專利名稱:柔性組件及其制備和使用方法
柔性組件及其制備和使用方法相關(guān)專利串請的交叉引用本申請要求2009年11月18日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/262,406和2009年11月18日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/262,417的權(quán)益,這些專利申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。
背景技術(shù):
新興的太陽能技術(shù)如有機光伏器件(OPV)和薄膜太陽能電池如銅銦鎵二硒(CIGS)需要保護以免受水蒸氣之害并需要是在戶外環(huán)境中耐久的(例如對紫外(UV)光)。通常已使用玻璃作為這類太陽能器件的封裝材料,因為玻璃是非常好的水蒸氣屏障、光學(xué)透明且對UV光穩(wěn)定。但玻璃重、脆、難以制成柔性的且難以搬運。人們對開發(fā)不具有玻璃的缺點但具有玻璃樣阻擋性能和UV穩(wěn)定性的透明柔性封裝材料來代替玻璃有著興趣。盡管封裝技術(shù)已取得進展,但太陽能應(yīng)用中的阻擋和耐久性要求繼續(xù)是挑戰(zhàn),需要進一步的工作來向太陽能市場帶來高性價比的柔性封裝解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了可用于例如封裝太陽能器件的組件。所述組件通常是柔性的,可透射可見光和紅外光,不含添加的溶劑并具有優(yōu)異的阻擋性能。另外,便利地,在一些實施例中,本文所公開的組件可以形成在卷上并可例如在室溫下用卷對卷加工施加到薄膜太陽能電池。在一個方面,本發(fā)明提供了一種組件,所述組件包括布置在阻擋組件上的厚至少0. 25mm的壓敏粘合劑層,其中所述阻擋組件包括聚合物膜基底和阻擋膜,且其中所述組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。在一些實施例中,所述組件包括具有主表面的聚合物膜基底;具有相對的第一和第二主表面的阻擋膜,其中所述阻擋膜的第一主表面布置在所述聚合物膜基底的主表面上(在一些實施例中,與所述聚合物膜基底的主表面緊密接觸);和具有相對的第三和第四主表面的厚至少0. 25mm的壓敏粘合劑層,其中所述壓敏粘合劑的第三主表面布置在所述阻擋膜的第二主表面上(在一些實施例中,與所述阻擋膜的第二主表面緊密接觸),其中所述組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。在另一方面,本發(fā)明提供了一種制備本文所公開的組件的方法,所述方法包括提供包括聚合物膜基底和阻擋膜的阻擋組件;用無溶劑擠出法擠出壓敏粘合劑;和向所述阻擋組件施加所述壓敏粘合劑。在另一方面,本發(fā)明提供了一種壓敏粘合劑,所述壓敏粘合劑包含重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯;和氫化烴增粘劑,其中所述壓敏粘合劑呈厚至少0. 25mm的膜的形式。在另一方面,本發(fā)明提供了一種制備壓敏粘合劑的方法,所述方法包括熱熔融擠出包含重均分子量至少為500,000克/摩爾的聚異丁烯和氫化烴增粘劑的可擠出組合物,其中所述熱熔融擠出在足以使聚異丁烯樹脂的重均分子量減至低于300,000克/摩爾的溫度下進行,以形成包含重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯樹脂和氫化烴增粘劑的壓敏粘合劑。阻擋組件中為例如向器件(例如有機電致發(fā)光器件或光伏電池)附連阻擋膜而使用的粘合劑已常規(guī)地被制得盡可能地薄。例如,據(jù)報道,阻擋組件中的一些粘合劑的厚度為至少0. 005毫米(mm)到至多約0. 2mm,可認(rèn)為0. 025-0. Imm的厚度是典型的。通常認(rèn)為這樣的厚度將使?jié)駳馔ㄟ^粘合劑邊緣滲透進封裝器件中的機會最小化。另外,對于一些器件(例如有機電致發(fā)光器件)來說,通常期望最小化封裝器件的厚度。例如,美國專利號6,835,950(Brown等)披露,薄粘合劑(例如至多0. 125mm厚)將使粘合劑層的相對側(cè)上的層之間的曲率半徑差異最小化,從而使撓曲結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的應(yīng)力最小化。另外,阻擋組件中使用的許多粘合劑是從溶劑流延的。因此,最小化粘合劑的厚度通常對于干燥步驟過程中溶劑的必要移除是有利的。
薄膜光伏電池(例如CIGS)比例如有機電致發(fā)光器件具有更高的輪廓。通常,薄膜 CIGS電池的匯流和互連帶可能例如高出電池的表面0. 15_。在過去,玻璃封裝的CIGS模塊通常使用在高溫(例如150°C)下在用時至少十分鐘的間歇式真空層合過程中使用過氧化 物引發(fā)劑交聯(lián)的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)構(gòu)造。由于重玻璃的力學(xué)支承需要,故這種類型的粘合劑和過程對于玻璃模塊來說是必要的。相比之下,本發(fā)明提供了一種可用于將聚合物膜基底上的阻擋膜附連到例如薄膜光伏電池的壓敏粘合劑(PSA)層。本文所公開的PSA和組件通常可以連續(xù)方法應(yīng)用,不需要高溫固化,且不需要移除溶劑。根據(jù)本發(fā)明的組件,在一些實施例中其厚度為至少0. 25mm,在本文中顯示出具有與用市售熱固化封裝劑所形成的對比組件相似的防潮性。本文所公開的組件中增大的粘合劑厚度有利于在薄膜光伏器件(例如CIGS)上提供均勻的形貌。此外,在暴露于濕氣(例如暴露于85°C和85%的相對濕度(RH)約200小時)后,本文所公開的組件令人吃驚地比用市售熱固化封裝劑所形成的對比組件更好地粘附于太陽能背板膜。在本專利申請中,諸如“一”、“一個”和“所述”之類的術(shù)語并非旨在只是指單一實體,而是包括一般類別,其具體例子可用來作舉例說明。術(shù)語“一個”、“一種”和“所述”可與術(shù)語“至少一個(至少一種)”互換使用。后面跟著列表的短語“至少一種(一個)”和“包括至少一種(個)”指包括列表中的任一項以及列表中兩項或更多項的任意組合。除非另外指明,所有數(shù)值范圍均包括它們的端點以及端點之間的非整數(shù)值。
參照以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的多個實施例的詳細(xì)說明,可更全面地理解本發(fā)明,其中圖I使用示意性側(cè)視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的組件;圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的一個實施例的示意性側(cè)視圖,其中阻擋膜具有層;圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的另一實施例的示意性側(cè)視圖,其中所述組件包括隔尚襯片;圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的一個實施例的示意性側(cè)視圖,其中阻擋膜具有層且其中所述組件包括隔離襯片;
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的另一實施例的示意性側(cè)視圖,其中所述組件包括光伏模塊;圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的一個實施例的示意性側(cè)視圖,其中阻擋膜具有層且其中所述組件包括光伏模塊;圖5為示意圖,示出了用于根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的組件的卷對卷加工的裝置;和圖6為示意圖,示出了用于向根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的阻擋膜和基底施加壓敏粘合劑的裝置。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。在此所用的術(shù)語“柔性的”指能形成為卷。在一些實施例中,術(shù)語“柔性的”指能繞曲率半徑至多7. 6厘米(cm) (3英寸)、在一些實施例中至多6. 4cm (2. 5英寸)、5cm (2英寸)、3. 8cm (I. 5英寸)或2. 5cm (I英寸)的卷芯彎曲。在一些實施例中,柔性組件可以繞至少0. 635cm (1/4英寸)、1. 3cm (1/2英寸)或I. 9cm (3/4英寸)的曲率半徑彎曲。在此所用的術(shù)語“可透射可見光和紅外光”可以指,沿法向軸測得,對光譜的可見和紅外部分的平均透射率至少為約75% (在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。在一些實施例中,可見光和紅外光可透射的組件對400nm到1400nm范圍的平均透射率至少為約75% (在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)??梢姽夂图t外光可透射的組件為不干擾例如光伏電池對可見光和紅外光的吸收的那些。在一些實施例中,可見光和紅外光可透射的組件對對于光伏電池有用的光的波長范圍的平均透射率至少為約75% (在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。圖1-4中示出了根據(jù)本發(fā)明的柔性的、可見光和紅外光可透射的組件。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的組件。組件100包括聚合物膜基底130?;?30具有與阻擋膜120的第一主表面緊密接觸的主表面。阻擋膜120的第二主表面與壓敏粘合劑層110緊密接觸。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的另一組件200,其中阻擋膜具有層228、226和224。在圖示實施例中,第一和第二聚合物層228和224由與第一和第二聚合物層228和224緊密接觸的可見光可透射無機阻擋層226分開。在圖示實施例中,第一聚合物層228與聚合物膜基底230的主表面接觸,第二聚合物層224與壓敏粘合劑210緊密接觸。在圖3A中,組件300與組件100相似,包括聚合物膜基底330、阻擋膜320和與阻擋膜320的第二主表面緊密接觸的壓敏粘合劑310。在圖3B中,阻擋膜具有與組件200相似的層328、326和324。隔離襯片340保護與阻擋膜320或第二聚合物層324相對的表面上的壓敏粘合劑。隔離襯片340通常在將組件300應(yīng)用于需要封裝的表面(例如光伏電池)之前移除。在圖4A中,組件400與組件100相似,包括聚合物膜基底430、阻擋膜420和與阻擋膜420的第二主表面緊密接觸的壓敏粘合劑410。在圖4B中,阻擋膜具有與組件200相似的層428、426和424。在圖示實施例中,組件400或400B被應(yīng)用于光伏電池450 (例如薄膜CIGS電池)。在圖1-4中,PSA 110,210,310和410及聚合物膜基底130,230,330和430示意為在阻擋膜的相對側(cè)上。還預(yù)期阻擋膜和聚合物膜基底的位置可以反過來。下面更詳細(xì)地描述可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底130、230、330、430 ;阻擋膜120,320,420 ;壓敏粘合劑110、210、310、410 ;隔離襯片340 ;和需要封裝的基底450。在本文所公開的組件的一些實施例中,本文所公開的壓敏粘合劑布置在阻擋組件上。在這些實施例中,阻擋組件是所述組件的一部分并包括下面所述的聚合物膜基底和阻擋膜。因此,下面的描述針對可能在根據(jù)本發(fā)明的組件中的聚合物膜基底和阻擋膜、可用于實施本發(fā)明的阻擋組件、或二者。聚合物膜基底根據(jù)本發(fā)明的組件包括聚合物膜基底130、230、330、430。在本文中,術(shù)語“聚合物”應(yīng)理解為包括有機均聚物和共聚物以及可通過例如共 擠出法或通過包括酯交換反應(yīng)在內(nèi)的反應(yīng)而形成可混溶共混物的聚合物或共聚物。術(shù)語“聚合物”和“共聚物”包括無規(guī)共聚物和嵌段共聚物兩者。所述聚合物膜基底通常是柔性的,可透射可見光和紅外光,并包含形成有機膜的聚合物??尚纬删酆衔锬せ椎挠杏貌牧习ň埘ァ⒕厶妓狨?、聚醚、聚酰亞胺、聚烯烴、含氟聚合物以及它們的組合。在其中使用根據(jù)本發(fā)明的組件來例如封裝太陽能器件的實施例中,通常期望聚合物膜基底能耐紫外(UV)光降解并耐候。UV光(例如280-400nm范圍內(nèi))所致的光氧化降解可能導(dǎo)致聚合物膜的變色以及光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)的劣化??梢韵蛩鼍酆衔锬せ滋砑佣喾N穩(wěn)定劑以改善其對UV光的耐受性。這樣的穩(wěn)定劑的實例包括紫外吸收劑(UVA)(例如紅移紫外吸收劑)、位阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)或抗氧化劑中的至少一種。這些添加劑在下面有進一步的描述。在一些實施例中,本文所公開的聚合物膜基底包含含氟聚合物。含氟聚合物通常耐UV降解,甚至在不存在穩(wěn)定劑如UVA、HALS和抗氧化劑的情況下也耐UV降解??捎玫暮酆衔锇ㄒ蚁?四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物(THV)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、它們的共混物及它們與其他含氟聚合物的共混物。包含含氟聚合物的基底還可包含非氟化材料。例如,可以使用聚偏二氟乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的共混物。可用的柔性的、可見光和紅外光可透射的基底還可包括多層膜基底。多層膜基底可以在不同的層中具有不同的含氟聚合物或者可以包含至少一個含氟聚合物層和至少一個非氟化聚合物層。多層膜可以包括若干層(例如至少2或3層)或者可以包含至少100層(例如總共100-2000層或更多)。不同的多層膜基底中的不同聚合物可以選擇為例如反射300-400nm波長范圍內(nèi)顯著部分(例如至少30、40或50%)的UV光,這在例如美國專利號5,540,978 (Schrenk)中有述。可用的包含含氟聚合物的基底可以例如自E. I. duPont De Nemours andCo.,Wilmington, DE 以商品名 “TEFZEL ETFE,,和 “TEDLAR”,自 Dyneon LLC, Oakdale, MN 以商品名 “DYNEON ETFE,,、“ DYNEON THV,,、“DYNE0N FEP” 和 “DYNEON PVDF”,自 St. GobainPerformance Plastics, Wayne, NJ 以商品名 “NORTON ETFE”,自 Asahi Glass 以商品名“CYT0PS” 和自 Denka Kagaku Kogyo KK, Tokyo, Japan 以商品名 “DENKA DX FILM” 商購獲得。在一些實施例中,可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底包括多層光學(xué)膜。在一些實施例中,所述聚合物膜基底包括具有第一和第二主表面并包括紫外反射性光學(xué)層疊堆的紫外反射性多層光學(xué)膜,其中所述紫外反射性光學(xué)層疊堆包括第一光學(xué)層和第二光學(xué)層,其中所述第一光學(xué)層的至少一部分和所述第二光學(xué)層的至少一部分緊密接觸并具有不同的折射率,和其中所述多層光學(xué)膜還在所述第一光學(xué)層、所述第二光學(xué)層或布置在所述紫外反射性多層光學(xué)膜的第一或第二主表面中的至少一個上的第三層中的至少一個中包含紫外吸收劑。在一些實施例中,所述多層光學(xué)膜包括至少多個第一和第二光學(xué)層,其共同反射至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98)%,其中所述第一或第二光學(xué)層中的至少一者中的一些(在一些實施例中至少50%數(shù)量的第一和/或第二層,在一些實施例中第一或第二層中的至少一者中的全部)包含UV吸收劑。在一些實施例中,可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底為多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括多個至少第一和第二光學(xué)層并包括第三光學(xué)層,所述多個至少第一和第二光學(xué)層具有主表面并共同反射至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98)%,所述第三光學(xué)層 具有第一和第二通常相對的第一和第二主表面并吸收至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80,85,90或甚至至少95) %,其中所述多個第一和第二光學(xué)層的主表面與所述第三光學(xué)層的第一主表面緊鄰(即不超過1mm,在一些實施例中,不超過0. 75mm、0. 5mm、0. 4mm、0. 3mm、0. 25mm、0. 2mm、0. 15mm、0. Imm或甚至不超過0. 05mm ;在一些實施例中,接觸),且其中沒有與所述第三光學(xué)層的第二表面緊鄰的別的多層光學(xué)膜??扇芜x地,所述第一和/或第二層包含UV吸收劑。在一些實施例中,可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底為多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括第一多個至少第一和第二光學(xué)層并包括第三光學(xué)層,所述第一多個至少第一和第二光學(xué)層具有主表面并共同反射至少300納米到400納米的波長范圍中至少30(在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50(在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98)%,所述第三光學(xué)層具有第一和第二通常相對的第一和第二主表面并共同吸收至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50(在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90或甚至至少95)%,其中所述多個第一和第二光學(xué)層的主表面與所述第三光學(xué)層的第一主表面緊鄰(即在Imm內(nèi),在一些實施例中,不超過 0. 75mm、0. 5mm、0. 4mm、0. 3mm、0. 25mm、0. 2mm、0. 15mm、0. Imm 或甚至在 0. 05mm 內(nèi);在一些實施例中,接觸),且其中有第二多個第一和第二光學(xué)層與所述第三光學(xué)層的第二表面緊鄰(即在 Imm 內(nèi),在一些實施例中,不超過 0. 75mm、0. 5mm、0. 4mm、0. 3mm、0. 25mm、0. 2mm、0. 15mm、0. Imm或甚至在0. 05mm內(nèi);在一些實施例中,接觸),所述第二多個第一和第二光學(xué)層具有主表面并共同反射至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98) %??扇芜x地,所述第一和/或第二層包含UV吸收劑。在一些實施例中,可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底為多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括多個至少第一和第二光學(xué)層,所述多個至少第一和第二光學(xué)層具有相對的第一和第二主表面并共同反射至少300納米到400納米的波長范圍中至少30(在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50(在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98) %,具有主表面并吸收至少300納米到400納米的波長范圍中至少30(在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90或甚至至少95) %的第三光學(xué)層與所述多個至少第一和第二光學(xué)層的第一主表面緊鄰(即在Imm內(nèi),在一些實施例中,不超過0. 75mm、0. 5mm、0. 4mm、0. 3mm、0. 25mm、0. 2mm、0. 15mm、0. Imm或甚至在0. 05mm內(nèi);在一些實施例中,接觸),吸收至少300納米到400納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或甚至至少100)納米波長范圍上的入射UV光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90或甚至至少95)%的第四光學(xué)層與所述多個至少第一和第二光學(xué)層的第二主表面緊鄰(即在Imm內(nèi),在一些實施例中,不超過0. 75mm、0. 5mm、0. 4臟、0. 3臟、0. 25mm、0. 2臟、0. 15臟、0. I臟或甚至在0. 05mm內(nèi);在一些實施例中, 接觸)。可任選地,所述第一和/或第二層包含UV吸收劑。在一些實施例中,可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底包括多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括至少第一和第二光學(xué)層及可任選地第三光學(xué)層和第四光學(xué)層,所述至少第一和第二光學(xué)層反射至少300納米到430納米的波長范圍中至少 30 (在一些實施例中,至少 35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110,120或甚至至少130)納米波長范圍上的入射光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97或甚至至少98) %,所述第三光學(xué)層吸收至少300納米到430納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120或甚至至少130)納米波長范圍上的入射光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90或甚至至少95) %,所述第四光學(xué)層包含聚萘二甲酸乙二醇酯,其中所述第一、第二或第三光學(xué)層中的至少一者吸收至少300納米到430納米的波長范圍中至少30 (在一些實施例中,至少35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、
100、110、120或甚至至少130)納米波長范圍上的入射光的至少50%??扇芜x地,所述第一和/或第二層包含UV吸收劑。在一些實施例中,多個第四光學(xué)層共同地吸收至少400納米到 2500 納米的波長范圍中至少 30、35、40、45、50、75、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000 或甚至2100)納米波長范圍上的入射光的至少50 (在一些實施例中,至少55、60、65、70、75、80、85、90或甚至至少95) %。對于本文中所述的多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜的第一和第二層(在一些實施例中,交替的第一和第二光學(xué)層)的折射率差異通常至少為0.04 (在一些實施例中,至少為0. 05,0. 06,0. 07,0. 08,0. 09,0. 1,0. 125,0. 15,0. 175,0. 2,0. 225,0. 25,0. 275 或甚至至少0.3)。在一些實施例中,所述第一光學(xué)層是雙折射的并包含雙折射聚合物。反射指定波長范圍上的入射UV光的至少50%的本文中所述多層光學(xué)膜的層厚度分布(層厚度值)可以調(diào)節(jié)為近似線性的分布從調(diào)節(jié)為對300nm光具有約1/4波光學(xué)厚度(折射率乘物理厚度)的第一(最薄)光學(xué)層向調(diào)節(jié)為對420nm光具有約1/4波厚光學(xué)厚度的最厚層遞變。在相鄰光學(xué)層之間的界面處未被反射的光通常穿過相繼的層并且在后續(xù)界面處被反射或者完全穿過UV反射型光學(xué)層疊堆。特定層對的垂直反射率主要取決于各個層的光學(xué)厚度,其中光學(xué)厚度定義為層的實際厚度與其折射率的乘積。從光學(xué)層疊堆反射的光的強度隨其層對的數(shù)量和各個層對中的光學(xué)層的折射率差而變化。比率Ii1Cl1/Oi1C^n2(I2)(常常稱為“f_比率”)與給定層對在指定波長下的反射率有關(guān)。在f_比率中,Ii1和n2為層對中的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層在指定波長下的各自的折射率,而(I1和d2為層對中的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層的各自的厚度。通過適當(dāng)選擇折射率、光學(xué)層厚和f比,可對第一級反射的強度實施某種程度的控制。可使用公式\ /2=11^!+ 來調(diào)節(jié)光學(xué)層以反射法向入射角下的波長X的光。在其它角度處,層對的光學(xué)厚度取決于穿過組成光學(xué)層的距離(其大于層的厚度)和光學(xué)層的 三個光軸中至少兩個光軸上的折射率。光學(xué)層可各自為四分之一波長厚,或者光學(xué)薄層可具有不同的光學(xué)厚度,前提條件是光學(xué)厚度之和為波長的一半(或其倍數(shù))。具有多于兩個層對的光學(xué)疊堆可包括具有不同光學(xué)厚度以在波長范圍上提供反射性的光學(xué)層。例如,光學(xué)疊堆可包括單獨進行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)具有特定波長的垂直入射光的最佳反射的層對,或者可包括反射較大帶寬上的光的層對厚的梯度。典型方法為全部或大部分使用四分之一波薄膜疊堆。在這種情況下,控制光譜需要控制薄膜疊堆內(nèi)的層厚分布。提供具有受控的光譜的多層光學(xué)膜的所需技術(shù)包括根據(jù)需要使用軸桿加熱器控制共擠出的聚合物層的層厚度值,如例如美國專利號6,783,349(Neavin等)中所述,該專利的公開內(nèi)容通過引用并入本文中;在制備過程中適時地從層厚度測量工具如原子力顯微鏡(AFM)、透射電子顯微鏡或掃描電子顯微鏡反饋層厚度分布;光學(xué)建模以生成所需的層厚度分布;和基于所測得的層分布和所需的層分布的差異重復(fù)軸桿調(diào)整。層厚分布控制的基本方法涉及根據(jù)目標(biāo)層厚度分布和所測量層厚度分布的差異來調(diào)整軸桿區(qū)功率設(shè)置。調(diào)節(jié)給定反饋區(qū)域中的層厚度值所需的軸桿功率的增加首先會以該加熱器區(qū)域中生成的每一層所得厚度變化(納米)的熱輸入(瓦特)來校準(zhǔn)。例如,使用針對275個層的24個軸桿區(qū)可以實現(xiàn)光譜的精密控制。一旦經(jīng)過校準(zhǔn),就可以在給定目標(biāo)分布和所測量分布的情況下計算所需的功率調(diào)整。重復(fù)該步驟直到兩種分布一致。用于制備反射的光學(xué)層(例如第一和第二光學(xué)層)的示例性材料包括聚合物和聚合物共混物(例如聚酯、共聚多酯、改性的共聚多酯和聚碳酸酯)。聚酯可例如自內(nèi)酯的開環(huán)加聚反應(yīng)或者二羧酸(或其衍生物如二?;u或二酯)與二醇的縮合反應(yīng)制得。所述二羧酸或二羧酸衍生物分子可以都相同或者可以有兩種或更多種不同類型的分子。上述情況同樣適用于二醇單體分子。聚碳酸酯可例如自二醇與碳酸的酯的反應(yīng)制得。適用于形成聚酯的二羧酸分子的實例包括2,6-萘二甲酸及其異構(gòu)體;對苯二甲酸;間苯二甲酸;鄰苯二甲酸;壬二酸;己二酸;癸二酸;降冰片烯二羧酸;二環(huán)辛烷二羧酸;1,6-環(huán)己烷二羧酸及其異構(gòu)體;叔丁基間苯二甲酸;偏苯三酸;間苯二甲酸磺酸鈉;4,4’-聯(lián)苯二羧酸及其異構(gòu)體。這些酸的?;u和低級烷基酯(例如甲基或乙基酯)也可用作官能化等同物。在本文中,術(shù)語“低級烷基”是指Cl-ClO直鏈或支鏈烷基。適用于形成聚酯的二醇的實例包括乙二醇;丙二醇;1,4- 丁二醇及其異構(gòu)體;1,6-己二醇;新戊二醇;聚乙二醇;二甘醇;三環(huán)癸二醇;1,4-環(huán)己烷二甲醇及其異構(gòu)體;降冰片烷二醇;二環(huán)辛二醇;三羥甲基丙烷;季戊四醇;1,4-苯二甲醇及其異構(gòu)體;雙酚A ;1,8- 二羥基聯(lián)苯及其異構(gòu)體;以及1,3_雙(2-羥基乙氧基)苯。用于反射層的示例性雙折射聚合物包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。其對550nm波長的偏振入射光的折射率將在偏振平面平行于拉伸方向時從約I. 57提高至高達約I. 69。增加分子取向使PET的雙折射增加。分子取向可以通過將材料拉伸至更大的拉伸比而保持其他拉伸條件固定來增加。PET的共聚物(CoPET),例如美國專利號6,744,561(Condo等)和美國專利號6,449,093 (Hebrink等)中所述的那些,特別有用,因為其較低溫度(通常低于250°C)加工的能力使其與對熱較不穩(wěn)定的第二聚合物的共擠出更相容,所述專利的公開內(nèi)容通過引用并入本文中。適合用作雙折射聚合物的其他半結(jié)晶聚酯包括聚2,6-對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及它們的共聚物,例如美國專利號6,449,093B2 (Hebrink等)或美國專利公開號20060084780 (Hebrink等)中所述的那些,所述專利的公開內(nèi)容通過引用并入本文中。其他可用的雙折射聚合物包括間規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯(sPS);聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN);衍生自萘二甲酸和另外的二羧酸以及二醇的共聚多酯(coPEN)(例如通過90當(dāng)量的萘二甲酸二甲酯與10當(dāng)量的對苯二甲酸 二甲酯與100當(dāng)量的乙二醇的共縮合衍生的本征粘度(IV)為0. 48dL/g、折射率為約I. 63的聚酯);聚醚酰亞胺;和聚酯/非聚酯組合 ’聚2,6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN);改性的聚烯經(jīng)彈性體,例如可從 Mitsui Chemicals America, Inc. of Rye Brook, NY 得到的 ADMER (例如ADMER SE810)熱塑性彈性體;和熱塑性聚氨酯(TPU)(例如可從BASF Corp. of Florham
TPUs 和可從 The Lubrizol Corp. of Wickliffe, OH 得到的TEC0FLEX 或 STATRITE TPUs (例如 STATRITE X5091 或 STATRITE M809))。此外,多層光學(xué)膜的第二聚合物(層)可以例如由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與所述第一層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相容并且折射率類似于雙折射聚合物的各向同性折射率的各種聚合物制得。適用于光學(xué)膜(特別是第二聚合物)的其他聚合物的例子包括由諸如乙烯基萘、苯乙烯、馬來酸酐、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯之類的單體制得的烯類聚合物和共聚物。此類聚合物的例子包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯(例如,聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))以及全同立構(gòu)或間規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯。其他聚合物包括縮聚物,例如聚砜、聚酰胺、聚氨酯、聚酰胺酸和聚酰亞胺。另外,第二聚合物可由聚酯、聚碳酸酯、含氟聚合物和聚二甲基硅氧烷的均聚物和共聚物及其共混物形成。用于光學(xué)層尤其是用于第二層中的許多示例性聚合物可以商購并包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的均聚物,例如可從Ineos Acrylics, Inc. , Wilmington, DE以商品名“CP71”和“CP80”購得的那些,和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于PMMA的聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)。其他可用的聚合物包括PMMA的共聚物(CoPMMA),例如由75重量%的甲基丙烯酸甲酯(MMA)單體和25重量%的丙烯酸乙酯(EA)單體制得的CoPMMA (可以商品名“PERSPEX CP63”自Ineos Acrylics, Inc.購得或者可以商品名 “AT0GLAS 510” 自 Arkema, Philadelphia, PA購得);由MMA共聚單體單元和甲基丙烯酸正丁酯(nBMA)共聚單體單元形成的CoPMMA ;或PMMA與聚(偏二氟乙烯KPVDF)的共混物。用于光學(xué)層特別是用于第二層中的其他合適的聚合物包括聚烯烴共聚物,例如可從Dow Elastomers, Midland, MI以商品名“ENGAGE8200”購得的乙烯-辛烯共聚物(PE-P0);可從 Atofina Petrochemicals, Inc. , Houston, TX以商品名“Z9470”購得的丙烯-乙烯共聚物(PPPE);和無規(guī)立構(gòu)聚丙烯(aPP)與全同立構(gòu)聚丙烯(ipp)的共聚物。多層光學(xué)膜還可以例如在第二層中包含官能化聚烯烴,例如馬來酸酐接枝線形低密度聚乙烯(LLDPE-g-MA),例如可從E. I. duPont deNemours&Co. , Inc. , Wilmington, DE 以商品名 “BYNEL 4105” 購得的那些。第三光學(xué)層,如果存在,包含聚合物和UV吸收劑并可充當(dāng)UV保護層。通常,所述聚合物為熱塑性聚合物。合適的聚合物的實例包括聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯)、含氟聚合物、丙烯酸類(例如聚甲 基丙烯酸甲酯)、有機硅聚合物(例如熱塑性有機硅聚合物)、苯乙烯類聚合物、聚烯烴、烯烴共聚物(例如可從Topas Advanced Polymers of Florence, KY以“TOPAS COC”購得的乙烯和降冰片烯的共聚物)、有機硅共聚物、含氟聚合物以及它們的組合(例如聚甲基丙烯酸甲酯與聚偏二氟乙烯的共混物)。用于第三層和/或與至少一種雙折射聚合物為交替的層的第二層的示例性聚合物組合物包括PMMA、CoPMMA、聚二甲基硅氧烷草酰胺基多嵌段共聚物(SP0X)、含氟聚合物(包括例如PVDF之類的均聚物以及例如衍生自四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(THV)的那些之類的共聚物)、PVDF/PMMA的共混物、丙烯酸酯共聚物、苯乙烯、苯乙烯共聚物、有機硅共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯和苯乙烯馬來酸酐的共混物以及環(huán)狀烯烴共聚物。用于產(chǎn)生多層光學(xué)膜的聚合物組合的選擇取決于例如所需被反射的帶寬。雙折射聚合物和第二聚合物之間的折射率差值越大,引起的光學(xué)功率越大,從而允許更大的反射帶寬。或者,可采用附加層來提供更大的光學(xué)功率。雙折射層與第二聚合物層的優(yōu)選組合可例如包括如下PET/THV、PET/SP0X、PEN/THV、PEN/SP0X、PEN/PMMA、PET/CoPMMA、PEN/CoPMMA, CoPEN/PMMA、CoPEN/SPOX、sPS/SPOX、sPS/THV、CoPEN/THV、PET/ 含氟彈性體、sPS/含氟彈性體和CoPEN/含氟彈性體。在一些實施例中,用于制備反射UV光的光學(xué)層(例如第一和第二光學(xué)層)的材料組合包括PMMA和THV及PET和/CoPMMA。用于制備吸收UV光的光學(xué)層(例如第三光學(xué)層)的示例性材料包括PET、CoPMMA、或PMMA與PVDF的共混物。UV吸收層(例如UV保護層)有助于通過吸收可能穿過UV反射性光學(xué)層疊堆的UV光(優(yōu)選任何UV光)而保護可見/IR-反射性光學(xué)層疊堆免于隨時間推移受到UV光所致的損壞/劣化。通常,所述一個或多個UV吸收層可以包含任何能夠長時間耐受UV光的聚合物組合物(即聚合物加上添加劑)??梢韵蚬鈱W(xué)層中摻入多種任選的添加劑以使其吸收UV。這樣的添加劑的實例包括UV吸收劑(UVA)、HALS或抗氧化劑中的至少一種。典型的UV吸收層的厚度在13微米到380微米(0.5密耳到15密耳)范圍內(nèi),UVA載量為2_10重量%。UVA通常為能夠吸收或阻斷波長小于400nm的電磁輻射而在大于400nm的波長下保持基本上透明的化合物。這樣的化合物可以干涉光誘導(dǎo)降解的物理化學(xué)過程。UVA通常以足以吸收至少70%(在一些實施例中,至少80%或高于90%的在180nm到400nm的波長區(qū)域中的UV光)的量包含于UV吸收層中。通常,理想的是UVA極易溶于聚合物中、高度吸收、光耐久并且在形成保護層的擠出過程的200°C到300°C溫度范圍內(nèi)是熱穩(wěn)定的。如果其能與單體共聚以通過UV固化、、射線固化、電子束固化或熱固化過程形成保護涂層,則這樣的UVA也是高度適用的。紅移UVA (RUVA)通常在長波UV區(qū)域中具有增大的光譜覆蓋率,使其能夠阻擋會造成聚酯泛黃的長波長UV光。最有效的RUVA之一是一種苯并三唑化合物5_三氟甲基-2-(2-羥基-3-a -枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑(由Ciba Specialty ChemicalsCorporation, Tarry ton, NY以商品名“CGL-0139”出售)。其他示例性的苯并三唑包括
2-(2-羥基-3,5- 二 - a -異丙苯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯_2_ (2-羥基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羥基-3,5- 二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羥基-3,5- 二-叔戊基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羥基-3- a -異丙苯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑。其他示例性的RUVA包括2 (-4,6- 二苯基-1-3,5-三嗪-2-基)_5_己氧基-酚。其他示例性的 UV 吸收劑包括可從 Ciba Specialty Chemicals Corporation 以商品名 “TINUVIN1577”、“TINUVIN 900”和“TINUVIN 777”購得的那些。另一示例性UV吸收劑可以聚酯母料從 Sukano Polymers Corporation, Dunkin SC 以商品名 “TA07-07MB,,購得。另一不例性 UV吸收劑可以聚碳酸酯母料從Sukano Polymers Corporation以商品名“TA28-09MB”購得。此外,UV吸收劑可以與位阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)和抗氧化劑組合使用。示例性的HALS包括可從 Ciba Specialty Chemicals Corporation 以商品名“CHIMASS0RB944”和“TINUVIN 123”購得的那些。示例性的抗氧化劑包括同樣可從Ciba Specialty Chemicals Corporation 以商品名 “IRGAFOS 126”、“IRGAN0X 1010”和 “ULTRANOX 626”購得的那些。所需的UV保護層厚度通常取決于由Beers定律計算的特定波長下的光密度目標(biāo)。在一些實施例中,UV保護層在380nm下的光密度大于3. 5、3. 8或4 ;在390nm下的光密度大于I. 7 ;在400nm下的光密度大于0. 5。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到,光密度通常應(yīng)當(dāng)在長的膜壽命期間保持適度恒定,以便提供預(yù)期的保護功能。可以選擇UV保護層和任何任選的添加劑來實現(xiàn)所需的保護功能,例如UV保護。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到,存在多種手段來實現(xiàn)UV保護層的上述目的。例如,可以將非常易溶于某些聚合物中的添加劑添加到組合物。特別重要的是添加劑在聚合物中的持久性。添加劑不應(yīng)使聚合物劣化或遷移出聚合物。另外,層厚度可以變化以實現(xiàn)所需保護效果。例如,較厚的UV保護層將能用較低的UV吸收劑濃度實現(xiàn)相同的UV吸收水平,并因較小的UV吸收劑遷移驅(qū)動力而提供更高的UV吸收劑性能。關(guān)于可用作聚合物膜基底(例如UV鏡)的多層光學(xué)膜的其他細(xì)節(jié),參見例如PCT國際申請公開號WO 2010/078105 (Hebrink等)和2009年11月18日提交的美國序列號61/262,417,其公開內(nèi)容通過引用并入本文中。對于上述聚合物膜基底的任何實施例,待與本文所公開的阻擋膜接合的聚合物膜基底主表面可以經(jīng)處理以改進與阻擋膜的粘附??捎玫谋砻嫣幚戆ㄔ诖嬖诤线m的反應(yīng)性或非反應(yīng)性氣氛的情況下的放電(例如,等離子體、輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電或大氣壓放電);化學(xué)預(yù)處理;或火焰預(yù)處理。也可以在聚合物膜基底的主表面與阻擋膜之間形成單獨的粘附促進層。例如,粘附促進層可以是單獨的聚合物層或含金屬層,諸如金屬層、金屬氧化物層、金屬氮化物層或金屬氧氮化物層。粘附促進層的厚度可以為幾納米Um)(例如Inm或2nm)到約50nm或更厚。一些經(jīng)表面處理的可用聚合物膜基底可以商購,例如從 St. Gobain Performance Plastics 以商品名 “NORTON ETFE”購得。在一些實施例中,聚合物膜基底的厚度為約0. Olmm到約1mm,在一些實施例中,為約0. 05mm到約0. 25_。取決于應(yīng)用,也可以使用在這些范圍外的厚度。本文中所述的聚合物膜基底可以為光伏器件提供例如耐久的、耐候的表涂層。所述基底通常是耐磨且耐沖擊的并可防止例如光伏器件在暴露于戶外要素時的降解。聚合物膜基底的耐候性可例如使用加速風(fēng)化研究來評價。加速風(fēng)化研究通常使用類似于ASTMG-155 “在使用實驗室光源的加速測試裝置中使非金屬材料曝露的標(biāo)準(zhǔn)操作(Standardpractice for exposing non-metallie materials in accelerated test devices thatuse laboratory light sources) ”中所述那些的技術(shù)在膜上進行。所述ASTM技術(shù)被視為戶外耐久性的合理預(yù)測因子,即,正確地對材料性能分級。一種用于檢測物理特性變化的機制是使用ASTM G155中所述的風(fēng)化循環(huán)以及在反射模式下工作的D65光源。在所述測試下,并且當(dāng)UV保護層被施加到制品時,在開始明顯開裂、剝離、分層或渾濁前,在使用CIEL*a*b*空間獲得的b*值增加不超過5、不超過4、不超過3、或不超過2之前,制品應(yīng)當(dāng)能經(jīng)受340nm下至少18,700kJ/m2的曝露。雖然可用于實施本發(fā)明的聚合物膜基底具有優(yōu)異的戶外穩(wěn)定性,但在所述聚合物膜基底的至少一側(cè)上需要阻擋膜來將水蒸氣的滲透減少至允許其在長期戶外應(yīng)用例如光伏建筑一體化(BIPV)中使用的水平。陽擋臘 可用于實施本發(fā)明的阻擋膜120、320、420可以選自多種構(gòu)造。阻擋膜通常選擇為使它們具有應(yīng)用所要求的規(guī)定水平的氧和水透過率。在一些實施例中,在38°C和100%的相對濕度下,阻擋膜的水蒸氣透過率(WVTR)低于約0. 005g/m2/天;在一些實施例中,在38°C和100%的相對濕度下,低于約0. 0005g/m2/天;在一些實施例中,在38°C和100%的相對濕度下,低于約0. 00005g/m2/天。在一些實施例中,在50°C和100%的相對濕度下,柔性阻擋膜的WVTR低于約0. 05,0. 005,0. 0005或0. 00005g/m2/天或在85°C和100%的相對濕度下甚至低于約0. 005,0. 0005,0. 00005g/m2/天。在一些實施例中,在23°C和90%的相對濕度下,阻擋膜的氧氣透過率低于約0. 005g/m2/天;在一些實施例中,在23°C和90%的相對濕度下,低于約0. 0005g/m2/天;在一些實施例中,在23°C和90%的相對濕度下,低于約0. 00005g/m2/ 天。示例性的可用阻擋膜包括通過原子層沉積、熱蒸發(fā)、濺射和化學(xué)氣相沉積法制備的無機膜??捎玫淖钃跄ねǔJ侨嵝郧彝该鞯摹T谝恍嵤├?,可用的阻擋膜包括無機/有機多層(例如228、226、224)。例如,在美國專利No. 7,018,713 (Padiyath等人)中描述的包括無機/有機多層的柔性超阻擋膜。這樣的柔性超阻擋膜可以具有布置在聚合物膜基底230上的第一聚合物層228,其上涂布兩個或更多個被至少一個第二聚合物層224分開的無機阻擋層226。在一些實施例中,阻擋膜包括一個無機阻擋層226,無機阻擋層224插入在第一聚合物層228與第二聚合物層224之間,第一聚合物層228布置在聚合物膜基底230上。第一和第二聚合物層228和224可以通過如下做法獨立地形成施加一層單體或低聚物并交聯(lián)所述層以原位形成聚合物,例如通過可輻射交聯(lián)的單體的閃蒸和氣相沉積,接著使用例如電子束裝置、UV光源、放電裝置或其他合適的裝置來交聯(lián)。第一聚合物層228施加到聚合物膜基底230,第二聚合物層通常施加到無機阻擋層??捎糜谛纬伤龅谝缓偷诙酆衔飳拥牟牧虾头椒梢元毩⒌剡x擇為相同或不同??捎糜陂W蒸和氣相沉積、接著原位交聯(lián)的技術(shù)可見于例如美國專利號4,696,719 (Bischoff),4, 722,515 (Ham)4, 842,893(Yializis 等)、4,954,371 (Yializis),5, 018, 048 (Shaw 等)、5,032,461 (Shaw 等)、5,097,800 (Shaw 等)、5,125,138 (Shaw 等)、5,440,446 (Shaw 等)、5,547,908 (Furuzawa等)、6,045,864 (Lyons 等)、6,231,939 (Shaw 等)和 6,214,422 (Yializis);公開的 PCT 申請?zhí)?WO 00/26973 (Delta V Technologies, Inc. ) ;D. G. Shaw and M. G. Langlois,“A NewVapor Deposition Process for Coating Paper and Polymer Webs,,,第六屆國際真空鍛膜大會(I"2) ;D. G. Shaw and M. G. Langlois, “A New High Speed Process for VaporDepositing Acrylate Thin Films:An Update”,真空鍍膜機協(xié)會第36屆年度技術(shù)會議錄(1993) ;D.G. Shaw 和 M. G. Langlois,“Use of Vapor Deposited Acrylate Coatings toImprove the Barrier Properties of Metallized Film”,真空鍛膜機協(xié)會第37屆年度技術(shù)會議錄(1994);D. G. Shaw,Μ· Roehrig,Μ· G. Langlois 和 C. Sheehan,“Use of EvaporatedAcrylate Coatings to Smooth the Surface of Polyester and PolypropyleneFilm Substrates”,RadTech (1996) ;J. Affinitoj P. Martin, M. Gross, C. Coronado 和E.Greenwellj “Vacuum deposited polymer/metal multilayer films for opticalapplication”,Thin Solid Films 270,43-48(1995) ;J. D. Affinitoj Μ. E. Gross,C.A. Coronado, G. L. Graff, E. N. Greenwell 和 P.M. Martin,“Polymer-Oxide Transparent Barrier Layers”,真空鍍膜機協(xié)會第39屆年度技術(shù)會議錄(1996)中。在一些實施例中,聚合物層和無機阻擋層在單程真空涂布操作中順序沉積而不中斷涂布過程。第一聚合物層228的涂布效率可以通過例如冷卻聚合物膜基底230來改善。也可以使用類似技術(shù)來改善第二聚合物層224的涂布效率。也可以用常規(guī)涂布方法如輥涂(例如凹版輥涂)或噴涂(例如靜電噴涂)來施加可用于形成所述第一和/或第二聚合物層的單體或低聚物。所述第一和/第二聚合物層還可通過施加在溶劑中含低聚物或聚合物的層并然后使用常規(guī)技術(shù)(例如熱或真空中的至少一種)移除溶劑來形成。也可以釆用等離子聚
口 O可揮發(fā)的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體可用于形成所述第一和第二聚合物層。在一些實施例中,使用可揮發(fā)的丙烯酸酯??蓳]發(fā)的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體的分子量可在約150到約600克/摩爾范圍內(nèi),或在一些實施例中,在約200到約400克/摩爾范圍內(nèi)。在一些實施例中,可揮發(fā)的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體的分子量與每個分子中(甲基)丙烯酸酯官能團的數(shù)量的比率值在約150到約600g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團范圍內(nèi),在一些實施例中,在約200到約400g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團范圍內(nèi)??梢允褂酶叻肿恿糠秶虮嚷实姆谋┧狨ズ图谆┧狨?,例如約400到約3000分子量或約400到約3000g/摩爾/(甲基)丙烯酸酯基團。示例性的可用可揮發(fā)丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯包括二丙烯酸己二醇酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸苯氧乙酯、(單)丙烯酸氰乙酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、羧乙基丙烯酸酯、丙烯酸四氫糠基酯、二腈丙烯酸酯、丙烯酸五氟苯基酯、丙烯酸硝基苯基酯、丙烯酸2-苯氧乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟甲酯、二丙烯酸二乙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、丙氧基化二丙烯酸新戊二醇酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、二丙烯酸四乙二醇酯、雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸1,6_己二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)-異氰脲酸酯三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸萘氧基乙酯、環(huán)狀二丙烯酸酯(例如來自Cytec Industries Inc.的EB-130和可從Sartomer Co.以SR833S購得的三環(huán)癸燒二甲醇二丙烯酸酯)、來自Cytec IndustriesInc.的環(huán)氧丙烯酸酯RDX80095以及它們的混合物。可用于形成所述第一和第二聚合物層的單體可從多種商業(yè)源得到,包括氨酯丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co. , Exton, PA以商品名“CN-968”和“CN-983”購得);丙烯酸異冰片酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-506”購得);五丙烯酸二季戊四醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-399”購得);與苯乙烯共混的環(huán)氧丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“CN-120S80”購得);二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-355”購得);二丙烯酸二乙二醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-230”購得);二丙烯酸1,3-丁二醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-212”購得);五丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-9041”購得);四丙烯酸季戊四醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-295”購得);三丙烯酸季戊四醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-444”購得);乙氧基化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如可從
Sartomer Co.以商品名“SR-454”購得);乙氧基化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-454HP”購得);燒氧基化三官能丙烯酸酯(例如可從SartomerCo.以商品名“SR-9008”購得);二丙烯酸二丙二醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-508”購得);二丙烯酸新戊二醇酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-247”購得);乙氧基化(4)雙酚A 二甲基丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“⑶-450”購得);環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“⑶-406”購得);甲基丙烯酸異冰片酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-423”購得);環(huán)狀二丙烯酸酯(例如可從UCB Chemical, Smyrna, GA以商品名“IRR-214”購得)和三(2-羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯(例如可從Sartomer Co.以商品名“SR-368”購得);前述甲基丙烯酸酯的丙烯酸酯和前述丙烯酸酯的甲基丙烯酸酯??捎糜谛纬伤龅谝缓?或第二聚合物層的其他單體包括乙烯基醚、乙烯基萘、丙烯腈以及它們的混合物。第一聚合物層228所需的化學(xué)組成和厚度部分地取決于聚合物膜基底230的性質(zhì)和表面形貌。第一和/或第二聚合物層的厚度通常應(yīng)足以提供光滑的無缺陷表面,無機阻擋層226可隨后施加于其上。例如,第一聚合物層的厚度可以為幾nm (例如2nm或3nm)到約5微米或更厚。第二聚合物層的厚度也可在此范圍內(nèi),在一些實施例中,可以比第一聚合
物層薄。無機阻擋層226可以由多種材料形成??捎玫牟牧习ń饘佟⒔饘傺趸?、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氧氮化物、金屬氧硼化物以及它們的組合。示例性的金屬氧化物包括硅氧化物如二氧化硅、鋁氧化物如氧化鋁、鈦氧化物如二氧化鈦、銦氧化物、錫氧化物、氧化銦錫(IT0)、氧化鉭、氧化鋯、氧化鈮以及它們的組合。其他示例性的材料包括碳化硼、碳化鎢、碳化硅、氮化鋁、氮化硅、氮化硼、氧氮化鋁、氧氮化硅、氧氮化硼、氧硼化鋯、氧硼化鈦以及它們的組合。在一些實施例中,無機阻擋層包含IT0、氧化硅或氧化鋁中的至少一種。在一些實施例中,適當(dāng)選擇各種元素組分的相對比例,可以使得ITO是導(dǎo)電的??梢岳缡褂迷谀そ饘倩に囍兴捎玫募夹g(shù)來形成無機阻擋層,所述技術(shù)有例如濺射(例如陰極或平面磁控管濺射、雙AC平面磁控管濺射或雙AC可旋轉(zhuǎn)磁控管濺射)、蒸發(fā)(例如電阻或電子束蒸發(fā)以及電阻或電子束蒸發(fā)的能量增強類似物,包括離子束和等離子體輔助沉積)、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強化學(xué)氣相沉積和電鍍。在一些實施例中,使用濺射例如反應(yīng)性濺射來形成無機阻擋層。當(dāng)無機層是通過與例如常規(guī)氣相沉積工藝這樣的較低能量技術(shù)相比而言的高能量沉積技術(shù)例如濺射形成的時,觀察到增強的阻擋性能。不受理論的約束,據(jù)信增強的特性是由于到達基底的冷凝物質(zhì)具有較大動能,這導(dǎo)致由于壓實而造成更低的孔隙比率。每個無機阻擋層所需的化學(xué)組成和厚度部分地取決于下層的性質(zhì)和表面形貌以及阻擋膜所需的光學(xué)性質(zhì)。無機阻擋層通常足夠厚以便是連續(xù)的,并且足夠薄以確保本文所公開的阻擋膜和組件具有所需的可見光透射和柔性程度。各個無機阻擋層的物理厚度(與光學(xué)厚度成對比)可以例如為約3nm到約150nm(在一些實施例中,為約4nm到約75nm)。沿法向軸測得,無機阻擋層對光譜的可見部分上的平均透射率至少為約75%(在一些實施例中,至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。在一些實施例中,無機阻擋層對400nm到1400nm范圍上的平均透射率至少為約75%(在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。可用的無機阻擋層通常為不干擾例如光伏電池對可見或紅外光的吸收的那些。
如果需要,可以存在另外的無機阻擋層和聚合物層。在其中存在不止一個無機阻擋層的實施例中,無機阻擋層不必相同或者具有相同的厚度。當(dāng)存在不止一個無機阻擋層時,無機阻擋層可以分別稱為“第一無機阻擋層”和“第二無機阻擋層”。另外的無機阻擋層之間可以存在另外的“聚合物層”。例如,阻擋膜可以具有若干交替的無機阻擋層和聚合物層。無機阻擋層與聚合物層組合的各個單元被稱為成對層,且阻擋膜可以包括任何數(shù)量的成對層。也可在成對層之間包括各種類型的光學(xué)層??梢栽谌魏尉酆衔飳踊驘o機阻擋層之間施加表面處理或粘結(jié)層以例如改善光滑性或粘附性??捎玫谋砻嫣幚戆ㄔ诖嬖诤线m的反應(yīng)性或非反應(yīng)性氣氛的情況下放電(例如,等離子體、輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電或大氣壓放電);化學(xué)預(yù)處理;或火焰預(yù)處理。也可以在聚合物膜基底的主表面與阻擋膜之間形成單獨的粘附促進層。例如,粘附促進層可以是單獨的聚合物層或含金屬層,諸如金屬層、金屬氧化物層、金屬氮化物層或金屬氧氮化物層。粘附促進層的厚度可以為幾納米(nm)(例如Inm或2nm)到約50nm或更厚。在一些實施例中,可用的阻擋膜包括等離子體沉積聚合物層(例如類金剛石層),例如美國專利申請公開號2007-0020451 (Padiyath等)中所公開的那些。例如,阻擋膜可通過在聚合物膜基底上頂涂第一聚合物層并在所述第一聚合物層上頂涂等離子體沉積聚合物層制備。所述第一聚合物層可以如任何上面的第一聚合物層實施例中所述的一樣。所述等離子體沉積聚合物層可以是例如類金剛石碳層或類金剛石玻璃。描述一個層相對于阻擋膜的基底或其他元件的位置的術(shù)語“頂涂”是指該層在基底或其他元件的頂上,但不一定與基底或其他元件鄰接。術(shù)語“類金剛石玻璃”(DLG)是指包含碳和硅的大體或完全無定形的玻璃,并且可任選地包含選自氫、氮、氧、氟、硫、鈦和銅的一種或多種附加組分。在某些實施例中也可存在其他元素。無定形類金剛石玻璃膜可包含原子的團簇以賦予其短程有序但基本沒有導(dǎo)致微觀或宏觀結(jié)晶度的介質(zhì)和長程有序,所述微觀或宏觀結(jié)晶度可能不利地散射波長為ISOnm到SOOnm的輻射。術(shù)語“類金剛石碳”(DLC)是指無定形膜或涂層,其包含約50至90原子%的碳和約10至50原子%的氫,克原子密度在約O. 20至約O. 28克原子每立方厘米,并且由約50%至約90%四面體鍵構(gòu)成。
在一些實施例中,阻擋膜可以具有自頂涂在聚合物膜基底上的交替的DLG或DLC層和聚合物層(例如如上所述第一和第二聚合物層)所制得的多個層。包括聚合物層和DLG或DLC層的組合的各個單元被稱為成對層,所述組件可以包括任何數(shù)量的成對層。也可在成對層之間包括各種類型的光學(xué)層。在阻擋膜中加入更多的層可以提高其對氧氣、濕氣或其他污染物的不透過性并還可以有助于遮蓋或封閉層內(nèi)的缺陷。在一些實施例中,在無氫的基礎(chǔ)上,類金剛石玻璃包含至少30%的碳、大量的硅(通常至少25%)和不超過45%的氧。相當(dāng)高量的硅與顯著量的氧和大量的碳的獨特組合使得這些膜高度透明并且是柔性的。類金剛石玻璃薄膜可具有多種透光特性。根據(jù)組成,薄膜在各種頻率可具有增強的透光特性。但在一些實施例中,薄膜(當(dāng)厚約一微米時)對約250nm到約800nm (例如400nm到約800nm)的基本所有波長下的福射透射至少70%。對于一微米厚的膜來說,在400nm到800nm之間的可見波長范圍內(nèi),70%的透射率對應(yīng)于小于O. 02的消光系數(shù)(k)。在產(chǎn)生類金剛石玻璃膜時,可以摻入多種附加組分來改變和增強類金剛石玻璃膜 賦予基底的性質(zhì)(例如阻擋和表面性質(zhì))。附加組分可包括氫、氮、氟、硫、鈦或銅中的一種或多種。其他附加組分也可具有有益效果。氫的添加促進了四面體鍵的形成。氟的添加可以增強類金剛石玻璃膜的阻擋和表面性質(zhì),包括在不相容的基質(zhì)中分散的能力。氟的來源包括諸如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、C2F6, C3F8以及C4Fltl的化合物。氮的添加可用來增強抗氧化性并增加電導(dǎo)率。氮的來源包括氮氣(N2)、氨(NH3)和肼(N2H6)15硫的添加可提高粘附性。鈦的添加往往會增強粘附和擴散以及阻擋性能??梢栽贒LC膜中使用多種添加劑。除出于上面對類金剛石玻璃所述的原因而加入的氮或氟外,還可以加入氧和硅。將硅和氧添加至DLC涂層往往改善涂層的光學(xué)透明度和熱穩(wěn)定性。氧的來源包括氧氣(02)、水蒸氣、乙醇和過氧化氫。硅的來源優(yōu)選包括硅烷諸如SiH4、Si2H6和六甲基二甲硅醚。上述DLG或DLC膜的添加劑可以摻入到類金剛石基質(zhì)中或者附連到表面原子層。如果所述添加劑被摻入到類金剛石基質(zhì)中,其可能引起密度和/或結(jié)構(gòu)上的擾動,但所得材料基本上是具有類金剛石碳特征(例如化學(xué)惰性、硬度和阻擋性能)的密堆積網(wǎng)絡(luò)。如果添加劑濃度太大(例如相對于碳濃度而言高于50原子%),則密度可能受影響且類金剛石碳網(wǎng)絡(luò)的有益性質(zhì)將失去。如果添加劑附接至表面原子層,它們會只改變表面結(jié)構(gòu)和特性。類金剛石碳網(wǎng)絡(luò)的整體特性得以保持。等離子體沉積聚合物如類金剛石玻璃和類金剛石碳可以自等離子體通過在低溫氣相中使用前體單體合成。前體分子被存在于等離子體的高能電子分解以形成自由基物質(zhì)。這些自由基物質(zhì)在基底表面反應(yīng)并使得聚合物薄膜生長。由于在所述氣相和所述基底中反應(yīng)過程的非特異性,故所得聚合物膜在性質(zhì)上通常是高度交聯(lián)并無定形的。關(guān)于等離子體沉積聚合物的其他信息,參見例如H. Yasuda, “PlasmaPolymerization,,,Academic Press Inc. , New York (1985) ;R. d’Agostino (Ed),“PlasmaDeposition, Treatment&Etching of Polymers,,,Academic Press, New York (1990);和 H. Biederman 和 Y. Osada, “Plasma Polymerization Processes,,,Elsever, NewYork(1992)。通常,由于存在烴和含碳官能團例如CH3、CH2、CH、Si-C、Si-CH3、Al_C、Si-O-CH3等,故本文中所述的等離子體沉積聚合物層具有有機性質(zhì)。所述等離子體沉積聚合物層在其無機組分上是基本亞化學(xué)計量的并是大體富碳的。例如在含硅的膜中,氧硅比率通常低于I. 8(二氧化硅具有2. O的比率),更通常低于I. 5 (對于DLG),并且碳含量至少為約10%。在一些實施例中,碳含量至少為約20%或25%。如例如美國專利申請公開號2008-0196664 (David等)中所述利用娃油和任選的用以形成等離子體的硅烷源通過離子增強等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的無定形類金剛石膜也可用在阻擋膜中。術(shù)語“有機硅”、“硅油”或“硅氧烷”可互換地使用,指具有結(jié)構(gòu)單元R2SiO的低聚和更高分子量的分子,其中R獨立地選自氫、(C1-C8)烷基、(C5-C18)芳基、(C6-C26)芳烷基或(C6-C26)烷芳基。這些可以稱為聚有機硅氧烷,包含交替的硅和氧原子(-O-Si-O-Si-O-)的鏈,并具有經(jīng)常和R基團接合的自由價硅原子,但也可接合(交聯(lián))到第二個鏈的氧原子和硅原子,從而形成擴展網(wǎng)絡(luò)(高MW)。在一些實施例中,以使所得等離子體形成的涂層是柔性的并具有高的光透射率的量引入硅氧烷源例如蒸發(fā)的硅油。任何其他可用的過程氣體,例如氧氣、氮氣和/或氨氣,可以與硅氧烷和任選的硅烷一起使用以幫助維持等離子體并改性無定形類金剛石膜層的性質(zhì)。
在一些實施例中,可以使用兩種或更多種不同的等離子體沉積聚合物的組合。例如,通過改變或以脈沖方式進給形成等離子體以沉積聚合物層的過程氣體來形成不同的等離子體沉積聚合物層。又如,可以形成第一無定形類金剛石膜的第一層,然后可在所述第一層上形成第二無定形類金剛石膜的第二層,其中所述第一層與所述第二層具有不同的組成。在一些實施例中,第一無定形類金剛石膜層由硅油等離子體形成,并且然后第二無定形類金剛石膜層由硅油和硅烷等離子體形成。在其他實施例中,形成交替組成的兩個或更多個無定形類金剛石膜層以生成無定形類金剛石膜。等離子體沉積聚合物例如類金剛石玻璃和類金剛石碳可以具有任何有用的厚度。在一些實施例中,等離子體沉積聚合物的厚度可以為至少500?;蛘咧辽?,000埃。在一些實施例中,等離子體沉積聚合物的厚度可以在1,000到50,000埃、I, 000到25,000埃、或1,000到10,000埃范圍內(nèi)。制備可用的阻擋膜120例如富碳膜、含硅膜、或它們的組合的其他等離子體沉積方法在例如美國專利號6,348,237 (Kohler等)中公開。富碳膜可以含至少50原子%的碳,通常約70-95原子%的碳,O. 1-20原子%的氮,O. 1-15原子%的氧及O. 1-40原子%的氫。取決于其物理和化學(xué)性質(zhì),這樣的富碳膜可以分類為“無定形”、“氫化無定形”、“石墨”、“i_碳”或“類金剛石”。含硅膜經(jīng)常是聚合物型的并含任意組成的硅、碳、氫、氧和氮。富碳膜和含硅膜可以通過等離子體與蒸發(fā)的有機材料的相互作用形成,所述有機材料在環(huán)境溫度和壓力下通常為液體。所述蒸發(fā)的有機材料通常能在低于約I托(130Pa)的真空中凝聚。如上面針對等離子體聚合物沉積所述,蒸氣被導(dǎo)向真空中(例如常規(guī)真空室中)帶負(fù)電的電極處的聚合物膜基底。在膜的形成過程中,使等離子體(例如如美國專利號5,464,667 (Kohler等)中所述的氬等離子體或富碳等離子體)與至少一種蒸發(fā)的有機材料相互作用。等離子體是能夠活化蒸發(fā)的有機材料的等離子體。等離子體和蒸發(fā)的有機材料可以在基底的表面上相互作用或者在與基底的表面接觸之前相互作用。無論哪種方式,蒸發(fā)的有機材料和等離子體的相互作用提供了有機材料的反應(yīng)性形式(例如,甲基從有機硅中失去),以使得材料在形成膜時由于例如聚合和/或交聯(lián)而能夠致密化。重要的是,所述膜的制備不需要溶劑。所形成的膜可以是均勻的多組分膜(例如,自多種起始原料產(chǎn)生的一層涂層)、均勻的單組分膜、和/或多層膜(例如,富碳材料與有機硅材料的交替層)。例如,使用來自第一源的一個流中的富碳等離子體和來自第二源的另一流中的蒸發(fā)的高分子量有機液體(例如二甲基硅氧烷油),一次通過沉積程序可能形成膜的多層構(gòu)造(例如富碳材料的層、至少部分聚合的二甲基硅氧烷的層以及碳/ 二甲基硅氧烷復(fù)合材料的中間或界面層)。系統(tǒng)構(gòu)造的改變使得均勻的多組分膜或分層膜受控地形成,根據(jù)需要,所述膜在性質(zhì)和組成上漸變或突變。一種材料的均勻涂層也可由諸如氬氣和蒸發(fā)的高分子量有機液體(諸如二甲基硅氧烷油)載氣等離子體形成。其他可用的阻擋膜120包括具有梯度組成阻擋涂層的膜,例如美國專利號7,015,640(Schaepkens等)中所描述的那些。具有梯度組成阻擋涂層的膜可以通過在聚合物膜基底130上沉積反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)或重組產(chǎn)物而制得。改變反應(yīng)物質(zhì)的相對供給率或改變反應(yīng)物質(zhì)的種類從而得到在整個厚度具有梯度組成的涂層。適合的涂層組合物為有機、無機或陶瓷材料。這些材料通常是起反應(yīng)等離子體物質(zhì)的反應(yīng)或重組產(chǎn)物并且被沉積在基 底表面上。有機涂層材料通常包括碳、氫、氧和可任選的其他微量元素,諸如硫、氮、硅等,這取決于反應(yīng)物的類型。產(chǎn)生涂層中有機組合物的合適的反應(yīng)物為具有高達15個碳原子的直鏈或支鏈烷烴、烯烴、炔烴、醇、醛、醚、環(huán)氧烷、芳烴等。無機和陶瓷涂層材料通常包含IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA、IB和IIB族的元素、IIIB、IVB和VB族的金屬以及稀土金屬的氧化物、氮化物、硼化物、或它們的組合。例如,可以通過由硅烷(S iH4)和諸如甲烷或二甲苯有機材料產(chǎn)生的等離子體重組將碳化硅沉積在基底上??梢酝ㄟ^由硅烷、甲烷、以及氧或硅烷和環(huán)氧丙烷產(chǎn)生的等離子體沉積碳氧化硅。也可以通過由諸如四乙氧基硅烷(TE0S)、六甲基二硅氧烷(HMDS0)、六甲基二硅氮烷(HMDSN)或八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)的有機硅前體產(chǎn)生的等離子體沉積碳氧化硅??梢酝ㄟ^由硅烷和氨產(chǎn)生的等離子體沉積氮化硅??梢酝ㄟ^由酒石酸鋁和氨的混合物產(chǎn)生的等離子體沉積氧碳氮化鋁??梢赃x擇反應(yīng)物的其他組合以獲得所需的涂層組合物。具體反應(yīng)物的選擇屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的技能??梢酝ㄟ^在反應(yīng)產(chǎn)物沉積期間改變進給反應(yīng)器室的反應(yīng)物組成以形成涂層或通過例如在幅材工藝中使用重疊沉積區(qū)域,從而獲得涂層的梯度組成??梢酝ㄟ^許多種沉積技術(shù)中的一種或者它們的組合來形成涂層,諸如等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)、射頻等離子體增強化學(xué)氣相沉積(RFPECVD)、膨脹熱-等離子體化學(xué)氣相沉積(ETPCVD)、包括反應(yīng)性濺射的濺射、電子回旋共振-等離子體增強化學(xué)氣相沉積(ECRPECVD)、電感耦合等離子體增強化學(xué)氣相沉積(ICPECVD)。涂層厚度通常在約IOnm到約IOOOOnm范圍內(nèi),在一些實施例中,為約IOnm到約lOOOnm,在一些實施例中,為約IOnm到約200nm。沿法向軸測得,阻擋膜對光譜的可見部分上的平均透射率至少為約75% (在一些實施例中,至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。在一些實施例中,阻擋膜對400nm到1400nm范圍上的平均透射率至少為約75% (在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。其他合適的阻擋膜包括層合在聚合物膜上的薄且柔性的玻璃和沉積在聚合物膜上的玻璃。粘合劑PSA是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的,具有包括如下在內(nèi)的性質(zhì)(I)有力且持久的粘著性、(2)用手指輕輕一壓就能粘附、(3)能夠充分地粘著于粘附體,和(4)有足夠的內(nèi)聚強度以從粘附體干凈地移除。已發(fā)現(xiàn)在功能上跟PSA —樣優(yōu)秀的材料為被設(shè)計和配制成表現(xiàn)出必備的粘彈性的聚合物,該聚合物能夠獲得所需的粘性、剝離粘合力以及剪切保持力的平衡。本文所公開的PSA層的厚度至少為O. 25mm (在一些實施例中,至少為O. 28,0. 30、O. 33、O. 35或O. 38mm)。在一些實施例中,PSA層的厚度至多為約O. 5mm (在一些實施例中,至多為O. 51,0. 53,0. 56,0. 58,0. 61或O. 64mm)。例如,PSA層的厚度可以在O. 25mm到O. 64mm、0. 30mm到O. 60mm、或O. 33到O. 5mm范圍內(nèi)。在一些實施例中,PSA具有相對的主
表面(例如第三和第四主表面),其中所述主表面中的一個與和聚合物膜基底相對的側(cè)上的阻擋膜緊密接觸??捎糜趯嵤┍景l(fā)明的PSA通常不流動并具有足夠的阻擋性以提供氧和濕氣緩慢 或極小地滲透通過粘合劑粘結(jié)線。此外,本文所公開的PSA通??赏干淇梢姽夂图t外光,以致其不干擾例如光伏電池對可見光的吸收。沿法向軸測得,PSA對光譜的可見部分上的平均透射率至少為約75%(在一些實施例中,至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。在一些實施例中,PSA對400nm到1400nm范圍上的平均透射率至少為約75%(在一些實施例中至少為約80、85、90、92、95、97或98%)。示例性的PSA包括丙烯酸酯、有機硅、聚異丁烯、脲以及它們的組合。一些可用的市售PSA包括可UV固化的PSA,例如可從Adhesive Research, Inc. , GlenRock, PA以商品名“ARclear 90453”和“ARclear 90537”購得的那些,和光學(xué)透明的PSA,例如可從 3MCompany, St. Paul, MN 以商品名 “OPTICALLY CLEAR LAMINATING ADHESIVE 8141”和“OPTICALLY CLEAR LAMINATING ADHESIVE8171”購得的。在一些實施例中,根據(jù)本發(fā)明的和/或可用于實施本發(fā)明的PSA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至高為0°c。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可例如通過差示掃描量熱法(DSC)使用本領(lǐng)域中已知的技術(shù)測定。在一些實施例中,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于0°C (在一些實施例中,至高為-5、-10、-15或-20°C)。例如,如通過DSC測得,PSA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以在_65°C到(TC、-60°C到O V、-60 V到-5 V、-60 V到-10°c或-40 V到-20°C范圍內(nèi)。至高O V的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以改善根據(jù)本發(fā)明的組件在例如熱循環(huán)(例如-40到80°C)過程中的耐久性。在一些實施例中,根據(jù)本發(fā)明的和/或可用于實施本發(fā)明的PSA不含溶劑(例如不含添加的溶劑)。通常,無溶劑意味著PSA通過無溶劑過程形成(也就是說,在制備PSA的過程中無溶劑加入)。在一些實施例中,根據(jù)本發(fā)明的和/或可用于實施本發(fā)明的PSA包含聚異丁烯。聚異丁烯可以在主鏈或側(cè)鏈中具有聚異丁烯骨架??捎玫木郛惗∠┛赏ㄟ^例如在路易斯酸催化劑(例如氯化鋁或三氟化硼)的存在下單獨地或與正丁烯、異戊二烯或丁二烯組合地聚合異丁烯制備。可用的聚異丁烯材料可以從若干制造商處購得。均聚物可例如以商品名“0PPAN0L”(例如,“0PPAN0L B15”、“B30”、“B50”、“B100”、“B150”和“B200”)從 BASF Corp.(Florham Park, NJ)購得。這些聚合物的重均分子量通常在約40,000克/摩爾至4,000, 000克/摩爾的范圍內(nèi)。還有其他示例性均聚物可以寬分子量范圍商購自United ChemicalProducts (UCP) (St. Petersburg, Russia)。例如,可以商品名“SDG”商購自UCP的均聚物的粘均分子量在約35,000克/摩爾到65,000克/摩爾的范圍內(nèi)。以商品名“EFR0LEN”商購自UCP的均聚物的粘均分子量在約480,000克/摩爾到約4,000, 000克/摩爾的范圍內(nèi)。以商品名“JHY”商購自UCP的均聚物的粘均分子量在約3000克/摩爾到約55,000克/摩爾的范圍內(nèi)。這些均聚物通常不具有反應(yīng)性雙鍵。其他合適的聚異丁烯均聚物可以商品名“GLISS0PAL”(例如,“GLISSOPAL 1000”、“1300”和“2300”)商購自BASF Corp. 0這些聚異丁烯材料常常具有端雙鍵并被認(rèn)為是反應(yīng)性的聚異丁烯材料。這些聚合物的數(shù)均分子量通常在約500克/摩爾至約2,300克/摩爾的范圍內(nèi)。重均分子量與數(shù)均分子量的比率通常在約I. 6至2. O的范圍內(nèi)。通常通過在少量的另一種單體(例如苯乙烯、異戊二烯、丁烯或丁二烯)存在的情況下使異丁烯聚合來制備聚異丁烯共聚物。這些共聚物通常由單體混合物制備,所述單體混合物包含基于單體混合物中的單體重量計至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、或至少95重量%的異丁烯。合適的異丁烯/異戍二烯共聚物可以商品名“EXXON BUTYL”(例如,“EXXON BUTYL 065”、“068”和“268”)商購自Exxon Mobil Corp, Irving, TX。這些材料的不飽和度在約I. 05到約2. 30摩爾%的范圍 內(nèi)。其他示例性的異丁烯/異戍二烯共聚物可商購自United Chemical Products,例如不飽和度為約I. 7摩爾%的BK-1675N。再其他的示例性異丁烯/異戊二烯共聚物可商購自“LANXESS” (Sarnia, Ontario, Canada),例如不飽和度為約 I. 85 摩爾 % 的 “LANXESS BUTYL301”、不飽和度為約I. 75摩爾%的“LANXESS BUTYL 101-3”和不飽和度為約2. 25重量%的“LANXESS BUTYL 402”。合適的異丁烯/苯乙烯嵌段共聚物可以商品名“SIBSTAR”商購自Kaneka (Osaka, Japan)。這些材料可以苯乙烯含量按共聚物重量計在約15重量%至30重量%范圍內(nèi)的兩嵌段和三嵌段形式獲得。其他合適的聚異丁烯樹脂可以例如從ExxonChemical Co.以商品名 “VISTANEX”、從 Goodrich Corp.,Charlotte, NC 以商品名 “HYCAR”和從 Japan Butyl Co. , Ltd. , Kanto, Japan 以商品名 “JSR BUTYL” 購得??捎糜趯嵤┍景l(fā)明的聚異丁烯可以具有廣泛的分子量和廣泛的粘度。在一些實施例中,聚異丁烯的重均分子量(如使用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物通過凝膠滲透色譜法測得)至少為約300,000克/摩爾或更高(在一些實施例中,至少為約400,000,500, 000克/摩爾或更高)。在一些實施例中,聚異丁烯的重均分子量低于300,000 (在一些實施例中,至高為280,000、275,000,270, 000,260, 000,250, 000,240, 000,230, 000,220, 000,210, 000 或 200,000)克 /摩爾。在一些實施例中,當(dāng)由20°C下在二異丁烯中的本征粘度所量度的粘度限定時,聚異丁烯的粘均分子量為約100,000到10,000, 000克/摩爾或約500,000到5,000, 000克/摩爾??梢陨藤彽玫皆S多不同分子量和粘度的聚異丁烯。在一些實施例中,在制備PSA的過程中,聚異丁烯的分子量發(fā)生改變,這將在下面描述。在包含聚異丁烯的PSA的一些實施例中,PSA還包含氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))。在這些實施例中的一些中,以PSA組合物的總重量計,約5-90重量%的氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))與約10-95重量%的聚異丁烯共混。在這些實施例中的另外一些中,以PSA組合物的總重量計,PSA包含約5-70重量%的氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))和約30-95重量%的聚異丁烯。在這些實施例中的再另外一些中,以PSA組合物的總重量計,氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))以低于20或15重量%的量存在。例如,以PSA組合物的總重量計,氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))的存在量可以在5-19. 95、5-19、5-17、5-15、5-13或5_10重量%的范圍內(nèi)。在一些實施例中,PSA無丙烯酸類單體和聚丙烯酸酯??捎玫木郛惗∠㏄SA包括包含氫化聚(環(huán)烯烴)和聚異丁烯樹脂的粘合劑組合物,例如國際專利申請公開號WO2007/087281 (Fujita等)中公開的那些?!皻浠睙N增粘劑組分可以包括部分氫化的樹脂(例如具有任何氫化比率)、完全氫化的樹脂、或它們的組合。在一些實施例中,氫化烴增粘劑是完全氫化的,其可以降低PSA的濕氣滲透性并改善與聚異丁烯樹脂的相容性。所述氫化烴增粘劑通常為氫化環(huán)脂族樹月旨、氫化芳族樹脂、或它們的組合。例如,一些增粘樹脂為通過使熱分解石腦油所制備的C9餾分共聚合而獲得的氫化C9型石油樹脂、通過使熱分解石腦油所制備的C5餾分共聚合而獲得的氫化C5型石油樹脂、或通過使熱分解石腦油所制備的C5餾分和C9餾分的組合聚合而獲得的氫化C5/C9型石油樹脂。C9餾分可包含(例如)茚、乙烯基甲苯、α -甲基苯乙烯、β -甲基苯乙烯或它們的組合。其他示例性增粘樹脂為C5餾分可包含(例如)戊烷、異戊二烯、胡椒堿、1,3-戊二烯或它們的組合。一些合適的氫化烴增粘劑可以商品名“ARK0N”(例如,“ARK0N P”或“ARKON Μ”)從Arakawa Chemical Industries Co. , Ltd. (Osaka, Japan)購得。這些材料在商業(yè)文獻中被 描述為水白色的氫化烴樹脂。“ARK0N P”氫化烴(例如,P-70、P-90、P-100、P-115和P-140)是完全氫化的,而“ARKON M”氫化烴(例如,M-90、M-100、M-115和M-135)是部分氫化的。氫化烴“ARK0N P-100"的數(shù)均分子量為約850克/摩爾,軟化點為約100°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約45°C。氫化烴“ARKON P-140"的數(shù)均分子量為約1250克/摩爾,軟化點為約140°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約90°C。氫化烴“ARKON M-90”的數(shù)均分子量為約730克/摩爾,軟化點為約90°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約36°C。氫化烴“ARK0N-M-100”的數(shù)均分子量為約810克/摩爾,軟化點為約100°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約45°C。其他合適的氫化烴增粘劑可以商品名“ESC0REZ”從Exxon Chemical購得。“ESC0REZ 5300”(例如,5300級、5320級、5340級和5380級)系列樹脂在商業(yè)文獻中被描述為水白色的環(huán)脂族烴樹脂。這些材料的重均分子量在約370克/摩爾到約460克/摩爾范圍內(nèi),軟化點在約850C到約140°C范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在約35°C到約85°C范圍內(nèi)?!癊SC0REZ 5400”(例如,5400級和5415級)系列樹脂在商業(yè)文獻中被描述為非常淺色的環(huán)脂族烴樹脂。這些材料的重均分子量在約400克/摩爾到約430克/摩爾范圍內(nèi),軟化點在約103°C到約118°C范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在約50°C到約65°C范圍內(nèi)?!癊SC0REZ5600”(例如,5600級、5615級、5637級和5690級)系列樹脂在商業(yè)文獻中被描述為非常淺色的芳族改性環(huán)脂族樹脂。芳族氫原子的百分比為基于樹脂中所有氫原子的重量計在約6重量%至12重量%的范圍內(nèi)。這些材料的重均分子量在約480克/摩爾到約520克/摩爾范圍內(nèi),軟化點在約87°C到約133°C范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在約40°C到約78°C范圍內(nèi)。“ESC0REZ1300”(例如,1315級、1310LC級和1304級)系列樹脂在商業(yè)文獻中被描述為具有高軟化點的脂族樹脂。樹脂“ESC0REZ 1315”的重均分子量為約2200克/摩爾,軟化點在112°C到1181范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約601。樹脂“ESCOREZ 1310LC”為淺色,重均分子量為約1350克/摩爾,軟化點為95°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為約45°C。樹脂“ESCOREZ 1304”的重均分子量為約1650克/摩爾,軟化點在97°C到103°C范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50°C。還有其他合適的氫化烴增粘劑可以商品名“REGALREZ”(例如,1085級、1094級、1126級、1139級、3102級和6108級)從Eastman (Kingsport, TN)購得。這些樹脂在商業(yè)文獻中被描述為氫化芳族純單體烴樹脂。其重均分子量在850克/摩爾到3100克/摩爾范圍內(nèi),軟化點在87V到141 °C范圍內(nèi),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在34°C到84°C范圍內(nèi)。樹脂“REGALEZ1018”可以用在不生成熱的應(yīng)用中。此增粘樹脂的重均分子量大約為350克/摩爾,軟化點為19°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為22°C。還有其他合適的氫化烴增粘劑可以商品名“WINGTACK”(例如,“WINGTACK 95”和“WINGTACK RWT-7850”)樹脂從Cray Valley (Exton, PA)購得。商業(yè)文獻描述這些增粘樹脂為通過脂族C5單體的陽離子聚合而獲得的合成樹脂。樹脂“WINGTACK 95”為淺黃色固體,重均分子量為1700克/摩爾,軟化點為98°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為55°C。樹脂“WINGTACKRWT-7850”為淺黃色固體,重均分子量為1700克/摩爾,軟化點為102°C,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 52。。。 甚至還有其他合適的氫化烴增粘劑可以商品名“ PICCOTAC ”(例如,6095-E級、8090-E 級、8095 級、8595 級、9095 級和 9105 級)從 Eastman (Kingsport, TN)購得。商業(yè)文獻描述這些樹脂為芳族改性的脂族烴樹脂或芳族改性的C5樹脂。樹脂“PICCOTACK 6095-E”的重均分子量為1700克/摩爾,軟化點為98°C。樹脂“PICCOTACK 8090-E”的重均分子量為1900克/摩爾,軟化點為92°C。樹脂“PICC0TACK8095”的重均分子量為2200克/摩爾,軟化點為95°C。樹脂“PICC0TAC8595”的重均分子量為1700克/摩爾,軟化點為95°C。樹月旨“PICC0TAC9095”的重均分子量為1900克/摩爾,軟化點為94°C。樹脂“PICC0TAC9105”的重均分子量為3200克/摩爾,軟化點為105 °C。在一些實施例中,氫化烴增粘劑為氫化聚(環(huán)烯烴)聚合物。聚(環(huán)烯烴)聚合物通常具有低的濕氣滲透性并可通過例如用作增粘劑影響聚異丁烯樹脂的粘合性能。示例性的氫化聚(環(huán)烯烴)聚合物包括氫化石油樹脂;氫化萜烯基樹脂(例如可以商品名 “CLEAR0N” 以牌號 P、M 和 K 從 Yasuhara Chemical, Hiroshima, Japan 購得的樹脂);氫化樹脂或基于氫化酯的樹脂,例如可以商品名“FORAL AX”和“F0RAL 105”從HerculesInc. ,Wilmington, DE 以及以商品名 “PENCEL A”、“ESTERGUM H” 和“SUPER ESTER A” 從Arakawa Chemical Industries Co. , Ltd. , Osaka, Japan購得;歧化樹脂或基于歧化酯的樹月旨(例如可以商品名 “PINECRYSTAL” 從 Arakawa Chemical Industries Co. , Ltd.購得的樹脂);基于氫化二環(huán)戊二烯的樹脂(例如通過石腦油的熱分解產(chǎn)生的C5餾分如戊烯、異戊二烯或胡椒堿與1,3-戊二烯共聚得到的氫化C5-型石油樹脂,例如可以商品名“ESCOREZ5300” 或 “ESCOREZ 5400” 從 Exxon Chemical Co.,Irving, TX 和以商品名 “EAST0TAC H”從Eastman Chemical Co.,Kingsport, TN購得);部分氫化的芳族改性二環(huán)戍二烯基樹脂,例如可從Exxon Chemical Co.以商品名“ESC0REZ5600”購得;自通過石腦油的熱分解產(chǎn)生的C9餾分如茚、乙烯基甲苯和α-或β_甲基苯乙烯的共聚獲得的C9-型石油樹脂的氫化得到的樹脂,例如可從Arakawa Chemical Industries Co. , Ltd.以商品名“ARC0N P”或"ARCON Μ”購得;和自上述C5餾分和C9餾分的共聚石油樹脂的氫化得到的樹脂,例如可從Idemitsu Petrochemical Co.,Tokyo, Japan 以商品名 “IMARV”購得。在一些實施例中,氫化聚(環(huán)烯烴)為氫化聚(二環(huán)戊二烯),其可向PSA提供好處(例如低的濕氣滲透性和透明性)。氫化烴增粘劑通常具有與聚異丁烯的溶解度參數(shù)(SP值)相似的溶解度參數(shù)并表現(xiàn)出與聚異丁烯良好的相容性(即可混和性)以致可形成透明的膜,其中溶解度參數(shù)為用于表征化合物極性的指數(shù)。增粘樹脂通常為無定形的并且重均分子量不大于5000克/摩爾。如果重均分子量大于約5000克/摩爾,則與聚異丁烯材料的相容性可能會降低、粘性可能會降低、或者這兩者都會降低。所述分子量通常不大于4000克/摩爾、不大于約2500克/摩爾、不大于2000克/摩爾、不大于1500克/摩爾、不大于1000克/摩爾或不大于500克/摩爾。在一些實施例中,所述分子量在200克/摩爾至5000克/摩爾的范圍內(nèi)、在200克/摩爾至4000克/摩爾的范圍內(nèi)、在200克/摩爾至2000克/摩爾的范圍內(nèi)、或在200克/摩爾至1000克/摩爾的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的和/或可用于實施本發(fā)明的PSA層可以例如通過包含PSA組合物的組分的可擠出組合物的無溶劑擠出制備。有利的是,PSA層可以通過該過程在無溶劑的存在下制備,也就是說,無需向該過程中加入揮發(fā)性有機化合物。在一些實施例中,所述可擠出組合物被擠出到隔離襯片上。在一些實施例中,所述可擠出組合物被擠出到兩個隔離襯片之間。在一些實施例中,所述可擠出組合物至少部分地在真空下擠出。所述可擠出組合物可包含例如聚異丁烯和氫化烴增粘劑(在一些實施例中,聚(環(huán)烯烴))。在一些實施例中,本
文所公開的PSA層可以通過在無溶劑擠出過程中擠出包含重均分子量至少為500,000 (在一些實施例中,至少為600, 000,700, 000,800, 000,900, 000或1,000,000)克/摩爾的聚異丁烯和氫化聚(環(huán)烯烴)的可擠出組合物制備。在一些實施例中,所述無溶劑擠出在足以使聚異丁烯樹脂的重均分子量減至低于300,000(在一些實施例中,至高280,000,275, 000、270,000,260, 000,250, 000,240, 000,230, 000,220, 000,210, 000 或 200,000)克 / 摩爾的溫度下進行,以形成包含重均分子量低于300,000 (在一些實施例中,至高280,000,275, 000、270,000,260, 000,250, 000,240, 000,230, 000,220, 000,210, 000 或 200,000)克 / 摩爾的聚異丁烯和氫化烴增粘劑的壓敏粘合劑。在一些實施例中,擠出溫度在200°C到300°C、220°C到280°C或240°C到275°C的范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明的PSA和/或制備所述PSA的方法的一些實施例中,PSA膜形成為卷。厚至少O. 25mm的PSA可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)以卷的形式收集和保存??梢愿淖冞^程參數(shù)如卷繞張力、材料繞其卷繞的芯的直徑、使用的襯片數(shù)(單或雙)和襯片材料選擇(特別是襯片的彈性模量和厚度)來改善卷的形成。可任選地,根據(jù)本發(fā)明的和/或可用于實施本發(fā)明的PSA以及本文所公開的可擠出組合物包含UV吸收劑(UVA)、位阻胺光穩(wěn)定劑或抗氧化劑中的至少一種。可用的UVA的實例包括上面結(jié)合多層膜基底所描述的那些(例如可從Ciba Specialty ChemicalsCorporation 以商品名 “TINUVIN 328”、“TINUVIN 326”、“TINUVIN 783”、“TINUVIN770”、“TINUVIN 479'“TINUVIN 928”和 “TINUVIN 1577”購得的那些)。當(dāng)使用時,UVA 可以占壓敏粘合劑組合物的總重量的約O. 01-3重量%的量存在??捎玫目寡趸瘎┑膶嵗ɑ谑茏璺拥幕衔锖突诹姿狨サ幕衔镆约吧厦娼Y(jié)合多層膜基底所描述的那些(例如可從 Ciba Specialty Chemicals Corporation 以商品名“IRGAN0X1010,,、“IRGAN0X 1076,,和"IRGAF0S 126”購得的那些以及丁基化羥基甲苯(BHT))。當(dāng)使用時,抗氧化劑可以占壓敏粘合劑組合物的總重量的約0. 01-2重量%的量存在??捎玫姆€(wěn)定劑的實例包括基于酚的穩(wěn)定劑、基于受阻胺的穩(wěn)定劑(例如包括上面結(jié)合多層膜基底所描述的那些以及可從BASF以商品名“CHIMASS0RB”如“CHIMASS0RB 2020”購得的那些)、基于咪唑的穩(wěn)定劑、基于二硫代氨基甲酸酯的穩(wěn)定劑、基于磷的穩(wěn)定劑和基于硫酯的穩(wěn)定劑。當(dāng)使用時,這類化合物可以占壓敏粘合劑組合物的總重量的約O. 01-3重量%的量存在。其他可詵的特征可任選地,根據(jù)本發(fā)明的組件可以含干燥劑。在一些實施例中,根據(jù)本發(fā)明的組件基本不含干燥劑?!盎静缓稍飫敝缚赡艽嬖诟稍飫┑淞坎蛔阋杂行У馗稍锕夥K。基本不含干燥劑的組件包括其中未向組件中摻入干燥劑的那些。在一些實施例中,根據(jù)本發(fā)明的組件包括與和阻擋膜相對的PSA主表面(即第四主表面)緊密接觸的隔離襯片。隔離襯片可用來例如在將組件粘結(jié)于待封裝的器件(例如薄膜太陽能器件)之前保護PSA。在一些實施例中,隔離襯片足夠柔性,使得本文所公開的組件可以卷繞成卷。本領(lǐng)域已知的可用的隔離襯片的實例包括涂布了例如有機硅的牛皮紙;聚丙烯膜;含氟聚合物膜,例如可從E. I. du Pont de Nemours and Co. , Wilmington, DE以商品名“TEFLON”購得的那些;和涂布了例如有機硅或碳氟化合物的聚酯及其他聚合物膜。在一些實施例中,隔離襯片為微結(jié)構(gòu)化的隔離襯片,例如美國專利申請公開號 US2007-021235 (Sherman 等)和 US2003-129343 (Galkiewicz 等)及 PCT 國際申請公開號W009/058466 (Sherman等)中所公開的那些。微結(jié)構(gòu)化的隔離襯片可用于例如防止氣泡被滯留在壓敏粘合劑層中??扇芜x地,可以向本文所公開的組件加入各種功能層或涂層以改變或改善其物理或化學(xué)性質(zhì)。示例性的可用的層或涂層包括可見光和紅外光可透射的導(dǎo)電層或電極(例如氧化銦錫的);抗靜電涂層或膜;阻燃劑;耐磨或硬涂層材料;光學(xué)涂層;防霧材料;抗反射涂層;抗臟污涂層;偏振涂層;防污染材料;棱鏡膜;另外的粘合劑(例如壓敏粘合劑或熱熔融粘合劑);促進與相鄰層的粘附的底涂層;另外的UV保護層;和當(dāng)阻擋組件待以粘附性的卷的形式使用時使用的低粘附背膠材料。這些組分可以例如摻入到阻擋膜中或者可以施加到聚合物膜基底的表面。可以引入到本文所公開的組件中的其他任選的特征包括圖形和隔離物結(jié)構(gòu)。例如,本文所公開的組件可以用油墨或其他印刷標(biāo)記(例如用來顯示產(chǎn)品標(biāo)識、方向或定向信息、廣告或商標(biāo)信息、裝飾或其他信息的那些)處理。油墨或印刷標(biāo)記可以用本領(lǐng)域已知的技術(shù)(例如絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、熱轉(zhuǎn)移印刷、凸版印刷、膠版印刷、柔性版印刷、點刻印刷和激光印刷)提供。例如在粘合劑中可包括墊片結(jié)構(gòu)來保持特定的粘結(jié)線厚度。本發(fā)明提供了一種制備本文所公開的組件的方法。在一些實施例中,所述方法包括提供其主表面與阻擋膜的第一主表面緊密接觸的聚合物膜基底;用無溶劑擠出法擠出壓敏粘合劑;和向阻擋膜的第二主表面施加壓敏粘合劑(例如壓敏粘合劑的第三主表面)。在一些實施例中,PSA被擠出在兩個隔離襯片之間,且所述隔離襯片中的一個在將PSA施加到阻擋膜之前移除。PSA (例如PSA的第三主表面)可以施加到阻擋膜的第二主表面并可例如在真空和/或室溫下進行。其主表面與阻擋膜的第一主表面緊密接觸的聚合物膜基底可以用例如上面針對制備阻擋膜所描述的方法制得。在一些實施例中,制備本文所公開的組件的方法包括在聚合物膜基底的主表面上形成第一聚合物層;在第一聚合物層上形成無機阻擋層;和在無機阻擋層上形成第二聚合物層。圖6為示意圖,示出了用于向阻擋膜施加壓敏粘合劑的裝置??磮D6,聚合物膜基底和阻擋膜結(jié)構(gòu)體675自卷676提供。PSA層635自卷636提供。在圖示實施例中,PSA層635通常包括隔離襯片。將聚合物膜基底和阻擋膜結(jié)構(gòu)體675及PSA層635 (例如包括隔離襯片)進給到輥680a和680b所形成的輥隙中以提供呈連續(xù)幅材600的形式的根據(jù)本發(fā)明的組件,如例如圖1、2、3A和3B中的任一個所示。在一些實施例中,所述輥可以被加熱。所述連續(xù)幅材可以用本領(lǐng)域已知的技術(shù)形成為卷(未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,可以調(diào)節(jié)卷形成中的各種參數(shù)(例如,卷繞張力、材料繞其卷繞的芯的直徑、使用的襯片數(shù)(單或雙)和襯片材料選擇,特別是襯片的彈性模量和厚度)以形成具有最少屈曲的穩(wěn)定的卷。雖然圖6示出的是以連續(xù)工藝制備本文所公開的組件的方法,但也可以使用間歇工藝。根據(jù)本發(fā)明的組件可用于例如封裝太陽能器件。在一些實施例中,所述組件被布置在光伏電池上、上方或周圍。相應(yīng)地,本發(fā)明提供了一種方法,所述方法包括向光伏電池的前表面施加本文所公開的組件。適合的太陽能電池包括用多種材料開發(fā)出的那些,所述材料各具有將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷莫毺匚展庾V。各種類型的半導(dǎo)體材料具有特征性的帶隙能,這使得其在光的某些波長下最高效地吸收光,或者更準(zhǔn)確地說,在一部分太陽光譜上 吸收電磁輻射。用來制備太陽能電池的材料的實例及其太陽光吸收帶邊緣波長包括晶體娃單結(jié)(約400nm到約1150nm)、無定形娃單結(jié)(約300nm到約720nm)、帶狀娃(約350nm到約1150nm)、CIS (銅銦硒)(約400nm到約1300nm)、CIGS (銅銦鎵二硒)(約350nm到約llOOnm)、CdTe (約 400nm 到約 895nm)、GaAs 多結(jié)(約 350nm 到約 1750nm)。這些半導(dǎo)體材料的較短波長左吸收帶邊緣通常介于300nm和400nm之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,正在開發(fā)新材料以用于具有其自有獨特的較長波長吸收帶邊緣的更高效的太陽能電池,并且多層反射膜將具有對應(yīng)的反射帶邊緣。在一些實施例中,本文所公開的組件被布置在CIGS電池上、上方或周圍。在根據(jù)本發(fā)明的組件和方法的一些實施例中,所述組件施加于的太陽能器件(例如光伏電池)包括柔性膜基底。有利的是,在這些實施例中的一些中,所述組件可以用卷對卷加工施加到器件。在這些實施例中的一些中,可以將包括隔離襯片、呈所述連續(xù)幅材600形式的根據(jù)本發(fā)明的組件在移除隔離襯片后進給到一對輥所形成的輥隙中。同時可以向該輥隙中進給柔性膜太陽能器件(例如CIGS)以在離開所述輥時提供經(jīng)封裝的器件。圖5中示出了用于實施根據(jù)本發(fā)明的卷對卷加工的另一示例性方法和裝置?,F(xiàn)在看圖5,聚合物膜基底和阻擋膜結(jié)構(gòu)體575自卷576提供。PSA層535,其在本實施例中含隔離襯片540,自卷536提供。將聚合物膜基底和阻擋膜結(jié)構(gòu)體575及包括隔離襯片540的PAS層535進給到輥580a和580b所形成的輥隙中。在圖示實施例中,在從輥580a和580b出來后,隔離襯片540被移除。然后將所得呈連續(xù)幅材500形式的包括聚合物膜基底、阻擋膜和PSA的組件與來自卷551的柔性膜太陽能器件(例如CIGS) 550 一起進給通過輥590a和590b以形成包括頂部封裝層和經(jīng)封裝的器件510的連續(xù)幅材。柔性膜太陽能器件550可以提供有背板或其他底部封裝層?;蛘呖梢栽诤罄m(xù)步驟中提供背板或其他底部封裝層。PSA層535還可以用于例如附連器件于背板或其他底部封裝層。如果需要,可以將結(jié)構(gòu)體575和柔性膜550的位置反過來。本發(fā)明所詵的實施例在第一個實施例中,本發(fā)明提供了一種組件,其包括布置在阻擋組件上的厚至少O. 25mm的壓敏粘合劑層,其中所述阻擋組件包括聚合物膜基底和阻擋膜,且其中所述組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。
在第二個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第一個實施例的組件,其中所述聚合物膜基底具有主表面,所述阻擋膜具有相對的第一和第二主表面,所述壓敏粘合劑層具有相對的第三和第四主表面,其中所述阻擋膜的第一主表面布置在所述聚合物膜基底的主表面上,和其中所述壓敏粘合劑的第三主表面布置在所述阻擋膜的第二主表面上。在第三個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第一或第二個實施例的組件,其中所述壓敏粘合劑包含聚異丁烯。在第四個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三個實施例的組件,其中所述聚異丁烯的重均分子量低于300,000克/摩爾,其中所述壓敏粘合劑還包含氫化烴增粘劑。在第五個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述壓敏粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至高為0°c。在第六個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述壓 敏粘合劑不含添加的溶劑。在第七個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述壓敏粘合劑還包含紫外吸收劑、位阻胺光穩(wěn)定劑或抗氧化劑中的至少一種。在第八個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述聚合物膜基底包含含氟聚合物。在第九個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第八個實施例的組件,其中所述含氟聚合物包含乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、或聚偏二氟乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯的共混物中的至少一種。在第十個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述聚合物膜基底為多層光學(xué)膜。在第十一個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十個實施例的組件,其中所述聚合物膜基底包括具有第一和第二主表面并包括紫外反射性光學(xué)層疊堆的紫外反射性多層光學(xué)膜,其中所述紫外反射性光學(xué)層疊堆包括第一光學(xué)層和第二光學(xué)層,其中所述第一光學(xué)層的至少一部分和所述第二光學(xué)層的至少一部分緊密接觸并具有不同的折射率,和其中所述多層光學(xué)膜還在所述第一光學(xué)層、所述第二光學(xué)層或布置在所述第一或第二主表面中的至少一個上的第三層中的至少一個中包含紫外吸收劑。在第十二個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十一個實施例的組件,其中所述多層光學(xué)膜反射至少300-400納米的波長范圍中至少30納米范圍上的入射紫外光的至少50%。在第十三個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述阻擋膜包括至少第一和第二聚合物層,所述第一和第二聚合物層由無機阻擋層分開。在第十四個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述阻擋膜具有在23°C和90%的相對濕度下氧氣透過率低于O. 005cc/m2/天或在50°C和100%的相對濕度下水蒸氣透過率低于O. 05cc/m2/天中的至少一個。在第十五個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,所述組件還包括與所述壓敏粘合劑的第四主表面緊密接觸的隔離襯片。在第十六個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)任何前述實施例的組件,其中所述組件呈卷的形式。在第十七個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第一到第十四個實施例中的任一個的組件,其中所述組件被布置在光伏電池上、上方或周圍。在第十八個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十七個實施例的組件,其中所述光伏電池為CIGS電池。在第十九個實施例中,本發(fā)明提供了一種制備根據(jù)第一到第十六個實施例中的任一個的組件的方法,所述方法包括提供包括所述聚合物膜基底和所述阻擋膜的阻擋組件;使用無溶劑擠出法擠出所述壓敏粘合劑;和將所述壓敏粘合劑施加到所述阻擋組件。
在第二十個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十九個實施例的方法,其中所述壓敏粘合劑被擠出在兩個隔離襯片之間,且其中所述隔離襯片中的一個在將所述壓敏粘合劑施加到所述阻擋膜之前移除。在第二 i^一個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十九或第二十個實施例的方法,其中所述組件被形成為卷。在第二十二個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第十九到第二i^一個實施例中的任一個的方法,所述方法還包括在所述聚合物膜基底的主表面上形成第一聚合物層; 在所述第一聚合物層上形成無機阻擋層;和在所述無機阻擋層上形成第二聚合物層。在第二十三個實施例中,本發(fā)明提供了一種制備光伏模塊的方法,所述方法包括向光伏電池的前表面施加根據(jù)第一到第十四個實施例中的任一個的組件。在第二十四個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第二十三個實施例的方法,其中所述光伏電池包括柔性膜基底。在第二十五個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第二十三或第二十四個實施例的方法,其中所述組件在施加到所述光伏電池的前表面后不經(jīng)加熱。在第二十六個實施例中,本發(fā)明提供了一種壓敏粘合劑,所述壓敏粘合劑包含重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯;和氫化烴增粘劑,其中所述壓敏粘合劑呈厚至少O. 25mm的膜的形式。 在第二十七個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第二十六個實施例的壓敏粘合齊U,其中所述壓敏粘合劑膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至高為0°C。在第二十八個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第二十六或第二十七個實施例的壓敏粘合劑,所述壓敏粘合劑還包含紫外吸收劑、位阻胺光穩(wěn)定劑或抗氧化劑中的至少一種。在第二十九個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第二十六到第二十八個實施例中的任一個的壓敏粘合劑,其中所述氫化烴增粘劑以低于所述壓敏粘合劑的總重量的20重
量%的量存在。
在第三十個實施例中,本發(fā)明提供了一種制備壓敏粘合劑的方法,所述方法包括通過無溶劑擠出法擠出包含重均分子量至少為500,000克/摩爾的聚異丁烯和氫化烴增粘劑的可擠出組合物,其中所述擠出在足以使聚異丁烯樹脂的重均分子量減至低于300,000克/摩爾的溫度下進行,以形成包含氫化烴增粘劑和重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯樹脂的壓敏粘合劑。在第三^ 個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十個實施例的方法,其中所述壓敏粘合劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度至高為0°C。在第三十二個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十或第三i 個實施例的方法,其中所述可擠出組合物還包含紫外吸收劑、位阻胺光穩(wěn)定劑或抗氧化劑中的至少一種。在第三十三個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十到第三十二個實施例中的
任一個的方法,其中所述氫化烴增粘劑以低于所述壓敏粘合劑的總重量的20重量%的量存在。在第三十四個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十到第三十三個實施例中的任一個的方法,其中所述可擠出組合物被擠出在兩個隔離襯片之間。在第三十五個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十到第三十四個實施例中的任一個的方法,其中所述可擠出組合物在真空下擠出。在第三十六個實施例中,本發(fā)明提供了一種根據(jù)第三十到第三十五個實施例中的任一個的方法,其中所述可擠出組合物不含添加的溶劑。為了可以更充分地理解本發(fā)明,給出如下實例。應(yīng)理解,這些實例僅為示意的目的給出,而不應(yīng)理解為以任何方式限制本發(fā)明。SM前側(cè)阻擋膜用氮等離子體處理乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜,然后分別覆以丙烯酸酯、硅鋁氧化物(SiAlOx)、低氧化硅(SiOx)和第二丙烯酸酯的阻擋層。阻擋組件的實例在與美國專利號5, 440, 446 (Shaw等)和7, 018, 713 (Padiyath等)中所述的涂布機相似的真空涂布機上制備。按以下方式形成各個層將O. 127mm厚X305_寬經(jīng)表面處理(C-處理)的ETFE膜(可以商品名“NortonETFE” 從 St. Gobain Performance Plastics, Wayne, NJ 購得)的 300 米長的卷加載到卷對卷真空加工室中,使C-處理側(cè)面朝“上”而未C-處理側(cè)與涂布鼓輪接觸。將所述室抽至2X 10_5托(2. 7X 10_3Pa)的壓力。幅材速度保持在I. 5米/分,同時使膜的背側(cè)保持與冷凍至-10°C的涂布鼓輪接觸。在ETFE膜的背側(cè)與鼓輪接觸的情況下,用通過使100標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)的氮氣在O. Ikff電源(自ENI Products, Rochester, NY以商品名“ENIDCG-100”獲得)的存在下流過磁增強陰極上方所形成的氮等離子體處理前側(cè)膜表面。在氮等離子體處理后即刻,用三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可以商品名SR-833S從SartomerCompany, Inc. Exton, PA購得)涂布所述膜。涂布前對該二丙烯酸酯脫氣至20毫托(2. 7Pa)的壓力并以0. 35mL/min的流率泵送通過在60kHz的頻率下運行的超聲霧化器(Sono-TekCorporation)進入保持在260°C的經(jīng)加熱的蒸發(fā)室中。所產(chǎn)生的單體蒸氣流冷凝到膜表面上并在暴露于電子束(使用在9. OkV和3. ImA下運行的多絲電子槍)后聚合形成780nm的丙烯酸酯層。在丙烯酸酯沉積后即刻并在膜仍與鼓輪接觸的情況下,向60米長的經(jīng)等離子體處理并涂布了丙烯酸酯的ETFE膜表面頂上濺射沉積SiAlOx層。使用兩個交流電(AC)電源(自Advanced Energy, Fort Collins, CO以商品名“PE-II”得到)來控制兩對陰極,各個陰極罩兩個祀。各個陰極對含兩個90%Si/10%Al祀(可從Academy PrecisionMaterials, Albuquerque, NM 87109購得的祀)。在派射沉積過程中,來自各個電源的電壓信號被用作比例-積分-微分控制回路的輸入,來維持流至各個陰極對的規(guī)定氧氣流速。所述AC電源各使用3800瓦特的功率濺射90%Si/10%Al靶,總的氣體混合物含600sccm氬氣和37sccm氧氣賤射壓力為2. 45毫托(O. 33Pa)。這提供沉積在丙烯酸酯涂層頂上的40nm厚 SiAlOx 層。在SiAlOx沉積后即刻并在膜仍與鼓輪接觸的情況下,使用99. 999%的Si靶(可從 Academy Precision Materials, Albuquerque, NM87109 購得)向同一 60 米長的涂布了SiAlOx和丙烯酸酯的ETFE膜表面頂上濺射沉積硅的低氧化物(SiOx,其中x〈2)粘結(jié)層。SiOx用1000瓦特的脈沖-DC電源(自Advanced Energy獲得)派射,頻率為90kHz,反向時 間為4. 4微秒,反向電壓設(shè)定為DC電壓的10%,使用含IOsccm氧氣的氣體混合物,濺射壓力為2毫托(0. 27Pa),結(jié)果在SiAlOx層頂上提供5nm厚的SiOx層。在SiOx層沉積后即刻并在膜仍與鼓輪接觸的情況下,使用與第一丙烯酸酯層所用相同的條件在同一 60米長的幅材上涂布并交聯(lián)第二丙烯酸酯,不同的是使用在9kV和0. 41mA下運行的多絲固化槍進行電子束交聯(lián)。這提供780nm的丙烯酸酯層。所得疊堆表現(xiàn)出的平均光譜透射率為Tvis=91. 2% (通過對400nm到1400nm之間的透射百分率T取平均確定),該值在0°的入射角下測得。使用700型WVTR測試儀(從M0C0N, Inc.,Minneapolis, MN 以商品名“M0C0N PERMATRAN-W”得到)按 ASTM F-1249 于 50°C和100%RH下測定水蒸氣透過率。結(jié)果為0. 009g/m2/天。無阻擋涂層的ETFE膜經(jīng)表面處理(C-處理)的乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜(可以商品名“NORTONETFE”從St. Gobain Performance Plastics, Wayne, NJ購得)的樣品表現(xiàn)出的平均光譜透射率為Tvis=91. 2%(通過對400nm到1400nm之間的透射百分率T取平均確定),該值在0°的入射角下測得。使用700型WVTR測試儀(從M0C0N,Inc.以商品名“M0C0N PERMATRAN-W”得到)按ASTM F-1249于50°C和100%RH下測定水蒸氣透過率。結(jié)果為6. 6g/m2/天。壓敏粘合劑壓敏粘合劑封裝劑通過將聚異丁烯板(可以商品名“0PPAN0LB100”從BASFCorporation, Florham Park, New Jersey 購得)切成 2〃X I. 5〃X 12〃 的條制備。將這些條進給到直徑2英寸的單螺桿擠出機(可從Bonnot Co.,Green, Ohio購得)中,所述擠出機中具有充填卷(packing roll)以幫助將材料拉進螺桿中。使用在500 °F (260°C )下運行的擠出機將B100擠出到10段40_ ZE雙螺桿擠出機(TSE)(可從Berstorff,F(xiàn)lorence, KY購得)的第二料筒段中。該TSE在料筒段3、5和7中具有混合段。將增粘劑(以商品名“ALC0N P100,,從 Arakawa Chemical USA, Inc. Chicago, IL 得到)及從 BASF CorporationFlorham Park, NJ 分別以商品名 “IRGAN0X 1010”、“TINUVIN 328” 和“CHIMASS0RB2020” 得到的抗氧化劑、UV吸收劑和位阻胺光穩(wěn)定劑以85/15/1/0. 5/0. 5 “0PPAN0L B1007 "ALCONP100”/ “IRGANOX 1010,,/ “TINUVIN328” / “CHIMASSORB 2020” 的重量比率加到 TSE 的段4中。在TSE的段8上的通風(fēng)圓頂蓋處抽真空至29. 14英寸汞柱(9. 9X IO4Pa)的真空程度。TSE的第一段處于室溫下。后面的段2和段3在280°C下運行,TSE的其余段在220°C下運行。TSE螺桿速度為150rpm,使得離開的熔體的溫度為290°C。用10. 3cc齒輪泵(可從Normag購得,Normag現(xiàn)在是Dynisco, Franklin, MA的一部分)將該擠出物泵送通過40微米的燭形過濾器進入14-英寸(36cm)的衣架型歧管模頭。然后經(jīng)由在2ft/min的速度下運轉(zhuǎn)的雙卷夾(two roll nip)驟冷所得膜。第一個卷被覆以14英寸(36cm)寬的紙襯片。雙卷夾的第二個卷被置于第一個卷的正上方并被覆以14英寸(36cm)寬的聚酯襯片。將樣品切成5英尺(I. 5米)長的段。測得該壓敏粘合劑(PSA)厚O. 46mm。作為該試驗的平行測定,使用凝膠滲透色譜法(GPC)通過與線形聚苯乙烯聚合物標(biāo)準(zhǔn)物相比較確定壓敏粘合劑的分子量。GPC測定在Waters Alliance 2695系統(tǒng)(自Waters Corporation, Milford, MA得到)上進行,使用30厘米(cm)色譜柱(自 Jordi Labs, Bellingham, MA 以商品名 “ JORDI FLP” 得到)。在 35°C下使用來自 ShimadzuScientific Inc.的折射率檢測器(型號RID-10A)。用10毫升(mL)四氫呋喃稀釋該PSA的25毫克(mg)樣品并通過O. 25微米針筒過濾器過濾。將100微升樣品量注射到色譜柱中,柱溫為35°C。采用ImL/分鐘的流速,流動相為四氫呋喃。使用窄分散聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物進行分子量校正,峰值平均分子量范圍是7. 5 X IO6克/摩爾到580克/摩爾。校正和分子量分布計算用來自Polymer Laboratories, Shropshire, UK的CIRRUS GPC軟件進行。測得該聚異丁烯的重均分子量為I. 98 X IO5,測得數(shù)均分子量為9. 21 X IO4,多分散性為2. 15。使用相同的方法測得起始聚異丁烯(“0PPAN0LB100”)的重均分子量為I. 43X 106,測得數(shù)均分子量為2. 51 X IO5,多分散性為5. 69。比較例IA :具有ETFE膜和熱固化封裝劑的濕度指示傳感器按如下順序堆疊包括以下層的152_X 152mm層合物將(層1)152_ X 152mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。將(層2)0. 66mm厚的 152mm X 152mm封裝劑板(可以商品名 “HELI0B0ND PVA 100”從 Adco Product, Inc. Michigan Center, MI 購得)直接放置在層 I 之上。將(層3) 114mm X 114mm 濕度指不卡(自 Sud-Chemie Performance PackagingColton, CA 以商品名 “HUMITECTOR Maximum Humidity Indicator P/N MXC-56789” 得到)
直接居中放置在層2之上。將(層4)另一 0.66mm厚的152mm X 152mm封裝劑板(可以商品名“HELI0B0ND PVA100” 從 Adco Product, Inc. Michigan Center, MI 購得)直接放置在層 3 之上。將(層5)152_ X 152mm經(jīng)表面處理(C-處理)的乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜樣品(可自St. Gobain Performance Plastics Wayne, NJ購得)直接放置在層4之上,使C-處理側(cè)朝向?qū)?。然后將這些層放入Spire 350真空層合機(可從Spire CorporationBedford, MA購得)中。然后讓層合物在150°C和I個大氣壓(I X IO5Pa)的壓力下固化12分鐘。然后將所得層合物在85°C和85%相對濕度(RH)的環(huán)境室中放置168小時。在暴露于85°C和85%RH中168小時后,目視檢查濕度指示卡,80%指示器具有溶解的晶體。這表明該濕度指示傳感器在至少80%RH下暴露了 24小時。數(shù)據(jù)在表I中列出(CElA)。
比較例IB :以無濕度指示器的樣品進行剝離試驗制備包括以如下順序堆疊的以下層的178mm寬X 178mm長的層合物(具有25_mm的未粘結(jié)端以夾在試驗機的夾甜中)用于T-剝尚試驗將(層1)178_ X 178mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。將(層2)178mm 寬 X 152mm 長的 EVA 膜(可以商品名 “HELI0B0ND PVA 100”從 AdcoProduct, Inc. Michigan Center, MI購得)置于層I之上,留下25_mm的突舌暴露在外。放置將C-處理側(cè)朝向?qū)?放置的(層3) 178_ X 178mm經(jīng) 表面處理(C-處理)的乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜樣品(可自 St. Gobain Performance Plastics Wayne, NJ 購得),使其直接對齊在層I之上并完全覆蓋層2。然后將這些層放入Spire 350真空層合機(可從Spire Corporation Bedford, MA購得)中。然后讓層合物在150°C和I個大氣壓(IX IO5Pa)的壓力下固化12分鐘。然后將所得層合物切成25mm寬X 152mm長的條,使得一端含25-mm的未粘結(jié)膜,該未粘結(jié)膜將被置于試驗機的夾鉗中。按ASTM DlSTe-O^StandardTest Method for Peel Resistance of Adhesives”(T_ 剝離試驗)將膜的兩個未粘結(jié)端置于抗拉試驗機中。使用12. 7mm的夾鉗距離。然后按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得初始T-剝離平均值為46. lN/cm并在表I中列出(CE1B)。將剩余的25_mm條在85°C和85%相對濕度(RH)的環(huán)境室中放置212小時。在暴露于85°C和85%RH中212小時后,使用12. 7mm的夾鉗距離再次按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得T-剝離平均值為5. 6N/cm并在表I中列出(CE1B)。比較例2A:具有前側(cè)阻擋膜和熱固化封裝劑的濕度指示傳感器按比較例IA中那樣制備152mmX 152mm層合物,不同的是使用不同的層5。將如上面“前側(cè)阻擋膜”項下所述阻擋膜的(層5) 152mmX 152mm樣品直接放置在層4之上,使阻擋涂層朝向?qū)?。然后將這些層放入Spire 350真空層合機(可從SpireCorporation Bedford, MA購得)中。然后讓層合物在150°C和I個大氣壓(IX IO5Pa)的壓力下固化12分鐘。然后將所得層合物在85°C和85%RH的環(huán)境室中放置500小時。在暴露于85°C和85%RH中500小時后,目視檢查濕度指不卡(自Sud-Chemie Performance PackagingColton, CA 以商品名 “HUMITECTOR Maximum Humidity Indicator P/N MXC-56789” 得到),50%指示器具有溶解的晶體。這表明該濕度指示傳感器在至少50%RH下暴露了 24小時。數(shù)據(jù)在表I中列出(CE2A)。比較例2B (以無濕度指示器的樣品講行剝離試驗)制備包括以如下順序堆疊的以下層的178mm寬X 178mm長的層合物(具有25_mm的未粘結(jié)端以夾在試驗機的夾甜中)用于T-剝尚試驗將(層I) 178_X 178mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。將(層2)178mm 寬 X 152mm 長的 EVA 膜(可以商品名 “HELI0B0ND PVA 100”從 AdcoProduct, Inc. Michigan Center, MI購得)置于層I之上,留下25_mm的突舌暴露在外。放置阻擋涂層朝向?qū)?的(層3) 178mmX 178mm的如上面“前側(cè)阻擋膜”項下所述阻擋膜樣品,使其直接對齊在層I之上并完全覆蓋層2。然后將這些層放入Spire 350真空層合機(可從Spire Corporation Bedford, MA購得)中。然后讓層合物在150°C和I個大氣壓的壓力下固化12分鐘。然后將所得層合物切成25mm寬X 152mm長的條,使得一端含25mm的未粘結(jié)膜,該未粘結(jié)膜將被置于試驗機的夾鉗中。按ASTM D 1876-08“StandardTest Method for Peel Resistance of Adhesives”(T_ 剝離試驗)將膜的兩個未粘結(jié)端置于抗拉試驗機中,使用的夾鉗距離為12. 7mm。然后按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得初始T-剝離平均值為5. 6N/cm并在表I中列出(CE2B)。將剩余的25_mm條在85°C和85%相對濕度(RH)的環(huán)境室中放置212小時。在暴露于85°C和85%RH中212小時后,使用12. 7mm的夾鉗距離再次按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得T-剝離平均值為O. IN/cm并在表I中列出(CE2B)。比較例3A :具有ETFE膜和PSA封裝劑的濕度指示傳感器在室溫環(huán)境條件下用手壓和氈刮板經(jīng)由如下程序組裝包括以下層的152_X 152mm 層合物將(層I) 152_X 152mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA 購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。(步驟2)將152mmX152mm的如上面“壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到層I之上,做法是先移除紙隔離襯片,并用手壓和氈刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除背板與PSA之間的空氣滯留。(步驟3)將152mmX152mm的如上面“壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到經(jīng)表面處理(C-處理)的乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜(可從St. GobainPerformance Plastics Wayne, NJ購得)上,做法是移除紙隔離襯片,并用手壓和租刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除ETFE與PSA之間的空氣滯留。(步驟4)從步驟2中所述的PSA和背板移除聚酯隔離襯片。將114mmX114mm濕度指不卡(自 Sud-Chemie Performance Packaging Colton, CA 以商品名 “HUMITECTORMaximum Humidity Indicator P/NMXC-56789” 得到)直接居中放置在 PSA 之上。(步驟5)從步驟3中所述的PSA和ETFE移除聚酯隔離襯片。用手壓和氈刮板使PSA和ETFE層合到來自步驟4的濕度指示器和PSA表面。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除層間的空氣滯留。然后將所得層合物在85°C和85%RH的環(huán)境室中放置168小時。在暴露于85°C和85%RH中168小時后,目視檢查濕度指示卡,80%指示器具有溶解的晶體。這表明該濕度指示傳感器在至少80%RH下暴露了 24小時。數(shù)據(jù)在表I中列出(CE3A)。比較例3B :以無濕度指示器的樣品講行剝離試驗制備包括以如下順序堆疊的以下層的178mm寬X 178mm長的層合物(具有I"未粘結(jié)端以夾在試驗機的夾甜中)用于T-剝尚試驗將(層I) 178_X 178mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。將(層2) 178mm寬X 152mm長的如上面“壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到層I之上,做法是先移除紙隔離襯片,并用手壓和氈刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除背板與PSA之間的空氣滯留。(層3)從步驟2中所述的PSA和背板移除聚酯隔離襯片。放置C-處理側(cè)朝向?qū)?的178mmX 178mm經(jīng)表面處理(C-處理)的乙烯-四氟乙烯(ETFE)支承膜樣品(可自St. Gobain Performance Plastics Wayne, NJ購得),使其直接對齊在層I之上并完全覆蓋層2。用手壓和氈刮板使PSA和ETFE層合到層2。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除層間的空氣滯留。然后將所得層合物切成25mm寬X 152mm長的條,使得一端含25mm的未粘結(jié)膜,該未粘結(jié)膜將被置于試驗機的夾鉗中。按ASTM D1876-08 “StandardTest Method for Peel Resistance of Adhesives”(T_ 剝離試驗)將膜的兩個未粘結(jié)端置于抗拉試驗機中,使用的夾鉗距離為12. 7mm。然后按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得初始T-剝離平均值為13. lN/cm并在表I中列出(CE3B)。將剩余的25mm條在85°C和85%相對濕度(RH)的環(huán)境室中放置212小時。在暴露于85°C和85%RH中212小時后,使用
12.7mm的夾鉗距離再次按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得T-剝離平均值為12. 3N/ cm并在表I中列出(CE3B)。實例IA :具有前側(cè)超阻擋膜和PSA封裝劑的濕度指示傳感器在室溫環(huán)境條件下用手壓和氈刮板經(jīng)由如下程序組裝包括以下層的152_X 152mm 層合物將(層I) 152_X 152mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。(步驟2)將152mmX152mm的如上面“壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到層I之上,做法是先移除紙隔離襯片,并用手壓和氈刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除背板與PSA之間的空氣滯留。(步驟3)將152mmX152mm的如上面“壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到上面所述“前側(cè)阻擋膜”的阻擋表面上,做法是移除紙隔離襯片,并用手壓和氈刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除阻擋表面與PSA之間的空氣滯留。(步驟4)從步驟2中所述的PSA和背板移除聚酯隔離襯片。將114mmX114mm濕度指不卡(自 Sud-Chemie Performance Packaging Colton, CA 以商品名 “HUMITECTORMaximum Humidity Indicator P/NMXC-56789” 得到)直接居中放置在 PSA 之上。(步驟5)從步驟3中所述的PSA和“前側(cè)阻擋膜”移除聚酯隔離襯片。用手壓和氈刮板使PSA和前側(cè)阻擋膜層合到來自步驟4的濕度指示器和PSA表面。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除層間的空氣滯留。然后將所得層合物在85°C和85%RH的環(huán)境室中放置500小時。在暴露于85°C和85%RH中500小時后,目視檢查HumitectorTMMaximum Humidity Indicator, 50%指示器具有溶解的晶體。這表明該濕度指示傳感器在至少50%RH下暴露了 24小時。數(shù)據(jù)匯總在表I中。實例IB :以無濕度指示器的樣品進行剝離試驗制備包括以如下順序堆疊的以下層的178mm寬X 178mm長的層合物(具有25_mm的未粘結(jié)端以夾在試驗機的夾甜中)用于T-剝尚試驗將(層I) 178_X 178mm太陽能背板膜(可以商品名“TAPE”從Madico Woburn, MA購得)取向為使100微米乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)層面朝上。將(層2) 178mm寬X 152mm長的如上面“熱熔融壓敏粘合劑”項下所述PSA樣品在室溫環(huán)境條件下層合到層I之上,做法是先移除紙隔離襯片,并用手壓和氈刮板刮剩下的聚酯隔離襯片和粘合劑。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除背板與PSA之間的空氣滯留。(層3)從步驟2中所述的PSA和背板移除聚酯隔離襯片。放置阻擋表面朝向PSA的178mmX 178mm的“前側(cè)阻擋膜”樣品,使其直接對齊在層I之上并完全覆蓋層2。用手壓和氈刮板使PSA和“前側(cè)阻擋膜”層合到層2。此程序意在模擬卷對卷類型的過程并盡最大努力消除層間的空氣滯留。然后將所得層合物切成25mm寬X 152mm長的條,使得一端含25mm的未粘結(jié)膜,該未粘結(jié)膜將被置于試驗機的夾鉗中。按ASTM D 1876-08“StandardTest Method for Peel Resistance of Adhesives”(T_ 剝離試驗)將膜的兩個未粘結(jié)端置于抗拉試驗機中,使用的夾鉗距離為12. 7mm。然后按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得初始T-剝離平均值為15. 4N/cm并在表I中列出(EX1B)。將剩余的25_mm條在85°C和85%相對濕度(RH)的環(huán)境室中放置212小時。在暴露于85°C和85%RH中212小時后,使用12. 7mm的夾鉗距離再次按ASTM D1876-08完成T-剝離試驗。測得T-剝離平均值為
13.ON/cm并在表I中列出(EXlB)0表I
權(quán)利要求
1.一種組件,所述組件包括 布置在阻擋組件上的厚至少O. 25mm的壓敏粘合劑層,其中所述阻擋組件包括聚合物膜基底和阻擋膜,且其中所述組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件,其中所述聚合物膜基底具有主表面,所述阻擋膜具有相對的第一和第二主表面,和所述壓敏粘合劑層具有相對的第三和第四主表面,其中所述阻擋膜的第一主表面布置在所述聚合物膜基底的主表面上,和其中所述壓敏粘合劑的第三主表面布置在所述阻擋膜的第二主表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組件,其中所述壓敏粘合劑包含聚異丁烯。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述壓敏粘合劑不含添加的溶劑。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述壓敏粘合劑還包含紫外吸收 齊U、位阻胺光穩(wěn)定劑或抗氧化劑中的至少一種。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述聚合物膜基底包含含氟聚合物。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述聚合物膜基底為多層光學(xué)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組件,其中所述聚合物膜基底包括具有第一和第二主表面并包括紫外反射性光學(xué)層疊堆的紫外反射性多層光學(xué)膜,其中所述紫外反射性光學(xué)層疊堆包括第一光學(xué)層和第二光學(xué)層,其中所述第一光學(xué)層的至少一部分和所述第二光學(xué)層的至少一部分緊密接觸并具有不同的折射率,和其中所述多層光學(xué)膜還在所述第一光學(xué)層、所述第二光學(xué)層或布置在所述第一或第二主表面中的至少一個上的第三層中的至少一個中包含紫外吸收劑。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述阻擋膜包括至少第一和第二聚合物層,所述第一和第二聚合物層由無機阻擋層分開。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的組件,其中所述組件呈卷的形式。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項所述的組件,其中所述組件被布置在光伏電池上、上方或周圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件,其中所述光伏電池為CIGS電池。
13.—種制備根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項所述的組件的方法,所述方法包括 提供包括所述聚合物膜基底和所述阻擋膜的阻擋組件; 通過無溶劑擠出法擠出所述壓敏粘合劑; 和將所述壓敏粘合劑施加到所述阻擋組件。
14.一種制備光伏模塊的方法,所述方法包括 向光伏電池的前表面施加根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項所述的組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中所述光伏電池包括柔性膜基底。
16.一種壓敏粘合劑,所述壓敏粘合劑包含 重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯;和 氫化烴增粘劑, 其中所述壓敏粘合劑呈厚度為至少O. 25mm的膜的形式。
17.一種制備壓敏粘合劑的方法,所述方法包括 熱熔融擠出包含重均分子量至少為500,000克/摩爾的聚異丁烯和氫化烴增粘劑的可擠出組合物,其中所述熱熔融擠出在足以使所述聚異丁烯樹脂的重均分子量減至低于300,000克/摩爾的溫度下進行,以形成包含氫化烴增粘劑和重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異 丁烯樹脂的壓敏粘合劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括布置在阻擋組件上、厚至少0.25mm的壓敏粘合劑層的組件,其中所述阻擋組件包括聚合物膜基底和阻擋膜。所述組件是柔性的并可透射可見光和紅外光。還提供了一種呈至少0.25mm厚的膜的形式的壓敏粘合劑,所述壓敏粘合劑包含重均分子量低于300,000克/摩爾的聚異丁烯;和氫化烴增粘劑。本發(fā)明還涉及制備和使用所述組件和壓敏粘合劑的方法。
文檔編號H01L31/048GK102859711SQ201080061181
公開日2013年1月2日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者維韋克·巴哈蒂, 蒂莫西·J·赫布林克, 安德魯·J·亨德森, 杰伊·M·杰嫩, 艾倫·K·納赫蒂加爾, 格雷格·A·帕特諾德, 卡爾·B·里赫特, 馬克·A·勒里希, 馬克·D·韋格爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司