專利名稱：多層膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作太陽(yáng)能電池模塊背面膜的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜或 層合材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池板背面膜通常用于提高放置在太陽(yáng)能電池板中的光電模塊 的耐用性、壽命和性能。太陽(yáng)能電池板背面膜通常是試圖結(jié)合相異材料的 特性以便提供改善的性能的多層膜或?qū)雍蠘?gòu)造。此類特性包括對(duì)諸如水等 成分的屏蔽阻擋性、耐切穿性、耐候性和電絕緣性。此外，太陽(yáng)能電池板 背面膜的反射性可以提高太陽(yáng)能電池模塊的功率輸出。以前的層合材料已 解決了對(duì)太陽(yáng)能電池模塊的許多需求，但通常導(dǎo)致特性的不平衡，并且更 加昂貴或難以操作或處理。此外，多層膜的內(nèi)層在模塊的使用期內(nèi)通常沒 有受到完全保護(hù)。
為了提高光電模塊的耐用性、壽命和性能，正在用更厚層的阻礙材料
(例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(以下稱為"PET")或通過使用金屬箔、無(wú) 機(jī)涂層或包括含氟聚合物在內(nèi)的多層聚合物來開發(fā)層合材料。通過這些努 力形成的構(gòu)造通常更昂貴，并且不一定能提高太陽(yáng)能電池模塊的性能。

發(fā)明內(nèi)容
需要改善的PET膜，以構(gòu)造可保持其物理和機(jī)械完整性，并且在長(zhǎng)期 暴露于(例如)高溫和潮濕等環(huán)境條件下時(shí)不會(huì)破裂或剝落的不透明的、 具有反射性的、低收縮率的太陽(yáng)能電池背面膜。通過在此類PET膜中添加 顏料來提高不透明度和反射率通常對(duì)其環(huán)境壽命具有負(fù)面影響。同樣，努 力減少PET膜收縮的結(jié)果也會(huì)縮短其使用壽命。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明涉及可解決太陽(yáng)能電池板構(gòu)造中使用的傳統(tǒng)膜的缺 陷的太陽(yáng)能電池板背面膜。本發(fā)明的膜包含PET膜和使PET膜變得不透明的添加劑，其中PET膜具有通過差示掃描量熱法從玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)(Tg)到 最高23(TC測(cè)得的約-15J/g至約5J/g的凈峰面積。將聚合物層粘附到PET 膜上，形成太陽(yáng)能電池板背面膜。太陽(yáng)能電池板背面膜在可見光范圍內(nèi)的 點(diǎn)處通常具有50%或更高的反射率。另外，在將太陽(yáng)能電池板背面膜施加 到太陽(yáng)能電池板上并在85'C和85%的相對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)時(shí)，太陽(yáng)能 電池板背面膜不會(huì)導(dǎo)致PET膜中產(chǎn)生剝落或可見的斷裂。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池板背面膜包括具有粘合到聚 合物層的0. 65或更高的特性粘度的PET膜。在將該膜施加到太陽(yáng)能電池板 上并在85t:和85%的相對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)時(shí)，該膜不會(huì)導(dǎo)致PET膜中 產(chǎn)生剝落或可見的斷裂。
另一個(gè)實(shí)施例包括制備本發(fā)明的膜的方法。本發(fā)明還提供利用特定的 太陽(yáng)能電池板背面膜來提高太陽(yáng)能電池板的耐用性和壽命的太陽(yáng)能電池 板。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)在以下的具體實(shí)施方式

和權(quán)利要求中將顯而 易見。本公開的上述發(fā)明內(nèi)容并不旨在描述本公開的每個(gè)示例性實(shí)施例或 每個(gè)實(shí)施方案。以下詳細(xì)內(nèi)容更具體地舉例說明了利用本文所公開的原理 的某些優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為具有改善的特性的太陽(yáng)能電池板背面膜，其包含粘合到聚合 物層的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜。當(dāng)PET膜用作模塊上的背面膜時(shí)，它可以 提高光電模塊的耐用性、壽命和性能。太陽(yáng)能電池板背面膜為多層結(jié)構(gòu)， 在其基部包括PET膜和粘附在PET膜上的聚合物層。PET膜具有通過差示 掃描量熱法從玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的終點(diǎn)到最高23(TC測(cè)得的約-15J/g至約5J/g 的凈峰面積。另外，PET膜包括使膜變得不透明的添加劑。在PET膜的制 備中，縱向拉伸和橫向拉伸的乘積可稱為拉伸面積。該拉伸面積通常大于 約ll，優(yōu)選地大于12。它可以大于12.5或大于13。
PET膜
一般來講，適用于本發(fā)明的PET膜可以通過熟知的稱為拉幅的方法來 制備，該方法可以定向膜的分子結(jié)構(gòu)。膜可以通過傳統(tǒng)認(rèn)可的技術(shù)按順序取向或同時(shí)雙軸取向。從玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)到最高23(TC測(cè)得的PET膜的凈 峰面積可以用制備PET膜使用的工藝參數(shù)改變。具體地講，可以用包括 PET膜拉幅生產(chǎn)線的熱定型區(qū)和冷卻區(qū)在內(nèi)的各個(gè)區(qū)內(nèi)的溫度、停留時(shí)間 和氣流速度來調(diào)整該性能。熱定型溫度優(yōu)選地低于240°C，更優(yōu)選地低于 23(TC或更低。如果熱定型條件太低，所得的膜可能無(wú)法充分或正確地結(jié) 晶?？梢杂每v向和橫向的拉伸比獲得PET膜中所需的各種特性。
為了本發(fā)明的目的，可使用TA Instruments 2920型Modulated 差 示掃描量熱儀(MDSC)來分析PET膜樣品。以每60秒+/- 0.636。C的擾動(dòng)振 幅施加4。C/分鐘的線性升溫速率。使樣品經(jīng)受-10至30(TC溫度范圍的溫 度變化。這樣可生成三種名為熱流、可逆熱流和不可逆熱流的信號(hào)。
玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)可以通過分析軟件用可逆熱流信號(hào)測(cè)定。使用該終點(diǎn) 與主要熔化轉(zhuǎn)變后至基線的回返之間的線性基線來整合熱流信號(hào)。然后可 以評(píng)價(jià)每個(gè)樣品的熱流信號(hào)的玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)與23(TC之間的凈峰面積。 對(duì)峰面積整合結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到樣品重量，并以焦耳/克(J/g)記錄。 整合末端選擇在主要熔化開始前的230°C。
使用將放熱峰描述為正數(shù)、吸熱峰描述為負(fù)數(shù)的慣例，然后可以利用 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度終點(diǎn)到最高23(TC的溫度區(qū)域的整合結(jié)果來比較各個(gè)PET 膜。本發(fā)明的膜通常包括玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)到23(TC之間區(qū)域內(nèi)的較小峰， 凈峰面積在約-15J/g至約5J/g范圍內(nèi)，優(yōu)選地在約-7J/g至OJ/g范圍 內(nèi)。優(yōu)選的PET膜在約125至13(TC不具有放熱的冷結(jié)晶峰。本發(fā)明的PET 膜優(yōu)選地在23(TC以下具有較小的吸熱峰，或具有接近線性整合基線的熱 流曲線的凈吸熱峰面積。
將根據(jù)本發(fā)明制備的PET膜與另一個(gè)聚合物層結(jié)合。就此而言，與聚 合物層結(jié)合后PET膜的大幅收縮會(huì)對(duì)預(yù)期太陽(yáng)能電池板背面膜的最終特性 產(chǎn)生不利影響。大幅收縮甚至?xí)?dǎo)致太陽(yáng)能電池板背面膜產(chǎn)生褶皺。因 此，PET膜的收縮率優(yōu)選地為約1%或更小，并視應(yīng)用而定最優(yōu)選地小于 0.5%。收縮率按照ASTM 2305-02在15(TC下測(cè)量15分鐘。當(dāng)熱定型區(qū)的 溫度和/或停留時(shí)間降低時(shí)，PET膜的收縮將趨于增加，而最終需要實(shí)施某 些步驟來抵消這種增加。制備過程中，可以通過設(shè)置在膜上的取向和約束 將收縮控制在一定程度。還可以在熱定形之后立即或在后面的次級(jí)過程中通過對(duì)PET膜進(jìn)行另外的熱處理來減少收縮。優(yōu)選地，所使用的溫度低于 初始熱定形過程使用的溫度，并且PET膜應(yīng)一定程度地或完全不受約束， 以便去除收縮。滾筒式、連續(xù)或批量方法中減少熱收縮的優(yōu)選溫度通常在 140。C至22(TC范圍內(nèi)。也可以在粘附其他層以形成太陽(yáng)能電池模塊背面膜 之后再減少PET膜的收縮，但優(yōu)選地是在將材料施加到PET膜之前去除膜 收縮。
本發(fā)明的PET膜的厚度通常大于約1密耳，優(yōu)選地大于2密耳或更 大。在另一個(gè)實(shí)施例中，PET膜也可以由多層PET形成。薄PET層自身不 能經(jīng)受最終用途中的機(jī)械力，這種應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致PET膜破裂。
優(yōu)選地對(duì)PET膜進(jìn)行不透明化，以達(dá)到太陽(yáng)能電池板背面膜中所需的 反射率水平?？梢越M合或單獨(dú)的形式使用多種添加劑使PET變得不透明， 所述添加劑包括無(wú)機(jī)物，例如CaC03、 ZnO、 BaS04或Ti02。優(yōu)選的是那些不 會(huì)在PET膜內(nèi)形成過多微洞的添加劑。所謂微洞化是指膜內(nèi)可形成小空隙 或腔。這種微洞化可能有助于使膜變得不透明，但也可能削弱不透明度。 如果過量，微洞會(huì)在環(huán)境老化過程中使膜剝落。剝落是指PET膜通過內(nèi)聚 機(jī)理在自身內(nèi)部失效，其中膜的層或片易于從PET膜上脫落。微洞化的程 度還受到PET膜制備條件、分子取向、熱定型溫度和較低分子量PET的影 響，所有這些因素都會(huì)使PET膜更易于剝落。
優(yōu)選的使PET膜不透明的添加劑為Ti02。如前文所述，也可以用BaS04 使膜變得不透明，但在某些條件和/或含量下，它會(huì)促進(jìn)PET膜的剝落。優(yōu) 選地，PET膜的不透明度為至少50%，通常包含至少5重量％的添加劑，并 且通常采用最高10%或更高的含量。太陽(yáng)能電池模塊背面膜的總體不透明 度通常為80%或更高，通常最高達(dá)90%或甚至95%以及更高。太陽(yáng)能電池模 塊背面膜的不透明度可以單獨(dú)通過PET膜獲得，或通過添加其他不透明 層、著色或其他方式來獲得?？梢岳貌贾迷赑ET膜任一面的不透明層來 為下面的PET膜提供紫外線防護(hù)。
PET膜的剝落可以很容易地通過將其充分粘附到聚合物層上，然后在 濕熱條件下使層合材料老化來測(cè)定。濕熱條件限定為85。C和85%的相對(duì)濕 度。在濕熱條件下老化一段時(shí)間后，PET膜與其他聚合物的層間粘合力可 以通過剝離兩層膜來評(píng)估。通過實(shí)驗(yàn)部分所述的剝離測(cè)試測(cè)得的剝落的
8PET膜的層間粘合力通常為lpli或更小。如果PET膜剝落，其粘附的聚合 物的暴露表面界面會(huì)留有PET膜的殘余物。這通常可以通過目測(cè)或表面分 析技術(shù)進(jìn)行評(píng)估，例如化學(xué)分析電子能譜(ESCA)。優(yōu)選地，粘附到第二聚 合物的PET膜在暴露于濕熱2000小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間后不易脫落，并且失效機(jī) 理為第二聚合物內(nèi)的粘合劑失效或內(nèi)聚失效。在某些情況下，PET膜可以 破裂、撕裂或破裂，尤其是如果它的強(qiáng)度比其粘合的材料弱時(shí)。這不一定 被解釋為剝落。用于測(cè)試的粘附機(jī)理應(yīng)該能夠經(jīng)受長(zhǎng)期的濕熱。
不透明添加劑通常以商購(gòu)的濃縮液添加，或用本領(lǐng)域熟知的方法進(jìn)行 混合。作為另外一種選擇，可在聚合反應(yīng)過程中將它們添加到PET中。如 果使用濃縮液，添加劑和載體樹脂有時(shí)都會(huì)降低PET膜的水解壽命。提高 PET膜內(nèi)的添加劑分散性可以降低其影響。
本領(lǐng)域中通常認(rèn)為，PET擠出條件還可以降低PET膜的性能。不透明 PET膜的特性粘度(IV)可以為至少0.5，優(yōu)選地為0.55或更大，并可以高 達(dá)0.6、 0. 62或0.65。在其他實(shí)施例中，膜的IV可以高達(dá)O. 7或甚至0.8 以及更大。當(dāng)IV增大時(shí)，PET膜的制造要求會(huì)變得更加苛刻。膜和樹脂的 IV可以很容易地通過本領(lǐng)域熟知的技術(shù)測(cè)得。市售的具有寬泛IV范圍的 樹月旨可得自例如E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington DE) ; Invista (Wichita, KS); 或 Eastman Chemical Company (Kingsport， TN)。同樣，可以將IV不同的樹脂混合以獲得特定的IV。此 外，使用PET膜制備過程的回收料或邊角料或使用已經(jīng)過先前熱暴露的樹 脂會(huì)對(duì)PET膜的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。優(yōu)選地，回收PET樹脂的量小于 50%。固態(tài)聚合等技術(shù)適用于降低重復(fù)使用經(jīng)過先前熱處理或較低IV的材 料的有害影響。用于制備膜的PET樹脂是那些本領(lǐng)域普遍已知的樹脂，并 可以包含其他添加劑、穩(wěn)定劑和封端劑。優(yōu)選地，它們不包含支化劑。
當(dāng)PET膜的IV為0. 65或更大時(shí)，還可以通過在太陽(yáng)能電池板背面膜 內(nèi)加入其他層來提供不透明性。這些層可以布置在PET膜的任一面。作為 另外一種選擇，根據(jù)本發(fā)明的膜可以不包含使膜不透明的添加劑。本文中 對(duì)于不透明膜的教導(dǎo)內(nèi)容適用于不含此類添加劑或不透明層的膜。所得的 膜適合用作太陽(yáng)能電池板正面膜。
聚合物層聚合物層通常作為耐候?qū)邮┘?，以便延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池板背面膜的功能 壽命，但可以施加到PET膜的任一面。聚合物層可以包含任何能夠抵御環(huán) 境條件的聚合物。多種類型的材料都可以用作聚合物層。優(yōu)選地，背面膜
包括可保護(hù)PET膜和/或內(nèi)層或太陽(yáng)能電池模塊的其他部件免受環(huán)境暴露影 響(例如UV和天氣)的層或裝置。優(yōu)選的層由含氟聚合物構(gòu)成，包括(但 不限于)氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯或它們的組合與其 他非氟化、部分氟化或完全氟化的單體的均聚物和共聚物。合適的含氟聚 合物的例子包括聚氟乙烯(商品名為Tedlar，得自E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington DE)) 以及得自 Dyneon LLC (Oakdale: 麗)的聚合物，如聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、或四氟乙烯、六 氟丙烯或偏二氟乙烯的共聚物。
與PET膜結(jié)合的聚合物層也可以包含用于封裝太陽(yáng)能電池的材料，例 如聚烯烴，包括離聚物和EVA樹脂。此外，可以采用與制備太陽(yáng)能電池模 塊相同的層合步驟來形成太陽(yáng)能電池板背面膜。任何聚合物層都可以包含 顏料、填料、交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑和其他改性添加劑。
太陽(yáng)能電池板背面膜
通常將PET膜和聚合物層結(jié)合在一起形成太陽(yáng)能電池板背面膜。
多層太陽(yáng)能電池模塊背面膜的例子包括(但不限于)(l)包括含氟聚 合物層、粘合劑、PET膜和聚烯烴層的四層構(gòu)造；(2)三層構(gòu)造，其包括粘 附于PET膜上的UV保護(hù)層、粘附于聚合物層的PET膜，其中聚合物層還可 用作太陽(yáng)能電池密封劑；(3)粘附到PET膜的第二 PET層，以及(4)粘附到 聚烯烴的PET膜。當(dāng)然所有實(shí)施例都能夠粘合到太陽(yáng)能電池模塊上。多層 膜內(nèi)各層的厚度可以各不相同，并且可根據(jù)最終應(yīng)用的要求而定制。
可任選地，可以將任何數(shù)量的附加層粘附到太陽(yáng)能電池板背面膜上。 附加層可以被認(rèn)為是底漆、粘合劑、涂層、稀松布、網(wǎng)片、箔或其他聚合 物，包括可提高屏蔽特性的氣相沉積的材料，例如金屬氧化物。這些層可 以粘附到PET膜或第二聚合物層，或布置在兩者之間的位置。
在許多情況下，涂層、底漆、粘合劑、屏蔽涂層或?qū)?、或類似的介質(zhì) 都可以存在于PET膜與聚合物層之間的界面上。如果將PET殘余物從PET 膜表面移除，那么濕熱老化后的剝落可以進(jìn)行類似的解釋，并且可以在與PET膜相對(duì)的失效界面上檢測(cè)到剝落。PET膜與其他聚合物的層合材料在一 段時(shí)間的濕熱暴露后優(yōu)選地具有至少lpli (磅/線性英寸)的剝離強(qiáng)度， 優(yōu)選的是1. 5pli至最大2pli或更大。
要想得到最大效用，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板背面膜在使用過程中不應(yīng) 剝落。也就是說，不同層之間的粘合劑粘合強(qiáng)度應(yīng)足夠強(qiáng)效和穩(wěn)定，以防 止不同的層在經(jīng)受(例如)潮濕、高溫、低溫、風(fēng)、化學(xué)品和/或其他環(huán)境 暴露后分離。在所有情況下提高層間粘合力的多種方法對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普 通技術(shù)人員來說通常都是已知的。
已采用了多種方法來粘合本發(fā)明的聚合物材料。例如，可以通過兩層 之間的粘合劑材料層將各層用粘結(jié)方法粘合在一起。作為另外一種選擇， 可以采用單獨(dú)使用或與粘合劑材料結(jié)合的一層或兩層的表面處理，將兩種 類型的材料粘合在一起。例如，可以用帶電氣體氣氛對(duì)含有含氟聚合物的 層進(jìn)行處理，然后將其與非氟化聚合物層進(jìn)行層合。另一種方法是，用 "粘結(jié)層"將含氟聚合物材料粘合到包含大量非氟化聚合物的材料層上。
用于提高與含氟聚合物的層間粘合力的粘結(jié)層方法包括將基料和芳族 材料(例如兒茶酚酚醛樹脂、兒茶酚甲酚酚醛樹脂、多羥基芳族樹脂)
(可選地包含相轉(zhuǎn)移催化劑)與含氟聚合物混合，然后在粘合之前施加到 任一層上。作為另外一種選擇，如美國(guó)已公布的專利申請(qǐng)No. 2005/0080210 Al所公開，該組合物可以用作不包括單獨(dú)的粘結(jié)層的含氟 聚合物層。
用于粘合含氟聚合物的另一種粘結(jié)層方法是使用基料、冠醚和非含氟 聚合物的組合。該方法在美國(guó)專利No. 6，767，948中有所公開。
可以用作粘合含氟聚合物的粘結(jié)層或底漆的另一種方法涉及使用氨基 取代的有機(jī)硅烷。該方法全面公開于美國(guó)專利No. 6， 753， 087。有機(jī)硅烷 可以任選地與官能化聚合物共混。
各層之間的粘合也可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)，包括應(yīng)用酸酐或酸改性的 聚烯烴、應(yīng)用硅烷底漆、利用電子束輻射、利用紫外光和加熱、電暈處理 或它們的組合。
本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)粘合技術(shù)與選定的多層材 料相匹配來達(dá)到所需的層間粘合力水平。所得的包括PET膜和聚合物層的太陽(yáng)能電池模塊背面膜在可見光范圍
內(nèi)的點(diǎn)處或約450至約700mn范圍內(nèi)，并更優(yōu)選地在太陽(yáng)能電池發(fā)電所用 的大部分光范圍內(nèi)具有至少50%的反射率。更優(yōu)選地，太陽(yáng)能電池模塊背 面膜可以具有70%或80%或更高的反射率。通過太陽(yáng)能電池模塊背面膜中的 其他層可以在一定程度上提供或增大反射率。優(yōu)選地，PET膜本身可提供 大部分反射率。
加入不透明添加劑會(huì)削弱PET膜的機(jī)械強(qiáng)度，從而當(dāng)暴露于環(huán)境條件 時(shí)導(dǎo)致過早的脆變。當(dāng)作為太陽(yáng)能電池模塊背面膜層合到太陽(yáng)能電池模塊 的背面時(shí)，膜的脆變通過在濕熱暴露過程中PET膜的最終破裂來證明。可 以通過將膜粘合到玻璃板或太陽(yáng)能電池模塊上并使該構(gòu)造經(jīng)受與此前所述 的相同濕熱條件來評(píng)估太陽(yáng)能電池板背面膜。在測(cè)試結(jié)束時(shí)，將該構(gòu)造從 濕熱環(huán)境中取出，并使其冷卻至環(huán)境溫度。如果PET膜未保持足夠的特 性，它就會(huì)出現(xiàn)裂紋。這些裂紋用肉眼就可以看到，尤其是當(dāng)PET膜沒有 用其他不透明材料層覆蓋時(shí)。優(yōu)選地，當(dāng)PET膜作為太陽(yáng)能電池模塊背面 膜層合到太陽(yáng)能電池模塊的背面時(shí)，在2000小時(shí)的濕熱暴露后PET膜不會(huì) 破裂。
在濕熱老化并測(cè)量其機(jī)械性能后，還可以從太陽(yáng)能電池板背面膜中取 出PET膜。優(yōu)選地，PET膜在2000小時(shí)的濕熱暴露后具有至少2%的斷裂伸 長(zhǎng)率，更優(yōu)選地為5%或甚至10%或更大。測(cè)量斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)試方法在實(shí) 例部分有所描述。
太陽(yáng)能電池模塊
太陽(yáng)能電池模塊或面板通常包括具有一個(gè)或多個(gè)能夠通過光電效應(yīng)發(fā) 電的元件的玻璃層。這些元件是電氣連接的，并通常被封裝在聚合物中， 以使其與玻璃分離并粘附在玻璃上。太陽(yáng)能電池模塊背面膜粘附在產(chǎn)生電 子的元件的后面，形成太陽(yáng)能電池模塊。太陽(yáng)能電池板背面膜可以直接或 通過其他傳統(tǒng)方法(例如粘結(jié)層或粘合劑層)粘附到密封劑材料。通過傳 統(tǒng)方法利用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池板背面膜形成太陽(yáng)能電池模塊。
實(shí)例
結(jié)合本發(fā)明使用以下測(cè)試工序-
12反射率:測(cè)量8度入射角的全光反射系數(shù)(TLR)作為反射率。按照 ASTM E903,在配有150腿積分球配件的Perkin Elmer Lambda 950儀器上 進(jìn)行測(cè)量。剝離測(cè)試:按照ASTM D1876-02，用安裝了 Merlin軟件包的5564型 Instron張力計(jì)進(jìn)行剝離測(cè)試。將膜樣品切成W英寸寬X6英寸長(zhǎng)。開始剝 離界面并剝離約1英寸。將剝離的PET層放入下夾具。將聚合物層放入上 夾具。以6英寸/分鐘的速率剝離樣品，使夾頭位移長(zhǎng)度為6英寸。通過在 負(fù)荷-延伸曲線上的最穩(wěn)定部分進(jìn)行的積分計(jì)算以N/cm和pli為單位記錄 平均剝離值。將5個(gè)樣品的平均值記錄為結(jié)果。斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試可以按照ASTM D882用Vi英寸的樣品以2英寸/分鐘 的伸長(zhǎng)速率測(cè)量，取至少5個(gè)樣本的結(jié)果的平均值。比較例1使得自Mitsubishi (Greer, S. C.)名為WDW的市售的3密耳白色不透 明PET膜經(jīng)受85"C和85%相對(duì)濕度的濕熱條件。每10天測(cè)量一次斷裂伸長(zhǎng) 率。在70天時(shí)，膜沒有可測(cè)量的伸長(zhǎng)，并易于破裂。從玻璃化轉(zhuǎn)變溫度終 點(diǎn)至23(TC的凈峰面積為15J/g。比較例2按照比較例1的方法測(cè)試名為Melinex 329、得自E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington DE)的白色不透明PET膜樣品。在50 天時(shí)，最后可測(cè)量的斷裂伸長(zhǎng)率值為1.8%。PET膜的制備PET膜實(shí)例1:在大規(guī)模拉幅生產(chǎn)線上制備PET膜?；蠘渲瑸槌跏?IV為約0.59的DMT和乙二醇的聚合物。通過母料在該樹脂中加入15%的 0. 74 IV的Eastapak 7352 PET樹脂、由50%濃縮液制備的約13%的Ti02、 以及1%的0B-1熒光增白劑，全部試劑均得自Eastman Chemical Co (Kingsport， TN)。所有百分比均為最終PET膜組合物的重量百分比。將澆 鑄料片預(yù)熱到約78"C至82"C范圍內(nèi)，并縱向拉伸3.23:1。隨后，將膜進(jìn) 一步加熱到約97。C至103'C范圍內(nèi)，然后在約9秒內(nèi)橫向拉伸4.3:1。熱 定型區(qū)溫度設(shè)為平均約235°C，停留時(shí)間為約9秒。離開熱定型區(qū)后，料片進(jìn)入約9crc至io(rc的第一冷卻區(qū)，然后進(jìn)入約4crc至5crc的第二冷卻區(qū)。在每個(gè)冷卻區(qū)的時(shí)間為約3秒。所得的膜為標(biāo)稱3密耳厚，并具有約 95%的不透明度，然后在降低的約束條件下將其暴露于18CTC的第二短暫熱 暴露。在15(TC下測(cè)量15分鐘，所得的膜具有0.81%的縱向收縮率和 1.02%的橫向收縮率。通過DSC測(cè)得的從玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)至23(TC的凈峰面 積為-5J/g。使該膜經(jīng)受與比較例1相同的濕熱測(cè)試條件，測(cè)得80天時(shí)斷 裂伸長(zhǎng)率為13. 4%， 100天時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率為4. 4%。按照PET膜實(shí)例1所述制備PET膜實(shí)例2，不同的是熱定型區(qū)的溫度 降至225°C。在15(TC下測(cè)量15分鐘，所得的膜具有1. 53%的縱向收縮率 和1. 65%的橫向收縮率。通過DSC測(cè)得的從玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)至23(TC的凈峰 面積為-1.93J/g。使該膜經(jīng)受與比較例l相同的濕熱測(cè)試條件，測(cè)得80天 時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率為47. 3%， 100天時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率為6. 0%。將PET膜樣品1和2分別進(jìn)行150°C、時(shí)間為10分鐘的附加熱暴露處 理，在150。C下測(cè)量15分鐘，其收縮率降至接近0%。這種附加熱處理看起 來不會(huì)影響其脆變壽命。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池板背面膜，包括a)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，其具有(i)約-15J/g至約5J/g的凈峰面積，所述凈峰面積通過差示掃描量熱法從所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的終點(diǎn)到最高230℃測(cè)得，和(ii)添加劑，所述添加劑使所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜不透明，以及b)聚合物層，其粘附在所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上以形成太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述太陽(yáng)能電池板背面膜在可見光范圍內(nèi)的點(diǎn)處具有50％或更高的反射率，并且其中在將所述太陽(yáng)能電池板背面膜施加到太陽(yáng)能電池板上并在85℃和85％相對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板背面膜不會(huì)導(dǎo)致所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜中產(chǎn)生剝落或可見的破裂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中通過差示掃描量 熱法從所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)到最高230 'C測(cè)得的所述凈峰面積為約-7J/g至約0J/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中在暴露于85。C和 85%相對(duì)濕度下2000小時(shí)后，所述太陽(yáng)能電池板背面膜表現(xiàn)出在所 述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜與所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜內(nèi)未內(nèi) 聚的聚合物層之間的粘合失效機(jī)理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中在所述可見光范 圍內(nèi)的點(diǎn)處的所述反射率為70%或更高。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述聚合物層包 含聚烯烴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中將提供UV保護(hù)的 層施加在與所述聚合物層相對(duì)的、所述太陽(yáng)能電池板背面膜的面向 外部的表面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述聚合物層包 含含氟聚合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述含氟聚合物包含選自以下聚合單元的聚合單元氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙 烯或它們的組合與可任選的其他完全氟化、部分氟化或非氟化的單 體的聚合單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述含氟聚合物選自聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、或者四氟乙 烯、六氟丙烯或偏二氟乙烯的共聚物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述太陽(yáng)能電池 板背面膜具有根據(jù)ASTM 2305-02在150。C下保持15分鐘測(cè)得的小 于P/。的收縮率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中在85。C和85%相 對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)后，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜與所述聚 合物層的附著力為至少1磅/線性英寸。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中在85。C和85%相 對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)后，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜具有至少 10%的斷裂伸長(zhǎng)率。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述添加劑的含 量為10重量％或更大。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述添加劑包含 Ti02。
15. —種膜，包括(a) 具有0.60或更大的特性粘度的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜；以及(b) 至少一層粘附在所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯上以形成太陽(yáng)能膜 的其他聚合物層，其中當(dāng)將所述太陽(yáng)能膜施加在太陽(yáng)能電池板 上并在85t:和85%相對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)時(shí)，所述聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯膜不會(huì)顯示出可見的破裂或剝落。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，其中所述太陽(yáng)能電池板背面膜具有在15(TC下測(cè)得的小于1%的縱向收縮率，以及在可見 光范圍內(nèi)70%或更高的反射率。
17. —種太陽(yáng)能電池板，包括(a) 玻璃，(b) 封裝在聚合物中并粘附在所述玻璃上的多個(gè)太陽(yáng)能電池；以及(c) 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，所述背面膜粘附到與所述玻璃相對(duì)的表面上的所述聚合物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的太陽(yáng)能電池板，其中對(duì)所述太陽(yáng)能電池板背 面膜進(jìn)行處理，以解決與所述聚合物的粘合。
19. 一種制備太陽(yáng)能電池板背面膜的方法，包括a) 提供聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜，所述膜具有(i) 約-15J/g至約5J/g的凈峰面積，所述凈峰面積通過差示 掃描量熱法從所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜的玻璃化轉(zhuǎn)變 點(diǎn)的終點(diǎn)到最高23(TC測(cè)得，和(ii) 添加劑，所述添加劑使所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜不透 明，以及b) 將聚合物層施加在所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜上以形成太陽(yáng) 能電池板背面膜，其中所述太陽(yáng)能電池板背面膜在可見光范圍 內(nèi)的點(diǎn)處具有50%或更高的反射率，并且其中在將所述太陽(yáng)能電 池板背面膜施加到太陽(yáng)能電池板上并在85。C和85%相對(duì)濕度下 暴露2000小時(shí)時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板背面膜不會(huì)導(dǎo)致所述聚對(duì) 苯二甲酸乙二醇酯膜中產(chǎn)生剝落或可見的破裂。
20. —種太陽(yáng)能電池板，包括(a) 玻璃，(b) 封裝在聚合物中并粘附在所述玻璃上的多個(gè)太陽(yáng)能電池；以及(c) 根據(jù)權(quán)利要求15所述的太陽(yáng)能電池板背面膜，所述背面膜粘附 到與所述玻璃相對(duì)的表面上的所述聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于太陽(yáng)能電池板構(gòu)造的太陽(yáng)能電池板背面膜。所述膜包含PET膜和使所述PET膜變得不透明的添加劑，其中所述PET膜具有通過差示掃描量熱法從玻璃化轉(zhuǎn)變終點(diǎn)(Tg)到最高230℃測(cè)得的約-15J/g至約5J/g的凈峰面積。將聚合物層粘附到所述PET膜上，形成太陽(yáng)能電池板背面膜。所述太陽(yáng)能電池板背面膜在可見光范圍內(nèi)的點(diǎn)處通常具有50％或更高的反射率。另外，在將所述太陽(yáng)能電池板背面膜施加到太陽(yáng)能電池板上并在85℃和85％的相對(duì)濕度下暴露2000小時(shí)時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板背面膜不會(huì)導(dǎo)致所述PET膜中產(chǎn)生剝落或可見的破裂。
文檔編號(hào)B32B27/36GK101631677SQ200880007691
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者帕梅拉·A·珀查, 彼得·J·哈里森, 托馬斯·J·布隆, 羅伯特·F·巴布 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司