng)酸共聚物夾層片 材通常比由其它低熔融流動(dòng)酸共聚物生成的那些片材擁有更高的粘附強(qiáng) 度，并因此為安全層壓體結(jié)構(gòu)提供改善的抗沖擊性。
根據(jù)本發(fā)明，剛性片材可以是玻璃或剛性塑料片材，例如聚碳酸酯、 丙烯酸類(lèi)、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴(例如，乙烯降水片烯聚合物)，茂 金屬催化的聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物等，以及它們的組合。 金屬片材(例如，鋁、鋼或鍍鋅鋼)或陶瓷板可替代剛性聚合物片材或玻 璃。
術(shù)語(yǔ)"玻璃"不僅旨在包括窗玻璃、玻璃板、硅酸鹽玻璃、玻璃片、 低鐵玻璃、鋼化玻璃、鋼化無(wú)氧化鈰玻璃、和浮法玻璃，而且還包括有色 玻璃、特種玻璃(例如，那些含有控制例如太陽(yáng)能加熱的成分的玻璃)、 鍍膜玻璃(例如，那些為控制太陽(yáng)能而濺射金屬(例如，銀或銦氧化錫)
的玻璃)、E-玻璃、Toroglass、 Solex⑧玻璃(Solutia的產(chǎn)品)。此類(lèi) 特種玻璃在例如US 4,615,989 、 US 5，173，212、 US 5， 264， 286 、 US 6, 150,028、 US 6,340,646、 US 6,461,736、以及US 6,468,934中有所公 開(kāi)。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，應(yīng)根據(jù)預(yù)期用途為具體的層壓體選擇玻璃類(lèi)型。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案為包含至少一層玻璃和至少一層上述高熔 融流動(dòng)酸共聚物片材的安全層壓體。優(yōu)選地，高熔融流動(dòng)酸共聚物片材自 粘附到玻璃上。如本文所用，當(dāng)描述聚合物片材"自粘附"到玻璃上時(shí)， 是指玻璃和聚合物層之間不存在中間層(例如底漆層或粘合劑薄層)，而 且玻璃或聚合物層的表面沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)處理。本發(fā)明更優(yōu)選的實(shí)施方案為 這樣的層壓體，其包含兩層玻璃和粘結(jié)到其間的至少一層高熔融流動(dòng)酸共 聚物片材。優(yōu)選地，高熔融流動(dòng)酸共聚物片材自粘附到玻璃層其中一者或 兩者。本發(fā)明的安全層壓體可進(jìn)一步包含其它任選的夾層片材和/或薄膜 層。其它任選的夾層片材可由任何合適的材料形成，例如酸共聚物及其衍 生的離聚物、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇縮醛)(例如，聚(乙烯醇 縮丁醛))、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯(例如，茂金屬催化的線(xiàn)性低密 度聚乙烯)、聚烯烴嵌段彈性體、乙烯丙烯酸酯共聚物(例如，乙烯-丙 烯酸曱酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、硅氧烷彈性體和環(huán)氧樹(shù) 脂。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，其它夾層為酸共聚物組合物，所述酸共聚
物組合物包含oc烯烴和具有3至8個(gè)碳的a, 烯鍵式不飽和羧酸的酸共 聚物，所述a, p-烯鍵式不飽和羧酸的含量按酸共聚物的總重量計(jì)為約1 至約30重量％，其中酸共聚物具有約75至約600g/10min的熔融指數(shù)，并 且可以與第一層中使用的酸共聚物相同或不同。其它任選的夾層片材的厚 度不是關(guān)鍵性的，并可以根據(jù)具體應(yīng)用獨(dú)立地變化。在許多情況下，上面 就酸共聚物層提供的數(shù)值為優(yōu)選的。
在安全層壓體中使用的薄膜層可以為金屬(例如鋁箔)或聚合物。優(yōu) 選的聚合物薄膜材料包括但不限于聚酯(例如，聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇 酯)(PET))、聚萘二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚烯烴(例如，聚丙 烯、聚乙烯和環(huán)狀聚烯烴)、降冰片烯聚合物、聚苯乙烯(包括間規(guī)聚苯 乙烯)、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚砜類(lèi)(例 如，聚醚砜、聚砜等)、尼龍、聚(氨酯)、丙烯酸類(lèi)、乙酸纖維素類(lèi)(例 如，乙酸纖維素、三乙酸纖維素等)、玻璃紙、氯乙烯聚合物(例如，聚 偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物等)、含氟聚合物(例如，聚氟乙烯、聚 偏氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物等)等。更優(yōu)選地，聚合 物薄膜為雙軸取向的聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)薄膜。
聚合物薄膜的厚度不是關(guān)鍵性的，并可以根據(jù)具體應(yīng)用而變化。然 而， 一般來(lái)講，聚合物薄膜的厚度范圍可為約O.lmil (0.003mm)至約 10mil (0. 26mm)，或優(yōu)選約lmil (0. 025mm)至約7mi 1 (0. 18mm)。
此外，聚合物薄膜可在涂布和層壓處理下充分釋放應(yīng)力并且收縮穩(wěn) 定。優(yōu)選地，聚合物薄膜受到高溫時(shí)是熱穩(wěn)定的，以提供低收縮特性 (即，在15(TC下30分鐘后，兩個(gè)方向上的收縮均小于2%)。
如果需要，也可對(duì)薄膜進(jìn)行涂覆。例如，可向薄膜上涂覆有機(jī)紅外吸收劑、濺射金屬層(例如銀)、涂層等。涂覆金屬的聚合物薄膜在例如US 3, 718,535 、 US 3,816,201 、 US 4,465,736 、 US 4,450,201 、 US 4,799,745 、 US 4,846,949 、 US 4, 954, 383 、 US 4,973,511 、 US 5,071,206 、 US 5, 306, 547 、 US 6,049,419 、 US 6,104,530 、 US 6， 204， 480、 US 6,255,031、以及US 6,565,982中有所公開(kāi)。例如，涂層 可用作氧氣或水分阻擋涂層，例如在US 6， 521， 825、 US 6,818,819、以及 EP 1 182 710中所公開(kāi)的金屬氧化物涂層。
如果需要，可對(duì)層壓體層(例如酸共聚物夾層片材、任選的其它夾層 片材或薄膜層、或者剛性片材)的一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn)行處理，以增加它們 的粘附強(qiáng)度，如上所述。
本發(fā)明的安全層壓體可采用本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何形式。優(yōu)選的具體的 玻璃層壓體構(gòu)造包括如下所述的構(gòu)造，例如，其中"HMFAC"是指如上所述 的、包含優(yōu)選的高熔融流動(dòng)酸共聚物的夾層片材和多層片材， 3皮璃/HMFAC; 玻璃/HMFAC/薄膜； 玻璃/HMFAC/玻璃； 玻璃/HMFAC/薄膜/HMFAC/玻璃； 玻璃/HMFAC/薄膜/HMFAC/薄膜； 等等。
本發(fā)明的安全層壓體可以采用如下詳述的任何一種層壓方法來(lái)制備， 或采用其它方法來(lái)制備。
太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件和太陽(yáng)能電池層壓體
本發(fā)明還提供太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件，其包含由一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能 電池形成的太陽(yáng)能電池組件，以及至少一層上述高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜 或片材。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和優(yōu)化，常用的太陽(yáng)能電池種類(lèi)不斷增加。在本發(fā)明 的范圍內(nèi)，"太陽(yáng)能電池"旨在包括能將光轉(zhuǎn)換成電能的任何制品。各種 形式的太陽(yáng)能電池的典型領(lǐng)域?qū)嵗ɡ鐔尉Ч杼?yáng)能電池、多晶硅太 陽(yáng)能電池、微晶硅太陽(yáng)能電池、非晶硅太陽(yáng)能電池、銅銦硒化物太陽(yáng)能電 池、化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池、染料敏化太陽(yáng)能電池等。最常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池類(lèi)型包括多晶太陽(yáng)能電池、薄膜太陽(yáng)能電池、化合物半導(dǎo)體太陽(yáng)能電 池和非晶硅太陽(yáng)能電池，這是由于它們的制造成本相對(duì)較低從而可制造大 型太陽(yáng)能電池。
薄膜太陽(yáng)能電池通常通過(guò)將若干薄膜層沉積到基底例如玻璃或柔性薄 膜上來(lái)制備，并使各層圖案化，從而形成多個(gè)單個(gè)電池，這些單個(gè)電池電 互連在一起以提供合適的電壓輸出。根據(jù)多層沉積進(jìn)行的順序，基底可以 充當(dāng)太陽(yáng)能電池模塊的后表面或前窗口。舉例來(lái)講，薄膜太陽(yáng)能電池在US
5,512,107、 US 5， 948， 176、 US 5， 994， 163 、 US 6,040, 521 、 US 6， 137， 048、以及US 6,258,620中有所公開(kāi)。薄膜太陽(yáng)能電池模塊的實(shí)例 是那些包含碲化鎘或CIGS (Cu(In-Ga) (SeS) 2 )的薄膜電池。
在一個(gè)特定實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件包含一層高熔融流 動(dòng)酸共聚物薄膜或片材，其被設(shè)置在鄰近太陽(yáng)能電池組件處并充當(dāng)一個(gè)包 封層，或優(yōu)選地，高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材設(shè)置在受光面上與太陽(yáng) 能電池組件相鄰，并充當(dāng)前包封層。
根據(jù)本發(fā)明，除至少一個(gè)高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材之外，太陽(yáng) 能電池預(yù)層壓組合件可任選地進(jìn)一步包含由其它聚合物材料形成的包封 層，所述聚合物材料例如酸共聚物及其衍生的離聚物、聚(乙烯乙酸乙烯 酯)、聚(乙烯醇縮醛)(例如，聚(乙烯醇縮丁醛)，包括隔音級(jí)的聚(乙烯 醇縮丁醛))，聚氨酯(PU)、聚氯乙烯、聚乙烯(例如，茂金屬催化的線(xiàn) 性低密度聚乙烯)、聚烯烴嵌段彈性體、乙烯丙烯酸酯共聚物(例如，乙 烯-丙烯酸曱酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、硅氧烷彈性體和環(huán)氧 樹(shù)脂。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件包含兩層高熔融流動(dòng) 酸共聚物薄膜或片材，其中這兩層高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材的每一 層被分別層壓到太陽(yáng)能電池組件的兩側(cè)，并充當(dāng)前后包封層。
除了高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜或片材以外的各個(gè)包封層的厚度不是關(guān) 鍵性的，并可以根據(jù)具體應(yīng)用獨(dú)立地變化。優(yōu)選地，這些包封層每一個(gè)的 厚度可以在以下范圍內(nèi)獨(dú)立地變化約lmil (0. 026mm)至約120mil (3. 00mm)，或更優(yōu)選約lmil至約40mil (1. 02mm)，或最優(yōu)選約lmil至約 20mil (0. 51mm)。此外，包含在太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件中的所有包封層均可具有平滑或粗糙的表面。然而優(yōu)選的是，包封層具有粗糙的表面以利 于在層壓過(guò)程中脫去層壓體的空氣。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件可進(jìn)一步包含入射層 和/或背襯層，它們分別在受光面和背面充當(dāng)組合件的外層。
太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件的外層，即入射層和背襯層，可衍生自任何 合適的片材或薄膜。合適的片材可以是玻璃或塑料片材，例如聚碳酸酯、 丙烯酸類(lèi)、聚丙烯酸酯、環(huán)狀聚烯烴(例如，乙烯降冰片烯聚合物)、茂 金屬催化的聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物等以及它們的組合。此 外，可以利用金屬片材(例如鋁、鋼、鍍鋅鋼)或陶瓷板來(lái)形成背板。
合適的薄膜層可以是聚合物的。用來(lái)形成聚合物薄膜的優(yōu)選聚合物包
括但不限于聚酯(例如，聚(對(duì)笨二曱酸乙二醇酯))、聚(萘二曱酸乙 二醇酯)、聚碳酸酯、聚烯烴(例如，聚丙烯、聚乙烯和環(huán)狀聚烯烴)、 降水片烯聚合物、聚苯乙烯(包括間規(guī)聚苯乙烯)、苯乙烯-丙烯酸酯共 聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚砜類(lèi)(例如，聚醚砜、聚砜等)、尼 龍、聚(氨酯)、丙烯酸類(lèi)、乙酸纖維素類(lèi)(例如，乙酸纖維素、三乙酸纖 維素等)、玻璃紙、氯乙烯聚合物(例如，聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共 聚物等)、含氟聚合物(例如，聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、乙 烯-四氟乙烯共聚物等)等。最優(yōu)選地，聚合物薄膜為雙軸取向的聚酯薄 膜(優(yōu)選聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)薄膜)或含氟聚合物薄膜(例如， Tedlar 、 Tefzel 、以及Teflon 薄膜，得自E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE (杜邦))。對(duì)某些應(yīng)用而言，含氟聚合 物-聚酯-含氟聚合物("TPT")薄膜也是優(yōu)選的。金屬薄膜例如鋁箔也可在 本文中用作背板。
本發(fā)明的太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件可任選地進(jìn)一步包含嵌入到組合件 內(nèi)的其它功能性薄膜或片材層(例如介電層或阻擋層)。此類(lèi)功能性層可 衍生自任何上述聚合物薄膜，或涂覆有其它功能性涂層的那些。例如，涂 覆有金屬氧化物涂層的聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)薄膜，例如在US 6,521,825、 US 6， 818， 819和EP 1 182 710中所公開(kāi)的那些，可充當(dāng)層壓
體中的氧氣和水分阻擋層。
如果需要，還可以在太陽(yáng)能電池層壓體內(nèi)包括一層非織造玻璃纖維(稀松布)，以利于在層壓過(guò)程中排氣，或起到加強(qiáng)包封層的作用。在例
如US 5,583,057 、 US 6,075,202 、 US 6,204,443 、 US 6， 320， 115 、 US 6,323,416、以及EP 0 769 818中公開(kāi)了此類(lèi)稀松布層在太陽(yáng)能電池層壓 體中的使用。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，布置在太陽(yáng)能電池層受光面上的所有薄膜或片材層 均應(yīng)由透明的材料制成，以允許太陽(yáng)光高效地透射到太陽(yáng)能電池組件內(nèi)。 在某些情況下，可包括特殊的薄膜或片材以同時(shí)起到包封層和外層的作 用。還可以想到，包括在組合件中的任何薄膜或片材層可以采用預(yù)成形的 單層或多層薄膜或片材的形式。
如果需要，可對(duì)太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件的層壓層的一個(gè)或兩個(gè)表面 進(jìn)行處理以增強(qiáng)粘附強(qiáng)度，如上所述。
太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件可采用本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何形式。優(yōu)選的具 體的太陽(yáng)能電池預(yù)層壓構(gòu)造(從正(光入射)面到背面)包括例如以下構(gòu) 造，其中"HMFAC"是指如上所述的、本發(fā)明的高熔融流動(dòng)酸共聚物包封 薄膜、多層薄膜、片材和多層片材，
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/玻璃；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/Tedlar⑧薄膜；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/玻璃；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/Tedlar⑧薄膜；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/PET薄膜；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/固FAC/PET薄膜；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/涂布阻擋材料的薄膜/HMFAC/玻
璃；
Ted 1 ar 薄膜/HMFAC/涂布阻擋材料的薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池 /HMFAC/涂布阻擋材料的薄膜/HMFAC/Tedlar⑧薄膜；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/鋁坯料；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/鋁坯料；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/鍍鋅鋼板；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/PET薄膜/HMFAC/鋁坯料；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/固FAC/PET薄膜/HMFAC/鋁坯料； 玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/PET薄膜/HMFAC/鍍鋅鋼板；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/HMFAC/PET薄膜/HMFAC/鍍鋅鋼 板；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/隔音聚(乙烯醇縮丁醛)包封層/玻璃； 玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/聚(乙烯醇縮丁醛)包封層/Tedlar 薄 膜；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/酸共聚物包封層/Tedla^薄膜；
玻璃/HMFAC/太陽(yáng)能電池/乙烯乙酸乙烯酯包封層/PET薄膜；
Tedlar 薄膜/HMFAC/太陽(yáng)能電池/乙烯-丙烯酸曱酯共聚物包封層 /PET薄膜；
玻璃/乙烯-丙烯酸丁酯共聚物包封層/太陽(yáng)能電池/HMFAC/涂布阻擋
材料的薄膜/乙烯-丙烯酸丁酯共聚物包封層/玻璃； 等等。當(dāng)在上述實(shí)例中提及優(yōu)選的Tedlar 含氟聚合物薄膜時(shí)，應(yīng)當(dāng)容易 地認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施方案也可使用其它含氟聚合物薄膜制成，例如含氟聚 合物-聚酯-含氟聚合物三層薄膜。當(dāng)在上述實(shí)例中提及優(yōu)選的聚(對(duì)苯二 曱酸酯)薄膜時(shí)，應(yīng)當(dāng)容易地認(rèn)識(shí)到，可以使用任何聚酯薄膜。此外，術(shù) 語(yǔ)"玻璃"旨在指代任何前述類(lèi)型的玻璃或玻璃替代物的片材。
本發(fā)明還提供由上面所公開(kāi)的太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件制備的太陽(yáng)能 電池層壓體。具體地講，通過(guò)使太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合件經(jīng)受下面詳細(xì)提 供的進(jìn)一步層壓處理而形成太陽(yáng)能電池層壓體。
此外，如上所述，在本文使用的層壓溫度下，高熔融流動(dòng)酸共聚物包 封薄膜或片材比那些由其它低熔融流動(dòng)酸共聚物在本文所述的降低了的層 壓條件下生成的包封薄膜或片材通常擁有更高的粘附強(qiáng)度，并由此可使用 簡(jiǎn)化的生產(chǎn)方法提供太陽(yáng)能電池層壓體結(jié)構(gòu)。
層壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明還提供制備安全層壓體或太陽(yáng)能電池層壓體的簡(jiǎn)化方法。具體 地講，如上面所提到的，與在涉及低熔融流動(dòng)酸共聚物的方法中使用的層 壓溫度或循環(huán)時(shí)間相比，摻入高熔融流動(dòng)酸共聚物夾層片材或者高熔融流 動(dòng)酸共聚物太陽(yáng)能電池包封薄膜或片材后，則需要降低的層壓溫度、或縮 短的循環(huán)時(shí)間、或這兩者。根據(jù)本發(fā)明，層壓方法可以為高壓爸法或非高壓蒼法。
在示例性方法中，疊合玻璃片材、前包封層、太陽(yáng)能電池組件、后包
封層和背襯層(例如，Tedla,薄膜)以及玻璃蓋板，并在熱、壓力和真 空(例如，在27-28英寸(689-711mm)汞柱的范圍內(nèi))下層壓在一起以 除去空氣。優(yōu)選地，玻璃片材經(jīng)過(guò)洗滌和干燥。典型的玻璃類(lèi)型為90mil 厚的退火低鐵玻璃。在示例性過(guò)程中，將本發(fā)明的預(yù)層壓組合件放入能夠 維持真空的袋子("真空袋")內(nèi)，在該袋子上使用真空管或吸真空的其 它裝置抽出袋內(nèi)空氣，在保持真空的情況下密封袋子，將密封后的袋子放 在高壓釜中約10至約50分鐘，其中高壓釜的溫度為約IO(TC至約180 °C,壓力為約150至約250 psig,優(yōu)選約200psig (約15巴)。優(yōu)選在 約IO(TC至約12Q。C的溫度下對(duì)該袋子進(jìn)行約20至約45分鐘的熱壓處 理。更優(yōu)選在約ll(TC至約12(TC的溫度下對(duì)該袋子進(jìn)行約20至約40分 鐘的熱壓處理?？梢杂谜婵窄h(huán)代替真空袋。在US 3,311,517中/>開(kāi)了一 種類(lèi)型的真空袋。本發(fā)明的高熔融流動(dòng)酸共聚物薄膜和片材提供較低的層 壓溫度和/或更快的層壓循環(huán)時(shí)間等理想優(yōu)點(diǎn)，具體取決于層壓機(jī)的選 擇。
通過(guò)壓送輥方法可以除去預(yù)層壓組合件內(nèi)存留的任何空氣。例如，可 以將預(yù)層壓組合件在烘箱內(nèi)加熱約15-60 (優(yōu)選約30)分鐘，其中烘箱溫 度為約80。C至約120°C，或優(yōu)選介于約9(TC和約IO(TC之間。此后，讓加 熱過(guò)的預(yù)層壓組合件通過(guò)一組壓送輥，以便擠出太陽(yáng)能電池外層、太陽(yáng)能 電池組件和包封層之間的空隙空間內(nèi)的空氣，并密封組合件的邊緣。根據(jù) 構(gòu)造材料和所采用的確切條件，該方法可提供最終的太陽(yáng)能電池模塊，或 可以提供所謂的預(yù)壓組合件。
然后，可以將預(yù)壓組合件放在充入空氣的高壓釜中，高壓釜中的溫度 被升至約IO(TC至約16(TC，或優(yōu)選介于約ll(TC和約120。C之間，壓力升 至介于約100psig和約300psig之間，或優(yōu)選約200psig (14. 3巴)。將 這些條件保持約15分鐘至約1小時(shí)，或優(yōu)選約20至約50分鐘，然后在 無(wú)新空氣進(jìn)入高壓釜的情況下使空氣冷卻。在冷卻約10-30 (優(yōu)選約20) 分鐘后，釋放多余的空氣壓力，并從高壓釜中取出太陽(yáng)能電池層壓體。該 方法不應(yīng)認(rèn)為具有限制性。本領(lǐng)域內(nèi)已知的基本上任何層壓方法均可以在本文中使用。
非高壓釜層壓方法已在例如US 3，234，062 、 US 3, 852,136 、 US 4,341,576 、 US 4,385,951 、 US 4,398,979 、 US 5,536,347 、 US 5, 853, 516、 US 6,342,116、 US 5,415,909、 US 2004-0182493、 US 2003— 0148114 Al、 EP 1 235 683 Bl、 WO 91/01880、以及WO 03/057478 Al中 有所公開(kāi)。 一般來(lái)講，非高壓釜方法包括加熱預(yù)層壓組合件或預(yù)壓組合 件，并且任選地施加真空、壓力或這兩者。例如，預(yù)壓件可以連續(xù)通過(guò)加 熱烘箱和壓送輥。光電層壓方法的商業(yè)實(shí)例包括Meier Vakuumtechnik GmbH (Bocholt, Germany)的Icolam真空層壓系統(tǒng)。
在制備太陽(yáng)能電池層壓體中，如果需要，可使用本領(lǐng)域已公開(kāi)的任何 方法密封層壓體的邊緣，以減少水分和空氣的進(jìn)入，并且減少影響太陽(yáng)能 電池效率和壽命的可能降解。合適的封邊材料包括但不限于丁基橡膠、 多硫化物、硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯彈性體、聚苯乙烯彈性體、嵌段彈性 體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)等。實(shí)施例
以下實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行例證，并非旨在以任何方式來(lái)限制本發(fā) 明的范圍。 方法
下列方法用于下文提出的實(shí)施例中。 熔融指數(shù)
使用2160g的負(fù)荷和在19(TC下按照ASTM D1238測(cè)量熔融指數(shù)(MI)。 類(lèi)似的ISO測(cè)試為ISO 1133。
I. 層壓方法1:
堆疊(疊合)下述層壓層以形成實(shí)施例中所述的預(yù)層壓組合件。對(duì)包 含作為入射層或背板層的薄膜層的組合件，在薄膜層上放置玻璃蓋板。然 后將預(yù)層壓組合件放入Meier IC0LAM 10/08 層壓才幾(Meier Vak翻technik GmbH, Bocholt， Germany)中。層壓循環(huán)包括5.5分鐘的 抽真空步驟(3英寸汞柱的真空)和在115。C下5.5分鐘的加壓步驟 (1000毫巴的壓力)。僅實(shí)施例9、 11、 41和43包括附加步驟以固化組 合物，所述附加步驟為在維持加壓條件下于145。C保持5分鐘。然后取出 層壓體。
II. 層壓方法2:
堆疊(疊合)下述層壓體層以形成實(shí)施例中所述的預(yù)層壓組合件。對(duì) 包含作為入射層或背板層的薄膜層的組合件，在薄膜層上放置玻璃蓋板。 然后將該預(yù)層壓組合件放入真空袋內(nèi)，將真空袋密封，并通過(guò)施加真空除 去真空袋內(nèi)的空氣。將真空袋放入烘箱內(nèi)，并加熱到90-100°C，在此溫度 下保持30分鐘，以除去組合件之間包含的任何空氣。然后如上所述，使 該預(yù)壓組合件在壓力為200psig (14.3巴)的充空氣高壓釜中于115。C下 經(jīng)受30分鐘的熱壓處理。然后在無(wú)新空氣進(jìn)入高壓釜的情況下冷卻空 氣。冷卻20分鐘之后，當(dāng)空氣溫度小于約5(TC時(shí)，釋;^文多余壓力，并將 層壓體從高壓釜中取出。
實(shí)施例1-15
按照上面的層壓方法1組裝和層壓下表1中所述的12 x 12英寸(305 x 305mm)層壓體結(jié)構(gòu)。表l 層壓體結(jié)構(gòu)
實(shí)施例層1層2層3層4層5
1， 16玻璃1HMFAC1HMFAC1玻璃1
2， 17玻璃1,AC2玻璃1
3, 18玻璃2HMFAC3PET 1HMFAC3玻璃2
4， 19玻璃3HMFAC4EVAHMFAC4玻璃1
5, 20玻璃1HMFACHMFACPET 2
6， 21玻璃2HMFAC6玻璃2
7， 22玻璃1HMFAC7PET 3
8， 23玻璃1,AC8EBAHMFAC8玻璃1
9, 24玻璃1HMFAC9玻璃1
10， 25玻璃2HMFAC10PET 4PVBPET 1
11, 26玻璃1HMFAC12HMFAC11HMFAC12玻璃1
12， 27玻璃2HMFAC13EBAHMFAC13PET 5
13, 28玻璃1HMFAC14PET 6HMFAC14玻璃1
14， 29玻璃3HMFAC15PET 1HMFAC15玻璃2
15, 30玻璃1HMFAC16HMFAC16玻璃1
HMFAC l為20mil (0. 51mm)厚的壓花的酸共聚物A片材，酸共聚物 A為包含15重量％的曱基丙烯酸聚合殘基的乙烯-曱基丙烯酸共聚 物并具有100g/10min的MI。
HMFAC2為60mil (1. 52mm)厚的壓花的三層片材，其具有(i)兩(2) 個(gè)lmil (0. 03mm)厚的由酸共聚物B與TINUVIN 328 ( Ciba Specialty Chemicals公司)的共混物形成的表面層，酸共聚物B 為包含18重量％的曱基丙烯酸聚合殘基的乙烯-曱基丙烯酸共聚物 并具有220g/10min的MI， TINUVIN 328的含量按共混物的總重量 計(jì)為0. 15重量°/ ,以及(ii)乙烯-丙烯酸異丁酯-曱基丙烯酸共聚物 的芯層，乙烯-丙烯酸異丁酯-曱基丙烯酸共聚物包含10重量％的 丙烯酸異丁酯聚合殘基和10重量°/ 的曱基丙烯酸聚合殘基，并具有l(wèi)g/10min的MI，曱基丙烯酸用鋅離子中和了 70%。
HMFAC 3為15mil (0. 38mm)厚的壓花的三層片材，其具有(i)兩(2) 個(gè)lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物C表面層，酸共聚物C為包含22 重量°/。的曱基丙烯酸聚合殘基的乙烯-曱基丙烯酸共聚物并具有 400g/10min的MI，以及(ii)乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物的芯層，乙 烯-丙烯酸正丁酯共聚物包含35重量％的丙烯酸正丁酯并具有 3g/10min的MI。
HMFAC 4為lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物D薄膜，酸共聚物D為包 含19重量％的曱基丙烯酸聚合殘基的乙烯-曱基丙烯酸共聚物并具 有150g/10min的MI。
HMFAC 5為20mil (0. 51mm)厚的壓花的酸共聚物E片材，酸共聚物 E為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)99.5重量％的酸 共聚物A和0.5重量％的N-p-(氨基乙基)-Y-氨基丙基三曱氧基 硅烷。
HMFAC6為90mil (2. 25mm)厚的壓花的三層片材，其具有(i)兩(2) 個(gè)lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物F表面層，酸共聚物F為組合物， 該組合物包含按組合物的總重量計(jì)99.25重量％的酸共聚物B和 0. 25重量％的N-P-(氨基乙基)-Y-氨基丙基三曱氧基硅烷，以及 (ii)乙烯-曱基丙烯酸共聚物的芯層，乙烯-曱基丙烯酸共聚物包含 22重量％的曱基丙烯酸聚合殘基并具有1.5g/10min的MI，曱基丙 烯酸用鈉離子中和了 35%。
HMFAC7為20mil (0. 51mm)厚的壓花的三層片材，其具有(i)兩(2) 個(gè)lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物G表面層，酸共聚物G為組合物， 該組合物包含按組合物的總重量計(jì)99.875重量°/。的酸共聚物C和 0.125重量％的N-p-(氨基乙基)-Y-氨基丙基三曱氧基硅烷，以 及(ii)乙烯-丙烯酸曱酯共聚物的芯層，乙烯-丙烯酸曱酯共聚物包 含25重量％的丙烯酸曱酯聚合殘基并具有5g/10min的MI。
HMFAC 8為lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物H薄膜，酸共聚物H為組 合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)99.875重量％的酸共聚 物D、 0.30重量％的TINUVIN 1577、 0.30重量％的CHIMASSORB944 (Ciba Specialty Chemicals公司的產(chǎn)品)、以及0. 125重量％ 的Y -縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷。
HMFAC 9為90mil (2. 25mm)厚的壓花的三層片材，其具有(i)兩 (2)個(gè)lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物E表面層，以及(ii)酸共聚物 I的芯層，酸共聚物I為組合物，該組合物包含按組合物的總重 量計(jì)98. 5重量％的酸共聚物A和1. 5重量°/ 的1， l-雙W又丁基過(guò) 氧)-3， 3，5-三曱基環(huán)己烷。
HMFAC 10為15mil (0. 38mm)厚的壓花的酸共聚物J片材，酸共聚 物J為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)98. 0重量°/。的 酸共聚物B和2. 0重量°/ 的1， 1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3, 3, 5-三曱基 環(huán)己烷。
HMFAC 11為20mil (0. 51mm)厚的壓花的酸共聚物K片材，酸共聚 物K為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)95重量％的酸 共聚物 C 、 0.5 重量％ 的 CYASORB UV-1164 (Cytec Industries), 2.5重量％的三羥曱基丙烷三丙烯酸酯、以及2,5 重量％的1， 1-雙(叔丁過(guò)氧基)-3， 3， 5-三曱基環(huán)己烷。 HMFAC 12為lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物L(fēng)薄膜，酸共聚物L(fēng)為 組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)93. 0重量％的酸共聚 物D、 5. 0重量％的異氰尿酸三烯丙酯和2. 0重量％的1, l-雙W又 丁基過(guò)氧)-3， 3, 5-三曱基環(huán)己烷。
HMFAC 13為lmil (0. 03mm)厚的酸共聚物M薄膜，酸共聚物M為 組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)98. 0重量％的酸共聚 物A、 0.5重量％的乙烯基三曱氧基硅烷和1.5重量°/ 的l，l-雙 (叔丁基過(guò)氧)-3， 3, 5-三曱基環(huán)己烷。
HMFAC 14為20mil (0. 51mm)厚的壓花的酸共聚物N片材，酸共聚 物N為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)97.75重量％ 的酸共聚物B、 0.25重量％的Y-曱基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅 烷和2. 0重量％的1， 1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3, 3, 5-三曱基環(huán)己烷。 HMFAC 15為15mil (0. 38mm)厚的壓花的酸共聚物0片材，酸共聚 物0為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)97. 375重量％的酸共聚物C、 0.125重量％的？1-|3-^-乙烯基芐基氨基乙基)-Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、以及2.5重量％的l，l-雙(叔過(guò)丁基 氧)-3， 3， 5-三曱基環(huán)己烷。
HMFAC 16為90mil (2. 25mm)厚的壓花的酸共聚物P片材，酸共聚 物P為組合物，該組合物包含按組合物的總重量計(jì)94.875重量％ 的酸共聚物D， 3重量％的三羥曱基丙烷三丙烯酸酯，0. 125重量 %的N-(3-(N-乙烯基千基氨基乙基)-Y-氨基丙基三曱氧基硅 烷、CYASORB UV-1164和TINUVIN 123，以及2.0重量％的1， 1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3， 3, 5-三曱基環(huán)己烷。
EBA為30mil (0. 76mm)厚的由乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物形成的片 材，乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物包含30重量％的丙烯酸正丁酯聚 合殘基并具有2g/10min的MI。
EVA為SC50B，據(jù)信是基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物配制的組合
物，其形式為 20mil(0. 51mm)厚的片材(Hi-Sheet
Corporation, 原名Mitsui Chemicals Fabro， Inc.)。
玻璃1為2. 5mm厚的浮法玻璃。
玻璃2為2. 5mm厚的透明的退火浮法玻璃板層。
玻璃3為3. O,厚的Solex 太陽(yáng)能控制玻璃。
PET 1為7mil (0. 18mm)厚的涂有聚(烯丙胺)底漆的、雙軸取向的
聚(對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)薄膜層。
PET 2為XII^-70 HP Auto薄膜(Southwall公司)。
PET 3為XIR -75 Auto Blue V-l薄膜(Southwall公司)。
PET 4為Soft Look UV/IR 25太陽(yáng)能控制薄膜(Tomoegawa Paper
Company, Ltd , Tokyo, Japan)。
PET 5為XIR -75 Green薄膜(Southwall公司)。
PET 6為RAYBARRIER TFK-2583太陽(yáng)能控制薄膜(Sumitomo
Osaka Cement公司)。
PVB為B51V,據(jù)信是基于聚(乙烯醇縮丁醛)配制的組合物，其形 式為20mil (0. 51mm)厚的片材(杜邦)。實(shí)施例16-30
按照上面的層壓方法2組裝和層壓上表1中所述的12 x 12英寸(305 x 305mm)層壓體結(jié)構(gòu)。 實(shí)施例31-43
按照上面的層壓方法1組裝和層壓下表2所述的12 x 12英寸(305 x 305mm)太陽(yáng)能電池層壓體結(jié)構(gòu)。層1和層2分別構(gòu)成入射層和前板包封 層，層4和層5分別構(gòu)成背板包封層和背襯層。
表2
太陽(yáng)能電池層壓體結(jié)構(gòu)
實(shí)施例層l層2層3層4層5
31,44玻璃4聽(tīng)AC1太陽(yáng)能電池1酵AC1FPF
32,45玻璃4EVA太陽(yáng)能電池2HMFAC2玻璃1
33,46玻璃4HMFAC3太陽(yáng)能電池3HMFAC2AL
34，47FPFHMFAC4太陽(yáng)能電池1HMFAC4FPF
35，48玻璃1HMFAC5太陽(yáng)能電池2HMFAC5PET 1
36,49玻璃4HMFAC了太陽(yáng)能電池3HMFAC6FPF
37，50FPFHMFAC8太陽(yáng)能電池3HMFAC8FPF
38，51玻璃2HMFAC10太陽(yáng)能電池4匿AC9玻璃2
39，52玻璃4HMFAC11太陽(yáng)能電池1HMFAC11FPF
40,53FPFHMFAC12太陽(yáng)能電池2,AC12PET 1
41,54FPF,AC13太陽(yáng)能電池4HMFAC13FPF
42,55玻璃4HMFAC14太陽(yáng)能電池1HMFAC14玻璃1
43,56玻璃4HMFAC15太陽(yáng)能電池4HMFAC16
AL為3. 2mm厚的鋁片材(3. 2mm厚)，該鋁片材為合鑄2. 5重量％ 鎂的5052鋁合金，并符合美國(guó)聯(lián)邦規(guī)范QQ-A-250/8和ASTM B209。
FPF為1.5mil (0. 038mm)厚的表面經(jīng)電暈處理的杜邦Tedla^薄膜。
玻璃4為得自PPG公司的31&"11"6@玻璃。
太陽(yáng)能電池1為10英寸x 10英寸的具有非晶硅半導(dǎo)體層的非晶硅 光電裝置，其包含不銹鋼基底(125微米厚)(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利 公開(kāi)6， 093, 581，實(shí)施例1)。
太陽(yáng)能電池2為10英寸xlO英寸二硒銅銦(CIS)光電裝置(參見(jiàn) 例如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)6, 353， 042，第6欄第19行)。
太陽(yáng)能電池3為10英寸x 10英寸碲化鎘(CdTe)光電裝置(參見(jiàn)例 如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)6， 353， 042，第6欄第49行)。
太陽(yáng)能電池4為由10英寸x 10英寸的EFG法生成的多晶硅片制成 的硅太陽(yáng)能電池(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)6,660, 930，第7欄第61 行)。
實(shí)施例44-56
按照上面的層壓方法2組裝和層壓上表2中所述12 x 12英寸(305 x 305mm)太陽(yáng)能電池層壓體結(jié)構(gòu)。層1和層2分別構(gòu)成入射層和前板包封 層，層4和層5分別構(gòu)成背板包封層和背襯層。
比較實(shí)施例CE1和實(shí)施例57
在比較實(shí)施例CE1中，將50克的乙烯-曱基丙烯酸共聚物共聚物添加 到預(yù)熱至90。C的配有50cc混煉頭的Brabender流變儀(C. W. Brabender Instruments, Inc., So. Hackensack， NJ)中混煉1分鐘以上，混煉葉片 的速度設(shè)為8rpm，該乙烯-曱基丙烯酸共聚物共聚物包含12重量％的曱基 丙烯酸聚合殘基并具有3. 3g/10min的MI。由于樹(shù)脂沒(méi)有熔融或混合，并 且樹(shù)脂粒料飛賊到Brabender流變儀的頂部，所以在添加了大約1/3的聚 合物樹(shù)脂后停止該過(guò)程。
在實(shí)施例57中，將50克的乙烯-曱基丙烯酸共聚物共聚物添加到預(yù) 熱至90。C的配有50cc混煉頭的Brabender流變儀中混煉1分鐘以上，混 煉葉片的速度設(shè)為8rpm，乙烯-甲基丙烯酸共聚物共聚物包含19重量％的 曱基丙烯酸聚合殘基并具有86g/10min的MI。然后將混煉葉片的速度增至 30rpm，繼續(xù)混煉聚合物樹(shù)脂5分鐘，之后得到均勻的聚合物熔融體，同 時(shí)混合馬達(dá)電流為0. 5A并且聚合物熔融溫度為1Q6。C。然后停止該過(guò)程。結(jié)果表明，由于摻入有機(jī)過(guò)氧化物，高流動(dòng)酸共聚物(實(shí)施例57)能 夠在足夠低的溫度(約90°C)下通過(guò)商業(yè)上可行且可規(guī)?；臄D出復(fù)合設(shè) 備進(jìn)行復(fù)合，而相應(yīng)的低流動(dòng)酸共聚物(比較實(shí)施例CE1)則無(wú)法達(dá)到這 一點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.包含酸共聚物組合物的聚合物薄膜或片材，所述酸共聚物組合物包含α烯烴和具有3至8個(gè)碳的α，β-烯鍵式不飽和羧酸的酸共聚物，所述α，β-烯鍵式不飽和羧酸的含量按所述酸共聚物的總重量計(jì)為約1至約30重量％，其中所述酸共聚物具有約75至約600g/10min的熔融指數(shù)。
2. 權(quán)利要求1的聚合物薄膜或片材，其中所述酸共聚物組合物還包含 選自硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)過(guò)氧化物、以及它們的組合的添加劑。
3. 包含夾層和附加層的制品，所述夾層由權(quán)利要求1或2的聚合物薄 膜或片材形成，所述附加層選自玻璃、其它聚合物夾層片材、聚合 物薄膜層、以及金屬薄膜或片材。
4. 權(quán)利要求1或2的聚合物薄膜或片材或者權(quán)利要求3的制品，其中 (a)所述a烯烴為乙烯；(b)所述oc， P -烯鍵式不飽和羧酸選自丙烯 酸、曱基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、 一曱基馬 來(lái)酸、以及它們的混合物；(c)所述酸共聚物包含約10至約25重 量°/。的來(lái)自所述a, ^-烯鍵式不飽和羧酸的重復(fù)單元；(d)所述酸 共聚物具有約100至約400g/10min的熔融指數(shù)；并且(e)所述夾層 具有約0. 1至約250mil (約0. 003至約6. 35mm)的厚度。
5. 權(quán)利要求1或2的聚合物薄膜或片材或者權(quán)利要求3或4的制品， 其中按所述酸共聚物組合物的總重量計(jì)，所述酸共聚物組合物包含 約0.01至約5重量％的硅烷偶聯(lián)劑，并且所述硅烷偶聯(lián)劑選自 Y-氯丙基曱氧基硅烷、乙烯基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(p-曱氧基乙氧基)硅烷、Y-乙烯基千基丙基三曱氧 基硅烷、N- P - (N-乙烯基千基氨基乙基)-y -氨基丙基三曱氧基硅 烷、Y-曱基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅 烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三曱氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅 烷、P -(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三曱氧基硅烷、乙烯基三氯硅 烷、Y-巰丙基曱氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-p-(氨 基乙基)-Y -氨基丙基三曱氧基硅烷、以及它們的混合物。
6. 權(quán)利要求1或2的聚合物薄膜或片材或者權(quán)利要求3或4的制品， 其中所述酸共聚物組合物包含按所述酸共聚物組合物的總重量計(jì)約 0.01至約10重量％的有機(jī)過(guò)氧化物，并且所述有機(jī)過(guò)氧化物選 自2, 5-二曱基己烷-2, 5-二氫過(guò)氧化物、2, 5-二曱基-2，5-二(叔 丁基過(guò)氧)己烷-3、 二叔丁基過(guò)氧化物、過(guò)氧化叔丁基異丙苯、 2,5-二曱基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷、過(guò)氧化二異丙苯、ot，a'-雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯、正丁基-4， 4-雙(叔丁基過(guò)氧)戊酸酯、 2,2-雙(叔丁基過(guò)氧)丁烷、1, l-雙(叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、l，l-雙 (叔丁基過(guò)氧)-3, 3，5-三曱基環(huán)己烷、叔丁基過(guò)氧苯曱酸酯、過(guò)氧 化苯曱酰以及它們的混合物。
7. 權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)的制品，所述制品為安全玻璃層壓體，其中 所述附加層為玻璃片材，并且所述夾層具有約10至約250mil (約 0. 25至約6. 35mm)的厚度并且被層壓到所述玻璃片材上。
8. 權(quán)利要求3-6中任一項(xiàng)的制品，所述制品為太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合 件，其中所述組合件包括包含一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池 組件，并且聚合物薄膜或片材具有約0.1至約20mil (約0.003至 約O. 5mm)厚度。
9. 權(quán)利要求8的制品，所述制品還包括位于所述聚合物薄膜或片材的 相對(duì)側(cè)上、與所述太陽(yáng)能電池組件相鄰的第二聚合物層，其中所述 第二聚合物層包含選自下列的聚合物組合物聚(乙烯醇縮醛)、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚烯烴嵌段彈性體、 乙烯丙烯酸酯共聚物、oc烯烴和a， p-烯鍵式不飽和羧酸的共聚物 及其離聚物、硅氧烷彈性體以及環(huán)氧樹(shù)脂。
10. 權(quán)利要求8或9的制品，所述制品還包括(A)入射層，所述入射層 由透明材料形成并且在所述組合件的受光面上充當(dāng)外層，和/或(B) 背襯層，所述背襯層由玻璃、塑料薄膜或片材、或者金屬薄膜或片 材形成并且在所述組合件的背面充當(dāng)外層。
11. 制品，所述制品是通過(guò)以下步驟制備的太陽(yáng)能電池模塊，所述步驟 包括(a)提供由權(quán)利要求1或2的聚合物薄膜或片材形成的夾 層；(b)提供包含一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能電池組件；以及(C) 將所述太陽(yáng)能電池組件包封在包含酸共聚物組合物的基體中。
12. 權(quán)利要求11的制品，其中(a)所述oc烯烴為乙烯；(b)所述oc， P-烯鍵式不飽和羧酸選自丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、馬 來(lái)酸酐、富馬酸、 一曱基馬來(lái)酸、以及它們的混合物；(c)所述酸 共聚物包含約10至約25重量°/。的來(lái)自所述a， P-烯鍵式不飽和羧 酸的重復(fù)單元；(d)所述酸共聚物具有約100至約400g/10min的熔 融指數(shù)；以及(e)所述夾層片材具有約0. 1至約20mil (約0. 003至 約0. 5mm)的厚度。
13. 制造制品的方法，其中所述制品為太陽(yáng)能電池模塊，所述方法包 括(i)提供權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池預(yù)層壓組合 件，和(i i)層壓所述預(yù)層壓組合件以形成所述太陽(yáng)能電池模塊。
14. 權(quán)利要求14的方法，其中通過(guò)使所述組合件經(jīng)受熱和任選的真空 處理來(lái)實(shí)施所述層壓步驟(i i)。
15. 包含酸共聚物組合物和添加劑的聚合物組合物，其中(i)所述酸共 聚物組合物包含ct烯烴和具有3至8個(gè)碳的a， p-烯鍵式不飽和羧 酸的酸共聚物，所述oc， P-烯鍵式不飽和羧酸的含量按所述酸共聚 物的總重量計(jì)為約1至約30重量％, (ii)所述酸共聚物具有約75至 約600g/10min的熔融指^t，并且(iii)所述添加劑選自石圭烷偶聯(lián) 齊'J、有機(jī)過(guò)氧化物、以及它們的組合。
16. 權(quán)利要求16的聚合物組合物，其中(A)所述酸共聚物具有約100至 約400g/10min的熔融指數(shù)，(B)所述a烯烴為乙烯，(C)所述oc， P -烯鍵式不飽和羧酸選自丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái) 酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、 一甲基馬來(lái)酸、以及它們的混合物，以及(D) 所述酸共聚物包含按所述酸共聚物的總重量計(jì)約10至約25重 量％的來(lái)自ct， 烯鍵式不飽和羧酸的重復(fù)單元。
17. 權(quán)利要求15或16的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物包含按 所述聚合物組合物的總重量計(jì)約0. 01至約5重量％的所述硅烷偶 聯(lián)劑，所述硅烷偶聯(lián)劑選自Y-氯丙基曱氧基硅烷、乙烯基三曱 氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三。-甲氧基乙氧基)硅 烷、Y-乙烯基千基丙基三曱氧基硅烷、N-p-(N-乙烯基節(jié)基氨基乙基)_ Y -氨基丙基三甲氧基硅烷、Y -曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧 基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三曱氧基石圭 烷、Y-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、|3-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基 三曱氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、Y-巰丙基曱氧基硅烷、Y-氨基 丙基三乙氧基硅烷、N- P -(氨基乙基)-y-氨基丙基三曱氧基硅 烷、以及它們的混合物。
18.權(quán)利要求15或16的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物包含按 所述聚合物組合物的總重量計(jì)約0. 01至約10重量％的有機(jī)過(guò)氧化 物，所述有機(jī)過(guò)氧化物選自2,5-二曱基己烷-2，5-二氫過(guò)氧化 物、2，5-二曱基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷-3、 二叔丁基過(guò)氧化 物、過(guò)氧化叔丁基異丙苯、2，5-二曱基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧)己 烷、過(guò)氧化二異丙苯、a， oc'-雙(叔丁基過(guò)氧異丙基)苯、正丁基-4，4-雙(叔丁基過(guò)氧)戊酸酯、2,2-雙(叔丁基過(guò)氧)丁烷、1,1-雙 (叔丁基過(guò)氧)環(huán)己烷、1, 1-雙(叔丁基過(guò)氧)-3， 3， 5-三曱基環(huán)己 烷、叔丁基過(guò)氧苯曱酸酯、過(guò)氧化苯曱酰以及它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種包含酸共聚物組合物的聚合物薄膜或片材，所述酸共聚物組合物包含α烯烴和具有3至8個(gè)碳的α，β-烯鍵式不飽和羧酸的酸共聚物，所述α，β-烯鍵式不飽和羧酸的含量按所述酸共聚物組合物的總重量計(jì)為約1至約30重量％，其中所述酸共聚物具有約75至約600g/10min的熔融指數(shù)。所述酸共聚物組合物優(yōu)選包含選自硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)過(guò)氧化物、以及它們的組合的添加劑。此外，還公開(kāi)了一種包含夾層和附加層的制品，所述夾層由所述聚合物薄膜或片材形成，所述附加層選自玻璃、其它聚合物夾層片材、聚合物薄膜層、以及金屬薄膜或片材。制品的實(shí)例包括安全窗和太陽(yáng)能電池。
文檔編號(hào)B32B27/32GK101611078SQ200880005031
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者M·S·霍爾, R·A·海斯, S·L·薩米爾斯 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司