[發(fā)明專利]用于光伏應(yīng)用的不含任何丙烯酸類氣味的氟化聚合物與氧化鋅的膜

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210512864.2
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN102977525A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.邦尼特;F.博姆;N.德沃克斯;K.特里巴萊爾;S.比澤特;F.戈德弗洛伊
• 申請（專利權(quán)）人: 阿克馬法國公司
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08L33/12;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/26;C08J3/22;H01L31/048
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 宋莉

本申請是申請?zhí)枮?01080044071.1、申請日為2010年08月04日、發(fā)明名稱為“用于光伏應(yīng)用的不含任何丙烯酸類氣味的氟化聚合物與氧化鋅的膜”的專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及包含含氟聚合物及納米尺寸的氧化鋅的組合物。本發(fā)明還涉及由所述組合物制造的膜。由于這些膜在可見區(qū)中的透明性以及對UV輻射的不透明性，它們特別地意在用作光伏電池中的前板(封裝前膜，frontsheet)。

光伏電池由夾在兩個金屬電極之間的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，整個組件由前板和背板(backsheet)保護(hù)。光伏電池的前板應(yīng)當(dāng)主要保護(hù)所述電池的組件不受任何機(jī)械沖擊。其還應(yīng)當(dāng)防止由于特別地由UV輻射和氧氣誘發(fā)的老化引起的影響。為了盡可能有效地利用陽光，光伏電池的前板當(dāng)然應(yīng)當(dāng)在某些光譜區(qū)內(nèi)具有高的透射，對于基于晶體硅的電池，所述光譜區(qū)例如從400nm延伸到1100nm。

已知，使用由玻璃制成的前板制造光伏電池，玻璃是便宜且非常普遍的材料，其另外表現(xiàn)出高的機(jī)械強(qiáng)度。但是，由玻璃制成的前板具有缺點(diǎn)：在從400nm延伸到1100nm的范圍內(nèi)具有92%的上限的透射、大的重量且低的沖擊強(qiáng)度，要求在光伏電池的運(yùn)輸、安裝和使用期間特別小心。

由塑料制成的前板克服了這些缺點(diǎn)中的幾個。這是因為存在表現(xiàn)出比玻璃高的透射、更輕且具有令人滿意的沖擊強(qiáng)度的塑料。

因此，已知通常使用含氟聚合物且特別地PVDF(偏二氟乙烯VDF的聚合物)制造用于保護(hù)物體和材料的膜，因為它們對惡劣氣候、UV輻射和可見光、以及化學(xué)品的非常良好的耐受性。這些膜對于經(jīng)受嚴(yán)峻的氣侯條件(下雨、寒冷、炎熱)的室外應(yīng)用或在高溫(>130°C)下進(jìn)行的轉(zhuǎn)化過程表現(xiàn)出非常良好的熱穩(wěn)定性。

由例如DuPont、Asahi?Glass、Saint-Gobain及Rowland?Technologies的公司銷售的基于含氟聚合物(乙烯與四氟乙烯或ETFE的共聚物；PVDF；乙烯與丙烯或FEP的共聚物等)的單層膜已用作用于光伏電池的前板。

通常，為了保護(hù)聚合物膜不受紫外線的損害，在其中引入有機(jī)UV吸收劑和/或無機(jī)填料。已知，向含氟聚合物例如偏氟乙烯的聚合物或共聚物中加入無機(jī)填料例如TiO₂、SiO₂、CaO、MgO、CaCO₃、Al₂O₃以及另外的許多其它無機(jī)填料可導(dǎo)致隨著當(dāng)在高溫下以熔融狀態(tài)進(jìn)行共混以使填料分散時產(chǎn)生HF(氟化氫)的相當(dāng)嚴(yán)重的損害。用于對這些填料和例如PVDF進(jìn)行加工的一個路線在于使用丙烯酸類母料引入這些無機(jī)填料。為此，將無機(jī)填料分散在甲基丙烯酸甲酯的聚合物或共聚物(PMMA)中，然后使該母料與PVDF以熔融狀態(tài)共混。PMMA的存在導(dǎo)致缺點(diǎn)，例如所得的膜相對于溫度的尺寸穩(wěn)定性的限制、較低的熱穩(wěn)定性、在電池組裝期間的丙烯酸類的氣味特性、以及與純PVDF相比較低的對UV輻射的穩(wěn)定性。包含含氟聚合物/丙烯酸類聚合物/無機(jī)填料的三元組合物的膜描述于例如文獻(xiàn)WO2009/101343中。

有機(jī)UV吸收劑是吸收和散射UV輻射的惰性物質(zhì)。但是，由于它們的缺點(diǎn)(即有限的光譜范圍、它們在老化期間的分解以及伴隨有滲出現(xiàn)象的它們的遷移)，它們的使用受到限制。在于限制UV吸收劑的含量的一個解決方案已例如由本申請人公司已經(jīng)在文獻(xiàn)EP1382640中提出，其描述了對可見光透明且對UV輻射不透明的膜，所述膜由兩層組成，包括含有PVDF、PMMA、丙烯酸類彈性體和UV吸收劑的一層。實(shí)施例1-5中列出的結(jié)果表明，當(dāng)厚度為15μm的膜在烘箱中保持7天時，未觀察到滲出。但是，對UV吸收劑含量的限制可不適于制造用于較長運(yùn)行時間的膜，如對于光伏電池的情況。

因此，期望可獲得不含有丙烯酸類和有機(jī)UV吸收劑的組合物，其使得可制造表現(xiàn)出在可見區(qū)中的透明性和對UV輻射的不透明性的良好性能以及良好的機(jī)械強(qiáng)度和對老化的良好耐受性的膜。

本申請人公司所進(jìn)行的研究已經(jīng)表明：由基于含氟聚合物以及良好分散在所述含氟聚合物中的無機(jī)填料的組合物出發(fā)，可制造表現(xiàn)出這些性能的膜，同時防止對所述含氟聚合物的損害且無需加入另外的成分如丙烯酸類。

為此并根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及由含氟聚合物和氧化鋅(ZnO)組成的聚合物組合物，所述填料以0.1-10%、優(yōu)選0.5-6%的重量比例存在于所述組合物中。

有利地，含氟聚合物為偏二氟乙烯的均聚物或者偏二氟乙烯與至少一種其它含氟單體的共聚物。