[發(fā)明專利]用于光伏背板的輻射可固化的粘合劑組合物

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380009311.8
• 申請(qǐng)日: 2013-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN104114595A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·L·肯色基;J·M·奧利弗;A·A·勒費(fèi)比爾;G·S·奧布萊恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿科瑪股份有限公司;阿科瑪法國公司
• 主分類號(hào): C08F299/00
• 分類號(hào): C08F299/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于將高熱形變溫度層粘合到UV不透明的、著色的或非著色的氟聚合物膜上的輻射可固化的粘合劑體系。該輻射可固化的粘合劑體系使用一種為了使用長波長UV能量固化而優(yōu)化的粘合劑組合物。為了通過LED或電子束輻射固化，還可以對(duì)該粘合劑體系進(jìn)行優(yōu)化。該體系設(shè)計(jì)為通過一個(gè)UV不透明氟聚合物膜來固化–并且尤其是其中二氧化鈦用作顏料。一種優(yōu)選的多層膜結(jié)構(gòu)是一種聚偏二氟乙烯(PVDF)/可固化的粘合劑/聚酯對(duì)苯二甲酸酯(PET)結(jié)構(gòu)。這種膜結(jié)構(gòu)尤其作為一個(gè)背板對(duì)于光伏模塊是有用的。

發(fā)明背景

光伏(PV)模塊典型地由一個(gè)透明玻璃或聚合物前板、通過封裝保護(hù)的太陽能電池、和一個(gè)背板組成。這些太陽能電池可以由本領(lǐng)域中用于此用途的已知的材料制成，這些材料包括，但不限于：晶態(tài)硅、非晶態(tài)硅、鎘銦鎵硒化物(CIGS)、或鎘銦硒化物(CIS)、有機(jī)聚合物分子、小有機(jī)分子、或其他類似材料。這種背板在該模塊的背面上暴露于環(huán)境中。該背板的主要功能是對(duì)該經(jīng)封裝的電池提供保護(hù)使其免受通過與水、氧氣、和/或紫外線的反應(yīng)而誘發(fā)的衰退。該背板還為該模塊提供了的電絕緣。因?yàn)樘柲茈姵匾话惴庋b在乙烯乙酸乙烯酯(EVA)中，所以當(dāng)這些PV部件在一個(gè)熱成型工藝中被層合在一起時(shí)，該背板材料應(yīng)很好地粘附到EVA上。其他有用的封裝劑包括，但不限于，乙基乙酸乙烯酯、聚烯烴、官能聚烯烴、離聚物、有機(jī)硅、接枝的聚烯烴-聚酰胺共聚物，以及聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl?butryl)。

PV背板典型地是一種多層膜結(jié)構(gòu)，該多層膜結(jié)構(gòu)包含一個(gè)高熱形變溫度層，如一種聚酯，或類似膜層，在外側(cè)上具有一個(gè)或多個(gè)薄氟聚合物層，在PV模塊背對(duì)直接太陽輻射的一側(cè)上暴露于環(huán)境。總體上，至少一個(gè)氟聚合物外層是著色的或UV不透明的，通常含有一種或多種白色顏料。該高熱形變溫度層典型地在面對(duì)模塊內(nèi)部的一側(cè)上具有或者另一個(gè)氟聚合物膜，或者一個(gè)聚烯烴層。用一種粘合劑將該一個(gè)或多個(gè)氟聚合物膜粘附到該高熱形變溫度層上。

該粘合劑典型地是一種兩部分共聚酯、氨基甲酸酯、或基于丙烯酸溶劑的粘合劑。這些粘合劑必須不僅對(duì)氟聚合物膜和聚酯膜二者提供良好的粘合強(qiáng)度，而且具有高的耐熱性和耐化學(xué)性，并且必須進(jìn)一步在環(huán)境暴露下是不黃化的。雖然這些粘合劑體系在PV模塊構(gòu)造中是有用的，但是它們具有一些缺陷。具體地而言，這些粘合劑體系在室溫下會(huì)要求一至兩周來完全固化。因此，背板廠家必須將此長的固化時(shí)間考慮進(jìn)他們的生產(chǎn)周期內(nèi)以便確保足夠的固化。此外，這些基于溶劑的粘合劑系統(tǒng)含有揮發(fā)性有機(jī)化合物，這些化合物必須由背板生產(chǎn)廠家以一種適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行處理。

已知UV可固化粘合劑以比基于標(biāo)準(zhǔn)兩部分溶劑的粘合劑快的多的速度固化，因此，有利的將是找到一種適合的UV可固化粘合劑體系用于生產(chǎn)PV背板。不幸地，已知在著色氟聚合物膜中常用的二氧化鈦(TiO₂)白色顏料在400nm下吸收100％的光子并且在400nm與500nm之間吸收超過80％的光子。當(dāng)使用UV引發(fā)的自由基聚合作為一種使用分散在涂層或膜中的二氧化鈦固化的方法時(shí)，這造成了一個(gè)主要問題。

出人意料地，已經(jīng)開發(fā)了一種輻射可固化粘合劑體系，該體系可以用于將UV阻擋氟聚合物膜粘附到聚酯膜上。這種粘合劑體系通過或者UV阻擋氟聚合物膜或者高熱形變溫度層迅速固化并且已經(jīng)被證實(shí)了具有與氟聚合物膜和聚酯膜二者的非常良好的粘合強(qiáng)度。該粘合劑組合物還具有優(yōu)異的耐熱性和耐濕性。這些粘附的多層膜作為背板結(jié)構(gòu)在一種光伏模塊中是有用的。

發(fā)明概述

本發(fā)明涉及一種多層膜結(jié)構(gòu)，按順序具有：

一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，按順序包括：

a)一個(gè)高熱形變溫度層；

b)一個(gè)由UV、LED或電子束輻射完全或部分固化的粘合劑組合物層；

c)一個(gè)UV不透明氟聚合物膜層；

其中這些層彼此相鄰。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于形成該多層膜結(jié)構(gòu)的方法，由以下步驟構(gòu)成：

a)形成一種輻射可固化的粘合劑組合物，包含：

1)一種粘合劑，包含一種脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物，和一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體；以及芳香族低聚物，以及

2)一種光引發(fā)劑；

b)在一個(gè)高熱形變溫度層與至少一個(gè)著色的氟聚合物層之間施用所述粘合劑組合物；

c)使所述高熱形變溫度層、至少一個(gè)著色的氟聚合物層、以及所述粘合劑結(jié)合在一起以便形成一種多層結(jié)構(gòu)；