TW201333048A - 用於太陽能電池層合物之乙烯－（甲基）丙烯酸共聚物 - Google Patents

用於太陽能電池層合物之乙烯－（甲基）丙烯酸共聚物 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種太陽能電池模組，一種由封裝在乙烯及烯系不飽和羧酸之共聚物之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成的層合物及一種包括選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體的組合物。

Description

用於太陽能電池層合物之乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物
本發明係關於一種太陽能電池模組，由封裝在乙烯及烯系不飽和羧酸之共聚物之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成的層合物，包括選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體的組合物；及一種乙烯及烯系不飽和羧酸之共聚物，一種用於製備電能產生層合物的方法，及一種乙烯及烯系不飽和羧酸之共聚物之非交聯聚合物組合物於封裝半導體之用途。
聚合物一般係用於製造包括電子裝置之模組，例如太陽能電池(亦稱為光伏電池)、液晶面板、電致發光裝置及電漿顯示單元。此等模組常包括與一或多個基板，例如玻璃蓋片組合的電子裝置，彼等常定位在兩個基板之間，其中該等基板中之一或兩者包括玻璃、金屬、塑料、橡膠或另一材料。
該等聚合物通常係用作模組之封裝劑或密封劑或取決於模組之設計，用作模組之表層組件(例如，太陽能電池模組的背層)。典型的聚合物包括聚矽氧樹脂、環氧樹脂、聚乙烯基丁縮醛樹脂、乙酸纖維素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)及離聚物。
美國專利申請公開案第2001/0045229 A1號標識大量在希望用於構建電子裝置模組之任何聚合物材料中所需的特性。此等特性包括：(i)保護該裝置特別係在長時間內免受曝露於外部環境之影響，例如濕氣及空氣， (ii)保護其免受機械震動影響，(iii)對該電子裝置及基板的強黏著力，(iv)溫和處理，包括密封，(v)良好透明性，(vi)短固化時間，同時保護該裝置免受在固化期間由聚合物收縮所導致之機械應力，(vii)幾乎無電導率(若有的話)之高電阻，及(viii)低成本。
迫切需要在任何特定應用中提供所有此等特性中之最大性能之適宜之聚合物材料。
比照WO 2006/095911，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)通常用作製造晶體矽電池之太陽能模組中之封裝劑或密封劑。為了獲得上述所需之太陽能電池模組之機械特性，例如機械強度、黏著強度以及該等層之剛性及堅固性，則對聚合物進行交聯反應。常規上藉由使用有機過氧化物引發劑(其為第一選擇之交聯劑)進行交聯。然而，交聯不僅顯著增加層合時間，而且所使用的引發劑會產生在封裝劑中形成氣泡且可導致均勻性問題的揮發性副產物，及從而造成模組之效率損失。為了最小化此問題，需要藉由抽吸移除該等揮發性化合物，其使得該層合處理更為複雜。
作為替代方法，可使用無交聯之熱塑性聚合物，例如聚胺基甲酸酯。然而，熱塑性聚合物在穩定性、透明度、黏著性或電特性方面具有顯著問題，其使此等產品不適宜作為密封劑。
JP 2000-186114描述具有高分子量之乙烯及不飽和羧酸之熱塑性共聚物作為太陽能電池之封裝劑之用途。然而，由此等共聚物製成之膜具有過高之彈性模量，且因此在較低溫度下非常具有剛性。缺乏彈性導致機械故障，且極大地降低太陽能模組之效率。同時，所描述之 聚合物對玻璃及太陽能電池具有低黏著力，且因此使用此等共聚物需要額外的添加劑。
目標係找到可在無交聯下使用之適宜之聚合物材料，其在較低溫度下具有極佳之電特性、高透明度、適宜之機械特性及令人滿意之彈性。
已經驚奇地發現，乙烯及具有低黏度之單體之選定範圍內之丙烯酸或甲基丙烯酸型之烯系不飽和羧酸之共聚物可用作太陽能電池模組之層合物中之封裝材料，此係因為其在低溫下之適當的彈性。此等密封劑顯示極佳電氣特性及良好的其他機械特性。此外，彼等對玻璃之黏著力優於其高分子量類似物且其透明度係在所需之最小值90%以上。
因此，本發明係關於一種太陽能電池模組，其包括：a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b)至少一種電能產生層合物，其係由封裝在70.0至95.0重量%之(基於共聚物之重量)乙烯及5.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之下式之烯系不飽和羧酸之共聚物的聚合物組合物內的太陽能電池元件組成： 其中，R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5000至50 000，較佳係10000至50000 mPa.s(120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min，較佳係高於200 g/min (190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，在0℃底部保護性層合物處，由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100 GPa，較佳係1至10 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上；及c)底部保護性層合物。
本發明之較佳實施例係關於一種太陽能電池模組，其包括：a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b)一電能產生層合物，其係由封裝在乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成，其中R1及R2係如上定義；及c)太陽光不透性底部保護性層合物。
另一較佳實施例係關於一種太陽能電池模組，其包括：a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b')交替由太陽能電池元件及乙烯及烯系不飽和羧酸(I)(其中R1及R2係如上所定義)之共聚物之聚合物組合物層組成之電能產生層合物，及太陽光可透性保護性層合物的序列；及c)太陽光不透性底部保護性層合物。
太陽能電池(亦稱為光伏電池或光電池)係固態電裝置，其藉由光伏效應將光能直接轉化為電能。
太陽能電池之組件係用以製造太陽能電池模組，其係用以從太陽光獲得能量。當多個模組被組裝在一起(例如於安裝在桿裝式跟踪系統之前)時，均在一平面內定向之所得之模組積體組亦係指太陽能工業中之太陽能面板。一般公眾及一些非正式作者常將太陽能模組不正確地稱為太陽能面板，技術上而言，此為術語之不正確用法。然 而，兩種命名均見於常規使用中，而實際上所指為太陽能模組。在該領域中，模組與面板之間的區別在於模組不可被拆解成更小之可重複使用的組件，而太陽能面板係由太陽能模組之堆疊組裝而成，且可被拆解回太陽能模組之堆疊。由太陽能模組產生電能(稱為太陽能)係太陽能之實例。
光伏發電係關於光伏電池於由光發電中之實際應用之技術及研究領域，但其常特定用以係指由太陽光發電。
太陽能電池模組一般為包括以下之層或層合物之封裝或組件：a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b)由封裝在上述聚合物組合物內之太陽能電池元件組成的電能產生層合物；及c)太陽能底部保護性層合物。
該光透明上部保護性層合物a)係曝露於太陽輻射且其由透明材料，例如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚酯或含氟樹脂，較佳係玻璃組成。此層之功能係不言自明的。
該電能產生層合物b)係由封裝在聚合物組合物內之太陽能電池元件組成。該等太陽能電池元件係基於諸如非晶型或結晶矽、碲化鎘、砷化鎵、銅-銦-鎵硒及銅-銥-硒之材料，其係由適宜聚合物(其在本發明中為乙烯及式(I)之烯系不飽和羧酸之共聚物)之如箔或片之層合物覆蓋。此等層合物藉由確保足夠的光透明度且將太陽能電池元件與上部保護性層合物a)連接，來確保該太陽能電池模組之剛性及穩定性。
用於太陽能電池元件之層合物通常係以約0.1至1.2 mm，較佳係0.1至1.0 mm之厚度施用，且其可藉由已知之層合物形成方法，如擠壓方法或壓延來製備。
該太陽光底部保護性層合物c)係位於電能產生層合物b)下方，且係由可透光或較佳為不透光之層、背面片所組成，其可由多種材料組 成，例如聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氟乙烯、聚醯胺或藉由共擠壓所製成之其等組合，較佳係聚四氟乙烯及聚醯胺或金屬材料，例如錫、鋁，較佳為電氧化之鋁，鋼及其他。
該等上述層可有多種配置：a)使該光透明上部保護性層合物曝露於太陽輻射；b)一種電能產生層合物，其係由經乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物之箔或片封裝或覆蓋的太陽能電池元件組成；及c)一種太陽光不透性底部保護性層合物。
在替代配置中，使光透明上部保護性層合物a)曝露於太陽輻射；且b')將一序列的交替電能產生層合物置於該層合物a)下方。此等層合物係由太陽能電池元件層組成，其各者係經乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物之光透明層封裝。將此等電能產生層合物置於太陽光不透性底部保護性層合物c)上方。
該電能產生層合物b)之太陽能電池元件係選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體。
此等太陽能電池元件係基於矽型之半導體，例如呈厚層或薄層形式之矽；第III-V族元素，如Ga-As電池；第II-VI族元素，如Cd-Te電池；或第I-III-VI族元素，如CIS(銅-銦-二硫化物)電池或CIGS(銅-銦-鎵-二硒化物)電池。
較佳者係基於單晶或多晶矽之厚層矽電池或基於無晶型或結晶矽，尤其係微晶矽之薄層矽電池。
根據一較佳之實施例，該電能產生層合物b)之聚合物組合物包括乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
本發明之一特別佳之實施例係指太陽能電池模組，其中該電能產生層合物b)之聚合物組合物包括乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
已知乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物(其中R1及R2係相同或不同的；且R1表示氫或甲基及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基)係屬於乙烯共聚物蠟之組且可購自例如BASF、Dupont、Dow或Honeywell。
定義為C1至C10烷基之R2係例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第二戊基、新戊基、1,2二甲基丙基、異戊基、正己基、異己基、第二己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基或正癸基，尤其係甲基。
較佳者係乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
一較佳之實施例係關於一種太陽能電池模組，其包括：b)至少一種電能產生層合物，其係由封裝在共聚物(I)之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成，其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在10 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或其中根據DIN 53735，熔融流動指數係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在1.0至10.0 GPa之範圍內。
一較佳實施例係關於一種太陽能電池模組，其包括：b)至少一種電能產生層合物，其係由封裝在70.0至84.0重量%(基於共聚物之重量)之乙烯及16.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物內的太陽能電池元件組成：乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之適宜共聚物包括以可共聚化形式之共單體：5至30%甲基丙烯酸及70至95%之乙烯(重量-%，基於共聚物之重量)。已發現，根據DIN 53018-1，該共聚物具有在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa.s(在120℃下)範圍內之動態熔融黏度；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100，較佳係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；及根據ISO 6721-1，由該共聚物製成之膜在0℃之底部保護性層合物處之彈性模量係在0.1至100.0 GPa，較佳係1.0至10.0 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上；其適宜於作為用於製備如上所述之太陽能電池模組之封裝劑材料。
根據一替代之實施例，根據DIN 53018-1，該共聚物之動態熔融黏度係在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa．s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min，較佳係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；根據ISO 527-2 1A，由該共聚物製成之膜之彈性模量在0℃下係在0.1至100.0，較佳係1至10.0 Mpa之範圍內；及根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長範圍內係在90%以上。
根據DIN 53479，該共聚物之密度係自0.90至0.99，較佳係自0.94至0.98 g/cm3。
此等共聚物可購自例如BASF、Dupont、Dow或Honeywell或可藉由已知方法，例如美國專利申請公開案第2006/0124554 A1號所描述之方法製備。
此等共聚物可另外含有一或多種常規添加劑，例如選自顏料、染料、增塑劑、抗氧化劑、觸變劑、流平助劑、鹼性共穩定劑、金屬鈍化劑、金屬氧化劑、有機磷化合物、其他光穩定劑及其混合物，尤其係顏料、酚類抗氧化劑、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、2-羥基-二苯甲酮、2-(2'-羥基苯基)苯并三唑及/或2-(2-羥基苯基)-1,3,5-三嗪組之紫 外線吸收劑。
用於如上所定義之組合物之較佳之其他添加劑係處理穩定劑，例如上述亞磷酸酯及酚類抗氧化劑及光穩定劑，例如苯并三唑。較佳之具體抗氧化劑包括3-(3,5-二-第三-丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯(IRGANOX 1076)、肆[3-(3,5-二-第三-丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯](IRGANOX 1010)、叁(3,5-二-第三-丁基-4-羥基苯基)異氰尿酸酯(IRGANOX 3114)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-第二-丁基-4-羥基芐基)苯(IRGANOX 1330)、三乙二醇-雙[3-(3-第三-丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](IRGANOX 245)及N,N'-己烷-1,6-二基-雙[3-(3,5-二-第三-丁基-4-羥苯基)丙醯胺](IRGANOX 1098)。具體處理穩定劑包括叁(2,4-二-第三-丁苯基)亞磷酸酯(IRGAFOS 168)、3,9-雙(2,4-二-第三-丁基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷螺[5.5]十一烷(IRGAFOS 126)、2,2',2"-次氮基[三乙基-叁(3,3',5,5'-四-第三-丁基-1,1'-聯苯-2,2'-二基)]亞磷酸酯(IRGAFOS 12)及肆(2,4-二-第三-丁苯基)[1,1-聯苯]-4,4'-二基雙亞磷酸酯(IRGAFOS P-EPQ)。具體光穩定劑包括2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯乙基)苯酚(TINUVIN 234)、2-(5-氯(2H)-苯并三唑-2-基)-4-(甲基)-6-(第三丁基)苯酚(TINUVIN 326)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚(TINUVIN 329)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(第三-丁基)-6-(第二-丁基)苯酚(TINUVIN 350)、2,2'-亞甲基雙(6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚)(TINUVIN 360)及2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)苯酚(TINUVIN 1577)、2-(2'-羥基-5'-甲苯基)苯并三唑(TINUVIN P)、2-羥基-4-(辛氧基)二苯甲酮(CHIMASSORB 81)、1,3-雙-[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯醯基)氧基]-2,2-雙-{[(2'-氰基-3',3'-二苯基丙烯醯基)氧]甲基}-丙烷(UVINUL 3030，BASF)、乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(UVINUL 3035，BASF)及(2-乙基己基)-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(UVINUL 3039，BASF)。
此等添加劑係可視情況以基於該共聚物之重量之0.1至2重量%之含量存在於以上所定義之共聚物中。
本發明之又一實施例係指由封裝在70.0至95.0重量%(基於共聚物之重量)之乙烯及5.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之下式之烯系不飽和羧酸之共聚物之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成的層合物： 其中，R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處，由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100.0 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上。
該等太陽能電池元件係基於例如非晶型或結晶矽、碲化鎘、砷化鎵、硒化銅-銦-鎵及銅-銥-硒之材料，且彼等係由乙烯及式(I)之烯系不飽和羧酸之共聚物之箔或片覆蓋。此等層合物藉由確保足夠的光透明度且將太陽能電池元件與上部保護性層合物a)連接來確保該太陽能電池模組之剛性及穩定性。
用於該等太陽能電池元件之層合物通常係以約0.1至1.2 mm，較 佳為0.1至1.0 mm之厚度施用，且彼等可藉由已知之層合物形成方法，例如擠壓方法或壓延來製備。
通常上述乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物係藉由層壓方法來應用至半導體，其中層或膜係藉由已知之方法，例如薄膜或片共擠壓法施用至該表面。在一替代之實施例中，可以熔融形式擠壓該共聚合物，且允許其以半導體級凝結。該共聚物展示對該太陽能電池模組之上部及下部層之良好黏著性。
本發明之較佳實施例係關於一種層合物，其包括：α)選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體；及β)70.0至95.0重量%(基於共聚物之重量)之乙烯及5.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa.s(120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100，較佳係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；其中0℃下由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100 GPa，較佳係1至10 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上。
又一實施例係關於一種層合物，其係由封裝在共聚物(I)之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成，其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在10 000至 50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或其中根據DIN 53735，熔融流動指數係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在1.0至10.0 GPa之範圍內。
根據一替代之實施例，根據DIN 53018-1，該層合物中之共聚物之動態熔融黏度係在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa．s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min，較佳係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；根據ISO 527-2 1A，由該共聚物製成之膜之彈性模量在0℃下係在0.1至100.0，較佳係1至10.0 MPa之範圍內；及根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長範圍內係在90%以上。
根據DIN 53479，該共聚物之密度係0.90至0.99，較佳係0.94至0.98 g/cm3。
本發明之又一實施例係關於一種層合物，其係由封裝在70.0至84.0重量%(基於共聚物之重量)乙烯及16.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成。
本發明之特別佳之實施例係關於一種層合物，其包括：α)基於非晶型或部分或完全結晶矽之半導體；及β)乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
又一實施例係指一種用於製備電能產生層合物之方法，其包括藉由上述方法，利用70.0至95.0重量%(基於共聚物之重量)之乙烯及5.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之 非交聯聚合物組合物層封裝或覆蓋半導體，其中R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100，較佳係高於200 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中0℃下由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100 GPa，較佳係1至10 GPa之範圍內；其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上。
本發明之較佳實施例係關於該方法，其包括在乙烯及烯系不飽和羧酸(I)(其中R1表示甲基及R2表示氫)之共聚物之非交聯共聚物內封裝基於非晶型或部分或完全結晶矽之半導體。
70.0至95.0重量%(基於共聚物之重量)，尤其係70.0至84.0重量%之乙烯及5.0至30.0重量%(基於共聚物之重量)，尤其係16.0至30.0重量%之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之非交聯聚合物組合物，其中R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000，較佳係10 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100，較佳係高於200 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中0℃下由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100 GPa， 較佳係1至10 GPa之範圍內；其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上；其於封裝半導體之用途；且特定言之，乙烯及烯系不飽和羧酸(I)(其中R1表示甲基及R2表示氫)之非交聯共聚物於封裝基於非晶型或部分或完全結晶矽之半導體之用途亦為本發明的標的物。
以下實例說明本發明：
A)材料及方法
共聚物之合成
如文獻(M.Buback等人，Chem.Ing.Tech.1994,66,510)所描述，在高壓釜中連續共聚合乙烯及甲基丙烯酸。將乙烯(12.0 kg/h)在1700至2500 bar下進料至高壓釜中。分別地，對甲基丙烯酸(表1)首先加壓至260 bar，及將其利用另一壓縮機在1700至2500 bar下進料至高壓釜中。分別地，將含於異十二烷中之過氧化特戊酸第三戊酯(表1)利用另一壓縮機在1700至2500 bar下進料至高壓釜中。分別地，將含於異十二烷中之丙醛(表1)首先加壓至260 bar，及利用另一壓縮機在1700至2500 bar下連續進料至高壓釜中。將高壓釜中之溫度控制在220與240℃之間。所收集之共聚物之特性係匯總於表2中。
T反應器係高壓釜中之最大溫度。
縮寫：MAS：甲基丙烯酸，EMAS：乙烯-甲基丙烯酸共聚物，PA：丙醛，ID：異十二烷(2,2,4,6,6-五甲基庚烷)，PO：過氧化特戊酸第三戊酯，c(PO)：DI中之PO以mol/l計之濃度。
預期甲基丙烯酸之轉化率為100%。
η：根據DIN 53018-1，在120℃下，於錐板式黏度計(PP 35 Ti)1.0 mm柱中所測量之動態熔融黏度，D=10[1/s]；根據ISO 527-2 1 A所測量之熔融流動指數(190℃/2.16 kg)；從藉由用氫氧化四丁基銨(0.1 mol/l，含於二甲苯中)滴定之酸值測量來計算MAS含量；計算乙烯含量為100%含量之MAS。
B)由乙烯-甲基丙烯酸膜製備封裝劑膜
將12.0 g EMAS以粉末形式均勻地層疊在兩個200×200 mm的聚酯箔片之間。將該等箔片放置在Wickert壓力機型號29363之200×200×0.45 mm的壓力機框架中。將壓力機在150℃下加熱且用150 bar對該聚合物進行加壓持續10 min。在10分鐘內將該壓力機冷卻至室溫。對冷卻階段後所獲得之尺寸為200×200×0.45 mm的膜進行進一步分析。
在150℃下持續1 min層合後，應用400 N/30 cm2之壓力測量黏著力。根據ASTM D903-98，以180°對5個不同樣品進行剝離試驗。用峰值加權5次測量中之平均值，且單次測量之平均黏著力係顯示於該表中。
C)由乙烯-甲基丙烯酸膜製造太陽能模組
將由EMAS 1製成之膜放置在由聚偏二氟乙烯製成之200×200×0.5 mm箔片(Tedlar® SP,Dupont)的頂部。將由結晶矽製造之厚度為2 mm及大小為100×100 mm之矽太陽能電池放置在距EMAS膜之所有四個邊緣為50 mm之EMAS 1膜的頂部。將作為集流器之銅條銅焊在該電池之兩側，使得其可自由地從該等層朝外看。該電池係由另一EMAS膜覆蓋且將玻璃板放置在大小為200×200×3 mm之頂部(來自Centrosolar Glas的Centrosol C)。將所得之夾層結構放置在配備有加熱及真空單元之層壓機(Spaleck-Stevens InnoTech GmbH)中。將該層壓機加熱至高 達40℃。將該溫度維持在40℃且抽空層壓機中之大氣。在5分鐘內將溫度升高至120℃，且在120℃下，將氮氣導入至層壓機的頂側以達到環境壓力，同時在該等膜之底側上維持真空。在1分鐘後冷卻該層壓機，同時將氮氣導入層壓機的整個體積中。所得之模組無機械缺陷且在玻璃與封裝劑之間無氣泡。

Claims (14)

  1. 一種太陽能電池模組，其包括a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b)至少一個電能產生層合物，其係由封裝在70.0至95.0重量%(基於該共聚物之重量)乙烯及5.0至30.0重量%(基於該共聚物之重量)之下式之烯系不飽和羧酸之共聚物的聚合物組合物內的太陽能電池元件組成： 其中，R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000 mPa.s(120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100.0 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上；及c)底部保護性層合物。
  2. 如請求項1之太陽能電池模组，其包括b)至少一個電能產生層合物，其係由封裝在共聚物(I)之聚合物組合物內之太陽能電池元件組成，其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在10 000 至50000 mPa.s之範圍內(在120℃下)；或其中根據DIN 53735，熔融流動指數係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在1.0至10.0 GPa之範圍內。
  3. 如請求項1之太陽能電池模組，其包括b)至少一個電能產生層合物，其係由封裝在70.0至84.0重量%(基於該共聚物之重量)之乙烯及16.0至30.0重量%(基於該共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物的聚合物組合物內的太陽能電池元件組成。
  4. 如請求項1之太陽能電池模組，其包括a)可曝露於太陽輻射的光透明上部保護性層合物；b')由太陽能電池元件及乙烯及烯系不飽和羧酸(I)(其中R1及R2係如請求項1所定義)之共聚物之聚合物組合物層組成之一序列交替的電能產生層合物；及c)太陽光不透性底部保護性層合物。
  5. 如請求項1之太陽能電池模組，其中該電能產生層合物b)中之該等太陽能電池元件係選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體。
  6. 如請求項1之太陽能電池模組，其中該電能產生層合物b)中之該聚合物組合物包括乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
  7. 一種由封裝在70.0至95.0重量%(基於該共聚物之重量)之乙烯及5.0至30.0重量%(基於該共聚物之重量)之下式之烯系不飽和羧酸之共聚物之聚合物組合物內的太陽能電池元件組成的層合物， 其中R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000 mPa.s(120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100.0 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上。
  8. 如請求項7之層合物，其係由封裝在共聚物(I)之聚合物組合物內的太陽能電池元件組成，其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在10 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或其中根據DIN 53735，熔融流動指數係高於200 g/min(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在1.0至10.0 GPa之範圍內。
  9. 如請求項7之層合物，其係由封裝在70.0至84.0重量%(基於該共聚物之重量)之乙烯及16.0至30.0重量%(基於該共聚物之重量)之烯系不飽和羧酸(I)之共聚物之聚合物組合物內的太陽能電池元件組成。
  10. 如請求項7之層合物，其包括 α)選自由矽、第III-V族、第II-VI族及第I-III-VI族元素組成之群之半導體；及β)乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
  11. 如請求項7之層合物，其包括α)基於非晶型或部分或完全結晶矽之半導體；及β)乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之共聚物，其中R1表示甲基及R2表示氫。
  12. 一種如請求項7之層合物於製造太陽能電池模組之用途。
  13. 一種用於製備電能產生層合物之方法，其包括將半導體封裝在70.0至95.0重量%(基於該共聚物之重量)乙烯及5.0至30.0重量%(基於該共聚物之重量)之下式之烯系不飽和羧酸之非交聯聚合物組合物內， 其中，R1及R2係相同或不同的；及R1表示氫或甲基；及R2表示氫或直鏈或分支鏈C1至C10烷基；及其中根據DIN 53018-1，該聚合物之動態熔融黏度係在5 000至50 000 mPa.s(在120℃下)之範圍內；或根據DIN 53735，熔融流動指數係高於100 g/min.(190℃/2.16 kg)；及其中根據ISO 6721-1，0℃之底部保護性層合物處由該共聚物製成之膜之彈性模量係在0.1至100.0 GPa之範圍內；及其中根據DIN EN 410，該膜之透明度在350 nm至1100 nm之波長內為90%以上。
  14. 如請求項13之方法，其包括將基於非晶型或部分或完全結晶矽之半導體封裝在乙烯及烯系不飽和羧酸(I)之非交聯共聚物內，其中R1表示甲基及R2表示氫。
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