[發明專利]一種用于退火處理光伏封裝聚合物薄膜的方法

有效

• 申請號: 201080069554.7
• 申請日: 2010-10-11
• 公開（公告）號: CN103189426A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 約翰·威利·德克勒克
• 申請（專利權）人: NOVO聚合物公眾有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;H01L31/048
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 謝敏楠;倪小敏

技術領域

根據權利要求1的前序部分，本發明涉及一種退火處理光伏聚合物封裝薄膜的方法，所述薄膜包含大體上沿機器方向取向的聚合物分子。

背景技術

通過常規的聚合物擠出技術，聚合物在高輸出速度（>5-7米/分鐘）下被轉換成薄規格（guage）（例如500微米或更小）的薄膜，這種聚合物具有沿機器方向的高水平的取向（orientation），所述機器方向是將薄膜擠出機器的方向。這種高水平的取向的一個結果是當所述薄膜被加熱到其熔化溫度以上時會高度皺縮。特別對于光伏聚合物封裝薄膜，當用這種薄膜將太陽能電池陣列封裝在光伏模塊內時，這種皺縮就是問題。皺縮會引起易碎的太陽能電池損壞和/或導致在邊緣或在模塊內缺少材料。在層壓步驟中，例如通過真空層壓過程實現封裝，而在真空層壓過程中，薄膜被加熱至融化并且也可以被進一步加熱至容許聚合物母體固化或交聯，已發現，層壓步驟之前的分離的退火步驟能使薄膜松弛并且因此能在層壓點極大地減少皺縮。市場上有STR生產的商標為PHOTOCAP?的被退火處理的光伏聚合物封裝薄膜，這種光伏聚合物封裝薄膜具有減少的皺縮。但是涉及獲得這種薄膜的處理方法的信息還沒有被公開。但是，所銷售的由STR制造的這種薄膜被附在硅化紙上，并且如果硅化紙被移除，在薄膜上能看見硅化紙的微小痕跡。由于硅化紙的存在，從硅化紙轉移至薄膜的硅會被觀察到，這是不期望的。另外，硅化紙的存在會引起材料的額外成本和額外處理過程，即當將薄膜施加到光伏模塊上時必須移除硅化紙。

雖然在傳統的擠出中通過智能處理，例如通過慢速擠出、慢冷卻所擠出的薄膜以及在擠出后有限地延伸熔化的幕狀物（curtain），能有限地減少聚合物分子的取向和壓力，但是這種解決方案由于降低生產過程而導致成本相當大。在擠出之后沒有合適的手段退火處理薄膜，對于約500微米薄規格和1000mm寬的高乙酸乙烯酯EVA（ethylene-vinyl?acetate，乙烯-乙酸乙烯酯）共聚物類型的薄膜，擠出速度會被限制到100至250kg。這類薄膜最終的應力和皺縮較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于退火處理光伏聚合物封裝薄膜的方法，在該方法中，所述薄膜的皺縮被減少。

為了實現上述目的，使用加熱裝置將被支撐在支撐裝置的支撐表面上的薄膜加熱至弛豫溫度以增加聚合物分子的各向同性，從而使得薄膜被至少部分地退火，支撐裝置包括位于薄膜和支撐表面之間的流體。

發明人發現，通過將薄膜加熱至弛豫溫度能對薄膜退火處理。薄膜和支撐表面之間所含的流體防止薄膜（通常為例如500微米或更小的薄規格薄膜）粘結到支撐裝置的殘留物。

發明人另外還發現，聚合物分子的各向同性通過相對于機器方向取向的聚合物分子在弛豫溫度下或高于弛豫溫度下例如能被增加，從而使得能獲得相對于機器方向更加均勻分布的取向角，和/或通過設定隨機卷繞的構造增加聚合物分子的各向同性。

在本發明優選的實施方式中，支撐表面具有用于支撐薄膜的粗糙表面。具有高點和下凹點的粗糙表面的表面形貌使得其能給被加熱的粘性聚合物薄膜提供改進的支撐。不想受任何理論的限制，發明人認為，高點和下凹點的結合防止薄膜在弛豫期間粘結、流動或極大地延長，高點用于在離散點固定薄膜，在下凹點流體支撐薄膜。另一優點是，應力弛豫被均勻地分布在聚合物薄膜上。隨機分布的高點和下凹點也被認為有助于進一步增加薄膜內聚合物分子的各向同性。

在本發明優選的實施方式中，粗糙表面的粗糙度Rz為50至120微米之間，優選地為90微米，和/或粗糙度Ra為5至50微米。發明人發現，對于具有這種特定微形貌的表面，具有粗糙表面的支撐表面（即，高點和下凹點的效果之間的平衡）的優點是特別顯著的。?

在本發明更優選的實施方式中，粗糙表面由金屬制成，例如鋼、不銹鋼、陶瓷、銅、鋁等。金屬表面通常耐用并且在涉及聚合物薄膜弛豫的溫度范圍內不會與聚合物反應。另外，存在多種給表面（特別是金屬表面）施加特定粗糙度的表面粗化技術。

在本發明優選的實施方式中，所述支撐裝置包括至少一個輥，輥具有作為外圓柱表面的粗糙表面。具有作為外圓柱表面的粗糙表面的輥不僅提供了用于支撐薄膜的表面，還提供了通過繞縱軸旋轉輥將難以處理的、被加熱的、粘性的軟薄膜從一個處理工位傳輸到另一工位的可能性，該傳輸過程作為自動和連續生產過程的一部分。

在本發明優選的實施方式中，薄膜包括官能分子并且弛豫溫度低于官能分子的熱解溫度。官能分子例如是固化過程所必須的固化分子（例如有機過氧化物）或用于增加薄膜與光伏模塊內玻璃表面粘附的引物分子（例如硅烷）。