CN101831250B - 特别是用于粘结光电元件的胶带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了特别是用于粘结光电元件的胶带。本发明涉及胶带，其包括泡沫体层和在外侧上的两个粘合剂层，所述泡沫体层位于上粘合剂层和下粘合剂层之间。本发明提出在所述粘合剂层之间还有阻挡膜。

Description

特别是用于粘结光电元件的胶带
技术领域
本发明涉及一种胶带，其更具体地意图用于粘性粘结光电元件，尤其优选光伏层压品的胶带。
背景技术
电子和光电系统正越来越经常地用于商业产品，或者正被引入到市场中。术语光电子学(有时也称作光导发光学(optronics或optotronics))产生于光学和微电子学的组合，且在最宽泛意义上包括容许电子上产生的数据和/或能量转化为发光的所有产品和工艺，以及发光转化为数据和/或能量的所有产品和工艺。这些系统包括有机或者无机电子结构体，实例是有机、有机金属或者聚合物半导体或者这些的组合。根据所需的应用，这些系统和产品具有刚性或者柔性的设计。在有机和/或无机(光)电子领域，尤其是在有机(光)电子领域中，实现(光)电子系统的足够的工作寿命和功能的技术挑战，见于保护存在于其中的元件不受渗透物的侵害。渗透物可为多种低分子量的有机或者无机化合物，更加尤其是水蒸汽和氧。
有机和/或无机(光)电子领域中的多种(光)电子系统对于水蒸汽是特别敏感的。因此，在电子系统的整个使用寿命中，封装保护是必需的，这是因为否则在应用的过程中性能会降低。因此，例如，组件的氧化反应会在非常短的时间内严重地降低在例如发光系统如电致发光灯(EL灯)或者有机发光二极管(OLEDs)的情况下的发光能力(luminosity power)，在电泳显示器(EP显示器)的情况下的对比度，或者在太阳能电池的情况下的效率。
因此，本领域中的一种普通方法是将该电子系统置于不透过渗透物(更具体为水蒸汽)的两个基板之间。对于不可弯曲的结构，主要使用玻璃或者金属基板，并得到高的渗透阻隔。另一方面，对于柔性系统，使用片材基板如透明或者不透明的膜，其可具有多层结构。在该上下文中，不仅可使用不同聚合物的组合，而且可使用有机和/或无机层。对于不同的应用和不同的侧面，可使用非常宽泛的各种不同基板，如膜，织物，无纺布和纸及其组合。
为了不只在特别敏感的(光)电子元件如OLED的情况下获得有效的边密封，使用反应性的粘合剂。良好的粘合剂尤其是对于氧气和水蒸汽具有低的渗透性，显示出对该系统的足够的粘着力，并能够在该系统中良好地流动。如果它容许氧气和水蒸汽在基板和粘合剂之间的界面进入，那么对该系统的低水平的粘着力会降低阻隔效果。与包括对氧气敏感的有机化合物的光电元件相反，在制造太阳能电池组件的情况下，不使用粘合剂进行边密封或者甚至是不使用包括阻挡膜的胶带进行边密封，这是因为目前，还没有明显的需要。目前假设不需要氧气阻隔，因为该层压体的侧边通过将该层压体从边上用有机硅密封剂或泡沫胶带粘结到铝框架中，已经足以保护不受(雨水)水侵害。
对于(光)电子元件如OLED的封装，目前使用的粘合剂主要是液体粘合剂和基于环氧化物的粘合剂(WO 98/21287 A1；US 4,051,195 A；US 4,552,604 A)。作为高水平交联的结果，这些粘合剂显示出低的渗透性。它们主要的应用领域是刚性系统的边粘结。固化通过热或者UV辐射进行。
某些光电元件是光伏模块。光伏现象(Photovoltaics)是辐射能(主要是太阳能)在太阳能电池的帮助下直接转化成电能。存在太阳能电池的各种实施方式，最广泛的是厚层硅电池，其或者是作为单晶电池(c-Si)或者是多晶电池(mc-Si)。越来越广泛分布的是由以下物质制成的薄膜电池：非晶硅(a-Si)，GaAs(砷化镓)，CdTe(碲化镉)，CIS(铜，铟，硒)，CIGS(铜，铟，镓，硒)，以及有机太阳能电池和染料电池。
为了获得能量，常常将太阳能电池连接形成大的太阳能电池组件，称为PV模块。为此目的，将电池用导线首尾串联连接。这导致单个电池的电压增加。此外，通常将太阳能电池加工为层压体，也即，尤其是，在顶面和底面配置阻隔材料(玻璃，膜等)。
太阳能电池组件的制造最通常通过光学活性侧朝下而完成。通常，将对应的玻璃清洗并准备放置。该玻璃通常是低铁的回火白色玻璃(low-iron，tempered white glass)，其厚度为3至4mm，在350nm和1150nm之间具有非常低的吸收。然后在该玻璃上放置乙烯-乙酸乙烯酯膜(EVA膜)构成的切成合适尺寸的片材。将太阳能电池通过焊料带(solder ribbon)连接，形成单独的股(称为串(strings))，并将其置于该EVA膜的顶面上。然后放置并焊接连接物(interconnects)，该连接物意图将单独的串彼此连接并且通向连接插头位点。接着，整体用切成合适尺寸的EVA膜和聚氟乙烯膜(例如TedlarTM)或者用EVA，聚酯和聚氟乙烯的组件连续覆盖。生产中的下一步是在约20mbar的减压下和在约150℃层压所述太阳能电池组件。在层压阶段，该EVA膜(其直到此时为乳白色)变成透明三维交联的塑料层(其不能再熔融)，并且太阳能电池包埋在该层中，该层紧密地连接至玻璃隔板(glass screen)和背部膜。在层压之后，剪裁该边，安装连接插头，并将所述层压体和自由滑动的二极管(freewheeling diode)在板上组装。由此完成了该层压体。
因为稳定性的原因，给PV模块安装框架，更具体为铝框架，其同时用于装配和用于保护PV模块不因为过度弯曲而破裂。例如通过使用双面泡沫胶带，解决了框架和层压体之间的连接(其通常包括玻璃，聚合物膜，背部膜和太阳能电池)。通常将该带粘结至该层压体的边上，和任选地也卷绕到该层压体的底面和/或顶面上，在此处将其压下。然后用非常高的力将这样安装的层压体压到框架凹槽中。上述的敏感层压体通常通过玻璃层保护它的顶面即光学活性的面不受水蒸汽或水侵害，和通过第二玻璃层或者具有阻隔效果的膜或膜复合体保护它的底面。相反，层压体的边缘仅通过泡沫胶带保护来避免水的进入。随着PV模块尺寸的增加，尤其是在追踪模块(tracker modules)，即使用发动机追踪太阳的位置的模块的情况下，需要更大的力(ever greater force)来将该层压体压到框架中。在层压体的角落处挤压是特别重要的，这是因为，在卷绕或重叠的情况下，此处有两倍厚的胶带。因此，在将该模块压入时，胶带可能会被损害，可能在泡沫体中产生裂缝，进而由此雨水可能会渗透进层压体的边上。如果水渗透入层压体，就可能损害玻璃和EVA之间的粘着力。已经发现，在具有EVA封装膜的模块的情况下，该模块的性能随着时间降低。与使EVA膜变黄或变不透明一样，还与之有关的影响是电池连接体的焊缝连接的腐蚀，和蠕变电流(creepcurrents)。由于EVA的水解而显现的湿气导致释放乙酸，其一方面是腐蚀性的，另一方面大大地增加了导电性。结果，尤其是在层压体边和框架之间可能有电损失(electrical loss)。
作为用泡沫胶带进行粘性粘结的可选方案，框架和层压体之间的连接可通过将可交联的有机硅或液态粘合剂引入到框架凹槽中而实现。这又具有以下缺点：膨胀的有机硅或者液态粘合剂需要使用溶剂费力地除去。此外，在层压体的背部阻挡膜受损的情况下，框架就再也不能取下来用于修复操作了。
发明内容
因此，本发明解决的问题是提供一种装置，该装置为PV模块的层压体的边缘提供了防水保护，并同时提供了该层压体的粘合剂安装(adhesiveinstallation)。
该目的通过本发明的实施方式的胶带而实现。另一实施方式描述了用于解决该问题的可供选择的胶带。优选的实施方式和进一步的开发是其它实施方式的主题。
提出了一种胶带，其易于施用并确保了一定程度地保护层压体的边缘不受水/水蒸汽渗透的侵害，这种保护类似于费力的有机硅密封所确保的保护。
已经发现，泡沫胶带尽管在安装框架的过程中有损害泡沫体的危险，但是适合用于密封，条件是该胶带还包括合适的阻挡膜。假设布置合适，则该阻挡膜受到足够的保护，因此总的来说，即使在损害机械敏感的泡沫体的情况下，该膜仍未受影响并因此保持了胶带的阻隔效果。此外，与所有的预期相反，尽管有显著增加的回弹性，该胶带也能够容易地围绕该层压体的角落和边缘布置，而不产生胶带的翘起(lifting)。这尤其是适用于优选的施用形式，在该施用形式中，具有阻挡膜的面面向层压体的边缘，而具有泡沫体的面面向框架。
此外，该阻挡膜提供了以下优点：由于该膜，该胶带整体具有更加尺寸稳定的设计，在延伸(extension)时尤其是这样。当阻挡膜优选包括取向膜的层，例如包括金属化的聚酯膜的层或包括已经双轴取向或优选沿纵向单轴取向的聚烯烃膜的层时，尤其是这样。这不仅使得较容易施用胶带，而且这种类型的保护在延伸时也转化为较低的由于蠕变电流导致的损失。导致这一结果的原因可能是对免于过度伸展的保护使得胶带长度更加精确。通过避免过度伸长，可避免当将胶带压入到框架凹槽中时，胶带的厚重叠以及因此导致的过度的力。相反，如果胶带即使稍微短一些(slightly tooshort)，那么在胶带彼此相邻的模块边缘的角落处形成通道，雨水流入到该通道中，水可能从这里渗入EVA层中。由于雨水的导电性，这导致电池和金属框架之间通过EVA层和通道产生蠕变电流，产生电性能的损失。
特别惊奇的是，通过在阻挡膜中使用具有低体积电阻率的特定聚合物层，可达到太阳能电池和(接地的)金属框架之间蠕变电流的显著降低，即使EVA层已经吸收了湿气也是如此。如果该层由不可水解的聚合物构成，那么该电绝缘效果保留完好，即使是在长时间暴露于水也是这样。
根据本发明的胶带在所述的两个外部压敏粘合剂层之间具有泡沫体层和阻挡膜。一个粘合剂层用于粘结至层压体的边，另一个粘结至框架。优选使用一个粘合剂层将该胶带压到层压体的边上，然后卷绕到该层压体的底面和/或顶面上。已经发现，假如阻挡层良好和粘合剂的粘着力充分，则水通过该粘合剂层的扩散成为了该阻挡层的弱点。因此应该使扩散的横截面变得尽可能小，并且扩散的路径特别长，换句话说，使得该胶带尽可能地不仅粘结至层压体的边，而且粘结至玻璃板和背面。为了使得用于扩散的横截面很小，粘合剂层的厚度优选小于100μm，更优选小于60μm。
为了简化生产，胶带的阻挡膜和泡沫体层优选具有相同的厚度。但是，在一种特定的实施方式中，该泡沫体层或者，优选地，该阻挡膜可在胶带的边缘处突出来。
在进一步优选的实施方式中，泡沫体层仅优选在施用胶带之后通过活化聚合物层中的发泡剂而产生。活化一开始进行(例如通过加热)，就在聚合物层形成封闭的泡孔(cell)，并由此形成泡沫体层。活化优选仅在已经将层压体插入到框架中之后才进行，从而避免在插入过程中的任何机械载荷。发泡在胶带和框架和/或层压体之间产生了特别良好的密封。稍微短一些的胶带条所导致的在对接边处形成的任何小的通道，都通过发泡过程得到了密封。
在一种可供选择的实施方式中，该胶带不具有另外的泡沫体层或者可发泡的聚合物层；取而代之的是，至少一个粘合剂层本身设计的方式使得具有泡沫体层的功能。这通过包括发泡剂的粘合剂层而实现，所述发泡剂在发泡之后产生在自身内部具有封闭的泡孔的粘合剂层。活化优选通过加热进行。
一种实施方式中优选的是，其中包括发泡剂的粘合剂或者聚合物层的体积在发泡之后增加至少30％，优选至少50％。
在优选合适的实施方式中，该泡沫体层或者可发泡的聚合物层或者粘合剂的层厚度在发泡之后为约100μm至约3000μm。
借助于该胶带的两种替代方式，除了所述的层之外，还可提供另外的层。在优选的实施方式中，阻挡膜与泡沫体层的连接通过另外的粘合剂层进行。为了改善粘合剂和至少一个所述层之间的粘着力，物理预处理如电晕处理或等离子体处理和/或化学粘着力促进剂层是优选的。
此外，该粘合剂层通常用衬垫(例如有机硅隔离纸或防粘膜)加衬，在使用之前将该衬垫除去。
作为粘合剂，可使用不仅压敏的而且可热活化的粘合剂。在该意义上的压敏粘合剂也包括在室温具有很小或者没有粘性但是在高于室温时显示出粘性的那些粘合剂。但是，尤其是当主要考虑的是施用的容易性时，优选在23℃就已经有粘性的那些压敏粘合剂。当仅需要加热来活化该发泡剂时，可热活化的粘合剂是尤其合适的。此外，胶带中存在的每个粘合剂层都可适当地具有不同的结构，即，含有不同的粘合剂组分，或者具有不同的层厚度，等。用于本发明的目的的胶带是胶带卷及其片段(section)。衬有衬垫的片段在商业中通常称为标签，因此本申请显然包括它们。但是，优选是卷形式的胶带。
合适的发泡剂具体地包括存在于聚合物层，更具体地粘合剂层中的微球。很久以来就已经已知和描述了通过微球发泡的(自-)粘合剂(DE 10 2004 037 910 A1)。它们的特征在于，具有规定的泡孔结构，其中泡沫体泡孔具有均匀的尺寸分布。在这种情况下形成没有空穴的闭孔微泡沫(Closed-cell microfoams)，由此使得与开孔的泡孔相比，可获得敏感产品对灰尘和液体介质更好的密封。
微球具体地是具有热塑性聚合物壳的弹性中空球。这些球填充有低沸点液体或者液化的气体。所用的壳材料具体地为聚丙烯腈，PVDC，PVC或聚丙烯酸酯。特别合适的低沸点液体是低级烷烃的烃类，例如异丁烷或异戊烷，它们以液化气体的形式在压力下包封在聚合物壳中。对微球的作用，尤其是热的作用，具有软化外部聚合物壳的效果。同时，该位于该壳中的抗液气体(liquid repellent gas)转化成它的气态形式。在该过程中，该微球不可逆地三维膨胀。当内部压力等于外部压力时膨胀结束。由于聚合物壳保持完整，所以就以此方式获得了闭孔泡沫体。
依靠它们的柔性热塑性聚合物壳，这种类型的泡沫体具有比用不可膨胀的非聚合物中空微珠(如中空玻璃珠)填充的泡沫体更大的适应性(conformability)。此外，这种类型的泡沫体能够更好地弥补制造公差，这种类型的制造公差例如在注塑中是常有的，以及该泡沫体通过它们的泡沫体特征也能够更好地弥补热应力。
此外，通过选择聚合物壳的热塑性树脂，也可给该泡沫体的机械性质施加进一步的影响。由此，例如，可产生具有比仅使用聚合物基质时高的内聚强度的泡沫体，甚至是当该泡沫体没有基质稠密时也是如此。例如，可同时获得通常的泡沫体性质例如对粗糙的基板的适应性，和对PSA泡沫体的高内聚强度。
相反，常规的化学或物理发泡的材料更加容易在压力和温度下遭受不可逆的塌陷。此处的内聚强度也较低。
大量类型的微球可商购，例如从Akzo Nobel购买的Expancel DU(干的未膨胀的)类型，这些类型的微球主要是在尺寸上(未膨胀的状态下直径为6μm至45μm)和它们膨胀所需的最初温度(75℃至220℃)上不同。当微球的类型和/或发泡温度已经匹配了混配该组合物所需的机器参数以及温度区间时，就可进行该组合物的混配和涂覆，使得微球不在加工的过程中发泡并保持它们应用时的全部膨胀能力。
此外，未膨胀类型的微球也可以以固体比率或者微球比率为约40wt％至45wt％的水分散体形式获得，和此外可以以结合聚合物的微球(母料)的形式获得，例如以微球浓度为约65wt％的乙烯-乙酸乙烯酯的形式获得。不仅所述微球分散体而且所述母料如DU产物都特别适合于粘合剂的发泡。
与使用微球发泡的粘合剂和聚合物一样，以在胶带中的泡沫体层的形式提供的其它泡沫体也是特别合适的。特别合适的是辐射交联的，闭孔EVA泡沫体和，尤其是，聚乙烯泡沫体如，可从Sekisui-Alveo得到的那些。此外，也可使用聚丙烯、聚氨酯或氯丁二烯橡胶。
对于太阳能电池组件中的应用特别合适的是密度为至少50kg/m3，优选至少67kg/m3的泡沫体。此外，该泡沫体的密度应该尽可能不超过500kg/m3。尤其优选的是泡沫体的密度不大于200kg/m3。
对于外部层合适的压敏粘合剂包括例如基于以下这些物质的那些：聚异丁烯，丁基橡胶，氢化苯乙烯嵌段共聚物，尤其是聚烯烃，基于溶剂的丙烯酸酯类聚合物和热熔融丙烯酸酯聚合物。
该压敏粘合剂可通过化学交联和/或通过电子和/或UV辐射而交联。
作为增粘剂，可使用增粘剂树脂。合适的增粘剂树脂是基于松香或松香衍生物的树脂，二环戊二烯的聚合物，脂肪族C5或芳族C9烃树脂，α-蒎烯，β-蒎烯或δ-柠檬烯的聚合物。所述增粘剂树脂可单独或者混合使用。优选的树脂是至少部分氢化、但优选全部氢化的那些。
通常可用于粘合剂的其它添加剂包括以下那些：
·主抗氧化剂，例如位阻酚
·辅助抗氧化剂，例如亚磷酸酯或硫醚
·工艺稳定剂，例如C-自由基清除剂
·光稳定剂，例如UV吸收剂或者位阻胺
·加工助剂
·端基封闭的增强剂树脂(endblock reinforcer resins)和
·增塑剂例如液态聚异丁烯，矿物油或者液态树脂
在一种优选的实施方式中，至少一种粘合剂是基于聚丙烯酸酯的或者是基于EVM(乙烯-乙酸乙烯酯弹性体)的；这些体系以高老化稳定性、易获得性和非常高的粘结强度而著称。
特别优选的是包含部分结晶的聚烯烃的粘合剂，所述部分结晶的聚烯烃的密度为0.86至0.89g/cm3，优选为0.86至0.88g/cm3，更优选为0.86至0.87g/cm3，和微晶熔点(crystallite melting point)为至少90℃，优选至少115℃，更优选至少135℃。此外，在优选的实施方式中，部分结晶的聚烯烃与至少一种增粘剂树脂组合。这种类型的完全创新的粘合剂具有高的耐老化性，低的成本，且与常规的压敏粘合剂如聚丙烯酸酯相比，具有低得多的比体积电阻率和WVTR。树脂的量越大或者树脂的软化点越高，WVTR就越低。
所用的阻挡膜突出地具有低的水蒸汽渗透性，从而能够保护敏感的层压体边缘。渗透理解为物质(渗透物)渗透或者迁移通过固体的过程。驱动力为浓度梯度。阻隔效果通常通过确定水蒸汽传递速率WVTR来表征。这个速率表示在具体的温度和分压，以及，当合适的时候，另外的测量条件例如相对大气湿度等条件下，每单位面积和单位时间水蒸汽通过平面物体的流量。WVTR越低，用于封装的相应材料就越合适。我们理解用于本发明目的的阻挡膜是WVTR小于5，优选小于0.7，和更优选小于0.01g/m2.d的那些，WVTR值在37.8℃和90％相对湿度(d＝天＝24h)测得。
所述阻挡膜可包括例如聚烯烃，VA比例小于20wt％的EVA，PVC，PVDC，聚苯乙烯，ABS，聚丙烯腈(例如BarexTM)，LCP，含氟聚合物如ETFE或PVF，或有机-无机溶胶凝胶。优选的膜是由在20℃的比体积电阻率为至少1016Ωcm的聚合物制成的那些，和更具体地不会由于吸收湿气和/或水解而遭受比体积电阻率降低的那些。因此，不太优选的是聚酯例如PET或PEN，EVOH，聚酰胺和聚氨酯。特别优选的膜是基于乙烯、丙烯或1-丁烯的均聚物、共聚物或三元共聚物的那些，这是因为它们实质上不吸收或者传送水，并且不能水解成比较导电的物质，因此，固有地，具有比体积电阻率。在共聚物或者三元共聚物的情况下，优选的共聚单体是α-烯烃如乙烯，丙烯，1-丁烯，1-己烯，4-甲基戊烯或1-辛烯。
阻隔效果可通过添加填料，更具体地添加小片状填料例如滑石而得到改善，这是因为这些粒子可在挤出的过程中被取向。在这个过程中形成的层结构导致扩散路径变长。所述粒子本身，如玻璃，是对气体完全不可渗透的。当需要透明性时，这些填料可以是纳米级的。
优选使用厚度为0.5μm至120μm的阻挡膜，从而获得足够的渗透效果，同时不大量增加胶带的刚性。
例如这样的膜是合适的，所述膜包括由至少一种聚合物膜(尤其是聚酯)形成的膜部分，并且也包括金属部分，所述金属部分被施用至膜部分上并且由金属层(尤其是铝的金属层)形成。下粘合剂层优选施用到金属层的暴露侧上。
在一种有利的实施方式中，所述阻挡膜包括金属箔例如铝箔或者包括层压体，或者包括聚合物膜(例如用金属蒸镀的聚合物膜)和聚烯烃层的挤出贴合组件。在这种情况下，所述金属层用作阻挡层，并且保持待保护的产品远离腐蚀促进物质例如氧、二氧化硫、二氧化碳，以及尤其是水或水蒸汽的侵害。
特别优选的阻挡膜是金属化的聚烯烃或者聚酯膜。在本发明的第一有利的实施方式中，所述金属层的厚度为10nm至50μm，更加尤其是20nm至25μm。通过例如蒸镀，换句话说是通过在真空下的热蒸发(纯粹通过热、使用电子束通过电，通过阴极溅射或者线材爆炸(wire explosion)，如果需要，使用激光束辅助)将所述金属层施用到膜部分。
此外，还可使用具有三层或者更多层的层压体。此外，围绕金属层芯的对称层压体结构可能在特定的应用领域中是有利的。将金属层包围在聚合物层之间的层压或者挤出贴合防止了金属被腐蚀，因此是优选的。
本申请包括以下实施方式：
实施方式1.胶带，其至少包括泡沫体层和在外侧上的两个粘合剂层，
所述泡沫体层置于上粘合剂层和下粘合剂层之间，
其特征在于
在所述粘合剂层之间还有阻挡膜。
2.根据实施方式1的胶带，其特征在于
在所述泡沫体层和所述阻挡膜之间，更具体地直接在所述泡沫体层和所述阻挡膜之间，有另外的粘合剂层。
3.根据实施方式1或2的胶带，其特征在于
所述泡沫体层通过包括发泡剂的聚合物层形成。
4.胶带，其包括在外侧上的两个粘合剂层，
至少一个粘合剂层通过包括发泡剂的聚合物层形成，
其特征在于
在所述粘合剂层之间还有阻挡膜。
5.根据实施方式3或4的胶带，其特征在于
所述聚合物层可通过供应热而发泡，和/或
在于包括所述发泡剂的聚合物层在发泡后显示出体积增加至少30％，优选增加至少50％。
6.根据实施方式1至5中任一项的胶带，其特征在于
所述泡沫体层或所述可发泡的聚合物层或粘合剂，在发泡之后，层厚度为约100μm至约3000μm。
7.实施方式1至6中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的层厚度为约0.5μm至约160μm和/或
在于所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于5g/m2d，优选小于0.7g/m2d，更优选小于0.01g/m2d。
8.实施方式1至7中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜，更具体地除了具有聚合物膜之外，还具有金属层，更具体地，为蒸镀的金属层的形式，
优选地，在于所述金属层的厚度为约10nm至约50μm，更优选为约20nm至约25μm。
9.根据实施方式1至8中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有多层结构，
优选在于所述阻挡膜在第一聚合物层和第二聚合物层之间具有金属层。
10.根据实施方式1至9中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有聚合物层，所述聚合物层在20℃的比体积电阻率为至少1016Ωcm。
11.根据实施方式1至10中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜包括聚烯烃的聚合物层，所述聚烯烃优选乙烯的均聚物、乙烯的共聚物或者乙烯的三元共聚物，或者丙烯的均聚物、丙烯的共聚物或者丙烯的三元共聚物，
还优选在于所述聚合物层是取向的。
12.根据实施方式1至11中任一项的胶带用于粘结光电元件的用途，更具体地用于将光伏层压体粘结至光伏模块的框架内的用途。
附图说明
下文中将参考实施例进一步说明本发明的其它细节、目的、特征和优点。在附图中
图1显示了用于测定导电性的试验层压体的图示，
图2显示了在图示中PV模块的边缘粘结，和
图3显示了测定导电性的测量装置。
具体实施方式
用冲洗气体的方法进行的渗透性测量
在用于管道、膜和隔膜的合适的测量小室中，可检测它们对任何期望的气体和所有类型的液体的渗透性。对气体的测量技术都包括被测试隔膜分开的中心模块：在进料侧用试验气体将该测量小室充满，并取出留下的滞留物(retentate)。到达另一侧的气体的量(渗透物)被冲洗气体传递到探测器，在此处测量浓度。该小室的顶部和底部部件包围位于中间的隔膜。位于样品上的O-形环密封所述界面。这种类型的小室常常由金属例如不锈钢制造。
导电性测量：
对于导电性测量，生产尺寸为195mm×50mm的以下测试元件。该试验元件(层压体(1))具有如下组成：4.2mm的玻璃层(2)，2层460μm的EVA膜(3，4)(Etimex Vistasolar FC 486.10)，在它们之间有50μm厚和25mm宽的铝膜(5)，和23μm的聚酯膜(6)作为背部膜。所述铝膜(5)设置在离由EVA膜(4)和背部膜(6)构成的层压体的短边17mm的距离处；铝膜(5)离长边具有17mm的距离。层压体(1)的厚度为5mm。如下制造所述的层压体(1)：
1)在40℃保持2.5分钟，排空至20mbar
2)基底温度经过3.5分钟从40℃升高至133℃；同时将层压体的上面区域压到该模块上，直到达到780mbar
3)当达到780mbar时，在133℃和780mbar进行交联13分钟
4)将该层压体冷却至40℃保持约7分钟。
将在边上和顶面和底面上安装有宽度为19mm的测试胶带(8)的层压体(1)压到U-形铝型材(图2)中，该型材(简称框架(7))具有6mm宽和10mm深的凹槽，由2mm厚的铝制成。未被框架(7)保护的层压体(1)的边用有机硅(Lugato“Wie Gummi”bath-silicone)密封。将所述的具有框架(7)的试验元件置于由Liqui Nox/蒸馏水(1∶500)构成的表面活性剂溶液(9)中，所述溶液(9)可得自Alconox，White Plains，NY 10603(图3)，并使用垓欧姆表(Megaohmmeter Insulation Tester MD 508)在500V测量2分钟后的体积电阻率。
实施例1(对比例)
将具有1000μm厚PE泡沫体(Alveo)(其密度为67kg/m3)的胶带电晕处理，然后在两侧上设置50g/m2的树脂改性的粘合剂(tesa 4957)，并对其进行测量。
水的渗透率：12g/m2d
导电性测量：短路(电阻＜0.1千欧姆(kohm))
该胶带不具有足够的阻隔效果；水能够扩散到接缝中，并使导体(铝箔)和框架短路。
实施例2(对比例)
将具有1000μm厚PE泡沫体(密度为67kg/m3)的胶带电晕处理，然后在两侧上设置50g/m2的树脂改性的粘合剂(tesa 4957)。此外，在面向层压体的边的一侧上，该胶带设置有23μm的聚酯膜和与以上所指出的那些相同的粘合剂的附加层。得到的产品结构如下：
a)粘合剂
b)泡沫体
c)粘合剂
d)聚酯膜
e)粘合剂
所述粘合剂e)面向所述层压体的边。
水的渗透率：10g/m2d
导电性测量：短路(电阻＜0.1千欧姆)
该胶带不具有足够的阻隔效果；水能够扩散到接缝中，并使导体(铝箔)和框架短路。
实施例3(本发明)
将具有1000μm厚PE泡沫体(密度为67kg/m3)的胶带电晕处理，然后在两侧上设置50g/m2的树脂改性的粘合剂(tesa 4957)。此外，在面向层压体的边的一侧上，施用已经蒸镀了20nm厚(Donmore Europe in 79111 Freiburg)的铝层的23μm的聚酯膜和与以上所指出的那些相同的粘合剂的附加层。得到的产品结构如下：
a)粘合剂
b)泡沫体
c)粘合剂
d)金属化的聚酯膜
e)粘合剂
所述粘合剂e)面向层压体的边。
水的渗透率：1g/m2d
导电性测量：25兆欧姆
该胶带具有足够的阻隔效果；没有水/水蒸汽能够扩散到层压体的接缝中使导体(铝箔)和框架短路。
实施例4(本发明)
将具有1000μm厚PE泡沫体(密度为67kg/m3)的胶带电晕处理，然后在两侧上设置50g/m2的树脂改性的粘合剂(tesa 4957)。此外，在面向层压体的边的一侧上，施用具有12μm铝箔的12μm聚酯膜(Alcan Packaging SingenGmbH in 78221 Singen)，和与以上所指出的那些相同的粘合剂的附加层。得到的产品结构如下：
a)粘合剂
b)泡沫体
c)粘合剂
d)12μm聚酯膜/层压粘合剂/12μm铝箔
e)粘合剂
所述粘合剂e)面向层压体的边。
水的渗透率：0.6g/m2d
导电性测量：225兆欧姆
该胶带具有足够的阻隔效果；没有水/水蒸汽能够扩散到层压体的接缝中使导体(铝箔)和框架短路。
实施例5(本发明)
根据实施例4制备胶带，所用的压敏粘合剂在各种情况下是具有以下组成的粘合剂：
a)24重量份的Notio PN 0040(丙烯、丁-(1)-烯和4-甲基戊-1-烯的共聚物，熔体指数4g/10min，密度0.868g/cm3，挠曲模量42MPa，微晶熔点159℃，熔化焓5.2J/g)
b)20重量份的Oppanol B10(液态聚异丁烯增塑剂，密度＝0.93g/cm3；Mn＝40000g/mol)
c)54重量份的Regalite 1100(完全氢化的C9烃树脂，熔点100℃，多分散性1.4)，和
d)2重量份的Irganox 1076(酚类抗氧化剂)
水的渗透率：0.1g/m2.d
导电性测量：430兆欧姆
该胶带具有改善的阻隔效果，这强调了粘合剂的组成对于水通过向外暴露的粘合剂边扩散的重要性。

Claims (47)

1.胶带，其至少包括泡沫体层和在外侧上的两个粘合剂层，
所述泡沫体层置于上粘合剂层和下粘合剂层之间，
其特征在于
在所述粘合剂层之间还有阻挡膜，所述阻挡膜除了具有聚合物膜之外，还具有金属层，所述金属层的厚度为10nm至50μm；和
所述泡沫体的密度为至少50kg/m3，并且所述泡沫体的密度不超过500kg/m3。
2.根据权利要求1的胶带，其特征在于
在所述泡沫体层和所述阻挡膜之间有另外的粘合剂层。
3.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述泡沫体层通过包括发泡剂的聚合物层形成。
4.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述泡沫体层通过包括发泡剂的聚合物层形成，所述发泡剂为存在于聚合物层中的微球。
5.根据权利要求4的胶带，其特征在于
所述聚合物层是粘合剂层。
6.根据权利要求1的胶带，其特征在于
直接在所述泡沫体层和所述阻挡膜之间有另外的粘合剂层。
7.根据权利要求3的胶带，其特征在于
所述聚合物层可通过供应热而发泡，和/或
在于包括所述发泡剂的聚合物层在发泡后显示出体积增加至少30％。
8.根据权利要求7的胶带，其特征在于
包括所述发泡剂的聚合物层在发泡后显示出体积增加至少50％。
9.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述泡沫体层或所述可发泡的聚合物层或粘合剂，在发泡之后，层厚度为100μm至3000μm。
10.权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的层厚度为0.5μm至160μm和/或
在于所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于5g/m2d。
11.权利要求10的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于0.7g/m2d。
12.权利要求10的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于0.01g/m2d。
13.权利要求1的胶带，其特征在于
所述金属层为蒸镀的金属层的形式。
14.权利要求1的胶带，其特征在于
所述金属层的厚度为20nm至25μm。
15.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有多层结构。
16.根据权利要求15的胶带，其特征在于
所述阻挡膜在第一聚合物层和第二聚合物层之间具有金属层。
17.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有聚合物层，所述聚合物层在20℃的比体积电阻率为至少1016Ωcm。
18.根据权利要求1或2的胶带，其特征在于
所述阻挡膜包括聚烯烃的聚合物层。
19.根据权利要求18的胶带，其特征在于
所述聚烯烃选自乙烯的均聚物、或者乙烯的共聚物，或者丙烯的均聚物、或者丙烯的共聚物。
20.根据权利要求19的胶带，其特征在于
所述聚合物层是取向的。
21.权利要求1的胶带，其特征在于所述泡沫体的密度为至少67kg/m3。
22.权利要求1的胶带，其特征在于所述泡沫体的密度不大于200kg/m3。
23.权利要求1或2的胶带，其特征在于用于外部层的压敏粘合剂包括基于以下这些物质的那些：聚异丁烯，丁基橡胶，氢化苯乙烯嵌段共聚物。
24.权利要求1或2的胶带，其特征在于用于外部层的压敏粘合剂包括基于以下这些物质的那些：聚烯烃，基于溶剂的丙烯酸酯类聚合物和热熔融丙烯酸酯聚合物。
25.根据权利要求18的胶带，其特征在于
所述聚烯烃选自乙烯的三元共聚物或者丙烯的三元共聚物。
26.胶带，其包括在外侧上的两个粘合剂层，
至少一个粘合剂层是泡沫体层，且通过包括发泡剂的聚合物层形成，
其特征在于
在所述粘合剂层之间还有阻挡膜，所述阻挡膜除了具有聚合物膜之外，还具有金属层，所述金属层的厚度为10nm至50μm；和
所述泡沫体的密度为至少50kg/m3，并且所述泡沫体的密度不超过500kg/m3。
27.根据权利要求26的胶带，其特征在于
所述聚合物层可通过供应热而发泡，和/或
在于包括所述发泡剂的聚合物层在发泡后显示出体积增加至少30％。
28.根据权利要求27的胶带，其特征在于
包括所述发泡剂的聚合物层在发泡后显示出体积增加至少50％。
29.根据权利要求26的胶带，其特征在于
所述泡沫体层或所述可发泡的聚合物层或粘合剂，在发泡之后，层厚度为100μm至3000μm。
30.权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的层厚度为0.5μm至160μm和/或
在于所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于5g/m2d。
31.权利要求30的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于0.7g/m2d。
32.权利要求30的胶带，其特征在于
所述阻挡膜的水蒸汽传递速率WVTR小于0.01g/m2d。
33.权利要求26的胶带，其特征在于
所述金属层为蒸镀的金属层的形式。
34.权利要求26的胶带，其特征在于
所述金属层的厚度为20nm至25μm。
35.根据权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有多层结构。
36.根据权利要求35的胶带，其特征在于
所述阻挡膜在第一聚合物层和第二聚合物层之间具有金属层。
37.根据权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜具有聚合物层，所述聚合物层在20℃的比体积电阻率为至少1016Ωcm。
38.根据权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于
所述阻挡膜包括聚烯烃的聚合物层。
39.权利要求38的胶带，其特征在于
所述聚烯烃选自乙烯的均聚物、或者乙烯的共聚物，或者丙烯的均聚物、或者丙烯的共聚物。
40.根据权利要求39的胶带，其特征在于
所述聚合物层是取向的。
41.权利要求26的胶带，其特征在于所述泡沫体的密度为至少67kg/m3。
42.权利要求26的胶带，其特征在于所述泡沫体的密度不大于200kg/m3
43.权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于用于外部层的压敏粘合剂包括基于以下这些物质的那些：聚异丁烯，丁基橡胶，氢化苯乙烯嵌段共聚物。
44.权利要求26至29中任一项的胶带，其特征在于用于外部层的压敏粘合剂包括基于以下这些物质的那些：聚烯烃，基于溶剂的丙烯酸酯类聚合物和热熔融丙烯酸酯聚合物。
45.根据权利要求38的胶带，其特征在于
所述聚烯烃选自乙烯的三元共聚物或者丙烯的三元共聚物。
46.权利要求1至45中任一项的胶带用于粘结光电元件的用途。
47.根据权利要求1至45中任一项的胶带用于将光伏层压体粘结至光伏模块的框架内的用途。
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