CN103068575A - 基于聚烯烃的太阳能背板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于太阳能模块的多层保护背板，其依序包括(i)可选的顶层(层(i))，(ii)绝缘层(层(ii))，(iii)背部层(层(iii))，其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，其中所述顶层(i)、所述绝缘层(ii)和所述背部层(iii)包含作为主要组分的聚烯烃，其中所述聚烯烃选自聚乙烯(PE)均聚物和共聚物和聚丙烯(PP)均聚物和共聚物，并且优选地所述绝缘层(ii)具有至少210μm或至少310μm的厚度。还提供了包括所述背板的太阳能模块和用于制备所述背板的方法以及用于制备包括所述背板的太阳能模块的方法。
Description
技术领域
本公开涉及太阳能模块的背板，尤其是晶体太阳能模块，并且涉及包括背板的太阳能模块以及涉及制造该背板的方法。背板为基于选自聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的聚烯烃。
背景技术
太阳能电池的用途迅速增加。当前的太阳能电池通常可分类为基于晶片的太阳能电池(也称为晶体太阳能电池或模块)和薄膜太阳能电池或模块。基于晶片的太阳能电池包括晶体硅，例如单晶硅(c-Si)、聚或多晶体硅(聚Si或mc-Si)。它们通常包括一连串的焊接在一起的晶片，所谓的太阳能电池层。晶片一般为约180μm和约240μm厚。太阳能电池层还可包括连接单体电池单元的电布线和具有连接至电池的一端和从模块引出的另一端的母线。然后太阳能电池层还层合至封壳层和保护层以形成耐气候性模块。通常，衍生自基于晶片太阳能电池的太阳能电池模块按照从前部光接纳侧至背部非光接纳侧的位置顺序包括：(1)顶层，(2)顶部封壳层，(3)太阳能电池层，(4)背部封壳层，和(5)通常包括背板的背衬层。除了具有分离的顶部和背部封壳层，也可仅有一个封壳层，该封壳层然后整合至太阳能电池层。
顶层通常为玻璃片材。此类太阳能电池模块所用的封壳层设计用于封装和保护易碎的太阳能电池且将它们粘附至顶层。典型的封装层包括醋酸乙烯乙酯(EVA)聚合物。
背衬层通常包括保护背板，该保护背板为多层保护材料。背板通常提供太阳能模块的电绝缘且保护太阳能模块免受环境(主要为水分)的影响。背板通常包括不同材料的多层，其中每种材料和层可用于不同的用途。最常见的是，至少一种材料包括含氟聚合物。除了含氟聚合物之外，经常使用的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物或聚乙烯萘二甲酸(PEN)聚合物。这种设定表现出经济缺点，因为成分是比较昂贵的。在多种情况下，粘结层或其它额外的成分可能必须被提供来实现单体层的足够内聚力以彼此粘合和粘合至太阳能模块的封壳层，这进一步增加了成本。其它商业类型的背板包括聚酯和/或聚酰胺的层。许多现有技术材料的缺点为单体层在单个工序中不能结合至多层背板，而是必须单独地和依序地粘合在一起，这进一步增加了加工成本并且也可导致相对不稳定的夹层粘合，特别是鉴于长期的稳定性要求。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于太阳能模块的多层背板，其依序包括
(i)可选的顶层(层(i))，
(ii)绝缘层(层(ii))，
(iii)背部层(层(iii))，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中顶层(i)、绝缘层(ii)和背部层(iii)包括作为主要组分的聚烯烃，其中聚烯烃选自聚乙烯(PE)均聚物和共聚物和聚丙烯(PP)均聚物和共聚物。
在另一方面，提供了在一种太阳能模块，该太阳能模块包括一个或多个太阳能电池和一个或多个封装层并且还包括背板。
在另一个方面，提供了一种制备背板的方法，所述方法包括：
提供用于制备层(i)、(ii)和(iii)的组合物
将该组合物共挤出为多层制品且可选地交联。
在又一个方面，提供了一种制备太阳能模块的方法，该方法包括将该背板真空层合至太阳能模块。
附图说明
图1为光伏模块的示意性剖视图。
图2为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图3为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图4为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图5为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图6为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图7为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图8为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图9为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
图10为根据本发明的背板的一个实施例的示意性剖视图。
具体实施方式
在详细解释本发明的任何实施例前，应当理解，本申请的公开内容并不限于下面描述中给出的构造与组件布置方式的细节。本发明可具有其他实施例，并且能够以多种方式实践或实施。另外还应理解，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明且不应被认为是限制性的。
如本文所用，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“包含(containing)”、“其特征在于”、“有”、“具有”或它们的任何其它变型意为涵盖非排他性包含。例如，包括元件列表的工艺、方法、制品或装置并不一定限制于仅这些元件，而是可包括此类工艺、方法、制品或装置未明确列出或固有的其它元件且包括等同物。另外，除非明确地做出相反说明，“或”是指包容性或而非排他性或。
如本文所用，术语“由……组成”是指限制和仅包括指定的材料或步骤和它们的等同物。
“一”或“一种”的使用意指涵盖“一种或多种”。
本文引用的任何数值范围意为包括和特别地公开指定的端点以及该范围内的所有整数和分数。例如，从1％至50％的范围意为缩写，并明确地公开1％和50％的数值，以及在1％和50％之间的数值，诸如，例如，2％、40％、10％、30％、1.5％、3.9％等等。
术语“共聚物”用于指示包含两个或更多个单体的聚合物。
本发明提供了用于太阳能模块背部的保护片材，即，太阳能模块相对于它的光接纳侧的一侧的保护片材。此类片材称为背板。本发明也提供了包括背板的太阳能模块和制备它们的方法。
保护片材材料(背板)提供电绝缘。通常，背板具有至少10kV或至少20kV的介电击穿电压。背板也提供太阳能模块的机械保护。通常，背板具有至少50％的断裂伸长率和至少20MPa的拉伸强度。本文所提供的背板的特定优点为它们提供了针对于热和水分暴露的长期电和机械保护。已经发现的是，本文所提供的背板的机械和电特性在暴露于极端热和水分条件之后不会降低或仅降低至比较低的程度，诸如，例如在实验部分所述的加压蒸煮100小时。
在一个实施例中，背板具有约0.22mm至0.80mm、0.35mm至约0.70mm或约0.40mm至约0.65mm的总厚度。本发明的优点是具有此类小厚度的背板可能已提供上文和下文所述的所有或至少相同的特性。
本文所提供的背板具有层状结构。当从顶部(其为被粘合至太阳能模块的背板的一侧)观察时，它依序包括层(i)、(ii)和(iii)。层(i)和(ii)，或(ii)和(iii)，或(i)、(ii)和(iii)之间可能存在或可能不存在其它层。也可能存在或不存在其它层，其覆盖层(i)的顶部或层(iii)的背部，或在层(i)不存在的情况下覆盖层(ii)的顶部。
层(i)称之为“顶层”并且是可选的层，但是它的存在是优选的。
层(ii)在本文中称为“绝缘层”，这意味着该层提供所有或主要部分的背板的电绝缘。然而，这并不意味着其它层并不参与提供电绝缘，其它层实际上也可能提供电绝缘。
层(iii)在本文中称为“背部层”。它的主要用途为保护层(ii)免于劣化。
背板可为表面处理的或背板的至少一侧可为表面处理的。可进行表面处理以提高对另一个表面的相容性或附着性或提供功能性或装饰性图案或结构。
背板在其外侧的一侧或两侧可具有平滑或粗糙表面。当太阳能电池模块包括背板时，粗糙表面可有利于层压工艺过程中的脱气。通过机械压花或通过片材挤出的过程中熔融破裂之后淬火形成粗糙表面，以使得表面粗糙度在处理过程中保留下来。
表面处理以提高其它基底(诸如，例如类似于接线盒的外部组分或安装材料)的附着性的代表性实例涉及等离子处理，像是电晕处理。电晕处理例如可在大气或氮气环境或其它适当环境的条件下进行。
层(i)、(ii)和/或(iii)包含作为它们的主要组分的聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)聚合物。“主要组分”表示该组分以基于层的重量计的重量％表示的最大量存在。PE和/或PP聚合物优选地以大于50重量％，或甚至大于75重量％，或甚至大于90重量％的量存在。重量％为基于其所在的层的重量计。
聚乙烯(PE)聚合物包括乙烯的均聚物和共聚物，即，包含衍生自乙烯的重复单元的聚合物。
PE聚合物通常包含大于50摩尔％，优选地大于60摩尔％或大于80摩尔％和更优选地至少95摩尔％或大于99摩尔％或100摩尔％的衍生自乙烯的单元。
合适的共聚单体包含烯烃，特别地α烯烃，诸如但不限于丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯以及它们的组合。本文上文和下文中所使用的烯烃包括具有一个碳-碳双键的烃和具有两个碳-碳双键的烃。α-烯烃可为支链的或环状的或直链的。其它实例包括4-甲基-1-戊烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-丁省、1-十六碳烯、1-十八烯。合适的a-烯烃包括具有最多20个碳原子的末端碳-碳双键的通式(CnH2n)的通常烃。
在一个实施例中，PE聚合物选自包含大于99摩尔％的衍生自乙烯的重复单元的PE均聚物或共聚物，PE共聚物包含至少50摩尔％，优选地至少60摩尔％，更优选地至少80摩尔％和最优选地至少95摩尔％的衍生自乙烯的重复单元，以及选自烯烃，特别地α烯烃的一个或多个共聚单体。
聚丙烯(PP)聚合物包括丙烯的均聚物和共聚物，即，包括衍生自丙烯的重复单元的聚合物。
PP聚合物通常包含大于50摩尔％，优选地大于60摩尔％或大于80摩尔％，和更优选地至少95摩尔％或大于99摩尔％或100摩尔％的衍生自丙烯的单元。
合适的共聚单体包括烯烃，特别是α-烯烃，诸如但不限于乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯以及它们的组合。本文上文和下文中所使用的烯烃包括具有一个碳-碳双键的烃和具有两个碳-碳双键的烃。α-烯烃可为支链的或环状的或直链的。其它实例包括4-甲基-1-戊烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-丁省、1-十六碳烯、1-十八烯。
在一个实施例中，PP聚合物选自包含大于99摩尔％的衍生自丙烯的重复单元的PP均聚物或共聚物，PP共聚物包含至少50摩尔％，优选地至少60摩尔％，更优选地至少80摩尔％和最优选地至少95摩尔％的衍生自丙烯的重复单元，以及选自烯烃，特别地α-烯烃的一个或多个共聚单体。
层制备中所使用的PE和PP聚合物可具有至少100℃的熔点。PE和PP聚合物可为直链或支链的。PE和PP聚合物也可为接枝聚合物、嵌段聚合物、芯-壳聚合物或它们的组合。也可使用它们的混合物。
合适的PE聚合物的实例包括但不限于UHMWPE、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE、VLDPE。UHMWPE(超高分子量聚乙烯)为具有大于1×106g/mole的分子量，通常在3.1和5.67百万g/moles之间的聚乙烯聚合物。它通常具有0.930-0.935g/cm3的密度。HDPE(高密度聚乙烯)为具有大于或等于0.941g/cm3的密度的聚乙烯聚合物。MDPE(中等密度聚乙烯)为具有0.926-0.940g/cm3的密度范围的聚乙烯聚合物。LLDPE(直链低密度聚乙烯)为具有0.915-0.925g/cm3的密度范围的聚乙烯聚合物。LDPE(低密度聚乙烯)为具有0.910-0.940g/cm3的密度范围的聚乙烯聚合物。VLDPE(极低密度聚乙烯)为具有0.880-0.915g/cm3的密度范围的聚乙烯聚合物。已经发现的是，不仅相同架构的聚合物(如，仅支链的或仅直链的聚合物)可使用，而且不同结构的聚合物(诸如，直链和非直链聚合物)可使用于本文提供的背板中。例如，一个层可通过直链材料(诸如HDPE)制备，并且另一个层可通过非直链材料(诸如LDPE)制备。
聚乙烯和聚丙烯为低成本的原材料。因此，这是本文所提供的背板的一个优点，它们可以低原材料成本制备。然而，背板在本文所述的湿度和热度的条件下具有所需的机械性能(诸如断裂伸长率和/或拉伸强度)、电绝缘和/或长期稳定性。本发明背板的另一个优点为，一些或甚至所有它们的层理论上可以相同或至少相同化学类型的聚合材料(即，聚乙烯或聚丙烯聚合物)进行制备。这意味着层可制备自具有相同或类似的化学组合物的材料，并且从而可具有类似的粘度或密度。在这方面类似意味着小于10％的偏差。这增加了层彼此的相容性，使得粘接层、引物或粘合剂层可无需提供单体层的足够粘合。相反，层可通过共挤出法制备，共挤出可排除粘合剂等等的使用。利用共挤出法，背板或它们的主要组分(层)可在单个工序中制备。例如，层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)可为同时共挤出的。因此，在一个优选的实施例中，层(i)和(ii)之间、或层(ii)和(iii)、或层(i)、(ii)和(iii)之间不存在其它层。在此类实施例中，相应的层可形成连续通用界面。
因此，本发明的另一个优点为，具有本文所述的一些或所有特性的的背板可在不需要层的情况下制备自其它聚合物或其它材料。因此，本文所提供的背板可不含一个或多个或所有下述聚合物或聚合物层：含氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚对苯二酸酯、聚乙酸酯，诸如聚乙烯乙酸酯。或乙烯基乙酸乙酯、聚碳酸酯或聚丙烯酸酯。
在一个实施例中，本文所提供的背板包含上文所述的聚乙烯聚合物且不含聚丙烯聚合物。
在另一个实施例中，本文所提供的背板包含上文所述的聚丙烯聚合物且不含聚乙烯聚合物。
背板也可不含粘接层。粘接层为两个相异聚合物之间和粘合相异聚合物层的聚合物层。相异聚合物层为两个不同化学类的层。通常，两个相异聚合物在无粘接层的情况下将不会或仅不良地彼此粘合。相异聚合物为具有衍生自不同单体(如，聚酰胺相对聚酯)的大多数或重复单元的聚合物。粘接层聚合物的实例包括经改性以包含官能团(诸如羟基、环氧树脂、或胺、羧酸基团或酸酐基团的聚合物。
层(i)和/或(ii)和/或(iii)中的PE或PP聚合物优选地以交联形式存在于组装的背板，但可以非交联形式使用于背板的制备。层可通过非交联聚合物制备，但然后可单独地或一起进行交联。例如，层(ii)和(iii)一起或层(i)和(ii)或，优选地层(i)、(ii)和(iii)经受交联。交联可化学地或物理地进行，后者是优选的。在化学交联中，组合物包含如下文所述的交联剂。交联剂通过化学反应或通过照射(通常地紫外线辐照)可为热激活的。在物理交联中，通过以γ或β照射或电子束照射而照射聚合物来实现交联。交联剂不是必需的且可能不存在。优选地，交联通过所有层(即，(ii)和(iii)或(i)、(ii)和(iii))的整体照射进行。
层可通过相同或不同交联方法或交联剂进行交联且可通过相同交联工艺共同或独立地进行交联。也可使用物理和化学交联的组合。
在一个实施例中，层(i)、(ii)和(iii)均包含作为主要组分的聚乙烯聚合物，其包含大于75摩尔％或大于85摩尔％或大于95摩尔％的衍生自乙烯的单元。层，例如通过物理交联(诸如但不限于电子束照射)，优选地为交联的。优选地至少层(ii)和(iii)为交联的。所使用的剂量和/或加速电压可根据所需的背板的性能和特性进行优化。通过单次或多次处理可施加的代表性总剂量可为大于10Mrad或大于16Mrad(例如，20Mrad、25Mrad、30Mrad、39Mrad、40Mrad、43Mrad、47Mrad、50Mrad、56Mrad)。或者，剂量可小于200Mrad，例如，195Mrad、175，Mrad、146Mrad、135Mrad、124Mrad、112Mrad、108Mrad、92Mrad或85Mrad。或者，剂量可小于80Mrad，例如73Mrad、62Mrad或51Mrad。代表性加速电压可为50kV和500kV之间，如，70kV、80kV、90kV、100kV、110kV、120kV、130kV、140kV、150kV、160kV、170kV、180kV、190kV、200kV、210kV、220kV、230kV、240kV、250kV、260kV、270kV、280kV、290kV、300kV、310kV、320kV、330kV、340kV、350kV、360kV、370kV、380kV、390kV、400kV、410kV、420kV、430kV、440kV、450kV、460kV、470kV、480kV、490kV。
在一个实施例中，层(i)、(ii)和(iii)均包含作为主要组分的聚丙烯聚合物，该聚丙烯聚合物包含大于75摩尔％或大于85摩尔％或大于95摩尔％的衍生自丙烯的单元。层，例如通过物理交联(诸如但不限于电子束照射)，优选地为交联的。优选地至少层(ii)和(iii)为交联的。
层(i)、(ii)和(iii)的组合或单独的层(i)、(ii)和(iii)可具有能有效提供至少10kV或至少20kV的电击穿电压和/或一些或所有本文所述的机械性能的厚度。通常，至少210μm或至少310μm的厚度是足够的。
在一些实施例中，层(i)、(ii)和(iii)直接地彼此粘合。在这样的实施例中，在层(i)、(ii)和(iii)之间可能存在附着性促进层，但层除此之外接触。在一些实施例中，在层(i)、(ii)和(iii)之间不存在层，但层(例如通过共挤出)直接地粘合至邻近层。
背板的单独层现将更详细地描述。
顶层(层(i))：
顶层为可选层。它定位在背板的顶部，即，接触太阳能模块的封壳层或覆盖它的层或多个层(例如，粘合剂层或粘接层，如果需要)的表面的位置。更具体地讲，它接触相对于太阳能模块的光接纳侧(或层，覆盖它的层或多个层的表面)的封壳层。然而，层(i)在其顶面上可被其它层覆盖，例如，如下文所述的中间层。层可经过或不经过表面处理以提供表面图案或结构或以使如上文所述的表面粗糙化或以增加对如上文所述的基底或表面的附着性。
顶层(如果存在)可为与层(ii)或(iii)相同的聚合物组合物或为不同的组合物。
顶层(i)可为需要的(例如)以将色彩引入太阳能模块或背板或表示信息或装饰的彩色图案。此类色彩或图案可通过将它印刷在顶层上或通过利用包含颜料或颜料组合的顶层而引入。在一个优选的实施例中，顶层(i)包含白色颜料和/或反射颗粒。在这个实施例中，顶层(i)可为白色。它也可为非透明的。具有此类顶层(i)通过反射光可增加太阳能模块的效率并且它通过抑制或阻碍光和/或紫外线辐照穿过层(ii)也可或替代地保护层(ii)免于劣化。
因此，顶层通常为彩色的或至少包含颜料。代表性的颜料包括无机颜料，优选地白色颜料。白色颜料的代表性实例包括钛氧化物，诸如但不限于TiO2，或锌氧化物，诸如但不限于ZnO，或它们的组合。其它颜料包括绿色、红色和蓝色颜料。然而，顶层也可为黑色(即，它可包含黑色颜料或碳颗粒)。层可包含最多1重量％、最多4重量％或最多20重量％的颜料或反射颗粒。优选的反射颗粒为反射玻璃颗粒。
除了颜料之外，顶层也可包含UV稳定剂，例如下文所述的那些。
除了颜料之外，顶层也可包含抗氧化剂，例如下文所述的那些。
除了颜料之外，顶层也可包含交联剂，例如下文所述的那些。
除了颜料之外，顶层也可包含阻燃剂，例如下文所述的那些。
除了颜料之外，顶层也可包含抗滴剂，例如下文所述的那些。
顶层通常可具有约10μm至约150μm，或约50μm至约100μm的厚度。
顶层可包含交联的PE聚合物、非交联的PE聚合物、交联的PP聚合物或非交联的PP聚合物。优选地，顶层包含交联的PE聚合物。在一些实施例中，PE聚合物可为高密度PE，例如包括高密度PE。在一些实施例中，PE聚合物可为低密度PE，例如包括低密度PE。
一般来讲，顶层不含离聚物或酸共聚物。
顶层可形成与绝缘层(ii)的连续界面或它可通过一个或多个中间层从层(ii)分离。后者是次优选的。
绝缘层(层(ii))：
在没有顶层(i)的情况下和在背板并不附接至太阳能模块的情况下，绝缘层可为背板的顶部最外层。层可经过或不经过表面处理以形成上述的图案或结构或粗糙化的表面。如果并入太阳能模块，则在这种情况下，绝缘层可直接接触太阳能模块的背部封壳层或它可通过一个或多个中间层(例如，可选的中间层或粘合剂层等等)从中分离。如果顶层(i)存在，则层(ii)设置于层(i)和上述的层(iii)之间。
绝缘层具有足够的厚度以提供至少10kV或至少20kV的背板的介电击穿电压。最佳厚度取决于层的化学组成。通常，层具有至少150mm、至少210μm或至少310μm或至少350μm的厚度。层的上限通过材料成本和背板的机械性能来确定，但通常小于1,000μm。
绝缘层通常包含上文所述的PE聚合物和PP聚合物。优选地，聚合物为交联的且最优选地聚合物为交联的PE聚合物。层(ii)的化学组成可相同于或不同于层(iii)的化学组成和相同于或不同于(i)的化学组成。层(ii)的流变学特性(例如，它的粘度和/或密度)可相同于或不同于层(i)和/或(iii)的流变学特性。
基于层的总重量，层(ii)可包含，例如，最多约10重量％，优选地最多约5重量％和更优选地最多约1重量％的抗氧化剂。此外或代替抗氧化剂，基于层的总重量，层可包含，例如，最多约10重量％，优选地最多约5重量％和更优选地最多约1重量％的UV稳定剂。
此外或代替抗氧化剂和/或UV稳定剂，层(ii)可包含抗滴剂，诸如下文所述的那些。代表性的量包括最多1重量％，或最多重量％，或最多10重量％，基于层的重量。
优选地，层(ii)不包含碳颗粒(因为这可减少层的绝缘特性)。
优选地，层(ii)不包含有机或无机颜料。优选地，层(ii)不包含碳颗粒和颜料。因此，在一个实施例中，层(ii)不含如下文所述的颜料。优选地，层(ii)不含碳颗粒或不含碳颗粒和颜料。本文所使用的“不含”意指从0至小于1重量％，或从0至小于0.1重量％，或从0至小于0.01重量％(基于层的重量)或0％(在检测限值范围内)。
更优选地，层(ii)不包含除了如下文所述的阻燃剂和抗氧化剂之外的任何添加剂。
已经发现的是，层(ii)可包含最多35重量％，或最多30重量％(基于层的重量)的阻燃剂且然而具有至少20kV的介电击穿电压。因此，层(ii)可包含最多35重量％，或最多30重量％，或最多20重量％，或最多10重量％(基于层的重量)的阻燃剂。
此外或代替上文，层也可包含抗滴剂。
因此，本文所提供的背板的另一个优点为，它们每层可加载最多20重量％，或最多30重量％的阻燃剂或阻燃剂和抗滴剂且从而具有良好的抗灼热性能，但仍可提供本文所述的机械、电和热以及湿度特性。
代替单个绝缘层，背板可包含上述的多个绝缘层。也可以使用具有一个或多个子层的绝缘层。例如，绝缘层(ii)可包含一个或多个包含上文所述的含有PE和/或PP聚合物(其可为相同聚合物或独立地选择的且其构成上文所述的绝缘层(ii)的所需厚度的总厚度)的子层。
背部层(层(iii))：
该层保护层(ii)免于环境影响。它可包含相同于或不同于层(ii)的聚烯烃。层(iii)通常包含碳颗粒。然而，还有可能是层(iii)包含颜料，例如相对于层(i)的如上文所述的白色颜料。已经发现的是，材料为足够耐抗，以在广泛的热、湿度或UV处理时仅示出轻微泛黄。碳颗粒可进行改性，例如进行表面处理、涂布或可包含官能化基团(如，通过与化学改性剂的化学反应或通过化学制品的吸附)。碳颗粒包括石墨、富勒烯、纳米管、煤烟、炭黑(如炭黑、乙炔黑、科琴黑)。通常，层(iii)可包含约1重量％至约6重量％或最多约10重量％(基于层的重量)的碳颗粒。碳颗粒负载可增加，但在这种情况下层可变为电子导电的。在这种情况下，当层并入太阳能模块时，它必须接地。
通常，层(iii)由于大量的碳颗粒的存在为黑色。然而，层可为不同色彩，如果使用颜料或涂料。
此外或作为碳颗粒的替代形式，层(iii)可包含其它添加剂。此类添加剂包括抗氧化剂，例如下文所述的那些。其它添加剂包括UV吸收剂(例如下文所述的那些)、交联剂(如下文所述的)和阻燃剂(诸如下文所述的那些)以及抗滴剂。这些成分的量可单独地或组合为约1重量％至最多10重量％。
通常，层(iii)可具有约50μm至100μm的厚度。
层(iii)可直接接触层(ii)或它可通过一个或多个中间层的存在而从层(iii)分离。优选地，它与层(ii)形成连续的界面。这意味着层(ii)和(iii)之间未设置粘接层、引物或粘合剂。
层(iii)可包含交联的PE或PP聚合物，优选地交联的PE聚合物。在一些实施例中，PE聚合物可为高密度PE，例如包括高密度PE。在一些实施例中，PE聚合物可为低密度PE，例如包括低密度PE。
然而，层(iii)可通过非交联的聚合物制备且在组装过程中或之后为交联的。
已经发现的是，层(iii)可包含最多35重量％或最多30重量％(基于层的重量)的阻燃剂且然而当使用上述的层(ii)时，背板具有至少20kV的介电击穿电压。因此，层(iii)可包含最多35重量％，或最多30重量％，或最多20重量％，或最多10重量％(基于层的重量)的阻燃剂。
在一个实施例中，层(ii)和(iii)可各自包含最多10重量％，或最多20重量％，或甚至最多30重量％的阻燃剂，基于各自层的重量。
可选的层(iv)、(v)、(vi)：
一个或多个可选的层可被引入背板以引入另外的所需特性或提高现有的特性。
例如，通过将可选的层(iv)引入(例如)层(i)和(ii)之间、(ii)和(iii)之间、或如果层(i)不存在时层(ii)的顶部、或在层(iii)的背部上，彩色层或包含显示装饰或信息的图案的层可被引入背板。此类彩色层可通过表面处理包含如上文所述的聚烯烃和颜料或图案，显示印刷其上或引入层的表面的信息或装饰。
在一个实施例中，可选的层(iv)为聚烯烃层且包含与层(ii)、或层(iii)或层(ii)和(iii)相同的聚烯烃。可选的层(iv)通常可具有约5μm至约100μm的厚度。
为进一步减少蒸汽传输速率，金属层(v)(例如金属箔，诸如铝箔)可被并入背板，例如层(ii)和(iii)之间。也有可能将金属箔提供于层(iii)的背部上，即，背向层(ii)。在这种情况下，金属箔将由一个或多个附加层覆盖，该附加层也可为包含如上文所述的聚烯烃的多烯属层以保护金属膜免于天气和环境的劣化。这种可选的层(v)的厚度可处于5μm-100μm的范围内，取决于所使用的材料的类型。
另一个可选的层包括一个或多个外部保护层(vi)。保护层在其一侧面向背板的背部侧和在其相对侧面向环境。如果并入，它可从太阳能模块的非光接纳侧暴露于环境。该层可包含聚氨酯、聚酯类、硅树脂、含氟聚合物和它们的组合，或它可包含聚烯烃，诸如上文所述的用于层(i)、(ii)或(iii)的那些。它可包含添加剂，该添加剂进一步增加UV稳定性、热稳定性和抗氧化性或抗腐蚀性。它可包含阻燃剂或它可提供抗刮擦特性或易于清洁的特性。它也可为彩色层以提供具有黑色之外的另一种色彩的背板的外侧。
该层的厚度通常可处于1μm-500μm的范围内，基于所使用的材料的类型。
如果聚烯烃之外的材料需要施加作为最外层，可能的是，外部聚烯烃层的表面能必须经由适当的表面改性方法(电晕处理等等)进行增加以实现所需的附着性。可供选择的方法包括使用粘合剂层、引物层或粘接层。
一个或多个稀松布层或网状物层也可存在以进一步增加尺寸稳定性和处理特性。这些稀松布或网状物可被引入层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)或它们所有之间，例如通过挤压涂布。稀松布或网状物层也可被引入层(iii)和另一个层之间。稀松布层或网状物类型层也可改善在灼热过程中的抗滴性能。稀松布层或网状物层可为聚合物材料或塑性材料或有机或无机纤维的网状物形状的层或非织造层。
交联剂：
化学交联剂可为热激活或通过照射激活。代表性化学交联剂包括乙烯基-硅烷，诸如但不限于乙烯基-三-乙氧基或乙烯基三甲基硅烷。它们可与PE或PP聚合物进行混合或共聚。其它类型的化学交联剂包括自由基交联剂，该自由基交联剂分解以产生自由基。这些自由基然后导致交联反应。实例包括但不限于过氧化物和偶氮化合物。通过照射激活的交联剂的实例包括但不限于二苯甲酮。
通常，交联剂分散于PE或PP聚合物内或与它们混合。
抗氧化剂：
抗氧化剂可选自广泛范围的与聚烯烃相容的已知抗氧化剂。实例包括但不限于酚或含磷抗氧化剂，诸如烷基化单苯酚、烷硫基酚、对苯二酚、烷基化对苯二酚、生育酚、羟基化硫代二苯基醚、亚烷基二酚、酰胺基酚。其它实例包括但不限于O-、N-和S-苄基化合物、羟基苄化的丙二酸酯、芳族羟基苄基化合物、三嗪化合物、胺类抗氧化剂、芳基胺、二芳基胺、聚芳基胺、乙二酰二胺、金属去活化剂、亚磷酸盐、亚膦酸盐、苄基膦酸盐、抗坏血酸(维生素C)，破坏过氧化物、羟胺、氧化氰、苯并呋喃酮、吲哚啉酮等和它们的混合物的化合物。更优选地，抗氧化剂为双酚抗氧化剂的类别之一。合适的具体双酚抗氧化剂包括2，2′-亚乙基二(4，6-二-叔丁基苯酚)；4，4′-亚丁基双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)；2，2′-亚异丁基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)；和2，2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)。一些市售的双酚抗氧化剂包括ANOX 29、LOWINOX 22M46、LOWINOX 44B25和LOWINOX22IB46。
UV吸收剂：
UV吸收剂的代表性实例包括但不限于三嗪、苯并三唑、羟基二苯酮、羟苯基三嗪、苯甲酸酯以及两种或两种以上它们的混合物。其它实例包括环胺。实例包括仲、叔、乙酰化、N-烃氧基取代的、羟基取代的N-烃氧基取代的或其它取代的环胺，该取代的环胺进一步通过空间位阻的程度来表征，该空间位阻通常因为取代脂族基团或临近胺官能的碳原子上的基团。此类化合物通常称为HALS(阻胺光稳定剂)。HALS也具有抗氧化特性且可另外或代替上文所述的抗氧化剂使用。HALS的具体实例包括但不限于4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸盐、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸盐、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸盐、双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸盐、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)正-丁基-3，5-二-叔-丁基-4-羟基苄基丙二酸盐、1-(2-羟基乙基)-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶和琥珀酸的冷凝物、N，N′-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)环己烷二胺和4-叔-辛胺-2，6-二氯-1，3，5-三嗪的直链或环状冷凝物、三(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三乙酸酯、四(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，2，3，4-丁烷-四羧酸盐、1，1′-(1，2-乙二基)-双(3，3，5，5-四甲基哌嗪酮)、4-苯甲酰-2，2，6，6-四甲基哌啶、4-硬脂酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、双(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)-2-正丁基-2-(2-羟基-3，5-二-叔-丁基苄基)丙二酸盐、3-正辛基-7，7，9，9-四甲基-1，3，8-三氮杂螺[4，5]癸烷-2，4-二酮、双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸盐、双(1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基-哌啶基)琥珀酸盐、N，N′-双-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-环己烷二胺和4-吗啉代-2，6-二氯-1，3，5-三嗪的直链或环状冷凝物、2-氯代-4，6-双(4-正-丁基氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶基)-1，3，5-三嗪和1，2-双(3-氨基-丙基氨基)烷烃的冷凝物、2-氯代-4，6-二-(4-正-丁基氨基-1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)-1，3，5-三嗪和1，2-双-(3-氨丙基氨基)烷烃的冷凝物、8-乙酰基-3-十二烷基-7，7，9，9-四甲基-1，3，8-三氮杂螺[4，5]癸烷-2，4-二酮、3-十二烷基-1-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2，5-二酮、3-十二烷基-1-(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2，5-二酮、4-十六烷氧基-和4-硬脂酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶的混合物、N，N′-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)环己烷二胺和4-环己基氨基-2，6-二氯-1，3，5-三嗪的缩合产物、1，2-双(3-氨基丙基氨基)烷烃和2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪以及4-丁基氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶的缩合产物(CAS注册No.[136504-96-6])；N-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、N-(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、2-十一烷基-7，7，9，9-四甲基-1-氧杂-3，8-二氮杂-4-氧代螺[4，5]癸烷、7，7，9，9-四甲基-2-环十一烷基-1-氧杂-3，8-二氮杂-4-氧代螺[4，5]癸烷和环氧氯丙烷的反应产物、1，1-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基氧羰基)-2-(4-甲氧基苯基)乙烯、N，N′-双-甲酰基-N，N′-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)环己烷二胺、4-甲氧基-亚甲基-丙二酸与1，2，2，6，6-五甲基-4-羟基哌啶的二酯、聚[甲基丙基-3-氧代-4-(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)]硅氧烷、马来酸酸酐-[α]-烯烃-共聚物与2，2，6，6-四甲基4-氨基哌啶或1，2，2，6，6-五甲基-4-氨基哌啶的反应产物。
通过羟基取代烷氧基团取代N-原子上的空间位阻胺的实例包括但不限于1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十八烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十六烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-氧基-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶与t-戊醇的碳基的反应产物、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-氧代-2，2，6，6-四甲基哌啶、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸盐、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶4-基)双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸盐、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)戊二酸和2，4-双{N-[1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基]-N-丁基氨基}-6-(2-羟基乙基-氨基)-s-三嗪。
乙二酰二胺包括，例如4，4′-二辛氧基草酰替苯胺、2，2′-二乙氧基草酰替苯胺、2，2′-二辛氧基-5，5′-二叔丁醇基草酰替苯胺、2，2′-二十二烷氧荃-5，5′-二-叔-丁醇草酰替苯胺、2-乙氧基-2′-乙基草酰替苯胺、N，N′-双(3-二甲基氨丙基)乙二酰二胺、2-乙氧基-5-叔-丁基-2′-乙基草酰替苯胺和其与2-乙氧基-2′-乙基-5，4′-二-叔-丁醇草酰替苯胺的混合物、邻-和对-甲氧基-二取代的草酰替苯胺的混合物和邻-和对-乙氧基-二取代的草酰替苯胺的混合物。
阻燃剂：
阻燃剂为减少或抑制火焰传播或增加材料的可燃性的化合物。阻燃剂的实例包括但不限于卤化的芳族化合物，诸如卤化的联苯或联苯醚和双酚。通常，卤化的材料为溴化处理的或多溴化的。具体实例包括双酚，诸如多溴化的联苯、五-、八-和十-溴化处理的二苯基醚(BDE)、四溴代双酚-A(TBBPA)。
其它实例包括但不限于无机化合物，诸如氧化铝三水合物、锑氧化物、氢氧化镁、硼酸锌、有机和无机磷酸盐、红色荧光粉以及它们的组合。
抗滴剂：
抗滴剂为暴露于火焰时减少或抑制聚合物滴落的物质。通常，滴落剂包括含氟聚合物，诸如聚四氟乙烯聚合物和共聚物。滴落剂可分散于构成相应层的聚合物或与该聚合物混合。滴落剂的商业实例包括MM5935EF(得自泰良有限责任公司(Dyneon LLC))、ALGOFLONDF210(得自苏威-克斯公司(Solvay-Solexis))或ENTROPY TN3500(得自上海熵化工公司(Shanghai Entropy Chemical))。
颜料和反射材料：
颜料可为无机的或有机的。颜料可为绿色、蓝色、红色、粉红色、紫色和白色。最常用的白色颜料为无机颜料。实例包括但不限于锌氧化物和钛氧化物(诸如TiO2)。颜料可分散于、混合于或溶解于(在这种情况下，颜料更适当地称为染料)层中或可涂刷或印刷于层上。
碳颗粒并非本公开意义上的颜料。
反射材料包括玻璃颗粒或金属颗粒，其中玻璃颗粒是优选的。它们可分散于、混合于或溶解于层中。
图案显示信息。
层(i)或(iii)可包含显示信息的图案，该信息可层合于它们之上或通过压印将信息引入它们。此类信息可为，例如，徽标或说明。
背板现参见附图进行进一步说明。
图1示出了太阳能模块(1)的示意性横截面图。太阳能模块(1)包含光接纳侧(2)(顶侧)和相对于光接纳侧的侧(6)，侧(6)为背部侧。顶侧和背部侧之间有包含互连的太阳能电池的阵列的电池层，即，将光转化为电能的装置。包括其连接器的太阳能电池层在图1中表示为层(4)。太阳能电池层经由一个或多个封装层(3)和(5)进行封装。代替两个单独的层(3)和(5)，可使用单个封装层，该单个封装层然后并入太阳能电池层(4)。
背部侧(6)通常包含背板以保护模块的内部免于环境影响。
图2至10示出了本文所提供的背板的各种实施例。
图2为如实例1中所制备的背板(1)的横截面的示意图。它包含在图2中表示为层(2)的顶层(i)，该顶层(i)将面向太阳能模块的封壳层(如，图1的层(5))，如果并入太阳能电池。背板(1)还包含在图2中表示为层(3)的中间层(绝缘层)(ii)和在图2中表示为层(4)的背部层(iii)。顶层(i)为白色的且包含HDPE和白色颜料。层(iii)为黑色的且包含HDPE和炭黑。层(ii)包含LDPE。所有三个层包含UV稳定剂且已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)、或层(ii)和/或层(iii)可另外地包含UV稳定剂。它们也可包含阻燃剂和/或抗滴剂。它们也可包含(尽管是次优选的)作为单独的化合物或作为共聚单体的交联剂。层(i)和/或(iii)还可包含抗氧化剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图3中，示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含HDPE的顶层(i)(其可包含颜料，特别地白色颜料)，并且表示为(2)。表示为(3)的绝缘层(ii)也包含HDPE。层(3)不包含颜料，但可包含阻燃剂和/或抗滴剂。表示为层(4)的背部层(iii)也包含HDPE和碳颗粒。层(4)为黑色的。层(4)还可包含阻燃剂和/或抗滴剂和其它添加剂，诸如抗氧化剂、UV稳定剂和交联剂。所有三个层已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。在一个实施例中，所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)可附加地包含阻燃剂或交联剂(作为单独的化合物或作为共聚单体)，和/或可包含抗氧化剂、UV稳定剂、阻燃剂和抗滴剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图4中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。
背板(1)包含HDPE的顶层(i)(其可包含颜料，特别地白色颜料)且表示为(2)。表示为(3)的绝缘层(ii)也包含LDPE。层(3)并不包含颜料，但可包含阻燃剂和/或抗滴剂和/或UV稳定剂。表示为层(4)的层(iii)也包含LDPE和碳颗粒。背部层(4)为黑色的。层(4)还可包含阻燃剂和/或抗滴剂。所有三个层已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。在一个实施例中，所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)可附加地包含阻燃剂和/或抗滴剂、或作为单独的化合物或作为共聚单体的交联剂。层(i)和/或(iii)还可包含抗氧化剂和/或UV稳定剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图5中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含HDPE的顶层(i)(其可包含颜料，特别地白色颜料)且表示为(2)。表示为(3)的绝缘层(ii)也包含HDPE。层(3)不包含颜料，但可包含阻燃剂和/或抗滴剂。表示为层(4)的背部层(iii)也包含LDPE和碳颗粒。层(4)为黑色的。层(4)还可包含阻燃剂和/或抗滴剂。所有三个层已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。在一个实施例中，所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)可附加地包含阻燃剂和/或抗滴剂、或作为单独的化合物或作为共聚单体的交联剂。层(i)和/或(iii)还可包含抗氧化剂和/或UV稳定剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图6中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含HDPE的顶层(i)(其可包含颜料，特别地白色颜料)且表示为(2)。表示为(3)的绝缘层(ii)也包含HDPE。层(3)不包含颜料，但可包含阻燃剂和/或抗滴剂。表示为层(4)的背部层(iii)也包含LDPE和碳颗粒。层(4)为黑色的。层(4)还可包含阻燃剂和/或抗滴剂。所有三个层已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。在一个实施例中，所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)可附加地包含阻燃剂和/或抗滴剂、或作为单独的化合物或作为共聚单体的交联剂。层(i)和/或(iii)还可包含抗氧化剂和/或UV稳定剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图7中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含HDPE的顶层(i)(其可包含颜料，特别地白色颜料)，并且表示为(2)。表示为(3)的绝缘层(ii)也包含HDPE。层(3)不包含颜料，但可包含阻燃剂和/或抗滴剂。表示为层(4)的背部层(iii)包含LDPE和碳颗粒。层(4)为黑色的。层(4)还可包含阻燃剂和/或抗滴剂。所有三个层已共挤出，这意味着层(i)和(ii)和层(ii)和(iii)形成连续的通用界面。在一个实施例中，所有层已经受交联处理，这意味着单独层的聚合物为交联的。交联处理通过整体交联进行，这意味着毗邻层(即，层(2)和(3)和/或(3)和(4))也可为彼此交联的。
层(i)可另外地包含阻燃剂或作为单独的化合物或作为共聚单体的交联剂。层(i)和(iii)还可包含抗氧化剂和UV稳定剂。
多层构造也可包含并入或添加于(i)的顶部或(iii)的背部或两者的稀松布层。
在图8中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含表示为(2)的顶层(i)，表示为(3)的绝缘层(ii)和表示为层(4)的背部层(iii)。层(i)、(ii)和(iii)可为如本文所述的或如图2至7所示的。图8中所示的实施例还包含表示为(5)的可选的层(iv)。该实施例还可包含一个或多个稀松布层。
在图9中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含表示为(2)的顶层(i)，表示为(3)的绝缘层(ii)和表示为层(4)的背部层(iii)。层(i)、(ii)和(iii)可为如本文所述的或如图2至8所示的。图9中所示的实施例还包含表示为(5)的可选的层(iv)。该实施例还可包含一个或多个稀松布层。
在图10中示出了背板(1)的另一个实施例的示意性横截面图。背板(1)包含表示为(2)的顶层(i)，表示为(3)的绝缘层(ii)和表示为层(4)的背部层(iii)。层(i)、(ii)和(iii)可为如本文所述的或如图2至7所示的。图10中所示的实施例还包含表示为(5)的可选的层(v)和表示为(6)的至少一个外部保护层(vi)。该实施例还可包含一个或多个稀松布层。
本文所提供的PP背板可通过图2至10表示，其中层(i)、(ii)、(iii)由不同分子量、共聚物含量和密度的PP聚合物代替。
制备背板的方法：
背板可通过任何合适的工艺制备。例如，预成形的多层片材可制备如下，首先通过任何合适的工艺独立地制备各自组分层片材，然后层合或粘接层以形成多层片材。层也可胶粘在一起。然而，本背板的一个优点是，它们可通过共挤出工艺直接地制备或至少一些它们的层可通过共挤出进行制备。因此，在一个优选的实施例中，层(ii)和(iii)、或层(i)和(ii)、或(i)、(ii)和(iii)是共挤出的。对于共挤出，构成层的组合物通过混合成分来制备。组合物然后以熔化的形式通过相应片材成形模具挤出。在共挤出的情况下，模具和送料区块成形，使得离开模具的挤出物在冷却时形成多层制品。组合物通常可在约130℃至250℃或160℃至约280℃的温度下挤出。除了允许背板的单步骤制造之外，共挤出的层也具有更均匀的优点且包含更少的气泡内含物和/或颗粒内含物。这还可增加背板的电特性和长期性能。共挤出也可通过注塑薄膜挤出或吹胀薄膜挤出进行。
共挤出之后，层可单独地交联或如上文所述进行结合。优选地，层(i)、(ii)和(iii)结合，然后同时交联。
太阳能模块：
本发明还提供包括如上文所述的至少一个背板的太阳能电池模块。
太阳能模块包括至少一个太阳能电池层。太阳能电池具有光接纳侧和相对于它的称为非光接纳侧的一侧。优选地，太阳能电池电气地互连和/或设置在一平面内。另外，太阳能电池层还可包括电气布线，诸如交叉带状和母线。
术语“太阳能电池”是指包括能将光转化为电能的任何制品。优选的为基于晶片的太阳能电池(如，基于c-Si或mc-Si的太阳能电池)。
太阳能模块还包含一个或多个封壳层。太阳能模块包含至少一个封壳层或邻近太阳能电池层的非光接纳侧的部分的封壳层。因此，该封壳层也具有光接纳侧(其为面向太阳能电池的非光接纳侧的层的部分)和非光接纳侧(其为相对于它的光接纳部分的部分)。
背板被层合至封壳层的非光接纳部分(或其部分)，该封壳层面向太阳能电池的非光接纳侧。例如，上文所述的顶片被层合至封壳层。该封壳层可包含任何合适的聚合物材料。此类聚合物材料的一些具体实例包括酸共聚物、离聚物、聚(乙烯乙烯基乙酸酯)、聚(乙烯基缩醛)、聚氨酯、聚(乙烯基氯化物)、聚乙烯(如，直链低密度聚乙烯)、聚烯烃嵌段弹性体、α-烯烃和α，β-烯键式不饱和羧酸酯(如，乙烯丙烯酸甲酯共聚物和乙烯丁基丙烯酸盐共聚物)的共聚物、硅氧烷弹性体、环氧树脂和两种或更多种它们的组合。优选地，封壳层包含聚(乙烯乙烯基乙酸酯)(EVA)。
太阳能电池模块还可包括在光接纳侧模块的最外侧层的入射层。最外侧层可由任何合适的透明片材或薄膜形成。合适的片材可为玻璃或塑性片材，诸如聚碳酸酯、丙烯酸聚合物(即，热塑性聚合物或丙烯酸、甲基丙烯酸的共聚物、这些酸的酯或丙烯腈)、聚丙烯酸酯、环状聚烯烃(如，乙烯降冰片烯聚合物)、聚苯乙烯(优选地茂金属催化的聚苯乙烯)、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物或两种或更多种它们的组合。通常，最外侧层由玻璃制成。术语“玻璃”不仅包括窗口玻璃、板玻璃、硅酸盐玻璃、片材玻璃、低铁玻璃、淬火玻璃、淬火无CeO玻璃和浮法玻璃，而且包括彩色玻璃、特殊玻璃(诸如包含控制太阳能热的成分的那些类型的玻璃)、涂层玻璃(诸如用于太阳能控制目的的溅射金属(如，银或铟锡氧化物)的那些)、E-玻璃、Toro玻璃、SOLEX玻璃(美国宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业公司(PPGIndustries，Pittsburgh，Pa，USA))和STARPHIRE玻璃(PPG工业公司)。然而，应理解，选择用于特定模块的玻璃类型取决于预期用途。
太阳能电池模块还可包括嵌入模块的其它功能性薄膜或片材层(如，介电层或屏蔽层)，尽管这可能是不需要的。此类功能性层可包括用另外的功能性涂料来涂布的聚合物薄膜。例如，用金属氧化物涂料来涂布的聚(乙烯对苯二甲酸)薄膜可作用为模块中的另外的氧气和湿度屏蔽层，但是并非需要的。在一个实施例中，太阳能模块或背板并不包括此类屏蔽薄膜。
如果需要，非织造玻璃纤维的层(稀松布)也可包括在太阳能电池层和封壳层之间以有利于层合工艺过程中的脱气或以用作封壳的增强层。
如果需要，封壳层的表面可在层合工艺之前进行处理以并入背板来增强背板至封壳层的附着性。这种附着性增强处理可采用本领域范围内已知的任何形式并且可包括火焰处理、等离子处理、电子束处理、氧化处理、电晕放电处理、化学处理、铬酸处理、热空气处理、臭氧处理、紫外线光处理、喷砂处理、溶剂处理以及两种或更多种它们的组合。然而，本文所提供的背板的优点为，它们通过层合(特别地真空层合)可令人满意地粘合至封壳层，特别是当封壳层包含EVA时。
太阳能模块可通过以所需次序堆叠太阳能电池模块的组分层以形成预层合组件进行制备。该组件然后可置于能够保持真空的袋内(“真空袋”)，空气通过真空管或其它装置排出该袋，该袋进行密封同时保持真空且将密封的袋在足以提供层合的压力和温度下置于高压釜中。真空环可取代真空袋。在加热和压力循环之后，高压釜中的空气可进行冷却而无需引入额外的气体来保持高压釜中的压力。排放过量的空气压力且从高压釜移除层合物。
或者，预层合组件可在烘箱中进行加热，此后受热的组件通过一组压送辊以使得可挤出单体层之间的空隙空间内的空气且密封组件的边缘。这个阶段的组件称为预压板。预压板然后可置于经受适当的温度和压力制的空气高压釜中以实现层合产品。
太阳能电池模块也可通过非高压釜工艺进行制备。一般来讲，非高压釜工艺包括加热预层合组件和真空、压力或两者的应用。例如，组件可持续地通过加热炉和压送辊。
如果需要，可密封太阳能电池模块的边缘。密封太阳能电池模块边缘中有用的合适的材料包括但不限于丁基橡胶、聚硫化物、有机硅、聚氨酯、聚丙烯弹性体、聚苯乙烯弹性体、嵌段弹性体、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)等等。本文所提供的背板的另一个优点为，它们与上文所述的密封剂是相容的且从而能提供太阳能模块的背板和封壳层的界面的良好密封。
以下清单列出的示例性实施例示出了本发明的各种具体特征、优点和其它细节。这些示例性实施例中所列举的特定材料和数量以及其它条件和细节不应视为对本发明的范围的限制。
实施例的列表：
1.用于太阳能模块的多层背板，其依序包括
(i)可选的顶层(层(i))，
(ii)绝缘层(层(ii))，
(iii)背部层(层(iii))，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中顶层(i)、绝缘层(ii)和背部层(iii)包括作为主要组分的聚烯烃，其中聚烯烃选自聚乙烯(PE)均聚物和共聚物和聚丙烯(PP)均聚物和共聚物。优选地所述绝缘层(ii)具有至少210μm或至少310μm的厚度。
2.根据实施例1所述的背板，其中至少所述层(ii)和(iii)以及优选地层(i)也包含作为所述主要组分的彼此独立的聚乙烯。
3.根据实施例1或2的任一项所述的背板，其中至少所述层(ii)和(iii)以及优选地层(i)也包含作为所述主要组分的彼此独立的选自LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE或它们的组合的聚乙烯。
4.根据实施例1至3中任一项所述的背板，其具有至少20kV的介电击穿电压。
5.根据实施例1至4中任一项所述的背板，其具有至少0.25mm和最多0.7mm的厚度。
6.根据实施例1至5中任一项所述的背板，其中所述层(i)包含颜料，优选地白色颜料。
7.根据实施例1至6中任一项所述的背板，其中所述层(ii)无颜料和/或碳颗粒。
8.根据实施例1至7中任一项所述的背板，其中层(iii)包含碳颗粒。
9.根据实施例1至8中任一项所述的背板，其中所述层(iii)具有50μm至130μm之间的厚度。
10.根据实施例1至9中任一项所述的背板，其中所述背板不包括层(i)和(ii)、层(ii)和(iii)之间或层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
11.根据实施例1至10中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)为共挤出的。
12.根据实施例1至11中任一项所述的背板，其中层(i)或(ii)或(iii)、或(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)中的聚合物为交联的，优选地通过以电子束、γ或β照射的物理交联。
13.根据实施例1至12中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、和/或(ii)和(iii)为彼此交联的。
14.根据实施例1至13中任一项所述的背板，其中所述背板并不包括所述层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层，并且所述层(i)、(ii)和(iii)为交联的。
15.根据实施例1至14中任一项所述的背板，其中所述层(ii)或(iii)，或(ii)和(iii)包含阻燃剂和/或抗滴剂。
16.根据实施例1至14中任一项所述的背板，其具有小于1％的介电击穿电压的减少和在121℃的温度和1巴的压力下暴露于蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少。
17.一种太阳能模块，其包括一个或多个太阳能电池和一个或多个封装层且还包括根据实施例1至16中任一项所述的背板。
18.根据实施例17所述的太阳能模块，其为晶体太阳能模块。
19.根据实施例17至18中任一项所述的太阳能模块，其中所述封装层包括EVA。
20.一种太阳能模块的多层背板，其依序包括
(i)可选的顶层(层(i))，
(ii)绝缘层(层(ii))，
(iii)背部层(层(iii))，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中所述绝缘层(ii)和所述背部层(iii)包含作为主要组分的选自交联聚乙烯(PE)均聚物和共聚物的聚烯烃，其中所述PE共聚物选自
a)包含大于99摩尔％的衍生自乙烯的重复单元的PE共聚物，和
b)包含至少50摩尔％，优选地至少60摩尔％，更优选地至少80摩尔％和最优选地至少95摩尔％的衍生自乙烯的重复单元且还包含选自烯烃，特别地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
21.根据实施例20所述的背板，其中所述绝缘层(ii)具有至少95μm、至少210μm或至少310μm的厚度。
22.根据实施例20或21的任一项所述的背板，其中层(i)也包含作为所述主要组分的选自交联聚乙烯(PE)均聚物和共聚物的聚烯烃，并且其中所述共聚单体如实施例20所定义。
23.根据实施例20至22中任一项所述的背板，其中所述聚乙烯选自LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE或它们的组合或混合。
24.根据实施例20至23中任一项所述的背板，其具有至少20kV的介电击穿电压。
25.根据实施例20至24中任一项所述的背板，其具有至少0.25mm和最多0.7mm的厚度。
26.根据实施例20至25中任一项所述的背板，其中所述层(i)包含颜料，优选地白色颜料。
27.根据实施例20至26中任一项所述的背板，其中所述层(ii)无颜料和/或碳颗粒。
28.根据实施例20至27中任一项所述的背板，其中层(iii)包含碳颗粒。
29.根据实施例20至28中任一项所述的背板，其中所述层(iii)具有50μm至130μm之间的厚度。
30.根据实施例20至29中任一项所述的背板，其中所述背板不包括层(i)和(ii)、层(ii)和(iii)之间或层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
31.根据实施例20至30中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)为共挤出的。
32.根据实施例20至31中任一项所述的背板，其中所述聚乙烯为通过选自电子束、γ或β照射或它们的组合的物理交联进行交联的。
33.根据实施例20至31中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、和/或(ii)和(iii)为彼此交联的。
34.根据实施例20至33中任一项所述的背板，其中所述背板不包括所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
35.根据实施例20至34中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含阻燃剂。
36.根据实施例20至35中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含抗滴剂。
37.根据实施例20至36中任一项所述的背板，其具有小于1％的介电击穿电压的减少。
38.根据实施例20至37中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率的减少。
39.根据实施例20至38中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的拉伸强度的减少。
40.根据实施例20至39中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少。
41.根据实施例20至40中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少并且具有小于1％的介电击穿电压的减少。
42.根据实施例20至41中任一项所述的背板，其不含一种或多种下述物质：含氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚乙酸酯。
43.根据实施例20至42中任一项所述的背板，其不含含氟聚合物层。
44.根据实施例20至43中任一项所述的背板，其不含聚酰胺层和/或聚丙烯层。
45.根据实施例20至44中任一项所述的背板，其不含聚对苯二酸酯层。
46.根据实施例20至45中任一项所述的背板，其不含乙烯基乙酸乙酯层。
47.根据实施例20至46中任一项所述的背板，其不含粘结层。
48.根据实施例20至47中任一项所述的背板，其中所述背板包含白色无机颜料和基于环胺的UV稳定剂。
49.根据实施例20至48中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(iii)包含碳颗粒和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
50.根据实施例20至49中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(i)包含白色颜料和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
51.根据实施例20至50中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(ii)包含UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
52.根据实施例20至51中任一项所述的背板，其中层(ii)和(iii)且优选地层(i)也为共挤出的。
53.用于太阳能模块的多层背板，其依序包括
(i)可选的顶层(层(i))，
(ii)绝缘层(层(ii))，
(iii)背部层(层(iii))，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中所述绝缘层(ii)和所述背部层(iii)包含作为主要组分的聚烯烃，其中所述聚烯烃选自交联聚丙烯(PP)均聚物和共聚物，其中所述PP共聚物选自
a)包含大于99摩尔％的衍生自丙烯的重复单元的PP共聚物，或
b)包含至少50摩尔％，优选地至少60摩尔％，更优选地至少80摩尔％和最优选地至少95摩尔％的衍生自丙烯的重复单元且还包含选自烯烃，特别地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PP共聚物。
54.根据实施例53所述的背板，其中所述绝缘层(ii)具有至少95μm、至少210μm或至少310μm的厚度。
55.根据实施例53或54的任一项所述的背板，其中层(i)也包含作为所述主要组分的选自交联聚丙烯(PP)均聚物和共聚物的彼此独立的聚烯烃，并且其中所述共聚物如实施例53所定义。
56.根据实施例53至55中任一项所述的背板，其具有至少20kV的介电击穿电压。
57.根据实施例53至56中任一项所述的背板，其具有至少0.25mm和最多0.7mm的厚度。
58.根据实施例53至57中任一项所述的背板，其中所述层(i)包含颜料，优选地白色颜料。
59.根据实施例53至58中任一项所述的背板，其中所述层(ii)无颜料和/或碳颗粒。
60.根据实施例53至59中任一项所述的背板，其中层(iii)包含碳颗粒。
61.根据实施例53至60中任一项所述的背板，其中所述层(iii)具有50μm至130μm之间的厚度。
62.根据实施例53至61中任一项所述的背板，其中所述背板并不包括层(i)和(ii)、层(ii)和(iii)之间或层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
63.根据实施例53至62中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)为共挤出的。
64.根据实施例53至63中任一项所述的背板，其中所述聚乙烯为通过选自电子束、γ或β照射或它们的组合的物理交联进行交联的。
65.根据实施例53至64中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、和/或(ii)和(iii)为彼此交联的。
66.根据实施例53至65中任一项所述的背板，其中所述背板不包括所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
67.根据实施例53至66中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含阻燃剂。
68.根据实施例53至67中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含抗滴剂。
69.根据实施例53至68中任一项所述的背板，其具有小于1％的介电击穿电压的减少。
70.根据实施例53至69中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率的减少。
71.根据实施例53至70中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的拉伸强度的减少。
72.根据实施例53至71中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少。
73.根据实施例53至72中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少并且具有小于1％的介电击穿电压的减少。
74.根据实施例53至73中任一项所述的背板，其不含一种或多种下述物质：含氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚乙酸酯。
75.根据实施例53至74中任一项所述的背板，其不含含氟聚合物层。
76.根据实施例53至75中任一项所述的背板，其不含聚酰胺层和/或聚乙烯层。
77.根据实施例53至76中任一项所述的背板，其不含聚对苯二酸酯层
78.根据实施例53至77中任一项所述的背板，其不含乙烯基乙酸乙酯层。
79.根据实施例53至78中任一项所述的背板，其不含粘接层。
80.根据实施例53至79中任一项所述的背板，其中所述背板包含白色无机颜料和基于环胺的UV稳定剂。
81.根据实施例53至80中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(iii)包含碳颗粒和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
82.根据实施例53至81中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(i)包含白色颜料和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
83.根据实施例53至82中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(ii)包含UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
84.根据实施例53至83中任一项所述的背板，其中层(ii)和(iii)以及优选地层(i)也为共挤出的。
85.一种太阳能模块的多层背板，其依序包括
(i)顶层(层(i))，
(ii)绝缘层(层(ii))，
(iii)背部层(层(iii))，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中所述绝缘层(ii)和所述顶层(i)包含作为主要组分的选自交联聚乙烯(PE)均聚物和共聚物的聚烯烃，其中所述PE共聚物选自
a)包含大于99摩尔％的衍生自乙烯的重复单元的PE共聚物，和
b)包含至少50摩尔％，优选地至少60摩尔％，更优选地至少80摩尔％和最优选地至少95摩尔％的衍生自乙烯的重复单元且还包含选自烯烃，特别地为α烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
86.根据实施例85所述的背板，其中所述绝缘层(ii)具有至少95μm、至少210μm或至少310μm的厚度。
87.根据实施例85或86的任一项所述的背板，其中所述背部层(iii)也包含作为所述主要组分的选自交联聚乙烯(PE)均聚物或共聚物的聚烯烃，其中所述共聚单体如实施例85所定义。
88.根据实施例85至87中任一项所述的背板，其中所述聚乙烯选自LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE或它们的组合或混合。
89.根据实施例85至88中任一项所述的背板，其具有至少20kV的介电击穿电压。
90.根据实施例85至89中任一项所述的背板，其具有至少0.25mm和最多0.7mm的厚度。
91.根据实施例85至90中任一项所述的背板，其中所述层(i)包含颜料，优选地白色颜料。
92.根据实施例85至91中任一项所述的背板，其中所述层(ii)无颜料和/或碳颗粒。
93.根据实施例85至92中任一项所述的背板，其中层(iii)包含碳颗粒。
94.根据实施例85至93中任一项所述的背板，其中所述层(iii)具有50μm至130μm之间的厚度。
95.根据实施例85至94中任一项所述的背板，其中所述背板不包括层(i)和(ii)、层(ii)和(iii)之间或层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
96.根据实施例85至95中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)为共挤出的。
97.根据实施例85至96中任一项所述的背板，其中所述聚乙烯为通过选自电子束、γ或β照射或它们的组合的物理交联进行交联的。
98.根据实施例85至97中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、和/或(ii)和(iii)为彼此交联的。
99.根据实施例85至98中任一项所述的背板，其中所述背板并不包括层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
100.根据实施例85至99中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含阻燃剂。
101.根据实施例85至100中任一项所述的背板，其中所述层(i)、(ii)或(iii)、或所述层(i)和(ii)、或所述层(i)和(iii)、或所述层(ii)和(iii)、或所述层(i)、(ii)和(iii)包含抗滴剂。
102.根据实施例85至101中任一项所述的背板，其具有小于1％的介电击穿电压的减少。
103.根据实施例85至102中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率的减少。
104.根据实施例85至103中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的拉伸强度的减少。
105.根据实施例85至104中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少。
106.根据实施例85至105中任一项所述的背板，其具有在121℃的温度和1巴的压力下暴露于水蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少并且具有小于1％的介电击穿电压的减少。
107.根据实施例85至106中任一项所述的背板，其不含一种或多种下述物质：含氟聚合物、聚酯、聚酰胺、聚乙酸酯。
108.根据实施例85至107中任一项所述的背板，其不含含氟聚合物层。
109.根据实施例85至108中任一项所述的背板，其不含聚酰胺层和/或聚丙烯层。
110.根据实施例85至109中任一项所述的背板，其不含聚对苯二酸酯层。
111.根据实施例85至110中任一项所述的背板，其不含乙烯基乙酸乙酯层。
112.根据实施例85至111中任一项所述的背板，其不含粘接层。
113.根据实施例85至112中任一项所述的背板，其中所述背板包含白色无机颜料和基于环胺的UV稳定剂。
114.根据实施例85至113中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(iii)包含碳颗粒和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
115.根据实施例85至114中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(i)包含白色颜料和UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
116.根据实施例85至115中任一项所述的背板，其中所述背板的所述层(ii)包含UV稳定剂，优选地基于环胺的UV稳定剂。
117.根据实施例85至116中任一项所述的背板，其中所述层(ii)和(iii)和优选地层(i)也为共挤出的。
118.一种太阳能模块，其包括一个或多个太阳能电池和一个或多个封装层，且还包括根据实施例1至19、20至52、或53至84、或85至117中任一项所述的背板。
119.根据实施例118所述的太阳能模块，其为晶体太阳能模块。
120.根据实施例118或119的任一项所述的太阳能模块，其中所述封装层包括EVA。
121.一种制备根据实施例1至117中任一项所述的背板的方法，所述方法包括
提供用于制备层(i)、(ii)和(iii)的组合物
将所述组合物共挤出为层。
122.根据实施例121所述的方法，其中所述共挤出层经受交联。
123.制备太阳能模块的方法，其包括将根据实施例1至117中任一项所述的背板真空层合至太阳能模块的封装层。
124.一种制备根据实施例1至117中任一项所述的背板的方法，所述方法包括
a)提供层(i)、(ii)和(iii)，
b)通过层合和/或粘接剂的附着性而粘附所述层来制备背板，其中所述层(i)、(ii)和(iii)在步骤b)之前、过程中或之后进行交联。
实例：
材料：
实例1
三层聚乙烯背板通过首先制备单独层的组合物来制备。顶层组合物(层(i))通过将2000g的Polywhite NG 8270W与7500g的HostalenHD 9550F和与500g的Polybatch UV 1952在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
背部层(层iii)的组合物通过将1000g的Polyblack 1423与8500g的Hostalen HD 9550F和与500g的Polybatch UV 1952在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
中间层(层(ii))的组合物通过将9500g的Lupolen 3020K与500g的Polybatch UV 1952在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
为制备三层的共挤出样品，使用了具有3台挤出机的涂装生产线。白色(面向太阳能)层(i)通过商购得自德国开创公司的KTron计重进料机来定量送入双螺杆挤出机(商购得自德国普夫莱德雷尔的沃纳公司(Werner&Pfleiderer，Germany)，该双螺杆挤出机具有25mm的螺杆直径和45倍螺杆直径的长度。中间层(ii)以单螺杆挤出机熔化，该单螺杆挤出机商购得自德国的塑料工程公司(Plastik Maschinenbau，Germany)，该单螺杆挤出机具有45mm的螺杆直径和30倍螺杆直径的长度。背部(面向背侧)层(iii)以单螺杆挤出机熔化，该单螺杆挤出机商购得自美国的Extrudex公司(Extrudex，USA)，该单螺杆挤出机具有30mm的螺杆直径和30倍螺杆直径的长度。
所有3台挤出机将聚合物供料至Cloeren 3层送料区块以将熔融流进料至最终熔融流的位置i-ii-iii。熔融流穿过商购得自EDI的狭槽模具。当从狭槽模具浇注时，共挤出的样品直接地制成于冷却的不锈钢辊和橡胶辊之间而无显著的牵引。将冷却的层卷绕成卷。
挤出之后，三层的产品经受电子束照射，利用商购得自聚合物物理公司(Polymer Physics)的电子束单元，用295kV和4mA的束电流以3m/min的线速度和30cm的束宽度来交联材料。把样品处理4次。从片材上切割50cm×20cm宽的样品以用于进一步的测试。
将实例1的材料与其它材料相比较。
C1：包含聚酰胺层的背板(Icosolar AAA 3554，奥地利维也纳诺伊多夫的依索沃尔塔股份公司(Isovolta AG，Wiener Neudorf，Austria))；
C2：包含PET/PET/EVA组合物的背板(DYMAT PYE，意大利圣拉扎罗乌娜威的康伟明公司(Coveme，San Lazzaro di Savena，Italy))；
C3：包含PVF/PET/PVF组合物的背板(Icosolar 2442，依索沃尔塔股份公司)；
C4：包含PVF/PET/PVF组合物的背板(AKASOL PTL 3HR700V，德国法伊英根/恩茨的肯博公司(Krempel，Vaihingen/Enz，Germany))。
材料经受压力锅测试DIN EN 60749-33以测试它们的水解稳定性和老化特性。测试条件为将材料以121℃和1巴压力在存在蒸汽的情况下煮100小时。测试用自来水进行。将测试样品置于铝托盘上，铝托盘置于产生蒸汽的水贮存器的上方。
材料的机械和电特性在压力锅测试之前和之后进行测试。介电击穿电压根据ASTM D149，方法A来测定。测试以2型电极和500V/秒的电压上升率在Hypotronics 970型介电击穿强度测试仪上进行。测试在油中进行。
拉伸强度和断裂伸长率根据ASTM D-882在拉伸测试仪上测定，拉伸测试仪商购得自德国的兹维克公司(Zwick，Germany)，具有500N的测力传感器和100mm/min的测试速度。
材料在压力锅测试之前的机械性能如表1中所示出且与如表2中所示出的压力锅测试之后的特性相比较。表2还示出特性在测试之前和之后的劣化程度(表示为减少％)。
表1：压力锅测试之前的特性
表2：压力锅测试之后的特性和劣化的程度(原特性的减少)。
实例2至4
重复实例1，但使用各种数量的阻燃剂(Polybatch PR 1049DC)。
在实例2中，向层(ii)添加15重量％的阻燃剂。所得背板具有23.18kV的击穿电压。
在实例3中，向层(ii)添加30重量％的阻燃剂。所得背板具有23.64kV的击穿电压。
在实例4中，通过也向层(iii)添加30重量％的阻燃剂来重复实例3。所得背板具有24.80kV的击穿电压。
实例5：
三层背板如实例1所述进行制备，其中区别如下：
层(i)：使用250g的HOSTAVIN N30母料(20重量％的HOSTAVIN N30)代替POLYBATCH UV 1952。使用的Hostalen的量为7750g。
层(ii)：使用250g的HOSTAVIN N30母料代替POLYBATCH UV1952。使用的LUPOLEN的量为9750g。
层(iii)：使用250g的HOSTAVIN N30母料代替POLYBATCH UV1952。HOSTALEN的量为9250g。
使背板经受湿热测试且置于在80％相对湿度和85℃下的湿度室内2000小时，并且通过根据ASTM E313-1测定黄度指数来测试白色正面的色彩降解。在2000小时处理之后，指数中度地从-5.8增加至-3.2。
实例6：
实例5的背板经受循环的UV曝光。背部侧(层(iii))以UV光(340nm)，1.3W/m2nm在75℃下照射12小时的时间间隔，然后停止紫外线辐照4小时。以下文标出的时间间隔重复该循环。背板材料的介电击穿、拉伸强度和断裂伸长率如上文所述进行测定。在曝光500小时、1000小时和1500小时之后，介电击穿电压保持在23kV至24kV之间。在曝光2000小时和3000小时之后，介电击穿电压分别轻微地增加至25kV和27kV的数值。在曝光500小时、1000小时、2000小时和3000小时之后，断裂伸长率保持在330％至350％之间。在曝光3000小时之后，屈服强度(拉伸)从28MPa下降至27MPa。
实例7和比较例C7
实例5的背板经受在各种温度下的烘箱存储。背板的屈服强度(拉伸)在各种时间间隔(437小时和1175小时)测定，并且相比于初始值而可计算初始值的减少(实例7)。以得自卢森堡卢森堡的杜邦帝人公司(DuPont Teijin，Luxembourg，Luxemburg)的Melinex D 243进行重复测试，该Melinex D 243为用于太阳能模块背板的50μm厚的UV和抗水解聚酯薄膜(比较例C7)。
在暴露于140℃下1175小时之后，背板的拉伸强度根据实例7减少了小于10％。C7的拉伸强度减少了约20％。在170℃下的加热处理之后，相比于C7的约65％的减少，实例7的拉伸强度减少了约35％。
实例8：用于制备PP背板的理论实例：
三层的聚丙烯背板可通过首先制备单独层的组合物进行制备。顶层组合物(层(i))通过将2000g的包含10％的白色颜料的聚丙烯母料、7500g的聚丙烯和与500g的包含10重量％的UV稳定剂(HALS)的PP母料在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
背部层(层iii)的组合物通过将1000g的包含10％的炭黑的PP母料与8500g的丙烯和与500g的包含10％的UV稳定剂(HALS)的PP母料在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
中间层(层(ii))的组合物通过将9500g的聚丙烯与500g的包含10％的UV稳定剂(HALS)的PP母料在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
为制备三层的共挤出样品，可使用具有3台挤出机的涂装生产线。白色(面向太阳能)层(i)可通过商购得自德国开创公司的KTron计重进料机来定量送入双螺杆挤出机(商购得自德国普夫莱德雷尔的沃纳公司(Werner&Pfleiderer，Germany)，该双螺杆挤出机具有25mm的螺杆直径和45倍螺杆直径的长度。中间层(ii)可以单螺杆挤出机定量，该单螺杆挤出机商购得自德国的塑料工程公司(PlastikMaschinenbau，Germany)，该单螺杆挤出机具有45mm的螺杆直径和30倍螺杆直径的长度。背部(面向背侧)层(iii)可以单螺杆挤出机定量，该单螺杆挤出机商购得自美国的Extrudex公司(Extrudex，USA)，该单螺杆挤出机具有30mm的螺杆直径和30倍螺杆直径的长度。
所有3台挤出机可将聚合物供料至Cloeren 3层送料区块以将熔融流进料至最终熔融流的位置i-ii-iii。熔融流可穿过商购得自EDI的狭槽模具。当从狭槽模具浇注时，共挤出的样品可直接地制成于冷却的不锈钢辊上，而无显著的牵引。可将冷却的层卷绕成卷。
挤出之后，三层的产品可经受电子束照射以利用商购得自聚合物物理公司(Polymer Physics)的电子束单元，利用上文所述的处理来交联材料。
实例9
两层的聚乙烯背板通过首先制备单独层的组合物来制备。顶层组合物(层(i))通过将2000g的Polywhite NG 8270W与7500g的Hostalen HD 9550F和与500g的Polybatch UV 1952在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
背部层(层iii)的组合物通过将1000g的Polyblack 1423与8500g的Hostalen HD 9550F和与500g的Polybatch UV 1952在室温下于翻滚混合器中混合来制备。
为制备两层的共挤出样品，使用了具有2台挤出机的涂装生产线。白色(面向太阳能)层(i)通过商购得自德国开创公司的KTron计重进料机来定量送入双螺杆挤出机(商购得自德国普夫莱德雷尔的沃纳公司(Werner&Pfleiderer，Germany)，该双螺杆挤出机具有25mm的螺杆直径和45倍螺杆直径的长度。背部(面向背侧)层(iii)以单螺杆挤出机熔化，该单螺杆挤出机商购得自美国的Extrudex公司(Extrudex，USA)，该单螺杆挤出机具有30mm的螺杆直径和30倍螺杆直径的长度。
两台挤出机将聚合物供料至Cloeren 3层送料区块以将熔融流进料至最终熔融流的位置i-ii-iii。熔融流穿过商购得自EDI的狭槽模具。当从狭槽模具浇注时，共挤出的样品直接地制成于冷却的不锈钢辊和橡胶辊之间而无显著的牵引。将冷却的层卷绕成卷。
挤出之后，三层的产品经受电子束照射，利用商购得自聚合物物理公司(Polymer Physics)的电子束单元，用295kV和4mA的束电流以3m/min的线速度和30cm的束宽度来交联材料。把样品处理4次。
对样品测试泛黄指数。顶层(i)示出(-0.8)的初始泛黄。在125℃下36小时之后，白色侧示出13的泛黄指数。
Claims (20)
1.用于太阳能模块的多层背板，其依序包括
绝缘层(层(ii))，
背部层(层(iii)，
其中，每个层之间可能存在或不存在一个或多个子层，
其中所述绝缘层(ii)和所述背部层(iii)包含作为主要组分的交联聚乙烯均聚物或共聚物，其中所述PE共聚物选自
a)包含大于99摩尔％的衍生自乙烯的重复单元的PE共聚物，和
b)包含至少50摩尔％的衍生自乙烯的重复单元且还包含选自烯烃，优选地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能模块的多层背板，其包括相对于所述背部层邻近所述绝缘层的顶层(层(i))，其中所述顶层包含作为主要组分的交联聚乙烯均聚物或共聚物，其中所述PE共聚物选自
a)包含大于99摩尔％的衍生自乙烯的重复单元的PE共聚物，和
b)包含至少50摩尔％的衍生自乙烯的重复单元且还包含选自烯烃，优选地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
3.根据权利要求1所述的用于太阳能模块的多层背板，其中所述PE共聚物包含至少60摩尔％的衍生自乙烯的重复单元且还包含选自烯烃，优选地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能模块的多层背板，其中所述PE共聚物包含至少80摩尔％的衍生自乙烯的重复单元并且还包含选自烯烃，优选地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能模块的多层背板，其中所述PE共聚物包含至少95摩尔％的衍生自乙烯的重复单元并且还包含选自烯烃，优选地为α-烯烃的一个或多个共聚单体的PE共聚物。
6.根据权利要求1所述的背板，其中至少所述层(ii)和(iii)以及优选地层(i)也包含作为所述主要组分的彼此独立地选自LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE或它们的组合的聚乙烯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的背板，其具有至少20kV的介电击穿电压。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的背板，其具有至少0.25mm和最多0.7mm的厚度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的背板，其中所述层(ii)不包含颜料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的背板，其中层(iii)包含碳颗粒。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的背板，其具有小于1％的介电击穿电压的减少和/或在121℃的温度和1巴的压力下暴露于蒸汽100小时后小于20％的断裂伸长率和拉伸强度的减少。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的背板，其中所述背板并不包括层(i)和(ii)、层(ii)和(iii)之间或层(i)、(ii)和(iii)之间的任何层。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的背板，其中所述层(i)和(ii)、或(ii)和(iii)、或(i)、(ii)和(iii)为共挤出的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的背板，其中所述层(ii)或(iii)，或(ii)和(iii)包含阻燃剂、防滴剂，或两者。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的背板，其中层(ii)直接地粘合至层(iii)。
16.一种太阳能模块，其包括一个或多个太阳能电池和一个或多个封装层且还包括根据权利要求1至15中任一项所述的背板。
17.根据权利要求16所述的太阳能模块，其中所述背板被层合至所述封壳。
18.一种制备根据权利要求1至15中任一项所述的背板的方法，所述方法包括
提供用于制备层(i)、(ii)和(iii)的组合物
将所述组合物共挤出为多层制品且在所述共挤出之前或之后交联。
19.制备太阳能模块的方法，其包括将根据权利要求1至15中任一项所述的背板真空层合至太阳能模块。
20.一种制备根据权利要求1至15中任一项所述的背板的方法，所述方法包括通过层合或通过利用粘接剂而交联和组装层以形成根据权利要求1至15中任一项所述的多层产品，其中所述交联可在所述层的所述组装之前或之后进行。
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