[發明專利]具有UV穩定性和高透光率的聚酯膜

有效

• 申請號: 201180008403.5
• 申請日: 2011-02-04
• 公開（公告）號: CN102918092A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 滿處德昭;西蒙·謝菲爾德
• 申請（專利權）人: 杜邦帝人薄膜美國有限公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

本發明涉及聚酯膜，其呈現高UV穩定性（紫外線穩定性）和高透光率（light?transmittance），且尤其是用于制造光伏（PV）電池和其他電子裝置（電子器件），特別是柔性裝置（柔性器件）中。

聚酯膜的機械性能、尺寸穩定性、柔性、重量、抗沖擊性和光學性能對于它們在制造電子或光電子器件，如電致發光（EL）顯示器件（尤其是有機發光顯示（OLED）器件）、電泳顯示器（電子紙（e-paper））、光伏（PV）電池和半導體器件（通常如有機場效應晶體管、薄膜晶體管和集成電路）中的應用提供優勢。使用柔性聚酯膜作為電子器件中的一層或多層使得可以以卷到卷工藝（滾動式工藝，reel-to-reel?process）來制造這種器件，由此降低成本。

光伏電池通常包括前板（或前薄板（front-sheet））；正面封裝劑材料；在電極支撐基底（基板，襯底，substrate）上的光活性材料（光敏材料）；背面密封劑；后背板（rear?back-plane）（或背薄板）；以及收集和控制電荷的各種部件（components）。聚酯膜已經提出用于制造PV電池中的各種層，例如前板（前面，front-plane）、背板（背面，back-plane）、一個或多個電極支撐層。經常由許多光伏電池構成的光伏模塊通常根據所使用的活性光伏材料進行分類。它們包括結晶硅、鎵-砷化物（GaAs）、非晶硅（a-Si）、鎘-碲化物（CdTe）、銅-銦-鎵(二)硒化物（CIGS）、染料敏化的或有機電池。包含鎵-砷化物、非晶硅、鎘-碲化物、銅-銦-鎵(二)硒化物、染料敏化的或導電有機材料的光伏電池經常稱作薄膜光伏電池（TFPV電池），其可以是柔性的或者可以不是柔性的。其他薄膜硅PV電池包括原晶（protocrystalline）、納米晶（nc-Si或nc-Si:H）和黑硅PV電池。薄膜光伏電池通過在基底（基板，substrate）上沉積光伏材料的一個或多個薄層來制造，薄層的厚度范圍從1或2納米至數十微米變化，可利用各種沉積方法和各種基底。

吸引了更多研究和開發的一種類型的PV電池是CIGS（銅-銦-鎵(二)硒化物）PV電池。雖然目前CIGS?PV電池的效率低于結晶硅PV電池的效率，但是由于更便宜的材料和制造方法，CIGS?PV電池提供了成本效益。活性（有源，active）CIGS薄膜層可以以多晶形式直接沉積在基底，典型地為鋼或鉬涂布的玻璃上，并且這通常通過真空濺射來實現。已經報道了制造工藝，其涉及連續的卷到卷工藝（輥對輥工藝，roll-to-roll?process）以在不銹鋼基底上沉積CIGS太陽能電池的所有層。替代工藝包括（i）在基底上沉積前體材料的納米顆粒接著進行原位燒結；和（ii）進行電鍍。典型的CIGS?PV電池包括支撐基底，在該支撐基底上沉積光活性（光敏）CIGS材料的薄結晶層，并且還包括位于CIGS材料上方的透明聚合物層，其可以例如用作保護層或用作集電層（電荷收集層，charge-collection?layer）。然后用阻擋材料（barrier?material）封裝這種多層復合物（多層復合材料，multilayer?composite），所述阻擋材料將復合物保持在一起，并且用來排出結構中的空氣并提供高的對氣體和溶劑滲透的耐性。封裝的阻擋材料通常以自支撐膜或薄片的形式使用，其然后利用熱層壓技術，典型地在真空下施加至多層復合物，如現有技術中已知的。然后將封裝的復合物夾在前板（前面，front-plane）和背板（背面，back-plane）之間，使得透明聚合物層設置在光活性層和前板之間。前板和/或背板通常是玻璃，但也可以是聚合物材料（聚合材料）。

如上文提及的另一種類型的薄膜PV電池類似地用封裝PV電池的各種功能層，包括光活性層的材料制造。

本發明特別涉及適合用作PV電池，尤其是薄膜PV電池中的透明層，并且特別是如上所述的CIGS?PV電池中的透明聚合物層（polymeric?layer）的膜。這種膜應當顯示一種或多種，且優選所有以下性能的組合：

（i）高透光率。典型地，對于高PV電池效率需要在400-800nm內85%的總透光率（TLT）。通常，層還應當呈現小于0.7%的低霧度（光霧，haze），盡管一些量的霧度可以是有利的（US-5078803;Thin?Solid?Films2007,515,8695），這是因為當其通過光活性層行進時，增加了光的路徑長度（path-length）。