TW201321419A - 用於太陽能模組之耐久聚烯烴黏著材料 - Google Patents

用於太陽能模組之耐久聚烯烴黏著材料 Download PDF

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Abstract

本發明大致係關於能夠用於電子裝置模組中之膜及包括該等膜之電子裝置模組。本發明亦大致關於用於該等膜之材料。

Description

用於太陽能模組之耐久聚烯烴黏著材料
本發明大致係關於能夠用於光伏打太陽能模組中之膜及包括該等膜之光伏打太陽能模組。本發明亦大致關於用於該等膜之材料。
光伏打太陽能模組之三種基本構造可自市場上購得。太陽能模組10之第一種構造展示於圖1中且包括嵌埋於密封劑30中之光伏打電池20。兩個由玻璃(或其他適合之材料)製成的面板40、50經定位而相鄰於該密封劑之正面及背面的位置。密封劑保護易碎的太陽能電池且使其黏著於正面及背面玻璃層。通常，太陽能模組之此構造在太陽能電池之兩側上包括密封劑。此可例如藉由包括正面密封劑層(經定位而面向太陽)及背面密封劑層(經定位而最遠離太陽)來實現。正面密封劑層較佳具高透射性，而背面密封劑層無需具有相同程度之透射率。光伏打太陽能模組之此構造大致描述於例如美國專利公開案第2008/0078445號中。
太陽能模組60之第二種構造展示於圖2中且包括經定位於單一密封劑層80與襯底材料90(通常為玻璃)之間的光伏打電池70。太陽能面板60亦包括鄰近於密封劑層80之保護層100。如圖2中所示，此太陽能面板設計包括正面密封劑且無背面密封劑。光伏打太陽能模組之此構造大致描述於例如美國專利公開案第2008/0078445號中。
太陽能模組110之第三種構造展示於圖3中且包括經定位於單一密封劑層130與保護層150之間的光伏打電池120。太陽能面板110亦包括鄰近於密封劑層130之襯底層140(通常為玻璃)。如圖3中所示，此太陽能面板設計包括背面密封劑且無正面密封劑。光伏打太陽能模組之此構造大致描述於例如美國專利第5,248,349號中。
一些例示性密封劑層包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)及交聯劑(例如過氧化物)。本發明之發明者認識到，儘管交聯EVA膜常常具有高強度，但其可能會有相對較高的水蒸氣穿透率、變黃現象及因釋放乙酸而可能有的腐蝕。
一些例示性密封劑層包括黏性樹脂。該黏性為一缺點，因為其可能會在處理捲材時或在一般膜儲存或處理中引起「方塊效應(blockiness)」。因此，本申請案之發明者認識到，需要製造黏性較小之膜或使用黏性較小之樹脂。
太陽能面板操作溫度經量測高達110℃。本申請案之發明者認識到，包括熱塑性黏著劑之密封劑膜會在此高溫下變軟，從而引起面板蠕變且可能導致光伏打電池短路。此等密封劑膜亦會易於發生UV誘導之崩潰現象，從而需要包括大量UV吸收劑，此限制了可用於為太陽能電池提供動力之入射光之量。本申請案之發明者亦認識到，熱固性黏著劑會有較慢的擠壓加工速度，從而使得製造成本增加。
因此，需要能使蠕變、收縮、光透射、變黃、腐蝕及分 層中之一或多者的發生率減至最小，同時維持或改良膜可加工性及製造成本之密封劑膜及材料。本申請案之發明者已發現能提供改良之效能、成本及可加工性中之至少一者的密封劑膜、用於該等膜之材料、及包括該等膜及材料之太陽能模組。
在一個例示性實施例中，一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜包括：DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；DSC峰值熔點大於50℃之第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；矽烷；及一或多種交聯劑。
在另一例示性實施例中，一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜包括DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一聚烯烴；DSC峰值熔點大於50℃之第二聚烯烴；矽烷；及一或多種交聯劑；其中在曝露於「85/85耐久性測試」1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內T%平均為至少90%。
在一些實施例中，聚烯烴為乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，乙烯/α-烯烴共聚物之α-烯烴部分包括四個或四個以上碳。在一些實施例中，乙烯/α-烯烴共聚物為低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，該低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點小於或等於50℃。在一些實施例中，低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為丁烯α-烯烴。在一些實施例中，該膜具有超過70重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，矽烷為不飽和烷氧基矽烷。在一些實施例中，該不飽和烷氧基矽烷為丙烯酸系烷氧基矽烷。在一些實施例中，該一或多種交聯劑為熱固化劑及光固化 劑中之一者。在一些實施例中，該熱固化劑為過氧化物。在一些實施例中，膜進一步包括助劑(coagent)。在一些實施例中，膜進一步包括另一樹脂。在一些實施例中，該另一樹脂為另一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，膜進一步包括紫外線截止值為310 nm之受阻胺光穩定劑(HALS)。在一些實施例中，在曝露於85/85耐久性測試1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內膜之平均透射率%為至少90%。在一些實施例中，縱向收縮率量測值小於10%。在一些實施例中，膜之凝膠分率小於20%。在一些實施例中，膜之凝膠分率小於5%。在一些實施例中，膜包括多個層。在一些實施例中，膜在太陽能電池模組中。
可鑒於以下結合附圖對本發明之各種實施例的詳細描述來更全面地理解本發明。
該等圖不一定按比例繪製。應瞭解，使用數字指代一特定圖中之一個組分不欲限制另一圖中標有相同數字之組分。
在以下[實施方式]中，可參考形成其一部分且以舉例方式展示數個特定實施例之附圖組。應瞭解，涵蓋其他實施例且可在不脫離本發明之範疇或精神的情況下構成其他實施例。因此，不以限制性意義理解以下[實施方式]。
本申請案大致係關於能夠用於太陽能模組中之膜。本發明之膜可用於任何類型之光伏打太陽能模組中，包括例如先前技術中所述之任何太陽能模組。在一個例示性實施例 中，一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜包括DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；DSC峰值熔點大於50℃之第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；矽烷；及一或多種交聯劑。在另一例示性實施例中，一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜包括DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一聚烯烴；DSC峰值熔點大於50℃之第二聚烯烴；矽烷；及一或多種交聯劑；其中在曝露於「85/85耐久性測試」1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內T%平均為至少90%。
聚烯烴
在一些實施例中，聚烯烴為EVA、高密度聚乙烯、離聚物、聚苯乙烯及聚乙烯醇縮丁醛中之一或多者。
在一些實施例中，聚烯烴為乙烯/α-烯烴共聚物。如本文中所使用，術語「乙烯/α-烯烴共聚物」係指包含藉由乙烯與直鏈α-烯烴單體之催化寡聚(亦即聚合為低分子量產物)而製得之一類烴的聚合物。乙烯/α-烯烴共聚物可例如用諸如茂金屬催化劑之單位點催化劑或諸如齊格勒-納他催化劑(Ziegler-Natta catalyst)及菲利浦催化劑(Phillips catalyst)之多位點催化劑來製備。該等直鏈α-烯烴單體通常為1-丁烯或1-辛烯，但可在C3至C20直鏈、分支鏈或環狀α-烯烴範圍內。α-烯烴可為分支鏈，但只有在分支至少處於雙鍵之α位時方可，諸如3-甲基-1-戊烯。C3-C20 α-烯烴之實例包括丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯及1-十八碳 烯。α-烯烴亦可含有環狀結構，諸如環己烷或環戊烷，產生諸如3-環己基-1-丙烯(烯丙基環己烷)及乙烯基環己烷之α-烯烴。儘管不為該術語之經典意義內的α-烯烴，但出於本發明之目的，諸如降冰片烯及相關烯烴之某些環狀烯烴為α-烯烴且可被使用。類似地，出於本發明之目的，苯乙烯及其相關烯烴(例如α-甲基苯乙烯)為α-烯烴。然而，出於本發明之目的，丙烯酸及甲基丙烯酸及其各別離聚物以及丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯不為α-烯烴。說明性乙烯/α-烯烴共聚物包括乙烯/1-丁烯、乙烯/1-辛烯、乙烯/1-丁烯/1-辛烯、乙烯/苯乙烯。聚合物可為嵌段或無規聚合物。例示性市售低結晶乙烯/α-烯烴共聚物包括以以下商品名稱出售之樹脂：「ENGAGE」乙烯/1-丁烯及乙烯/1-辛烯共聚物及「FLEXOMER」乙烯/1-己烯共聚物，可購自Dow Chemical Co.；及均勻分支、實質上為線性之乙烯/α-烯烴共聚物，諸如「TAFMER」，可購自Mitsui Petrochemicals Company Limited，及「EXACT」，可購自ExxonMobil Corp。如本文中所使用，術語「共聚物」係指由至少2種單體製成之聚合物。
在此等實施例中之一些中，乙烯/α-烯烴共聚物之α-烯烴部分包括四個或四個以上之碳。在一些實施例中，乙烯/α-烯烴共聚物為低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。如本文中所使用，術語「低結晶」意謂結晶度(根據ASTM F2625-07中所揭示之方法)小於50重量%。在一些實施例中，低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為丁烯α-烯烴。在一些實施例中，低結晶乙 烯/α-烯烴共聚物之α-烯烴具有4個或4個以上之碳。
在一些實施例中，膜包括DSC峰值熔點低於或等於50℃之第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物及DSC峰值熔點大於50℃之第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。如本文中所使用，術語「DSC峰值熔點」意謂在氮氣淨化下藉由DSC(10°/min)測定為具有DSC曲線下之最大面積之峰值的熔點。
在一些實施例中，膜包括超過35重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在包括第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物及第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之一些實施例中，低結晶乙烯/α-烯烴共聚物總含量(亦即包括第一與第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物)為超過35重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，膜具有超過50重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在包括第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物及第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之一些實施例中，低結晶乙烯/α-烯烴共聚物總含量(亦即包括第一與第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物)為超過50重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在一些實施例中，膜具有超過70重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。在包括第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物及第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之一些實施例中，低結晶乙烯/α-烯烴共聚物總含量(亦即包括第一與第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物)為超過70重量%的低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。
在一些實施例中，膜包括其他聚烯烴樹脂。例示性其他樹脂包括例如低結晶乙烯/α-烯烴共聚物、HDPE及聚苯乙 烯。在其他樹脂為低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之實施例中，例如兩種共聚物之各別DSC峰值熔點可例如小於50℃及大於50℃。在替代性例示性實施例中，一種低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點可小於50℃，而另一種低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點可大於55℃、或大於60℃、或大於65℃、或大於70℃、或大於75℃。在另一例示性實施例中，一種低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點大於50℃，而另一種低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點小於45℃、或小於40℃、或小於35℃。在替代性例示性實施例中，兩種低結晶乙烯/α-烯烴共聚物中之一者為乙烯/丁烯共聚物且另一者為乙烯/辛烯共聚物。
矽烷
用於本發明之膜中的例示性矽烷包括例如包括以下之矽烷：烯系不飽和烴基(例如乙烯基、烯丙基、異丙烯基、丁烯基、環己烯基或γ-(甲基)丙烯醯氧基烯丙基)及可水解基團(例如甲氧基、乙氧基、甲醯氧基、乙醯氧基、丙醯氧基、烷基、芳基胺基、烴基氧基或烴基胺基)。在一些例示性實施例中，矽烷為不飽和烷氧基矽烷。在一些例示性實施例中，該不飽和烷氧基矽烷為丙烯酸系矽烷。一些實例包括乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷及3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。市售實例包括「SILQUEST A174及SILQUEST A171」。
矽烷之量通常為至少約0.05%，例如0.1%，例如0.5%，例如1.0%，例如2.0%，例如10.0%，或甚至例如10.0%。
交聯劑
本發明之膜包括一或多種交聯劑。例示性交聯劑包括例如熱及光交聯劑。一些例示性熱交聯劑包括例如過氧化物。一些例示性過氧化物包括例如二醯基過氧化物(例如二月桂基過氧化物及二癸醯基過氧化物)、烷基過酸酯(例如第三丁基過氧基-2-乙基己酸酯)、過縮酮(例如1,1-二(第三丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷或1,1-二(第三丁基過氧基)環己烷)、二烷基過氧化物(例如第三丁基異丙苯基過氧化物、二(第三丁基)過氧化物及二異丙苯基過氧化物)、C-自由基供體(例如3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷及2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷)及偶氮化合物(例如2,2'-偶氮二(2-乙醯氧基丙烷))。其他例示性偶氮化合物包括美國專利第3,862,107號及第4,129,531號中所述之彼等化合物。一些例示性市售過氧化物包括例如「LUPEROX TBEC」、「LUPEROX 231」及「LUPEROX P」。可使用兩種或兩種以上交聯劑之混合物。
交聯劑之量可變化，但最小量足以提供所需交聯程度。在一些實施例中，膜包括至少約0.05%。在一些實施例中，膜包括至少約0.5%。在一些實施例中，膜包括至少約1.0%。在一些實施例中，膜包括至少約2.0%。在一些實施例中，膜包括至少約5.0%。
塑化劑
用於本文所述之膜中的較佳塑化劑為不易變的及/或使膜中之聚合物交聯的彼等塑化劑。用於本文所述之膜中的 塑化劑可改良擠壓加工速度且降低膜收縮率，同時在約100℃與200℃之間的溫度下增加儲存模數(抗蠕變性)。較佳地，該等塑化劑在正常處理或儲存溫度下亦實質上不具有黏性。在一些例示性實施例中，用於膜中之塑化劑在20℃下為液體。在一些例示性實施例中，塑化劑不充當增黏劑。
在一些例示性實施例中，塑化劑為非極性塑化劑。如本文中所使用，術語「非極性塑化劑」意謂增加低結晶乙烯/α-烯烴聚合物之可塑性、流體性或流動性且如根據ASTM D6474所測定MW小於10,000的非極性添加劑。如本文中所使用，非極性塑化劑不包括例如常見極性聚氯乙烯(PVC)塑化劑，諸如鄰苯二甲酸二酯(例如鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯)；或其他極性酯塑化劑，諸如苯偏三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、順丁烯二酸酯、檸檬酸酯或苯甲酸酯。非極性塑化劑之實例包括例如乙烯/α-烯烴共聚物及C4-C10聚烯烴均聚物。在一些例示性實施例中，非極性塑化劑可選自由乙烯/α-烯烴共聚物及C4-C10聚烯烴均聚物組成之群。
例示性市售非極性塑化劑包括以商品名稱「SPECTRASYN」可購自ExxonMobil Chemical,Baton Rouge,LA、以商品名稱「KAYDOL」白色礦物油可購自Sonneborn Refined Products B.V.,Amsterdam,the Netherlands、以商品名稱「INDOPOL」聚丁烯可購自Ineos Oligomers,League City,TX.及以商品名稱 「TRILENE」乙烯丙烯(EP)或EPDM共聚物可購自Lion Copolymer,Baton Rouge,LA之彼等塑化劑。
非極性塑化劑之Tg可小於-50℃，例如小於-55℃，例如小於-65℃，例如小於-70℃，或甚至例如小於-75℃。塑化劑之DSC峰值熔點可小於80℃，例如小於60℃，例如小於40℃、或甚至例如小於20℃。在一個實施例中，塑化劑在20℃下為液體。
在一些例示性實施例中，實質上不存在習知塑化劑，諸如常用於聚(氯乙烯)之塑化劑。如此段落中所使用，術語「實質上不存在(substantially absent)」意謂此等化合物不被有意添加至組合物中且若存在則佔膜組合物總量之不到0.5 wt%。
詳言之，實質上不存在如例如US 3,318,835、US 4,409,345、WO 02/31044 A1及塑膠添加劑499-504(PLASTICS ADDITIVES 499-504)(Geoffrey Pritchard編，Chapman & Hall 1998)中所揭示之塑化劑，諸如鄰苯二甲酸酯、己二酸酯、偏苯三酸酯、聚酯及其他官能化塑化劑。
塑化劑之量通常為至少約0.5%。在一些實施例中，塑化劑之量為至少約1.0%。在一些實施例中，塑化劑之量為至少約2.0%。在一些實施例中，塑化劑之量為至少約5.0%。在一些實施例中，塑化劑之量為至少約10.0%。在一些實施例中，塑化劑之量為至少約20.0%。
添加劑
在一些例示性實施例中，本發明之膜包括助劑。例示性助劑包括例如自由基交聯助劑(促進劑或共引發劑)。該等助劑之實例包括多官能性乙烯基單體及聚合物、異氰尿酸三烯丙酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、多元醇之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、烯丙醇衍生物及低分子量聚丁二烯。硫交聯促進劑包括苯并噻唑基二硫化物、2-巰基苯并噻唑及四硫化四甲基雙甲硫羰醯胺。
在一些例示性實施例中，膜進一步包括一或多種UV吸收劑。UV吸收劑吸收光且可藉此保護聚合物材料及/或太陽能電池。一些例示性UV吸收劑包括例如三嗪、苯并三唑、羥基二苯甲酮、羥基苯基三嗪、苯甲酸酯及其兩者或兩者以上之混合物。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.01% UV吸收劑。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.1% UV吸收劑。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.5% UV吸收劑。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括1% UV吸收劑。
包括UV吸收劑之膜具有「UV截止值」。如本文中所使用，術語「UV截止值」係指膜之波長透射性且意謂膜將阻擋在特定波長臨限值以下之實質上所有的UV光。在一些實施例中，本發明之膜之「UV截止值」分別為310、350及380 nm。該等膜可例如分別包括小於0.5%的「TINUVIN 622」HALS、「CHIMASSORB 81」UV吸收劑或「TINUVIN 460」UV吸收劑。
在一些例示性實施例中，膜包括一或多種受阻胺光穩定 劑(「HALS」)。HALS為光穩定劑而非吸收劑且藉由產生硝醯基自由基來清除自由基。在一些實施例中，包括HALS而非UV吸收劑可允許更多光能進入太陽能電池中。一些例示性HALS包括例如環胺、二級、三級、經乙醯化、N上經烴基氧基取代、經羥基取代且N上經烴基氧基取代或其他經取代之環胺，其特徵進一步為位阻程度，一般由鄰近於胺官能基之碳原子上的脂族基團之取代引起。
在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.01% HALS。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.1% HALS。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括0.5% HALS。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括1% HALS。
其他添加劑包括例如顏料，諸如碳黑及二氧化鈦；無機填充劑，諸如滑石粉、煙霧狀二氧化矽、沈澱二氧化矽、硫酸鋇及碳酸鈣；交聯劑；抗氧化劑；焦化抑制劑；阻燃劑；及交聯催化劑，諸如有機錫化合物，例如二月桂酸二正丁基錫。其他適合之催化劑包括例如鈦化合物及金屬醇鹽，例如異丙醇鋁及異丙醇鋯。
本發明之膜可使用膜形成技術中之已知技術來製造，包括在離型襯墊上塗佈及固化以及擠壓塗佈。在一些實施例中，膜可用作黏著劑且可曝露於進一步的加工，例如熱及壓力。在一些實施例中，膜經擠壓。在一些例示性實施例中，本發明之膜係以膜形式傳遞。在一些例示性實施例中，本發明之膜包括標準無光澤表面。在一些例示性實施 例中，本發明之膜係提供於離型襯墊上。
在一些實施例中，膜包括多個層。在一個例示性實現方式中，本發明之膜包括三個或三個以上層。在其中的一個例示性實現方式中，交聯劑、矽烷及/或聚烯烴處於不同層中。舉例而言，交聯劑可實質上或完全處於中心層且聚烯烴及矽烷可處於外層中。在一些實施例中，本發明之膜可用作可撓性聚烯烴背板及/或前板。
本發明之膜可用於太陽能模組中。該太陽能模組可為此項技術中已知的任何類型。在一些實施例中，本文中所述之膜或組合物可用作太陽能模組之黏著劑。在該等用途中，膜或組合物可稱為「組裝黏著劑」，因為其用於將太陽能模組之至少兩個元件組裝並固持在一起。
在一些例示性實施例(例如膜被層壓於太陽能電池上之實施例)中，低凝膠含量可為較佳，因為具有低凝膠含量之膜提供較好黏著力及可撓性直至在較高溫度下固化至較高凝膠含量。在一些例示性實施例中，如由ASTM D2765-11所量測，未固化膜之凝膠分率小於20%。在一些例示性實施例中，如由ASTM D2765-11所量測，未固化膜之凝膠分率小於10%。在一些例示性實施例中，如由ASTM D2765-11所量測，未固化膜之凝膠分率小於5%。在一些例示性實施例中，當根據ASTM D2765-11量測時，交聯後之凝膠含量為至少40%。在一些例示性實施例中，當根據ASTM D2765-11量測時，交聯後之凝膠含量為至少50%。在一些例示性實施例中，當根據ASTM D2765-11量測時， 交聯後之凝膠含量為至少60%。在一些例示性實施例中，當根據ASTM D2765-11量測時，交聯後之凝膠含量為至少70%。
在400-1100 nm之波長範圍內本發明之膜的平均透射率%為至少90%。此允許使用本發明之膜及組合物作為正面密封劑膜。在一些實施例中，在曝露於85/85耐久性測試1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內本發明之膜的平均透射率%為至少90%。在一些實施例中，膜之縱向收縮率量測值小於不包括塑化劑之膜之縱向收縮率量測值。在一些實施例中，膜在100℃下之儲存模數量測值大於不包括塑化劑之膜在100℃下之儲存模數量測值。在一些實施例中，膜在150℃下之儲存模數量測值大於不包括塑化劑之膜在150℃下之儲存模數量測值。
本發明之密封劑膜及材料相較於目前可用之密封劑膜具有以下優點中之至少一些優點：使蠕變、收縮、變黃、腐蝕及分層之發生率減至最小，同時維持或改良透光率、膜可加工性及製造成本。本發明之其他優點及實施例進一步利用以下實例來說明，但此等實例中所列舉之特定材料及其量，以及其他條件及細節不應解釋為不當地限制本發明。在此等實例中，除非另外指示，否則所有百分比、比例及比率均以重量計。
實例 比較實例1及2(本文中稱為「CE1」及「CE2」)及實例1-3(本文中稱為「EX1」、「EX2」及「EX3」)
預混合表1中所列之成分，接著使其在室溫下浸泡24小時。接著在200℃下在Brabender(型號EPL V5502，來自C.W.Brabender Instruments,Inc.)中加工所得混合物10分鐘且使用Carver Hydraulic壓機型號3925壓至18密耳之厚度。
黏性
用手在輕壓下將兩個相同的18密耳厚的膜(例如兩個CE1膜、兩個CE2膜、兩個EX1膜、兩個EX2膜及兩個EX3膜)壓在一起以測定其是否互相黏著。若該等膜黏在一起，則將膜類型視為「有黏性」。比較實例1(CE1)有黏性，而所有其他實例(CE2、EX1、EX2及EX3)無黏性。
老化黏著力測試
用異丙醇清潔6吋×6吋正方形漂浮玻璃之兩面並乾燥。該正方形漂浮玻璃具有錫面(在UV光下具有模糊的藍色輝光)及非錫面。自如上文所述形成之餅狀物切割6平方吋 ×18密耳厚的膜樣品(CE1、CE2、EX1、EX2及EX3)。將一片0.75吋×6吋之離型襯墊(由Mitsubishi出售之2密耳聚酯離型襯墊)置於玻璃與密封劑之間的一個邊緣上以作為「起動」標籤輔助抓緊。切割一片6吋×6吋太陽能背板(可以商品名稱「3M SCOTCHSHIELD 17」購自3M,St.Paul,MN)且以光滑EVA面在膜樣品上而加以安置。接著在150℃下在由NPC Group出售之光伏打模組層壓機LM-50×50-S中層壓構造15分鐘。
將樣品置於經預熱且經預濕化之「CASCADE SE-1000-6-6」環境室(可購自Thermotron,Holland,MI)中且120小時後取出。
接著將樣品切割為半吋寬的條狀物。接著根據ASTM D6862-04，以每分鐘6吋之牽拉速率，使用可購自MTS Systems Corporation,Eden Prarie,MN之「MTS INSIGHT」10 kN擴展長度模型，進行90度剝離測試。進行重複測試且計算平均黏著力值。結果提供於表2中。
如表2中所使用，大於符號「>」後之數值指示在該數值下存在背板之拉伸伸長失效，但在該數值下密封劑對玻璃 之黏著力保持完好。因此，可推斷老化黏著力測試結果應至少高達大於符號後之數值，且可能高於該數值。相比之下，單一數字(例如CE1及CE2之72及97)指示玻璃與密封劑之間的黏著力在該精確數值下失效。因此，表2顯示，與先前技術的膜及組合物相比，本發明之例示性膜及組合物展現增強之黏著力。
本文中所提及之所有參考文獻均以引用的方式併入本文中。
除非另外指示，否則表示本發明及申請專利範圍中所用之特徵尺寸、量及物理性質的所有數字均應理解為在所有情況下由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則前述說明書及隨附申請專利範圍中所述之數值參數為可視由熟習此項技術者利用本文中所揭示之教示設法獲得之所需性質而變化之近似值。
除非內容另外清楚地指示，否則如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該」涵蓋具有複數含義之實施例。除非內容另外清楚地指示，否則如本發明及隨附申請專利範圍中所使用，術語「或」通常以其包括「及/或」之意義使用。
揭示了本發明之各種實施例及實現方式。出於說明之目的呈現所揭示之實施例，但不帶限制性。上文所述之實現方式及其他實現方式屬於以下申請專利範圍之範疇內。熟習此項技術者將瞭解，本發明可以除所揭示者以外之實施例及實現方式來實踐。熟習此項技術者將理解，可在不脫 離潛在原理之情況下對上述實施例及實現方式之細節作出許多改變。應瞭解，本發明不意欲不當地受限於本文中所述之說明性實施例及實例，且僅在本發明之範疇意欲僅受下文所述之申請專利範圍限制的情況下以舉例方式呈現該等實例及實施例。此外，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下，本發明之各種修改及變更對於熟習此項技術者將變得顯而易見。因此，本發明之範疇應僅由以下申請專利範圍決定。
10‧‧‧太陽能模組
20‧‧‧光伏打電池
30‧‧‧密封劑
40‧‧‧面板
50‧‧‧面板
60‧‧‧太陽能模組/太陽能面板
70‧‧‧光伏打電池
80‧‧‧單一密封劑層/密封劑層
90‧‧‧襯底材料
100‧‧‧保護層
110‧‧‧太陽能模組/太陽能面板
120‧‧‧光伏打電池
130‧‧‧單一密封劑層/密封劑層
140‧‧‧襯底層
150‧‧‧保護層
圖1為一種類型之先前技術光伏打太陽能模組的橫截面圖。
圖2為一種類型之先前技術光伏打太陽能模組的橫截面圖。
圖3為一種類型之先前技術光伏打太陽能模組的橫截面圖。

Claims (48)

  1. 一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜，其包含：DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；DSC峰值熔點大於50℃之第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物；矽烷；及一或多種交聯劑。
  2. 如請求項1之膜，其中該矽烷為不飽和烷氧基矽烷。
  3. 如請求項1或2中任一項之膜，其中該矽烷為丙烯酸系烷氧基矽烷。
  4. 如請求項1至3中任一項之膜，其中該不飽和烷氧基矽烷為丙烯酸系烷氧基矽烷。
  5. 如請求項1至4中任一項之膜，其中該乙烯/α-烯烴共聚物之α-烯烴部分包括四個或四個以上之碳。
  6. 如請求項1至5中任一項之膜，其中該一或多種交聯劑為熱固化劑及光固化劑中之一者。
  7. 如請求項1至6中任一項之膜，其中該交聯劑為熱固化劑。
  8. 如請求項1至7中任一項之膜，其中該熱固化劑為過氧化物。
  9. 如請求項1至8中任一項之膜，其中該低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為丁烯α-烯烴。
  10. 如請求項1至9中任一項之膜，其中該第一低結晶乙烯/α- 烯烴共聚物之DSC峰值熔點小於45℃。
  11. 如請求項1至10中任一項之膜，其中該第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點大於60℃。
  12. 如請求項1至11中任一項之膜，其中該第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點大於70℃。
  13. 如請求項1至12中任一項之膜，其進一步包含助劑。
  14. 如請求項1至13中任一項之膜，其進一步包含另一樹脂。
  15. 如請求項1至14中任一項之膜，其中該第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為丁烯α-烯烴且該第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為辛烯α-烯烴。
  16. 如請求項1至15中任一項之膜，其中該膜包括超過70重量%的第一及第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。
  17. 如請求項1至16中任一項之膜，其中該膜之凝膠分率小於20%。
  18. 如請求項1至17中任一項之膜，其中該膜之凝膠分率小於5%。
  19. 如請求項1至18中任一項之膜，其中該膜包含多個層。
  20. 如請求項1至19中任一項之膜，其中在曝露於「85/85耐久性測試」1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內T%平均為至少90%。
  21. 如請求項1至20中任一項之膜，根據85/85耐久性測試在120小時內所測試之該膜之黏著力大於100 N/cm。
  22. 如請求項1至21中任一項之膜，其中縱向上之收縮率係 小於10%。
  23. 一種能夠用於光伏打太陽能模組中之膜，其包含：DSC峰值熔點小於或等於50℃之第一聚烯烴；DSC峰值熔點大於50℃之第二聚烯烴；矽烷；及一或多種交聯劑；其中在曝露於「85/85耐久性測試」1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內透光率百分比平均為至少90%。
  24. 如請求項23之膜，其中該第一聚烯烴及該第二聚烯烴中之至少一者為乙烯/α-烯烴共聚物。
  25. 如請求項23或24中任一項之膜，其中該第一聚烯烴或該第二聚烯烴中之至少一者為低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。
  26. 如請求項24或25中任一項之膜，其中該乙烯/α-烯烴共聚物之α-烯烴部分包括四個或四個以上之碳。
  27. 如請求項23至26中任一項之膜，其中該矽烷為不飽和烷氧基矽烷。
  28. 如請求項23至27中任一項之膜，其中該矽烷為丙烯酸系烷氧基矽烷。
  29. 如請求項23至28中任一項之膜，其中該不飽和烷氧基矽烷為丙烯酸系烷氧基矽烷。
  30. 如請求項23至29中任一項之膜，其中該一或多種交聯劑為熱固化劑及光固化劑中之一者。
  31. 如請求項23至30中任一項之膜，其中該交聯劑為熱固化劑。
  32. 如請求項23至31中任一項之膜，其中該熱固化劑為過氧化物。
  33. 如請求項23至32中任一項之膜，其中該第一聚烯烴及該第二聚烯烴中之至少一者為丁烯α-烯烴。
  34. 如請求項23至33中任一項之膜，其中該第一聚烯烴之DSC峰值熔點小於45℃。
  35. 如請求項23至34中任一項之膜，其中該第二聚烯烴之DSC峰值熔點大於60℃。
  36. 如請求項23至35中任一項之膜，其中該第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物之DSC峰值熔點大於70℃。
  37. 如請求項23至36中任一項之膜，其進一步包含助劑。
  38. 如請求項23至37中任一項之膜，其進一步包含另一樹脂。
  39. 如請求項23至38中任一項之膜，其中該第一低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為丁烯α-烯烴且該第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物為辛烯α-烯烴。
  40. 如請求項23至39中任一項之膜，其中該膜包括超過70重量%的第一及第二低結晶乙烯/α-烯烴共聚物。
  41. 如請求項23至40中任一項之膜，其中該膜之凝膠分率小於20%。
  42. 如請求項23至41中任一項之膜，其中該膜之凝膠分率小於5%。
  43. 如請求項23至42中任一項之膜，其中該膜包含多個層。
  44. 如請求項23至43中任一項之膜，其中在曝露於該「85/85 耐久性測試」1000小時後在400-1100 nm之波長範圍內該T%平均為至少90%。
  45. 如請求項23至44中任一項之膜，根據85/85耐久性測試在120小時內所測試之該膜之黏著力大於100 N/cm。
  46. 如請求項23至45中任一項之膜，其中縱向上之收縮率係小於10%。
  47. 如請求項1至22中任一項之膜，其係位在太陽能電池模組中。
  48. 如請求項23至46中任一項之膜，其係位在太陽能電池模組中。
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