CN102382595A - 改性的蒙脱石及包含其的粘合剂组合物 - Google Patents

改性的蒙脱石及包含其的粘合剂组合物 Download PDF

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CN102382595A CN2010102727239A CN201010272723A CN102382595A CN 102382595 A CN102382595 A CN 102382595A CN 2010102727239 A CN2010102727239 A CN 2010102727239A CN 201010272723 A CN201010272723 A CN 201010272723A CN 102382595 A CN102382595 A CN 102382595A
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左刚
吴秋菊
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EI Du Pont de Nemours and Co
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本申请公开了一种改性的锌蒙脱石，其包含交换性层间锌阳离子和至少一种含有至少两个羟基的直链或支链碳氢化合物，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物连接在交换性层间锌阳离子上。本申请还公开了包含所述改性的锌蒙脱石的粘合剂组合物、涂布有所述粘合剂组合物的聚合物膜、以及由所述粘合剂组合物提供层间粘结的聚合物多层膜。本申请还公开了包含多层背板的太阳能电池模块，所述多层背板包含至少一层聚酯膜、至少一层氟聚合物膜及位于其间并提供粘结的由所述粘合剂组合物组成的粘结层。

Description

改性的蒙脱石及包含其的粘合剂组合物
技术领域
本申请涉及改性的锌蒙脱石及其对聚合物粘结剂的耐候性的提高。
背景技术
在太阳能电池模块中，电互连的太阳能电池通常被前封装层和后封装层封装，而经封装的太阳能电池则被夹于一个透明的前板和一个背板之间。太阳能电池模块的背板是用来提供支撑和与外界环境的阻隔作用的。在现有技术的背板中，基于其优越的机械性能和防护性能，具有聚氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二酯/聚氟乙烯(PVF/PET/PVF)结构的多层背板已被广泛使用。但在所述多层背板中，由于PVF和PET之间的粘结性较差，通常在它们之间需要使用粘合剂，如聚氨酯粘合剂。
由于太阳能电池模块通常是在高温和高湿条件下使用，因此人们希望聚氨酯粘合剂具有良好的耐候性。但是，人们发现常规的聚氨酯粘合剂的粘合强度在高温和高湿条件下会退化。人们已采用一些方法来增进聚氨酯粘合剂的耐候性，但未获得成功。例如，有机抗氧化剂和/或UV稳定剂已被加入到聚氨酯粘合剂中，但是有机抗氧化剂和UV稳定剂不稳定，并可能随时间而降解。另外，无机纳米添加剂，如铵改性的蒙脱石也已被用来增进聚氨酯粘合剂的粘合强度，但是，太阳能电池模块的工艺温度以及其最终使用温度通常会达到高于铵降解温度的温度，因此，仍然需要开发一种具有更好的耐候性，并在太阳能电池工业中实用的粘合剂组合物。
申请内容
本申请提供的是一种改性的锌蒙脱石，其包含交换性层间锌阳离子和至少一种含有至少两个羟基的直链或支链碳氢化合物，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物连接在所述交换性层间锌阳离子上。
在所述的改性的锌蒙脱石的一个实施方案中，所述交换性锌阳离子占所述改性的锌蒙脱石的总重量的约2-15重量％，或者约4-10重量％，或者约5-8重量％。
在所述的改性的锌蒙脱石的另一个实施方案中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物占所述改性的锌蒙脱石的总重量的约5-35重量％，或约10-30重量％。
在所述的改性的锌蒙脱石的再一个实施方案中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物含有2-18，或2-12个碳原子。
在所述的改性的锌蒙脱石的再一个实施方案中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物选自多元醇、二元羧酸和它们的组合。
在所述的改性的锌蒙脱石的再一个实施方案中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物选自三醇和二醇，或选自二醇。
在所述的改性的锌蒙脱石的再一个实施方案中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物是1，3-丙二醇。
本申请另外提供的是一种粘合剂组合物，其包含至少一种聚合物粘合剂和约0.1-5重量％，或约0.2-3重量％，或约0.3-2重量％的如上所述的改性的锌蒙脱石，所述的重量％基于所述粘合剂组合物的总重。
在所述的粘合剂组合物的一个实施方案中，所述至少一种聚合物粘合剂选自聚氨酯、环氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚类粘合剂及它们中的两种或更多种的组合。
在所述的粘合剂组合物的另一个实施方案中，所述至少一种聚合物粘合剂选自聚氨酯。
在所述的粘合剂组合物的再一个实施方案中，其还包含一种或多种添加剂，所述添加剂选自UV吸收剂、UV稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、抗水解剂及它们中的两种或更多种的组合。
本申请再提供的是一种带涂层的聚合物膜，其包括聚合物膜和如上所述的粘合剂组合物，其中，所述聚合物膜的至少一个表面的表面面积的至少一部分涂布有所述粘合剂组合物。
在所述的带涂层的聚合物膜的一个实施方案中，所述聚合物膜的至少一个表面的表面面积的约80％或更多，或约90％或更多，或约95％或更多涂布有所述粘合剂组合物。
在所述的带涂层的聚合物膜的另一个实施方案中，所述聚合物膜的每个表面的表面面积的约80％或更多，或约90％或更多，或约95％或更多涂布有所述粘合剂组合物。
在所述的带涂层的聚合物膜的再一个实施方案中，所述聚合物膜包含选自如下的聚合物材料：聚酯、氟聚合物、聚酰氨、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。
本申请再提供的是一种多层膜，其包含至少两个相邻的聚合物膜和一个位于两个聚合物膜之间并提供它们之间的粘结的至少一个粘结层，其中，所述至少一个粘结层由如上所述的粘合剂组合物组成。
在所述的多层膜的一个实施方案中，所述至少两个相邻的聚合物膜彼此独立地各自包含选自如下的聚合物材料：聚酯、氟聚合物、聚酰胺、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。
在所述的多层膜的另一个实施方案中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的至少一个包含聚酯。
在所述的多层膜的另一个实施方案中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的至少一个包含氟聚合物。
在所述的多层膜的再一个实施方案中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的一个包含聚酯，另一个包含氟聚合物。
在所述的多层膜的再一个实施方案中，其包含一个内层聚合物膜和分别通过第一粘结层和第二粘结层粘结在所述内层聚合物膜两侧的第一外层聚合物膜和第二外层聚合物膜，其中，所述内层聚合物膜包含聚酯；所述第一和第二外层聚合物膜分别独立地包含氟聚合物；所述第一和第二粘结层分别由如上所述的粘合剂组合物组成。
在所述的多层膜的再一个实施方案中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯及它们中的两种或更多种的组合；所述氟聚合物选自聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯及它们中的两种或更多种的组合。
在所述的多层膜的再一个实施方案中，所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二酯；所述氟聚合物是聚氟乙烯。
本申请再提供的是一种太阳能电池模块，其包含：由一个或多个电互连的太阳能电池组成的太阳能电池层；层压在所述太阳能电池层背侧的背封装层；以及层压在所述背封装层背侧的多层背板，其中，所述多层背板包含一个聚酯膜、一个氟聚合物膜以及一个位于所述聚酯膜和氟聚合物膜之间并提供两者间的粘结的粘结层，并且其中，所述粘结层由如上所述的粘合剂组合物组成。
在所述的太阳能电池模块的一个实施方案中，所述多层背板还包含另一个氟聚合物膜和由上所述的粘合剂组合物组成的另一个粘合层，并且其中，所述两个氟聚合物膜分别由所述两个粘合层粘结于所述聚酯膜的两侧。
在所述的太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述聚酯膜包含一种选自以下的材料：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯或它们中的两种和更多种的组合；每个所述氟聚合物膜包含一种选自以下的材料聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯和它们中的两种或更多种的组合。
在所述的太阳能电池模块的再一个实施方案中，所述聚酯膜包含一种聚对苯二甲酸乙二酯；每个所述氟聚合物膜包含一种聚氟乙烯。
在所述的太阳能电池模块的再一个实施方案中，其还包含层压在所述太阳能电池层前侧的前封装层、和层压在所述前封装层前侧的前板。
图例说明
图1a是未按比例尺绘制的本申请所公开的双层膜的示意性截面图。
图1b是未按比例尺绘制的本申请所公开的三层膜的示意性截面图。
图2是未按比例尺绘制的本申请所公开的太阳能模块的示意性截面图。
具体实施方式
本申请公开了一种改性的蒙脱石，即由至少一种含有至少两个羟基的直链或支链碳氢化合物改性的锌蒙脱石。
蒙脱石是一种膨胀性粘土矿物，具有多个由两个二氧化硅四面体片与一个居于中心的氧化铝八面体片构成的层，并且各层之间通过交换性层间阳离子和水与四面体片的基础氧原子键接而保持在一起。
术语“锌蒙脱石”在此用于表示包含交换性层间锌阳离子的合成蒙脱石。在一个实施方案中，锌蒙脱石中存在的锌阳离子含量为约2-15重量％，或者约4-10重量％，或者约5-8重量％，所述的重量％基于锌蒙脱石的总重量。或者，所述锌蒙脱石中的层间锌阳离子的交换容量可为约31-231meqv/100g，或约62-154meqv/100g，或约77-123meqv/100g。在锌蒙脱石中存在的锌阳离子的含量可通过能量-分散X射线光谱法(EDS)进行测定。在此使用的锌蒙脱石可通过任何合适的方法进行制备，如在Y.Kijima：J.Incl.Phenom.4，333(1986)中所公开的方法。在一个实施方案中，锌蒙脱石可通过在升温下(如约60-120℃，或约80-100℃)，将无机蒙脱石(如钠蒙脱石)与锌盐(如ZnCl2或乙酸锌)溶液混合足够长的时间(如约1-20小时，或约5-10小时)进行制备。
本申请公开的“改性的锌蒙脱石”是指那些在交换性层间锌阳离子上连接了含羟基的直链或支链碳氢化合物的锌蒙脱石，其中，所述含羟基直链或支链碳氢化合物含有至少两个羟基。在此适用的含羟基直链或支链碳氢化合物可含有大约2-18或大约2-12个碳原子。在此适用的含羟基直链或支链碳氢化合物可选自，但不限于，多元醇(例如三元醇或二元醇)、二元羧酸以及它们的组合。在此适用的示例性二羧酸包括但不限于乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸和癸二酸。在此适用的多元醇包括但不限于乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇。根据本申请，上述含羟基直链或支链碳氢化合物占所述改性的锌蒙脱石的总重的约5-35重量％，或约10-30重量％。在一个实施方案中，所述改性的锌蒙脱石含有占其总重约5-35重量％，或约10-30重量％的连接在交换性层间锌阳离子上的至少一个多元醇。在另一个实施方案中，所述改性的锌蒙脱石含有占其总重约5-35重量％，或约10-30重量％的连接在交换性层间锌阳离子上的至少一个二元醇。在再一个实施方案中，所述改性的锌蒙脱石含有占其总重约5-35重量％，或约10-30重量％的连接在交换性层间锌阳离子上的1，3-丙二醇。
在此适用的改性的锌蒙脱石可通过任何合适的方法进行制备。例如，在一个实施方案中，改性的锌蒙脱石可通过在升温下(如约60-120℃，或约80-100℃)，将锌蒙脱石与上述含羟基碳氢化合物(如1，3-丙二醇或已二酸)混合并反应足够长的时间(如约1-20小时，或约5-10小时)进行制备。
本申请还公开了一种蒙脱石改性的粘合剂组合物，所述蒙脱石改性的粘合剂组合物包含至少一种聚合物粘合剂和至少一种上述改性的锌蒙脱石。在此使用的聚合物粘合剂可选自聚氨酯、环氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚类粘合剂及它们中的两种或更多种的组合。在一个实施方案中，所使用的聚合物粘合剂聚氨酯。根据本申请，所述改性的锌蒙脱石占所述改性的粘合剂组合物的总重量的约0.1-5重量％，或约0.2-3重量％，或约0.3-2重量％，其可通过热重分析(TGA)进行测定。需要指出的是，这里所述的所述改性的粘合剂组合物的总重量是指其干重(即所述粘合剂组合物的不包含溶剂的总重量)。
在此公开的蒙脱石改性的粘合剂组合物还可包含其它的添加剂，如抗氧化剂、UV光稳定剂、阻燃剂、抗水解剂及它们中的两种或更多种的组合。在一个实施方案中，在此公开的蒙脱石改性的粘合剂组合物还包含至少一种抗氧化剂。在此使用的示例性抗氧化剂可包括但不限于受阻酚、受阻胺、亚磷酸酯、硫醇及它们的混合物。根据本申请，所述抗氧化剂可占所述蒙脱石改性的粘合剂组合物的总重量的约0.1-5重量％。
在此公开的蒙脱石改性的粘合剂组合物可通过任何合适的混合方法，如超声或机械搅拌进行制备。
本申请还公开了一种带涂层的聚合物膜，其包含聚合物膜和涂布在其至少一个表面的表面面积的至少一部分的上述蒙脱石改性的粘合剂组合物。根据本申请，术语“至少一部分”是指至少10％，或至少20％，或至少50％的部分。在一个实施方式中，所述带涂层的聚合物膜的至少一面的表面面积的至少80％，或至少90％，或至少95％的部分涂有上述蒙脱石改性的粘结剂组合物。在另一个实施方式中，所述带涂层的聚合物膜的两面各表面面积的至少80％，或至少90％，或至少95％的部分涂有上述蒙脱石改性的粘结剂组合物。在此使用的聚合物膜可包含选自以下(但不限于此)的聚合物：氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。在此适用的氟聚合物可包括但不限于聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物及它们中的两种或更多种的组合。在此适用的聚酯可包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)及它们中的两种或更多种的组合。
所述带涂层的聚合物膜可通过任何合适的方法进行制备，如喷涂、刷涂、辊涂、浸涂等，随后还可进行干燥。
本申请还公开了一种多层膜，所述多层膜包含至少两层邻近的聚合物膜和至少一层粘合层，所述粘合层位于这两层邻近的聚合物膜之间，并提供它们之间充分的粘结，其中所述至少一层粘合层由上述蒙脱石改性的粘合剂组合物组成。上述两层邻近的聚合物膜各自包含的合适的聚合物材料可包括但不限于氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。在此适用的氟聚合物可包括但不限于聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物及它们中的两种或更多种的组合。在此适用的聚酯可包括但不限于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)及它们中的两种或更多种的组合。在一个实施方案中，所述两层邻近的聚合物膜中的至少一层包含聚酯(如PET)。在另一个实施方案中，所述两层邻近的聚合物膜中的至少一层包含氟聚合物(如PVF)。在又一个实施方案中，所述两层邻近的聚合物膜各包含相同或不同的聚酯。在又一个实施方案中，所述两层邻近的聚合物膜各包含相同或不同的氟聚合物。在又一个实施方案中，所述两层邻近的聚合物膜中的一层包含氟聚合物(如PVF)，而另一层包含聚酯(如PET)。
所述的多层膜可通过如下方法进行制备：将所述蒙脱石改性的粘合剂组合物涂布于所述两层聚合物膜中一层的至少一个表面上，以形成蒙脱石改性的粘合剂组合物涂层，将所述蒙脱石改性的粘合剂组合物涂层干燥，然后将另一个聚合物膜干式层压至第一聚合物膜的带有涂层的表面上。合适的涂布方法可以包括在上述制备带涂层的聚合物膜中提及的那些。所述方法在最后还可包括固化步骤，其包括将经层压的膜在室温或升温(不高于80℃)下固化至少12小时或不长于7天。
除了通过至少一层粘合层粘结的至少两层相邻的聚合物膜之外，在此公开的多层膜还可包含其它额外的膜层。
在此公开的多层膜可通过任何适合的方法进行制备，包括但不限于干式层压，共挤出等。
在一个实施方案中(如图1a所示)，在此公开的多层膜(10)具有双层结构，其中氟聚合物膜(11a)(如PVF膜)和聚酯膜(11b)(如PET膜)通过由上述蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的粘合层(12)粘结。所述双层膜可通过将上述蒙脱石改性的粘合剂组合物的溶液涂布于聚酯膜(11b)的一侧，然后将氟聚合物膜(11a)干式层压至聚酯膜(11b)的带有涂层的表面进行制备。在另一个实施方案中(如图1b所示)，在此公开的多层膜(10’)具有三层结构，其中聚酯膜(11b)(如PET膜)的一侧与第一氟聚合物膜(11a)(如PVF膜)通过由上述蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的第一粘合层(12a)粘结，而聚酯膜(11b)的另一侧与第二氟聚合物膜(11c)通过由上述蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的第二粘合层(12b)粘结。所述三层膜可通过将所述蒙脱石改性的粘合剂组合物的溶液涂布于聚酯膜(11b)的两侧，然后将第一和第二氟聚合物膜层(11a和11c)层压至带有涂层的聚酯膜(11b)的各侧而进行制备。
如由以下的实施例所证实的，相比于未加入蒙脱石或加入未改性的钠或锌蒙脱石的粘合剂组合物，加入上述改性的锌蒙脱石的蒙脱石改性的粘合剂组合物的耐候性获得了提高。
太阳能电池是可将太阳辐射转换为电能的光电转换装置。它们由光电转换主体与在其两个主表面(即前表面和后表面)上形成的电极形成。光电转换主体可由任何合适的光电转化材料，如单晶或多晶硅片制成。前电极可通过任何合适的印刷方法(如丝网印刷或喷墨印刷)将导电浆料(如银浆)涂布于光电转换主体的前表面而形成。典型地，前导电浆料包含多个平行的导电副栅线以及垂直于导电副栅线，并与其连接的一个或更多个导电母栅线。后电极可通过将金属浆料分布在光电转换主体的背面而形成。形成后电极的合适金属包括但不限于铝、铜、银、金、镍、镉及它们的合金。
在使用时，一个或多个电互连的太阳能电池可通过透明的前封装层和背封装层进行封装，然后可进一步被夹于透明的保护前板和保护背板之间。这样的结构在本领域中被称为“太阳能电池模块”。此外，典型的太阳能电池具有接收太阳辐射的前(或上)表面，以及远离太阳辐射的背(或底)表面，从而太阳能电池模块中的各组分层也均具有前(或上)表面(或侧面)和背(或底)表面(或侧面)。因此，透明的前封装层和前板位于太阳能电池层体的前侧，而背封装层和背板则位于太阳能电池层体的背侧。
太阳能电池模块的封装材料被设计用以封装和保护脆性的太阳能电池。前封装层的光学性质必须是透明的，以便太阳辐射可有效地传导至太阳能电池。广泛使用的封装材料包括但不限于基于如下的复杂的多组分组合物：乙烯/乙酸乙烯酯聚合物(EVA)、离聚物、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、茂金属-催化的线性低密度聚乙烯、聚烯烃嵌段的弹性体、乙烯/丙烯酸酯共聚物(如聚(乙烯-共-丙烯酸甲酯)和聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯))、酸共聚物、有机硅弹性体、环氧树脂等。
前板和背板被设计用以提供对太阳能电池模块的保护和支撑。通常，在太阳能电池模块中使用的前板和背板可来自任何合适的板或膜。在此适用的板可以是玻璃板；塑料板(如含有以下材料的塑料板：聚碳酸酯、丙烯酸类聚合物、聚丙烯酸酯、环状聚烯烃、乙烯/降冰片烯聚合物、茂金属-催化的聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、氟聚合物等及它们的组合)；金属板(如含有以下材料的金属板：铝、钢、镀锌钢)以及陶瓷板。如上所述，为了使太阳辐射到达太阳能电池，在形成前板时仅使用透明材料。
在背板材料中，由于其具有优越的机械性能和防护性能，包含至少一种氟聚合物膜和至少一种聚酯膜的多层背板在本领域中已被广泛使用。但是，由于氟聚合物和聚酯之间较差的粘结性，在氟聚合物膜和聚酯膜之间需要粘合剂，如聚氨酯。此外，由于太阳能电池常用于高温和高湿条件下，所以重要的是在多层背板中使用的粘合剂具有充分的耐候性以维持其完整度。但是，人们发现本领域中当前使用的聚氨酯基粘合剂通常在高温和高湿条件下性能退化。与之相反，上述由蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的粘合剂可以抵抗住如此苛刻的条件。
因此，本申请还公开了一种太阳能电池模块(20)(如图2所示)，其包含由一个或更多个电互连的太阳能电池(如上述那些)组成的太阳能电池层(21)、层压在太阳能电池层(21)背表面的背封装层(22)(如上述那些)、以及进一步层压在背封装层(22)的背表面上的多层背板(23)，其中多层背板(23)由上述多层膜组成，即包含有由至少一个有蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的粘结层粘结的至少一个聚酯膜(如PET膜)和至少一个相邻的氟聚合物膜(如PVF膜)的多层膜。在一个实施方案中，所述多层背板由上述的二层膜(10)组成，且其聚酯膜表面层与所述背封装层相邻。在另一个实施方案中，所述多层背板由上述三层膜(10’)组成。
根据本申请，对于多层背板的厚度和其中各膜的厚度没有特别限制，在一个实施方案中，用于所述多层背板(23)的上述多层膜(10或10’)可具有约100-500μm的总厚度；包含于上述多层膜中的各聚酯膜可具有约50-400μm的厚度；包含于上述多层膜中的各氟聚合物膜可具有约10-100μm的厚度；包含于上述多层膜中的由蒙脱石改性的粘合剂组合物组成的各粘合层可具有约2-20μm的厚度。
在此公开的太阳能电池模块(20)还可进一步包含层压在太阳能电池层(21)的前表面的透明的前封装层(24)(如上所述的那些)以及层压在前封装层(24)的前表面的透明的前板(25)(如上所述的那些)。
任何合适的层合方法可用于制备在此公开的太阳能电池模块。在一个实施方案中，所述的方法包括：(a)提供多个电互连的太阳能电池形成太阳能电池层；(b)形成一个预层压结构，其包括将一个背封装层置于一个背板之上和将所述太阳能电池层置于所述背封装层之上；以及(c)在加热和加压下层压所述预层压结构以得到一个太阳能电池模块。在另一个实施方案中，所述的方法包括：(a)提供多个电互连的太阳能电池形成太阳能电池层；(b)形成一个预层压结构，其中所述太阳能电池层被夹于透明前封装板和背后封装板之间，并进一步被夹于如上所述的透明前板和多层后板背板之间；以及(c)在加热和加压下层压所述预层压结构以得到一个太阳能电池模块。
在一个实施方案中，使用购自德国的Meier Solar Solutions GmbH，的ICOLAM 10/08层压机进行所述的层压工艺，其条件是：在约135℃-150℃的温度和约1atm的压力下进行约10至25分钟的层压。
实施例
材料：
PU粘合剂：包含90g的TakelacTM 5430、10g的TakenateTM A-50和20ml的乙酸乙酯的混合物(TakelacTM 5430和TakenateTM A-50，均购自日本的三井化学(Mitsui Chemicals Inc.)；
PU粘合剂储备溶液：包含70ml的PU粘合剂、0.28g的CyasorbTMUV-3529、0.14g的CyasorbTM UV-2909和0.14g的CyasorbTM UV-5411的溶液(CyasorbTM UV-3529、CyasorbTM UV-2908和CyasorbTM UV-5411分别购自美国的Cytec Industries Inc.)；
Na-MMT：钠蒙脱石，其钠阳离子交换容量为100meqv/100g，购自中国杭州万景新材料有限公司；
Zn-MMT：锌蒙脱石，由如下方法获得：(i)将100g的Na-MMT与250mL的ZnCl2(0.5mol/L)溶液混合；(ii)在80℃下搅拌5小时；(iii)离心出所得的Zn-MMT；(iv)用乙酸乙酯洗涤所得的Zn-MMT以及(v)空气干燥所得的Zn-MMT，且其锌和碳的重量含量分别为6.8重量％和12.2重量％(此值通过能量-分散X射线光谱法使用美国EDAX公司生产的EDAX2000测试仪测得的)；
PDO改性的Zn-MMT：1，3-丙二醇改性的锌蒙脱石，由如下方法获得：将100g的Na-MMT与250mL的ZnCl2(0.5mol/L)溶液混合；在80℃下搅拌混合物5小时；离心出所得的锌蒙脱石；在110℃下将250mL的PDO(1，3-丙二醇)与如前所得的锌蒙脱石混合并搅拌5小时以及离心出所得的PDO改性的Zn-MMT；
PET膜：
Figure BSA00000258192000111
6429膜，购自日本的杜邦-帝人薄膜(Teijin DuPontFilms)；
PVF膜：
Figure BSA00000258192000112
聚氟乙烯膜，其来自美国的E.I.内穆尔杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)。
实施例CE1-3和E1：
在各个实施例CE1-3和E1中，PET/PVF层压膜如以下获得：(1)将PET膜放于涂布机上；(2)开启真空以使PET膜在负抽吸压力下；(3)沿原料管加入3ml PU粘合剂储备溶液(CE1)或MMT改性的PU粘合剂溶液(CE2、CE3和E1)以涂布于PET膜上；(4)在60℃的烘箱中将经涂布的PET膜鼓风干燥5分钟；(5)使用来自美国的ChemInstruments，Inc.的热辊层压机HL-100将经涂布的PET膜与PVF膜进行干式层压；以及(6)在60℃下使经层压的膜固化1周。在CE2、CE3和E1中使用的MMT改性的PU粘合剂溶液是通过分别将0.1g的Na-MMT、Zn-MMT或PDO改性的Zn-MMT在20ml PU粘合剂储备溶液中超声1小时而得到的。
在湿热老化(PCT)10小时(在132℃和100％相对湿度下放置10小时)之前和之后，按照ASTM D1876-01(除了5.3节之外，其测试包括至少5个样品)测试PET/PVF层压膜的剥离强度。如在结果中所示(参见表1)，当使用含有未改性的聚氨酯粘合剂(CE1)或钠蒙脱石改性的聚氨酯粘合剂(CE2)或锌蒙脱石改性的聚氨酯粘合剂(CE3)时，PET/PVF层压膜的剥离强度在湿热老化后急剧下降(即降低约34-39％)。但是，当使用含有PDO改性的锌蒙脱石的聚氨酯粘合剂(E1)时，PET/PVF层压膜的剥离强度在湿热老化后的下降程度减小(即约27％的降低)。
表1
  CE1   CE2   CE3   E1
  PU粘合剂   20ml   20ml   20ml   20ml
  Na-MMT   0   0.1g   0   0
  Zn-MMT   0   0   0.1g   0
  PDO改性的Zn-MMT   0   0   0   0.1g
  剥离强度(初始，N/mm)   9.8   9.7   9.5   9.6
  剥离强度(10h PCT后，N/mm)   6.5   6.3   5.8   8

Claims (28)

1.一种改性的锌蒙脱石，其包含交换性层间锌阳离子和至少一种含有至少两个羟基的直链或支链碳氢化合物，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物连接在所述交换性层间锌阳离子上。
2.根据权利要求1所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述交换性锌阳离子占所述改性的锌蒙脱石的总重量的2-15重量％，或者4-10重量％，或者5-8重量％。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物占所述改性的锌蒙脱石的总重量的5-35重量％，或10-30重量％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物含有2-18，或2-12个碳原子。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物选自多元醇、二元羧酸和它们的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物选自三醇和二醇，或选自二醇。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的改性的锌蒙脱石，其中，所述至少一种直链或支链碳氢化合物是1，3-丙二醇。
8.一种粘合剂组合物，其包含至少一种聚合物粘合剂和0.1-5重量％，或0.2-3重量％，或0.3-2重量％的如权利要求1-7中任一项所述的改性的锌蒙脱石，所述的重量％基于所述粘合剂组合物的总重。
9.根据权利要求8所述的粘合剂组合物，其中，所述至少一种聚合物粘合剂选自聚氨酯、环氧化物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、酚类粘合剂及它们中的两种或更多种的组合。
10.根据权利要求9所述的粘合剂组合物，其中，所述至少一种聚合物粘合剂选自聚氨酯。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的粘合剂组合物，其还包含一种或多种添加剂，所述添加剂选自UV吸收剂、UV稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、抗水解剂及它们中的两种或更多种的组合。
12.一种带涂层的聚合物膜，其包括聚合物膜和如权利要求8-11中任一项所述的粘合剂组合物，其中，所述聚合物膜的至少一个表面的表面面积的至少一部分涂布有所述粘合剂组合物。
13.根据权利要求12所述的带涂层的聚合物膜，其中，所述聚合物膜的至少一个表面的表面面积的80％或更多，或90％或更多，或95％或更多涂布有所述粘合剂组合物。
14.根据权利要求12或13所述的带涂层的聚合物膜，其中，所述聚合物膜的每个表面的表面面积的80％或更多，或90％或更多，或95％或更多涂布有所述粘合剂组合物。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的带涂层的聚合物膜，其中，所述聚合物膜包含选自如下的聚合物材料：聚酯、氟聚合物、聚酰氨、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。
16.一种多层膜，其包含至少两个相邻的聚合物膜和一个位于两个聚合物膜之间并提供它们之间的粘结的至少一个粘结层，其中，所述至少一个粘结层由如权利要求8-11中任意一项所述的粘合剂组合物组成。
17.根据权利要求16所述的多层膜，其中，所述至少两个相邻的聚合物膜彼此独立地各自包含选自如下的聚合物材料：聚酯、氟聚合物、聚酰胺、聚烯烃及它们中的两种或更多种的组合。
18.根据权利要求16或17所述的多层膜，其中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的至少一个包含聚酯。
19.根据权利要求16或17所述的多层膜，其中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的至少一个包含氟聚合物。
20.根据权利要求16或17所述的多层膜，其中，所述至少两个相邻的聚合物膜中的一个包含聚酯，另一个包含氟聚合物。
21.根据权利要求16所述的多层膜，其包含一个内层聚合物膜和分别通过第一粘结层和第二粘结层粘结在所述内层聚合物膜两侧的第一外层聚合物膜和第二外层聚合物膜，其中，所述内层聚合物膜包含聚酯；所述第一和第二外层聚合物膜分别独立地包含氟聚合物；所述第一和第二粘结层分别由如权利要求8-11中任一项所述的粘合剂组合物组成。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的多层膜，其中，所述聚酯选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯及它们中的两种或更多种的组合，所述氟聚合物选自聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯及它们中的两种或更多种的组合。
23.根据权利要求22所述的多层膜，其中，所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二酯，所述氟聚合物是聚氟乙烯。
24.一种太阳能电池模块，其包含：
由一个或多个电互连的太阳能电池组成的太阳能电池层；
层压在所述太阳能电池层背侧的背封装层；以及
层压在所述背封装层背侧的多层背板，
其中，所述多层背板包含一个聚酯膜、一个氟聚合物膜以及一个位于所述聚酯膜和氟聚合物膜之间并提供两者间的粘结的粘结层，并且其中，所述粘结层由如权利要求8-11中任意一项所述的粘合剂组合物组成。
25.根据权利要求24所述的太阳能电池模块，其中，所述多层背板还包含另一个氟聚合物膜和由如权利要求8-11中任一项所述的粘合剂组合物组成的另一个粘合层，并且其中，所述两个氟聚合物膜分别由所述两个粘合层粘结于所述聚酯膜的两侧。
26.根据权利要求24或25所述的太阳能电池模块，其中，所述聚酯膜包含一种选自以下的材料：聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯或它们中的两种和更多种的组合；每个所述氟聚合物膜包含一种选自以下的材料聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯聚合物、聚偏氟乙烯和它们中的两种或更多种的组合。
27.根据权利要求26所述的太阳能电池模块，其中，所述聚酯膜包含一种聚对苯二甲酸乙二酯；每个所述氟聚合物膜包含一种聚氟乙烯。
28.根据权利要求24-27中任一项所述的太阳能电池模块，其还包含层压在所述太阳能电池层前侧的前封装层、和层压在所述前封装层前侧的前板。
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