[發(fā)明專利]含有含氟聚合物的疊層材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680020930.7
• 申請(qǐng)日: 2006-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101193748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼斯·赫爾;約瑟夫·G·沃爾頓;馬里亞·P·狄龍;戴維·B·雷德蒙;馬克·W·穆格利;托馬斯·J·布隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): B32B27/08
• 分類號(hào): B32B27/08;B32B27/28;B32B27/32;B32B27/36;F24J2/50;H01L31/048
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁業(yè)平;張?zhí)焓?/td>

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2005年6月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/689840的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可用作太陽(yáng)能電池的背襯膜的多層含氟聚合物膜或疊層材料、及該多層含氟聚合物膜或疊層材料的制造方法。

背景技術(shù)

多層膜或疊層材料是這樣的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體試圖結(jié)合不同材料的性質(zhì)，以提供改善的性能。所述的性質(zhì)包括：針對(duì)一些物質(zhì)(例如水)的防滲透性、耐刺穿性、耐候性和電絕緣性。之前的疊層材料已經(jīng)滿足了太陽(yáng)能模組的多種要求，但卻經(jīng)常導(dǎo)致性能不均衡、更昂貴、或者難以處理或加工。此外，其內(nèi)層通常不能在模組的使用期內(nèi)受到充分的保護(hù)。

為了改善光電模組的耐久性、壽命和性能，正在開(kāi)發(fā)具有更厚的防滲透材料(例如PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯))層的背側(cè)疊層材料，或者背側(cè)疊層材料會(huì)借助于使用金屬箔、無(wú)機(jī)涂層或多層含氟聚合物。通常，這些嘗試會(huì)形成往往更加昂貴的結(jié)構(gòu)體、和/或更堅(jiān)硬(即模量更高)且更難以施加到太陽(yáng)能模組的背側(cè)的疊層材料。此外，常規(guī)的結(jié)構(gòu)體通常要求成品結(jié)構(gòu)體(通常為多層)在層疊之前經(jīng)過(guò)加熱循環(huán)，以使得整個(gè)結(jié)構(gòu)體可以順利地進(jìn)行層疊。

發(fā)明概述

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明涉及一種多層膜。該多層膜包含聚酯中間層，該聚酯中間層具有結(jié)合在所述中間層的相背的兩側(cè)的第一外層和第二外層。所述第一外層是半結(jié)晶含氟聚合物，其拉伸模量小于100,000磅/平方英寸(psi)。當(dāng)將所述中間層在150℃下保持約15分鐘時(shí)，其收縮率小于1％，并且所述第二外層是烯烴聚合物。

本發(fā)明還提供一種多層制品的制備方法，該方法包括：提供具有第一表面和第二表面的聚酯第一中間層，其中當(dāng)將所述第一中間層在150℃下保持約15分鐘時(shí)，其收縮率小于約1％；將拉伸模量小于100,000?psi的半結(jié)晶含氟聚合物第一外層施加到所述第一表面上；將烯烴聚合物第二外層施加到所述第二表面上；以及通過(guò)施加能量、機(jī)械力或這二者使所述各層結(jié)合，從而形成多層膜。

通過(guò)以下的發(fā)明詳述和所附的權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。以上對(duì)本發(fā)明公開(kāi)的原理的概述無(wú)意說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的每一個(gè)示例性實(shí)施方案或每一種實(shí)施方式。以下的詳細(xì)描述更具體地示例性示出利用本文所公開(kāi)的原理的某些優(yōu)選實(shí)施方案。

發(fā)明詳述

本發(fā)明為起疊層材料作用的多層膜。在優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)將多層膜用作光電模組的背側(cè)膜時(shí)，可以使光電模組的耐久性、壽命和性能得到增強(qiáng)。所述多層膜為這樣的多層結(jié)構(gòu)，在該多層膜的基本構(gòu)造中包含中間層，該中間層具有固定于所述中間層的相背的兩側(cè)上的第一外層和第二外層。第一外層是這樣的半結(jié)晶含氟聚合物，按照ASTM?D638所限定，其拉伸模量小于100,000psi。中間層包含當(dāng)在150℃下保持約15分鐘時(shí)測(cè)定的收縮率小于1％的聚酯。第二外層是烯烴聚合物。將所述各層按照所提及的順序結(jié)合在一起，從而形成多層膜。

在本發(fā)明的各個(gè)方面中，第一外層中的含氟聚合物成分可以選自多種含氟聚合物。這種含氟聚合物通常是TFE或VDF與其它氟化或非氟化單體的共聚物。代表性的材料包括：四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)；偏二氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物；四氟乙烯-六氟丙烯-乙烯共聚物(HTE)；偏二氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物；或衍生自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF)的共聚物，例如可得自位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州Oakdale市Dyneon?LLC公司的THV系列。

第一外層的拉伸模量為小于100,000psi。所述拉伸模量是指為了使成品膜結(jié)構(gòu)體順應(yīng)其預(yù)期的應(yīng)用而具有的所需的撓性特征。此外，含氟聚合物外層優(yōu)選能夠使結(jié)構(gòu)體具有較低的滲透特性，以便可以保護(hù)器件或優(yōu)選的太陽(yáng)能電池應(yīng)用的內(nèi)部元件。

適于用作第一外層的一類優(yōu)選的氟化共聚物是具有衍生自四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯、以及可任選的全氟烷基乙烯基醚或全氟烷氧基乙烯基醚的共聚單元的那些。優(yōu)選的是，這些聚合物在其衍生自VDF的共聚單元中含有低于約30重量％(wt％)的VDF、更優(yōu)選為約10wt％至約25wt％的VDF。非限定性例子包括可得自位于美國(guó)明尼蘇達(dá)州Oakdale市Dyneon?LLC公司的THV?500。