TWI499506B - 具有聚丙烯系背板的光伏打模組 - Google Patents

具有聚丙烯系背板的光伏打模組 Download PDF

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Description

具有聚丙烯系背板的光伏打模組
本發明關於一種聚丙烯系背板，其兼具較佳地用於光伏打模組之低橫向流動及優良釋放性質。
光伏打模組(亦簡寫成PV模組)至少包含以下之層：頂層、由光伏打材料層包夾在前與背電極層之間而組成之作用層及電絕緣背板。通常頂層經上黏著層連接作用層。在許多情形，作用層經背黏著層連接背板。這些層可附著基板(如金屬板或硬塑膠板)，或者可藉例如耐刮性保護層或提供其他黏著層以保護而連接接線盒或安裝表面。各層可包含二或更多片次層。其可包括屏障層，特別是在作用層中。
頂層一般為玻璃板，或者特別是對撓性模組為得自氟化聚合物[如ETFE(乙烯四氟乙烯)或PVDF(聚氟亞乙烯)]之層。通常在頂層與作用層之間存在透明上黏著層，最常為此上黏著層係基於EVA(乙烯乙酸乙烯酯)，例如交聯EVA[如Vistasolar 486.10(得自Etimex)]。EVA因含玻璃片或玻璃纖維或玻璃珠而受益為通常可接受。
對於作用層，已知許多種光伏打材料，例如a-Si電池、串接電池(a-Si、a-Si或a-Si、微晶矽、...)、三接頭a-Si/a-SiGe/a-SiGe、有機光伏打(OPV)、CIGS等，其亦可以多層形式提供。在玻璃頂層之情形，作用層經常直接附著頂層。在撓性模組中，作用層係建立在撓性支撐膜(塑膠或金屬)上。
背電極通常為金屬層(如鋁層)，及前電極為透明導電性氧化物層。
在作用層下方需要絕緣背板且一般經得自可交聯EVA之背黏著層連接作用層。可交聯EVA含過氧化物且經常亦含矽烷。依照先行技藝，以所謂之TPT(Tedlar/PET/Tedlar)膜作為背板非常常見，其係由以下之層藉補充黏著劑之助層合而組成：
‧　聚氟乙烯(例如Tedlar)膜，兩側經電暈或火燄處理(25至40微米厚)
‧　二成分溶劑系聚胺基甲酸酯(PUR)黏著層(5至10微米)
‧　聚對酞酸伸乙酯(PET)膜(一般為250微米厚)
‧　二成分溶劑系PUR黏著層(5至10微米厚)
‧　聚氟乙烯(例如Tedlar)膜，兩側經電暈或火燄處理(25至40微米厚)
此TPT箔因其可用性質(如電絕緣、無或低UV老化、在模組層合溫度(150℃)之尺寸安定性、對EVA黏著膜(至少若經表面處理)及對密封劑之優良黏附性、與有限之水蒸氣滲透力)之獨特組合而適合作為背板。此TPT箔具有許多缺點。其製造非常昂貴，因為必須首先製造各層然後以補充溶劑系膠水層合。其係由鹵化材料(Tedlar)與水解敏感性材料(PET、PUR黏著劑)組成，對熱、潮濕、晴天氣候為嚴重之缺點。因此需要以較低成本材料提供相同之可用性質。
最新技藝之可交聯EVA黏著劑為0.460毫米厚膜且係基於具約30%乙酸乙烯酯之EVA而製造。其含過氧化物、可能及矽烷黏附促進劑、UV吸收劑、抗氧化劑與HALS光安定劑。可用之EVA膜調配物敘述於例如WO 99/27588號專利。其已被確認為耐久性高度透明黏著層。由於圍繞電池流動之能力，其對封裝厚結晶Si PV電池(一般為250微米)非常有用。但是此黏著膜具有昂貴之組成物且難以製造。其交聯一般在約145-150℃於一般為15分鐘期間發生。此硬化程序應小心地控制(層合/硬化期間之氣泡產生)且可能發生不可接受之黏著劑收縮，及不欲之PV電池位移。
因此現在需要取代此EVA黏著層，特別是對於背板應用。
正在審查之非先行技藝公告EP 08001991號專利提及TPO Hifax CA 10 A系層作為背景資訊，其係藉EVA背黏著層之助層合PV電池。此組合並不理想，因為EVA黏著層與TPO Hifax CA 10系層間之黏附性難以控制，而且在累積一些TPO Hifax CA 10 A系背板後可能變成不良。其在150℃觀察到TPO Hifax CA 10 A系背板之不當流動/變形。
同申請案在其第三具體實施例中提供一種背板，其為「TPO/TPO中間層1/TPO中間層2/結合層」，其中TPO係基於Hifax CA 10(可有調節劑以改良黏附性)，TPO中間層1係基於在在Hifax CA 10與層2之間的「相容樹脂摻合物」，TPO中間層2係基於VLDPE，及結合層係基於EAA(乙烯與丙烯酸之共聚物)。此系統取代EVA背黏著層。其仍使用EVA上黏著層而具有已知之程序相關難度。其亦在150℃之層合溫度觀察到不當之流動。
亦以結合層/TPO/結合層之形式提供EVA上黏著層取代。此申請案無法揭示使背板具高透光率及良好流動性質之指定組成物，特別是關於需要控制之黏著層橫向流動以避免電池不可接受地移動的結晶矽電池，及使得至少在150℃或更低之適度溫度對前玻璃之黏附性優良的技術。
總之，現在仍需要一種具改良之釋放性質、流動及尺寸安定性的節省成本之背板組成物。此背板應對EVA具有優良之黏附性。
此背板應儘量與背黏著層整合以取代EVA背黏著層，較佳為組合非EVA上黏著劑，其均可封裝厚結晶PV電池。因此仍需要一種黏著劑整合背板與高透光率之透明結合層/TPO/結合層的有效組合，其均提供控制之橫向流動與合適之封裝性質及在較佳為150℃或更低之層合溫度對傳統結晶Si電池與前玻璃之優良黏附性。
取代黏著層及/或背板之進一步方法發現於例如EP 1 898 470號專利及WO 99/04971號專利。在EP 1 898 470號專利中，背板包含得自無機氧化物蒸氣沉積在膜上之屏障層，或者推薦基於PEN或PET之已知膜。
WO 99/04971號專利使用三層封裝劑作為黏著劑，其包含LLDPE層包夾在離子聚合物層之間。背板為Tedlar層合物或玻璃或熱塑性材料。提議之熱塑性材料為一種熱塑性聚烯烴混合至少兩種酸共聚物。
在第一具體實施例中，本發明之目的係藉由提供一種多層共擠壓或共層合背板而解決，其中其面對作用層之層係基於一種殘餘熔化熱(即層合溫度與熔化結束間之熔化熱)小於30焦耳/克，較佳為小於5焦耳/克，最佳為完全熔化之撓性聚丙烯(FPP)摻合物，及其中其他層亦為FPP系層。作用層相反側之背板層(亦稱為主層)較佳為基於FPP，其具有較模組層合溫度(一般為150℃)高之熔化溫度。較佳為此層係基於一種在層合溫度之殘餘熔化熱為至少10焦耳/克，較佳為至少20焦耳/克之FPP摻合物。如果需要，則一或多片中間層(稱為「相容層」)具有經修改組成物而得到良好之背板層間黏附性及良好之擠壓流變性。為了改良過氧化物裂解抗性，FPP較佳為熔化流動速率(MFR)低。
背板之總厚度一般為0.5毫米，其面對作用層之層一般小於100微米，使EVA黏著層之過氧化物部分地交聯此層且將其與主層接枝(改良黏附性)。
此背板顯示令人驚奇之許多可用性質之組合：對過氧化物可交聯EVA背黏著層之可靠黏附性、屏障性質、足夠之尺寸安定性、在一般真空層合程序之機械性質保留性(完整性)及有限之熱扭曲(流動)、優良之老化(即無水解)、優良之電性質(>1000 VDC部分放電電壓)、優良之冷溫機械性質及接線盒熔焊力。
此目的進一步藉由在面對作用層之背板層的材料組成物中加入功能性粒子而解決，其可控制可交聯EVA背黏著層之過氧化物及/或矽烷引發之偶合反應，因此導致改良之機械性質及更可靠之背板與可交聯EVA黏著層間黏附性。
在一個指定具體實施例中，功能性粒子為指定之鹵化阻燃劑粒子，其亦可達成整合防水薄膜之PV模組的優良外部燃燒性能。
在另一個指定具體實施例中，此目的係藉由提供一片多層背板而解決，其中面對作用層之層對EVA黏著膜具有固有黏附性且係基於聚乙烯(PE)，較佳為「極性」聚乙烯，即與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸與甲基丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、...)等之極性共單體共聚合的聚乙烯。固有黏附性表示此層對EVA黏著層具有良好之黏附性，即使無其過氧化物之作用，即此層之聚合物為化學上相容(化學親和力)。在此情形，面對作用層之層間之背板層與主層係基於PE及/或FPP，而且為相容或黏著性中間層。
此目的進一步藉由提供一種以例如熱塑性聚烯烴(TPO)中間層(相容或黏著層)整合背黏著層(結合層)與背板之黏著性多層背板而解決。功能為背黏著層之層可在低於150℃，甚至低於140℃之適度溫度，對PV電池背側或PV電池支撐膜、及(亦為了提供有效封裝)PV模組頂層(即上黏著層(若有)、或經合適表面處理(例如在模組邊緣處等)之玻璃前層)發展其黏附性，而且係基於與反應性基(如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐(MAH)、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸羥基烷酯)接枝或共聚合，及可與選自乙酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯)等之極性共單體共聚合的官能化聚乙烯。
其較佳為以MAH接枝且可與VAc共聚合之聚乙烯。
在此具體實施例中，背板之其他層為熔化溫度本質上低於層合程序溫度，厚度經修改以使PV電池(結晶Si型、...)周圍有足夠之聚合物流動的相容層，其對厚結晶Si PV電池特別需要(封裝)，而且為基於殘餘熔化熱(即高於層合溫度)為至少10焦耳/克，較佳為至少20焦耳/克之FPP摻合物的主背板層。
此目的進一步藉由提供一種透明上黏著膜而解決，其為高度透明抗橫向流動結合層/TPO/結合層膜。其特佳為組合整合背黏著層與背板之黏著性多層背板。
結合層類似黏著劑整合背板之結合層且透明。TPO層係由交聯乙烯共聚物組成，或為主要由VLDPE系高度透明樹脂層與至少一薄內層(主要由RCP/VLDPE摻合物組成)組成之TPO多層，以在層合期間提供橫向流動抗性。
此外例如在適度溫度(<150℃)將互連結晶Si PV電池上下在單步驟程序中層合整合背黏著層之背板，透明上黏著膜與透明頂層為例如事先經胺基矽烷處理之玻璃板，而製造PV模組(其未敘述上架/安裝元件、電連接及接線盒之應用，而且在其他步驟完成)。
Etimex以商標名Vistasolar 486.10銷售一種含過氧化物交聯劑與矽烷黏附促進劑之典型可交聯EVA黏著膜(此膜之基本樹脂為具約33% VAc(如Elvax 150)之EVA)。過氧化物在EVA黏著層中之含量可有利地增加以補償移動至背板中之損失。此最新技藝可交聯EVA黏著膜無鹵化阻燃劑，特別是節省成本之鹵化阻燃劑(如8010)，因為不與其製程相容。
背板用或作為背板層之一層或背或上黏著層(結合層/TPO、或結合層/TPO/結合層而非EVA)之一層的可用TPO可基於以下聚合物或其摻合物：
‧　PP樹脂(同元或共聚物)與EPR橡膠(乙烯丙烯橡膠)之撓性聚丙烯(FPP)機械或反應器摻合物，如LyondellBasell供應之Hifax CA 10 A、Hifax CA 12、Hifax CA7441A，
‧　PP樹脂與彈性體PP樹脂(如由Dow以商標名Versify 2300.01或2400.01供應)之機械FPP摻合物，
‧　PP(較佳為丙烯與乙烯、可及其他烯烴之無規共聚物(RCP))與LLDPE(線形低密度聚乙烯)或VLDPE(非常低密度聚乙烯)塑性體(如由Dexplastomers供應之Exact 0201或Exact 8201)之機械FPP摻合物，
‧　PP嵌段與PE嵌段之聚合FPP摻合物，‧結晶PE部分(嵌段)與非晶共聚合PE部分(嵌段)之烯烴嵌段共聚物(OBC)，其提供柔軟性及高DSC熔化溫度(±120℃)，如由Dow供應之INFUSETM 烯烴嵌段共聚物，‧聚乙烯塑性體(VLDPE)或LLDPE，即藉乙烯與短鏈α-烯烴(例如1-丁烯、1-己烯與1-辛烯)之共聚合而得之PE，密度小於925公斤/立方米(ISO 1183)，其可(部分地)交聯以在PV模組層合期間改良熱扭曲溫度及流動，而且可加入軟化劑樹脂，如SEBS(例如Kraton G1657)、EPR樹脂、EPDM樹脂等，‧乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸環氧丙酯)、丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐(MAH)(可接枝)、離子聚合物等極性共單體之共聚物，‧基於PP或PE與EPDM橡膠之摻合物的熱塑性硫化劑摻合物(如Santoprene系摻合物)，具PP之摻合物為FPP。
現已發現，為了在一般於約150℃進行之PV模組層合期間限制熱扭曲(收縮、流動、對真空層合器帶之過度黏附、自壓機釋放期間之機械損壞等)，其需要FPP系層作為背板之主層。為了維持背板之機械完整性，此FPP應具有至少10焦耳/克，較佳為至少20焦耳/克之殘餘熔化熱(參見DSC分析-第8圖)。
較佳為使用熔化溫度顯著地較模組層合溫度高(5℃)之樹脂(參見DSC分析-第8圖及MTM 15902)，令人感興趣之候選者為同元聚合物PP。
現已發現，同元聚合物PP系層在一般層合溫度(一般為150℃)對可交聯(過氧化物)EVA黏著層具有不良之黏附性(氣泡形成及/或小於20牛頓/公分之黏附性-EN12316-2)。為了得到良好之黏附性，其需要將此PP摻合高含量之橡膠材料(EPR)，以與之形成PP與橡膠之貫通網路。在此情形，PP變成FPP且其膜或箔具有至少-20℃，較佳為-40℃或更低之冷折疊力(依照EN 495/5)。對可交聯(過氧化物)EVA之黏附需要高橡膠含量(>50%)，其實際上表示低殘餘熔化熱。
現已令人驚奇地發現，PP無規共聚物系層(樹脂殘餘熔化熱較佳為小於5焦耳/克)在層合溫度(一般為150℃)對可交聯(過氧化物)EVA黏著層具有良好之黏附性。在此情形需要添加橡膠材料或塑性體(EPR、VLDPE、...)以得到低溫撞擊抗性、低溫柔軟度、及對過氧化物硬化之較佳相容性。此層及以其製成之背板因此應具有至少-20℃，較佳為-40℃或更低之冷折疊力(依照EN 495/5)。
此層當然在模組層合溫度具有不良之尺寸安定性。
因此依照本發明提供一種(較佳為共擠壓)多層背板，其中面對作用層之層在模組層合溫度具有較佳為小於5焦耳/克之低殘餘熔化熱，最佳為完全熔化，及其中其餘層為FPP系層，其中主層係基於一種具有較佳為較模組層合溫度(一般為150℃)高之熔化溫度(其表示至少10焦耳/克，最佳為至少20焦耳/克之殘餘熔化熱)的FPP，及其中較佳中間層係設計成「相容層」以得到良好之面對作用層之層與主層間黏附性、及良好之擠壓流變性。
在面對作用層之層充分地薄(一般為100微米或更小)時，EVA背黏著劑之過氧化物移動通過之且改良主層與此層間之黏附性。在此情形不需要主層與面對作用層之層間的中間層，即接觸EVA背黏著層者。
為了改良在層合溫度之過氧化物裂解抗性及機械完整性，其較佳為熔化流動速率(230℃/2.16公斤-ISO 1133，適用於本文之全部MFR)小於10克/10分鐘(在150℃經15分鐘期間之可接受裂解反應)之FPP樹脂(摻合物)。添加抗氧化劑與合適之化學物(例如多丙烯酸酯等，例如異戊四醇三丙烯酸酯)以控制PP鏈斷裂為有用的，而且為熟悉此技藝者所已知。
功能性粒子(即在其表面具有可與具PP之可交聯EVA黏著層的過氧化物及/或矽烷反應、控制或催化其反應之化學基的粒子)可有利地添加於接觸EVA黏著層之層的組合物。
現已發現，在面對作用層之層的調配物(例如基於Hifax CA 10 A)中添加功能性粒子時，其可將對可交聯EVA膜之黏附性增加一般為25%或更大。即使在大量累積層後，對可交聯EVA膜之黏附性仍優良。
此功能性粒子係由熟悉此技藝者藉數種定向測試界定，而且可例如基於Al(OH)3 或Mg(OH)2 阻燃劑粒子或金屬氧化物，可在其表面處塗覆矽烷，如胺基丙基三乙氧基矽烷(H2 NC3 H6 -Si(OC2 H5 )3 )、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、貳結構(得自Dow Corning之Z-6670)等或其混合物。
在一個較佳具體實施例中，其使用粒子大小細微(一般為1至10微米)之功能性粒子。較佳為功能性粒子係基於乙烯貳四溴酞醯亞胺。在將此層作為PV整合防水薄膜之組件或作為結合層/TPO之一部分時，此粒子提供對可交聯EVA黏著層之改良黏附性及優良之老化與對燃燒性質之改良反應。此粒子之商業實例為Saytex BT 93(較佳為白色級)。
在共擠壓或共層合膜或箔之情形，功能性粒子可較佳為僅加入接觸可交聯EVA黏著膜而層合之層中。
為了在較佳為較高之熔化溫度得到良好之面對作用層之層與主層間黏附性，其可在面對作用層之層與主層的組合物之間使用一或多片具有經修改中間組成物之FPP系中間層。此層逐漸地使層之組成物與流變性相符而結合在一起。添加塑性體(VLDPE)或彈性體PP樹脂(Versify型樹脂)有助於相容。其不詳述，因為此作業對熟悉此技藝者為顯而易知。
FPP層不「固有地」黏貼可交聯EVA黏著層。含過氧化物且可及矽烷之可交聯EVA黏著層視條件地在FPP背板與可交聯EVA黏著膜之界面處導致有效之「接枝」反應，如此提供黏附性。
在深入作業後已發現，基板上FPP背板或電絕緣層與可交聯EVA黏著膜間之層合後(一般為在150℃經15分鐘)黏附性依許多因素(PP樹脂中之有機烷氧基矽烷殘餘量、PP樹脂之殘餘酸性、製造及/或在潮濕條件之儲存、過度之過氧化物裂解、抗氧化劑之滲出、寡聚物、儲存期間之FPP結晶度增加)而定，及可顯著地改變而甚至下降至小於20牛頓/公分，一般為約12牛頓/公分之非常低值，其一般為FPP背板(如Hifax CA 10 A系)與基於無過氧化物且無矽烷之EVA的黏著膜間之剝落值。將功能性粒子加入相鄰背黏著層之背板層中改良黏附之可靠性。
現已發現，無過氧化物或矽烷之Elvax 150為主黏著層對聚乙烯及「極性」聚乙烯系層具有良好之黏附性。此良好之黏附性稱為「固有黏附性」，因為至少在周溫甚至不必移動過氧化物與矽烷之複雜化學即已得到可接受之黏附性(>30牛頓/公分)。結果此層對可交聯EVA黏著層之黏附性更可靠。此層稱為底層且為面對作用層之層的一個較佳具體實施例。
數種組成物對EVA黏著膜(33% VAc)之固有黏附性報告於下表。基於這些結果及測試步驟，熟悉此技藝者易於界定可用之「底」層。
其可進一步將功能性粒子(如Saytex BT 93)加入底層。
現已發現，基板(金屬/結合層、...)上之多層背板或電絕緣層可能進一步需要裝設或與(經TPO共擠壓)官能化PO結合層共層合，如此使PV電池或電池支撐膜或模組頂層之背側表面具有由鋁(通常為PV電池之背電極的情形)、氧化鋁(藉例如CVD之反應性濺射沉積)組成之表面則可在低至150℃(PE系結合層)，甚至在低至140℃之層合溫度得到優良之黏附性，及/或藉合適之表面處理(例如玻璃之胺基矽烷濕塗層)處理而發展可與官能化聚烯烴(結合層)反應之功能。
MAH接枝官能化PE中之MAH含量一般為約0.2%，但是如果需要改良黏附性則可增加。與順丁烯二酸酐接枝之PE係例如由Arkema以商標名Orevac(Orevac 18300、18360、...)供應。Orevac 18300特別有用。
可用之EAA樹脂係例如由Dow以商標名Primacor(Primacor 1321或1410)供應。
矽烷(例如γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷)、酸性(例如丙烯酸)、羥基(例如丙烯酸羥乙酯)等官能基對相鄰可交聯EVA黏著膜之基板上背板或電絕緣層表面之接枝(例如藉電漿技術)在此技藝為已知的，而且亦有用。此官能化表面被廣泛地視為經共擠壓或共層合「官能化PO結合層」。例如首先使該基板上背板或電絕緣層面之表面經電暈或電漿處理以改良濕潤，然後塗以含反應性基(如矽烷基(γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷))分子之稀釋溶液的薄濕膜，然後乾燥以蒸發溶劑，然後藉大氣電漿或其他之接枝技術(γ接枝...)硬化(丙烯酸酯之接枝反應)。溶劑係按其溶解TPO層(即可使一些含反應性基分子穿透)之能力而選擇。
在將其作為FPP主層之背黏著層(例如基於Hifax CA 12 A)的情形，如果需要，則藉由使中間層相容而可得到底層或官能化PE結合層間之黏附性，其易由熟悉此技藝者界定。可用之結構例如以下：
‧　接觸PE系共聚物之第一層或MAH接枝PE層係基於LLDPE或VLDPE，例如Exact 0203，
‧　第二層係基於比例為25%/75%之RCP(例如Adsyl 5C 30 F)與VLDPE塑性體(例如Exact 0203)，
‧　第三層係基於比例為50%/50%之RCP(例如Adsyl 5C 30 F)與VLDPE塑性體(例如Exact 0201)的混合物，
‧　第四層係基於Hifax CA 12 A/Exact 0201混合物(比例為75/25)，
‧　第五層(對Hifax CA 12 A系主層之黏附性優良)係基於Hifax CA 12 A/Exact 0201混合物(比例為87.5/12.5)。
官能化PE層(例如MAH接枝LLDPE)與這些層之共擠壓層為本發明之典型結合層/TPO。
此層可共擠壓(底層或結合層/層一/二(/三)一起、及層(三/)四/五與Hifax CA 12 A系主層一起)，然後共層合(可在模組層合期間)。
另一種可用方式係以一種包含EVOH或PA系中間層之反應性系統可得到官能化PE結合層與FPP主層(例如基於Hifax CA 12 A)間之黏附性。典型之5層構造為：
‧　1)官能化PE結合層
‧　2)可部分地交聯(矽烷)之VLDPE或PE系層
‧　3)如官能化PE結合層(含例如MAH官能基及/或丙烯酸官能基)之類似層，其與PA層或EVOH層反應
‧　4)PA，如PA6、或可反應及黏貼層3)與5)之EVOH系層
‧　5)以順丁烯二酸酐系層接枝之PP(RCP或同元PP)(如由LyondellBasell供應之”Plexar 600x”產品線，特別是Plexar 6002與6006樹脂)
將包括官能化PE結合層之5層構造層合在FPP主層上。如果省略層1)及2)，則此背板可用於EVA黏著層。
在黏著性背板之情形，依電絕緣要求而定，FPP主層之厚度一般為0.2至0.6毫米之間，而在結晶PV電池之情形，背板之其他層(包括背黏著層)各具有一般為數微米至50微米間或更大之厚度。其選擇中間層之厚度以控制這些層圍繞PV電池之流動。
在本發明之範圍內，具控制之橫向流動的透明上黏著膜可由多層膜(共擠壓或共層合層)A/B/C或A/A’/B/C’/C、及UV與熱安定劑組成，其包括：
-　例如由EAA或LLDPE-MAH或EVA-MAH接枝樹脂(PP、...)、及UV與熱安定劑組成之二薄(一般為5至50微米)外部官能化PE結合層(A與C層)
-　可能之相容層A’及C’(流變性、黏附性)
-　TPO內層或核心層(B層)為基於以下之多層
○　較佳為高黏度及高熔化溫度(超過80℃，較佳為超過90℃)之塑性體(VLDPE)層，實例為Exact 0201
○　抗流動RCPA/LDPE系摻合物層，RCP之實例為得自LyondellBasell之Clyrell RC1414
或者內層可為交聯(矽烷、過氧化物等)PE或EVA層。
外層(A與C)較佳為薄層(<50微米，較佳為<20微米，而且一般較A/B/C膜之總厚度薄10至30倍)，及由於厚度小而主要未交聯但足夠透明，即使是使用熔化溫度高(即>95℃)之共聚物。
經MAH接枝EVA以其清澈度而周知(PlexarPX1164)。
因外層(A與C)為薄黏著膜，其層合期間流動有限。TPO內層之橫向流動係藉RCP/VLDPE層之交聯或互嵌之一控制(保持可接受)。
TPO內層之可用添加劑為Hals與UV吸收劑(如Tinuvin 123、Tinuvin 770、與二苯基酮(如Chimassorb 81或90)、抗氧化劑、可及澄清劑(改良透明度)且可及酸清除劑。
亦可將矽烷或酸或羥基、...官能基接枝至TPO(核心)層表面(無需共擠壓層)。欲處理表面首先經電暈或電漿處理以改良濕潤，然後塗以含反應性基[如矽烷基(γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷)]分子之稀釋溶液的薄濕膜，然後乾燥以蒸發溶劑，然後藉大氣電漿或其他之接枝技術(γ接枝...)硬化(接枝反應)。
熟悉此技藝者可容易地採用以改良(如果必要)PV模組組件對結合層之黏附性的本發明較佳技術為：
‧　藉由對PV膜或電池之背側及/或對PV電池之透明導電性氧化物或屏障層反應性濺射Al2 O3 奈米層而沉積，
‧　ETFE膜在例如N2 /NH3 氣體混合物下之大氣電漿黏固(取自美國專利第03030290號)(以在ETFE膜表面處使NH2 反應性基可得性最大化)，
‧　Al2 O3 奈米層對玻璃之化學蒸氣沉積(可藉電漿增強)，
‧　以胺基矽烷[例如胺基丙基三乙氧基矽烷(H2 NC3 H6 -Si(OC2 H5 )3 )]薄層濕塗覆玻璃。
較佳為對背板之組成物加入抗氧化劑、HALS與UV吸收劑，其可移動至黏著層中以補償此添加劑因與過氧化物(EVA黏著劑)反應及/或自黏著膜朝向背板移動之可能損失。
FPP背板之總厚度一般為0.3至0.6毫米，以達成1000 VDC或更大之系統電壓。背板較佳為多層膜以限制針孔之風險，特別是在高濃度顏料及功能性粒子之情形。
背板對密封劑(例如接線盒或鋁框之密封劑)之黏附性可藉由以例如電漿噴管處理欲密封膜之表面(局部處理)，或藉電暈或藉電漿(較佳為大氣電漿-N2 或N2 /H2 或N2 /NH3 或N2 /CO2 或Ar等大氣)而改良。後者表面處理亦已知為黏固處理。另一種增強黏附性之方法為以電暈處理及塗覆底塗劑(如氯化聚烯烴底塗劑)處理背板。
其較佳為在基板上背板或電絕緣層之組成物中添加至少5%之TiO2 ，而得到顏色安定性及高太陽反射度。背板及其他層進一步含UV光與熱安定劑(一般為Irgastab FS301)，如果必要則及顏料及/或阻燃劑及/或酸清除劑及/或抗阻塞材料及/或耐刮調節劑(如CibaIRGASURFSR 100)。EVA黏著層之一可採用商業樹脂之抗氧化劑以在氣候測試中減少變黃。
背板亦可例如在背黏著層與面對作用層之背板層間含封裝屏障層(如鋁層)(藉官能化PE層(如基於Orevac 18300)之助黏附)。
在具內結合層之背黏著層內可進一步包括如鋁箔或鋁化膜之屏障層(氧、水、...)。一種可用之結構為：結合層/多層TPO/內結合層/鋁箔/內結合層/多層TPO/背板。
鋁箔之大小可較其他層小，而可在PV模組層合期間提供密封之電安全鋁內層。
如果必要，則酸、氧與水蒸氣屏障層可加入互連PV電池之上及/或下，即相鄰作用層。可用之屏障層為具混成聚合物(Ormocers)之SiOx 或Al2 O3 層、或Barix層(Vitex法)或藉原子層沉積等而得之層。
為了得到/改良PV模組之數層間的黏附性，彼此接觸之表面可事先藉例如電暈、(大氣或低壓)電漿處理/沉積、電漿聚合、γ照射、火燄處理、(反應性)濺射(Al2 O3 、Al、...)、濕塗覆[例如矽烷，如胺基丙基三乙氧基矽烷(H2 NC3 H6 -Si(OC2 H5 )3 )]、化學及/或機械蝕刻、化學蒸氣沉積(例如玻璃上之Al2 O3 )等及其組合處理。
其可將背黏著劑整合背板壓印符合PV電池大小之圖案，以易於將其倂入PV模組內。上黏著層亦可具有相符之壓印圖案。
本發明進一步參考附圖而描述，其不表示限制所示指定具體實施例之範圍。所示以外較佳特點之其他組合亦可行及有利。應了解，為了簡化及清楚地描述，圖中所示元件未必按比例繪製。
第1圖顯示具共擠壓或共層合FPP背板(10)之PV模組的橫切面，其具有：
i.　接觸EVA黏著層(5)之層(13)，其可含功能性粒子及(樹脂部分)殘餘(即層合溫度與全部熔化之間)熔化熱小於30焦耳/克，較佳為小於5焦耳/克，最佳為完全熔化，以改良對EVA(5)之黏附性。
ii.　層(11)，其可具較層合溫度(例如150℃)高之熔化溫度以在層合期間改良背板(10)之尺寸安定性，殘餘熔化熱(樹脂部分)為至少10焦耳/克，較佳為至少20焦耳/克。
層11與13間之可能相容層(在本文中稱為12)未示。
第2圖顯示具多層背板(10)之本發明PV模組的橫切面，其具有：
i.　底層(13a)。
ii.　層11與13a間之相容層(12a/12b/12c...)。
iii.　作為主層(11)之FPP系膜，其較佳為熔化溫度高於150℃(更常在高於層合溫度具有超過10焦耳/克，較佳為超過20焦耳/克之殘餘熔化熱)...
第3圖顯示一種PV模組之橫切面，其具有：
i.　頂層(1)
ii.　透明上黏著層(2)為結合層/TPO/結合層，具有有限之橫向流動(數毫米)以避免污染壓膜機，但是在電池(4)之間充分地流動/穿透而得到良好之封裝。
iii.　PV模組(4)，一般為0.25毫米厚。
iv.　對電池(4)背電極或背屏障或背底塗層及對黏著層(2)之黏附性良好的官能化PO結合層(在TPO層(12)上整合成為黏著層5之13b)，其可在PV電池(4)之間充分地流動及穿透，同時具有有限之橫向流動(數毫米)以避免污染壓膜機。
v.　層11與13b間之TPO相容層(12a/12b/12c...)，其可在PV電池(4)之間流動及穿透，同時具有有限之橫向流動(數毫米)以避免污染壓膜機。
vi.　FPP系膜(11)，其較佳為熔化溫度高於150℃(更常在高於層合溫度具有超過10焦耳/克，較佳為超過20焦耳/克之殘餘熔化熱)，幾乎無橫向流動。
第4圖顯示Pv模組元件之橫切面，其具有：
i.　例如金屬基板(110)，其上層合包括主層(11)、相容/黏著層(12)、及官能化PO結合層(在面對電池(4)之TPO層(12)上整合成為黏著層5之13b)之背板(10)，其以符合互連PV電池(4)之大小的谷圖案壓印。
ii.　互連電池(4)係位於背板(10)上之谷中(例如藉自動機)。
iii.　然後在插入基板(110)上背板(10)之電池(4)上以黏著劑(2)層合較佳為撓性之前板(1)。
第5圖顯示熔焊在本發明背板(10)上之接線盒(601)的橫切面。接線盒可由PP製成。接線盒可裝有密封條(602)，其基於FPP材料且含金屬條(603)以提供渦流熔焊力或對熱及熔化密封條之抗性。條603亦可在條602內部為IR吸收層，以提供IR雷射熔焊力(只要另一層為IR透光性)。接線盒之襟翼(604)亦可由FPP製成以可將接線盒熱邊緣或熱空氣熔焊至背板(10)等。另一種可用之技術為超音波熔焊。
如果接線盒(601)之基座係基於聚醯胺(例如PA6或PA6-6)，則在此情形多層密封條(602)可由PP結合層(602a)與較厚之FPP層(602b/c)組成。薄層602c可含碳黑而可雷射熔焊。
接線盒可為在外殼之「可移除」頂蓋(如由Molex供應者)中具二極體及DC電纜連接的型式。僅將接線盒之基座熔焊(例如基於雷射光束)於背板，其在可能之多層密封條上方連接接線盒之基座內緣。
此條可事先藉注射/包覆附著接線盒之基座：
-　密封條位於模具之基座上(602a上方)。
-　注射接線盒材料(601)且包覆於602a上。
第6圖顯示可用於本發明之層的比較性機械熱分析(E’模數及負載下變形”L0”)。
現已使用EVA層(9% VAc)作為PV模組(Uni-Solar PVL 136市售模組)內封裝層之一部分。甚至將此PV模組直接層合在防水薄膜上及裝設在絕緣板上(熱頂應用)。此材料因此為參考材料，只要有關耐熱性。
基於Adsyl 5C 30 F/VLDPE Exact 8201之50/50混合物之層顯示類似EVA層或較佳之負載下變形、及類似之E模數。
VLDPE Exact 8201可被VLDPE Exact 0201取代以改良熱扭曲抗性。
基於VLDPE Exact 0201之層較柔軟，但是在至多90℃變形仍為相當可接受。如果必要，則例如部分矽烷交聯或添加RCP將降低變形及層合期間(模組封裝)流動。
第7圖顯示以下之間之比較性透光度：
A)　基於Adsyl 5C 30 F/VLDPE Exact 0201之25/75混合物的0.35毫米厚膜(不添加HALS安定劑或UV吸收劑)
B) 0.460毫米厚膜Etimex Vistasolar 486.10
透光度類似(除了UV範圍，因為未對測量用”Adsyl 5C 30 F/VLDPE Exact 0201”膜加入UV吸收劑)。
RCP係由熟悉此技藝者選擇以在PV模組操作溫度(一般為65℃)顯示最大透明度。
以基於VLDPE Exact 0201或0203(無RCP)之層得到稍高之透光率。
包括RCP/VLDPE摻合物之薄層以控制橫向流動為可行的，而且提供令人滿意之透光率。
對VLDPE添加”RCP”導致較擴散之透光，其對薄膜PV電池之效率通常有益。
基於例如VLDPE Exact 0203之核心層(B)(交聯或具內薄RCP/VLDPE層)可與基於OREVAC 18300官能化聚烯烴之外部薄層(例如10微米)共擠壓，而產生A/B/C結構。此A與C層之非常薄厚度不會顯著地降低透明TPO膜(A/B/C)之透光率。
第8圖顯示以下之DSC分析(10K/分鐘)：
i.　(上)基於Hifax CA 10 A之背板(10)：熔化溫度為約142℃。高於150℃之殘餘熔化熱小於5焦耳/克。
ii.　(下)基於Hifax CA 12 A之背板(10)：熔化溫度為約163℃。高於150℃之殘餘熔化熱為約30焦耳/克。
為了藉DSC(差式掃描熱度計)測量聚合材料之殘餘熔化熱，其測量所調查聚合材料之熔化焓(依照MTM 15902)而進行。將聚合材料以10K/分鐘之速度加熱。如在第8圖所見到，其繪製表示聚合材料之比熱(Cp)的基線。在測試中使用以下方程式以基線與曲線間之面積(A)計算聚合材料之熔化焓：ΔH=K‧A，其中ΔH為熔化焓，K為熱量常數，及A為曲線下面積。熱量常數隨儀器而不同，及係藉由分析熔化焓已知之完全特徵化樣品而測定。殘餘熔化熱RHf係藉由在層合溫度右方(即上方)對面積Ar限制相同面積A而得：RHf=K‧Ar。如果基於聚合材料之層含一定重量% Wk之無機填料，則由RHf=K‧Ar/(1-Wf)得到層之聚合部分在高於層合溫度之殘餘熔化熱。
其首先為與進入層合器之材料有關之加熱測量。
由第8圖可了解，聚合材料之熔點不足以界定本發明之可用性。事實上可得到一種在層合溫度具充分之殘餘熔化熱，但是熔點低於層合溫度的組成物。此外材料可具有高熔點，但是可為本質上非晶性且具有過低之殘餘熔化熱。
第9圖顯示一種在由基於官能化FPP(例如以MAH官能基接枝)之摻合物組成之擠壓棒的基座上，以鋁架(6001)密封PV模組之背板(10)的手動擠壓頭(6002)之略圖。此棒首先藉傳統擠壓程序製造且藉手動擠壓器熔化(參見Lesiter Hand Extruder之指示)，及為了長久密封目的而泵入背板(10)與鋁架(6001)間之穴(6003)中。
為了描述本發明之發現，其藉已知之低剪切擠壓技術製造以下厚0.5毫米之黏著膜：
膜E1)：得自Dupont之Elvax 150(具33% VAc共單體之EVA)，其具0.2% Naugard P(抗氧化劑)、0.3% Chimassorb 81(得自Ciba之UV吸收劑)、與0.1% Tinuvin 770(得自Ciba之HALS)。
膜E2)：與膜E1相同，但是添加1.5%之得自Arkema的Lupersol TBEC(快速硬化過氧化物，碳酸第三丁基過氧基-2-乙基己酯)。
膜E3)：與膜E2相同，但是添加0.25%之得自Dow Corning的Z-6030(γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷-黏附促進劑)。
然後基於數種撓性PP樹脂藉擠壓製造0.6毫米背板。
主層A)：得自LyondellBasel之Hifax CA 10 A(Tm為142℃及高於150℃之殘餘熔化熱小於5焦耳/克，MFR=0.6克/10分鐘的RCP系PP/EPR反應器摻合物)。
主層B)：將Hifax CA 10以Hifax CA 60取代(等同Hifax CA 10 A但MFR為14克/10分鐘)。
主層C)：將Hifax CA 10以Hifax CA 12 A取代(Tm為163℃及MFR=0.9克/10分鐘之同元PP系PP/EPR反應器摻合物)。
主層D)：將Hifax CA 10 A以Hifax CA 7441取代(Tm為163℃及高於150℃之殘餘熔化熱小於約30焦耳/克，MFR=0.9克/10分鐘且EPR含量較高的同元PP系PP/EPR反應器摻合物)。
主層E)：將Hifax CA 10 A以VLDPE Exact 8201(比例：50/50；75/25；90/10)之RCP的機械摻合物(例如Adsyl 5C 30 F，在150℃完全熔化)取代。
主層F)：將50份之Saytex BT 93(乙烯貳四溴酞醯亞胺)加入Hifax CA 10，即將50份之Saytex BT 93(乙烯貳四溴酞醯亞胺)混合100份之Hifax CA 10 A樹脂。
主層G)：將50份之Saytex 8010(乙烯貳五溴苯基)加入Hifax CA 10。
主層H)：將50份之Saytex 8010加入Hifax CA 60。
主層I)：首先將Hifax CA 10 A膜在80℃水中浸泡2小時期間，以布乾燥，然後層合。
主層J)：首先將添加50份之Saytex BT 93的Hifax CA 10 A膜在80℃水中浸泡2小時期間，以布乾燥，然後層合。
然後為了評估三種不同組成物之黏附性能(依照EN 12316-2之剝除性能)，在其間藉數片黏著膜E1、E2與E3之助，將這些背板「膠黏」(即以150℃-4巴壓迫15分鐘期間)另一片相同背板。為了可啟動及實行剝除測試，其將分隔條包括於一片背板與黏著膜之間(「背板/黏著膜(E1或E2或E3)/分隔條/背板」)。
測量以下之剝除強度(因交聯反應難以控制而為比較性結果)：
實驗明確地顯示在EVA背黏著層(5)中添加過氧化物與矽烷之效果。此添加劑可得可交聯EVA黏著膜(5)與層合在主層(11)上、低殘餘熔化熱之FPP層(13)的良好黏附性。此添加劑在EVA黏著膜中之濃度可進一步由熟悉此技藝者微調，以進一步改良與層合在主層(11)上、低殘餘熔化熱之層(13)的黏附性。
以Hifax CA 60系膜得到之較低結果係與較低之分子量(MFR=14克/10分鐘)有關，其被過氧化物進一步降低(解聚=PP鏈斷裂)。
以Hifax CA 12 A系膜得到之較低結果係與此樹脂(同元PP系)之較高殘餘熔化熱有關。較高之橡膠含量(Hifax CA 7441 A)導致較佳之黏附性。
具VLDPE Exact 8201之RCP(例如Adsyl 5C 30 F)導致稍微改良之黏附性(相較於Hifax CA 10 A)。VLDPE之量並不嚴格。為了得到良好之撞擊抗性，VLDPE為必要的。
Adsyl 5C 30 F在150℃之層合溫度完全熔化。
本發明進一步藉以下實例而更為明確，其不表示將範圍限制於指定之所提供實例。所示以外之其他較佳特點組合亦可行及可用。
實例1)：由熔化溫度較模組層合溫度高之FPP層(11)、及對EVA黏著膜(5)具改良黏附性之FPP層(13)組成之共擠壓或共層合背板箔(10)-第1圖
藉共擠壓得到以下之背板：
-　層1(11)=具以下組成物之550微米厚膜：Hifax CA 12 A：100份，其具TiO2 Kronos 2220：10份；Chimassorb 2020：0.8份；Tinuvin 770：0.2份；Chimassorb 81：0.2份；Irgastab FS301：0.3份。
-　層2(13)=具以下組成物之50微米厚膜：Adsyl 5C 30 F(得自LyondellBasell)：50份；Exact 8201 VLDPE(得自Dexplastomer)：50份；TiO2 Kronos 2220：5份；Chimassorb 2020：0.8份；Tinuvin 770：0.2份；Chimassorb 81：0.2份；Irgastab FS301：0.3份。
層1與2係藉共擠壓(歧管擠壓模)以單步驟製造。
Hifax CA 12 A為PP同元聚合物與EPR之反應器摻合物，而且具有163℃(MTM 15902)之熔化溫度、在高於150℃為約30焦耳/克之殘餘熔化熱，及0.9克/10分鐘之低熔化流動速率(230℃/2.16公斤-ISO 1133)。
此產物具有優良之撞擊抗性(延性/脆性溫度轉移<=-50℃-MTM 17238)、及<-40℃之優良低溫冷彎曲力。
Adsyl 5C 30 F為PP之無規共聚物(共單體=乙烯與丁烯，即C2、C3、C4共聚物)且具有132℃之熔化溫度(MTM 15902)，即樹脂在150℃之層合溫度完全熔化。
Exact 8201為VLDPE(辛烯共單體)且具有73℃之熔化溫度。
Adsyl 5C 30 F與VLDPE Exact 8201之摻合物導致對PP反應器摻合物系箔(11)之令人滿意黏附性、及良好之冷彎曲力(<-40℃；EN 495/5)。隨EVA黏著層(5)接觸”Adsyl 5C 30 F/VLDPE 8201”系層(13)而硬化，過氧化物移動至層(13)中且導致此層之VLDPE 8201與主層(11)之部分交聯，其可得良好之黏附性，即使是在高於EXACT 8201之熔化溫度。
如果必要，則可降低Exact 8201之量及/或以Exact 0201部分地取代樹脂，及採用相容層(12)。
Adsyl 5C 30 F單獨(無VLDPE)(如每個RCP)具有不良之冷折疊力。
Tinuvin 770與Chimassorb 81為可交聯EVA黏著層(5-2)之常用HALS與UV吸收劑。此添加劑自背板(10)移動至EVA層(5-2)內而補償損失(因移動、因過氧化物降解/反應、...)。
相較於Tedlar/PET/Tedlar箔，膜之性質歸納於下表：
(*)依照ISO 4892按以下特定條件之2,500小時的”2-SUNS” UV老化：每2小時之18分鐘去離子水噴灑循環，在340奈米照射：1瓦/平方米，內外為硼矽酸鹽“S”型燈過濾器，黑板溫度=88℃，測試室溫=45℃。
2500小時等於在Florida州20年之15%地面反射(朝北傾斜30°)。在玻璃板上將FPP膜(10)層合0.460 Etimex Vistasolar 486.10 EVA黏著劑(在150℃-1巴，經15分鐘)。
在暴露於等同Florida州20年之UV放射線後(背板應用)，包括在將FPP箔(10)層合EVA黏著層(5)時，本發明背板之UV老化行為優良。EVA層(5)之過氧化物沒有無法接受地減損背板(10)的耐用性。
電性質(部分放電最大電壓)優良。為了進一步改良此性質，其可藉由將例如2片0.3毫米之箔層合在一起而製造0.6毫米之FPP箔。
本發明PP箔之水蒸氣滲透低於TPT參考材料。
背板為熱塑性，其易於藉例如雷射熔焊、粒之擠壓熔焊、熱楔或熱空氣熔焊、渦流或歐姆(包括金屬條或電阻)熔焊、超音波熔焊等，將接線盒(例如PP系接線盒)熔焊於背板(10)。熔焊部分較膠黏部分可靠。
在傳統Meyer真空層合機(壓膜機)中，依照熟悉此技藝者已知之條件(30分鐘循環-150℃)製造模組(玻璃(1)/EVA Vistasolar 486.10(2)黏著層0.46毫米/結晶矽電池(4)/EVA Vistasolar 486.10(5)黏著層0.46毫米/此實例1之FPP背板(10)(層13面對電池(4))。
測量FPP箔(10=13/11)與EVA(5)間之黏附性且發現不小於40牛頓/公分。
壓機之薄膜污染、或尺寸安定性之問題、或背板(10)之損壞均未觀察到。實例1之背板(10)之流動非常有限。
層13(Adsyl 5C 30 F/LDPE Exact 8201混合物)對EVA(Elvax 150)之固有黏附性不良(明確地小於20牛頓/公分，如實例1之TPO箔(100)的情形)。EVA黏著層(Vistasolar 486.10)之過氧化物與矽烷令人驚奇地引發黏附性。
實例2)具底層(13a)之背板-第2圖：
現已觀察到FPP背板(10)與EVA黏著層(5)間之黏附性在例如潮濕條件儲存後可能變低，而在極端之情形造成FPP背板(10)與EVA黏著層(5)間之黏附值低至固有黏附值(一般為12牛頓/公分)。
在深入之作業及研究後，本發明背板(10)對EVA黏著層(5)(例如Etimex 486.10型)之黏附性已藉FPP箔(11)與「底」層(13a)之共擠壓或共層合而改良，其對EVA黏著層(5)顯示固有黏附性。
因此藉由例如以下多層膜之共擠壓與共層合而製造：
-　層1(13a)=基於EVA(聚乙烯-乙酸乙烯酯)與例如9%乙酸乙烯酯共聚物(例如得自Total Petrochemicals之EVA 1010VN3)、與顏料、可及功能性粒子及添加劑(例如先前實例所示)之10微米厚層。
-　層2(12a)=PE系樹脂(例如得自Dexplastomer之Exact 0203 VLDPE)、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)之10微米厚層。
-　層3(12b)=基於25份之無規PP共聚物(例如得自LyondellBasell之Adsyl 5C 30 F)、與75份之PE(例如得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE)、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)之混合物的40微米厚層。
-　層4(12c)=基於50份之無規PP共聚物(例如得自LyondellBasell之Adsyl 5C 30 F)、與50份之PE(例如得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE)、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)之混合物的40微米厚層。
-　層4bis(12c bis)=基於50份之無規PP共聚物(例如得自LyondellBasell之Adsyl 5C 30 F)、與50份之PE(例如得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE)、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)之混合物的20微米厚層。
-　層5(12d)=具以下組成物之20微米厚膜層：50份之Hifax CA 12 A、50份之Exact 0201、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)。
-　層6(12e)=具以下組成物之40微米厚膜層：75份之Hifax CA 12 A、25份之Exact 0201、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)。
-　層7(12f=11)=具以下組成物之420微米厚膜層：100份之Hifax CA 12 A、與顏料及添加劑(例如先前實例所示)。
將層1至4共擠壓，然後與共擠壓層4bis至7共層合而得到背板(10)：
-　(11)=FPP層
-　(12a)在(12b)上在(12c)上...=相容層
-　(13a)=EVA底層
現已發現，層(13a)對可交聯EVA黏著層(5)之黏附性在時間上(儲存壽命議題)比FPP箔(11)單獨之情形較可靠(較佳之固有黏附性)，及對層合條件較不敏感。
層(11)及(12、12b、...)可含抗酸劑(酸清除劑，如水滑石及/或金屬硬脂酸鹽等)。
在傳統Meyer真空層合機(壓膜機)中，依照熟悉此技藝者已知之條件(30分鐘循環-150℃)製造模組(玻璃(1)/EVA Vistasolar 486.10(2)黏著層0.46毫米/結晶矽電池(4)/EVA Vistasolar 486.10(5)黏著層0.46毫米/此實例2之FPP背板(10)(層13面對電池(4))。測量背板箔(10)與EVA黏著膜(5)間之黏附性且發現不小於30牛頓/公分。在層(13a)中包括功能性填料則改良對EVA黏著膜(5)之黏附性。
實例3)具整合黏著層、官能化PO結合層(13b=5)之背板-第3圖：
藉共擠壓製造以下之多層膜：
-　層1(13b)=基於LLDPE-MAH接枝(如得自Arkema之Orevac 18300)、與添加劑(例如Tinuvin NOR 371 FF：0.8份、Chimassorb 81：0.2份、Irgastab FS301：0.3份)、可及顏料(如碳黑或TiO2 )(若層流動直到PV電池上方則無顏料)之20微米厚層。
-　層2(12a)=PE系樹脂(例如得自Dexplastomer之Exact 0203 VLDPE)、與添加劑(例如先前實例所示)、可及顏料之40微米厚層。
-　層3(12b)=基於25份之無規PP共聚物(例如得自LyondellBasell之Adsyl 5C 30 F)、與75份之PE(例如得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE)、與添加劑(例如先前實例所示)、可及顏料之混合物的40微米厚層。
-　層4(12c)=基於50份之無規PP共聚物(例如得自LyondellBasell之Adsyl 5C 30 F)、與50份之PE(例如得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE)、與添加劑(例如先前實例所示)、可及顏料之混合物的60微米厚層。
其他層：如實例2。將共擠壓層1至4與共擠壓層4bis至7共層合(可在PV模組層合機內)而得到背板(10)：
-　(11)=FPP層
-　(12a)在(12b)上在(12c)上...=相容及層合流動層
-　(13b)=官能化PO結合層及層合流動層
其可使用熔化溫度比Adsyl 5C 30 F較高及/或MFR較低之RCP降低流動。
如果必要，則可修改數層之厚度及柔軟度以改良圍繞電池(4)之流動。
實例4)：具整合黏著層、官能化PO結合層(13b=5)之背板-第3圖，包含具彈性體PP之中間層(12b)：
主層背板(11)係例如基於以下之共擠壓層：
-　(11a)基於Hifax CA 12 A(如實例1之相同添加劑)、或基於Hifax CA 12 A、CA 10 A與CA 60(如實例1之相同添加劑)之混合物的50微米後層。
-　(11b)基於撞擊經修改同元聚合物PP、及添加劑(如實例1)之300微米核心。
-　(11c)基於Hifax CA 10 A與CA 60(如實例1之相同添加劑)、或基於Hifax CA 12 A、Hifax CA 10 A與Hifax CA 60之混合物的50微米前層。
由於合倂彈性體PP(versify 2400)而將中間層(12)減成2層，其改良相容性：
(12b)具以下組成物之50微米厚TPO(FPP)中間層1：
○　Hifax CA 10 A(得自LyondellBasell之PP/EPR反應器摻合物)：10份；
○　Hifax CA 60(得自LyondellBasell之PP/EPR反應器摻合物)：30份；
○　Versify 2400.01(得自DOW之彈性體PP樹脂)：10份；
○　Exact 0203(得自Dexplastomer之VLDPE樹脂)：50份；
○　TiO2 Kronos 2220：5份；
○　Chimassorb 2020：0.8份；
○　Tinuvin 770：0.2份；
○　Chimassorb 81：0.2份；
○　Irgastab FS301：0.3份。
(12a)具以下組成物之300微米厚TPO中間層2：
○　Exact 0201(得自Dexplastomer之VLDPE樹脂)：100份；
○　TiO2 Kronos 2220：5份；
○　Chimassorb 2020：0.8份；
○　Tinuvin 770：0.2份；
○　Chimassorb 81：0.2份；
○　Irgastab FS301：0.3份。
結合層(13b)如下：
(13b)具以下組成物之30微米厚結合層：
○　Orevac 18300(得自Arkema之LLDPE-MAH接枝)，
○　Tinuvin NOR 371 FF(得自Ciba之NOR-HALS)：0.8份，
○　Chimassorb 81：0.2份，
○　Irgastab FS301：0.3份，
○　TiO2 Kronos 2220：10份，以限制老化及由於安定劑(HALS、...)造成之變黃。
層(11)及(12a、12b)可含抗酸劑(酸清除劑，如水滑石及/或金屬硬脂酸鹽等)。較佳為將(11)/(12b)共擠壓在一起且在共擠壓層上共層合(12b)/(12a)/(13b)。
在傳統Meyer真空層合機(壓膜機)中，依照熟悉此技藝者已知之條件(30分鐘循環-145℃)製造PV模組(4毫米回火低鐵玻璃(1)/EVA Vistasolar 486.10(2)黏著層0.46毫米/250微米厚結晶矽電池(4)/黏著劑整合背板(10)13b/12a/12b/11。
依照EN 12316-2剝除而測量黏著劑整合背板13b/12a/12b/11與EVA(2)間之黏附性。黏附性優良(>40牛頓/公分)，及由於數層間之優良相容性而未觀察到內部脫離。在浸於60℃水中3個月期間，黏附性仍優良。
PV模組較具EVA/TPT層受較佳之對抗潮濕保護。結合層/TPO背黏著劑系統遠比EVA不滲水蒸氣。製造之模組無缺陷。
實例5)：具整合黏著層、官能化PO結合層(13b=5)之背板-第3圖，其包含中間層與VLDPE封裝層(12)之反應性系統：
藉由在約255℃共擠壓而製造以下之5層多層膜：
-　層1(13b)=基於LLDPE-MAH接枝(如得自Arkema之Orevac 18300)、與添加劑(例如Tinuvin NOR 371 FF：0.8份、Chimassorb 81：0.2份、Irgastab FS301：0.3份)、可及顏料(如碳黑或TiO2 )(若層流動直到PV電池上方則無顏料)之20微米厚層。
-　層2(12a)=PE系樹脂(例如得自Dexplastomer之Exact 0203 VLDPE)、與添加劑(例如先前實例所示)、可及顏料之290微米厚層。此層可部分地交聯(與矽烷、...)。
-　層3(12b)=基於LLDPE-MAH接枝(如得自Arkema之Orevac 18300)、與添加劑(例如Tinuvin NOR 371 FF：0.8份、Chimassorb 81：0.2份、Irgastab FS301：0.3份)、可及顏料(如碳黑或TiO2 )(若層流動直到PV電池上方則無顏料)之20微米厚層。
-　層4(12c)=基於PA6(得自BASF之PA6 Ultramid B36LN)、與可用之安定劑、添加劑及顏料、(如果必要)與一般水解安定劑之150微米厚層。
-　層5(12d)=基於RCP-MAH接枝(如得自Mitsui之Admer QF 551E)、與添加劑(例如Tinuvin NOR 371 FF：0.8份、Chimassorb 81：0.2份、Irgastab FS301：0.3份)、可及顏料(如碳黑或TiO2 )之20微米厚層。
此5層500微米膜與FPP層(11)共層合(藉連線擠壓塗覆或離線)，層(12d)接觸層(11)，層(11)為例如基於以下組成物之擠壓300微米層：Hifax CA 12 A：100份，其具TiO2 Kronos 2220：10份；Chimassorb 2020：0.8份；Tinuvin 770：0.2份；Chimassorb 81：0.2份；Irgastab FS301：0.3份。
其得到以下之800微米黏著劑整合背板(10)：
-　(11)=FPP層
-　(12a)在(12b)上在(12c)上在12(d)上=相容及層合流動層。層(12c)為耐熱層
-　(13b)=官能化PO結合層及層合流動層
層(13b)/(12a)可分別地共擠壓，層(12a)接受蒸氣以引發交聯，及直接層合在藉共擠壓而得之膜(12b)/(12c)/(12d)之層(12b)上。
由於反應性系統，層間黏附性優良，即使是在層合以製造PV模組之後。
實例6：透明TPO層(2)-第3圖：
藉歧管共擠壓、或擠壓與層合之組合(擠壓塗覆)而製造以下之透明結合層/TPO/結合層上黏著層(2)，其包括以下之層：
i.　基於例如LLDPE-MAH接枝(如得自Arkema之Orevac 18300)、與NOR-HALS(例如0.5份之Tinuvin 123)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之10微米厚層。
ii.　基於例如100份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的90微米厚層。
iii. 200微米透明TPO層，其為：
‧　基於例如100份之辛烯型VLDPE(得自Dexplastomer之”Exact”型)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的單層，
‧　由以下之層組成之多層：
1.　基於例如75份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與25份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的15微米厚層。
2.　基於例如50份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與50份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的20微米厚層。
3.　基於例如75份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與25份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的15微米厚層。
4.　基於例如100份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的100微米厚層。
5.　基於例如75份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與25份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的15微米厚層。
6.　基於例如50份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與50份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的20微米厚層。
7.　基於例如75份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與25份之RCP(Clyrell RC 1414)、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的15微米厚層。
iv.　基於例如100份得自Dexplastomer之Exact 0201 VLDPE、與Tinuvin 770(0.3份)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之混合物的90微米厚層。
v.　基於例如LLDPE-MAH接枝(如得自Arkema之Orevac 18300)、與NOR-HALS(例如0.5份之Tinuvin 123)、可及UV吸收劑(Chimassorb 81，0.3份)、與一般透明性抗氧化劑之10微米厚層。
在150℃之典型層合溫度，VLDPE Exact 0201具有高流動趨勢，其導致許多製造難處(PV電池之移動、層合機帶之污染、不均勻上黏著劑厚度等...)。交聯或包括基於RCP/VLDPE調配物之層大為改良程序，其可進而在較低之溫度(一般為140℃)進行，因為不必將EVA硬化。
實例7)：PV模組製造
在壓膜機中製造以下組成物之PV模組：
a)　4毫米厚板(1)，其藉CVD在板接觸上黏著層(2)-b之表面處以Al2 O3 奈米層(恰在玻璃之浮式製造步驟後，藉鋁鹽氣溶膠之熱解分解)表面塗覆
b)　實例4)之上黏著層(2)
c)　互連結晶矽電池(4)或塑膠上之薄膜電池等，可及處理的表面使對b(2)及d(10)黏附較佳。
d)　實例3)之背黏著劑整合背板(10)
層合係在145℃經15分鐘完成。數層間之黏附性優良且觀察到可接受之橫向流動。
低溫層合亦可行，但是需要較長之接觸時間以得到所需之黏附性。
實例8)-自黏性接線盒Multi-contact之黏附性
將實例8)之PV模組的背板以得自Tantec之電漿噴管(PlasmaTec-1000瓦-100%電壓)局部地處理。TPO背板(10)之表面張力達到50毫牛頓/米。如供應者所推薦，將由Multi-contact供應之PV-接線盒PV-JB-LC壓迫在經處理區上。
接線盒黏附性係藉24小時後之手動剝除測試。其觀察到自黏劑內之內聚性失敗。
如果必要，則可使用相同之電漿噴管處理層合模組之背板(100)的邊緣，而得到良好之黏附性(例如與矽酮或PUR密封劑)。
以上之說明不涵蓋全部之可行組合為明顯可知。其他之組合可由熟悉此技藝者自本發明之說明衍生且可使用。
EP 09009543.1與EP 09015706.6號專利之揭示在此倂入作為參考。
1．．．頂層
2．．．上黏著層
4．．．光伏打電池，作用材料
5．．．背黏著層
10．．．背板
11．．．主層
12．．．相容層
13．．．面對作用層之層
110．．．基板
601．．．接線盒
602．．．密封條
603．．．金屬條
604．．．襟翼
6001．．．鋁架
6002．．．手動擠壓頭
6003．．．穴
第1圖顯示具共擠壓或共層合FPP背板(10)之PV模組的橫切面；
第2圖顯示具多層背板(10)之本發明PV模組的橫切面；
第3圖顯示一種PV模組之橫切面；
第4圖顯示PV模組元件之橫切面；
第5圖顯示熔焊在本發明背板(10)上之接線盒(601)的橫切面；
第6圖顯示可用於本發明之層的比較性機械熱分析(E’模數及負載下變形”L0”)；
第7圖顯示比較性透光度；
第8圖顯示DSC分析(10K/分鐘)；及
第9圖顯示一種在由基於官能化FPP(例如以MAH官能基接枝)之摻合物組成之擠壓棒的基座上，以鋁架(6001)密封PV模組之背板(10)的手動擠壓頭(6002)之略圖。

Claims (27)

  1. 一種多層PV模組背板(10)，其包含：i. UV安定撓性聚丙烯FPP主層(11)，其中其聚合部分在模組層合溫度具有超過10焦耳/克之殘餘熔化熱，ii. 至少一片面對電池之基於TPO聚合物摻合物的共擠壓層(13)，其在一般為150℃之模組層合溫度具有小於5焦耳/克之殘餘熔化熱其中該FPP係選自：‧PP樹脂(同元或共聚物)與乙烯丙烯橡膠之機械或反應器摻合物，‧PP樹脂與彈性體PP樹脂之機械FPP摻合物，‧PP與線形低密度聚乙烯或非常低密度聚乙烯塑性體之機械FPP摻合物，‧PP嵌段與PE嵌段之聚合FPP摻合物，或上述之摻合物。
  2. 如申請專利範圍第1項之背板，其中所使用FPP樹脂摻合物之熔化流動速率小於10克/10分鐘。
  3. 如申請專利範圍第1項之背板(10)，其與對EVA黏著層(5)具有固有黏附性之底層(13a)層合或共擠壓。
  4. 如申請專利範圍第1項之背板(10)，其與官能化PO層(13b)(即結合層)層合或共擠壓成為整合背黏著層，而取代可交聯EVA黏著層(5)。
  5. 如申請專利範圍第1項之背板(10)，其中在面對電池之層 (13)的組成物與主層(11)之間提供數片具有經修改中間組成物之FPP系中間層(12)，該層逐件地使層之組成物與流變性相符而結合。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之背板(10)，其含功能性粒子。
  7. 如申請專利範圍第6項之背板(10)，其中功能性粒子為乙烯雙四溴酞醯亞胺。
  8. 如申請專利範圍第3或4項之背板(10)，其中在主層(11)與底層(13a)或該與背板層合或共擠壓成為整合背黏著層之官能化PO層(13b)之間提供至少一片基於聚丙烯與(共)聚乙烯間之FPP「相容樹脂摻合物」的中間層(12)。
  9. 如申請專利範圍第8項之背板(10)，其中中間FPP層(12)包含VLDPE及/或彈性體PP樹脂以改良相鄰層間之相容性。
  10. 如申請專利範圍第4項之背板(10)，其中提供至少一片中間相容層(12b)，其為具一片由官能化PP系結合層組成之面對主層(11)之層、一片反應性中間層及一片基於(共)PE結合層之面對該結合層(13b)之層的3層反應性系統。
  11. 如申請專利範圍第10項之背板(10)，其中中間FPP層(12)包含VLDPE及/或彈性體PP樹脂以改良相鄰層間之相容性。
  12. 如申請專利範圍第1至5或10項中任一項之背板，其中FPP主層的聚合部分在模組層合溫度具有超過20焦耳 /克之殘餘熔化熱，及/或面對電池(13)之TPO聚合物摻合物在模組層合溫度熔化。
  13. 如申請專利範圍第1至5或10項中任一項之背板，其中TPO係選自：‧PP樹脂(同元或共聚物)與乙烯丙烯橡膠之撓性聚丙烯(FPP)機械或反應器摻合物，‧PP樹脂與彈性體PP樹脂之機械FPP摻合物，‧PP與線形低密度聚乙烯或非常低密度聚乙烯塑性體之機械FPP摻合物，‧PP嵌段與PE嵌段之聚合FPP摻合物，‧聚乙烯塑性體或線形低密度聚乙烯，即藉乙烯與短鏈α-烯烴之共聚合而得之PE，密度小於925公斤/立方米(ISO 1183)，‧乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐(可接枝)、及離子聚合物之極性共單體的共聚物或上述之摻合物。
  14. 一種PV模組，其包含如申請專利範圍第1至13項中任一項之背板(10)。
  15. 如申請專利範圍第14項之PV模組，其中上黏著層(2)係基於離子聚合物或PE結合層或(共)聚乙烯，及外層係基於PE結合層。
  16. 如申請專利範圍第14項之PV模組，其中上黏著層(2) 為透明官能化TPO或結合層/TPO/結合層，其中TPO層因交聯或提供內RCP/VLDPE層之一而在層合溫度具有低橫向流動，且其中TPO係選自：‧PP樹脂(同元或共聚物)與乙烯丙烯橡膠之撓性聚丙烯(FPP)機械或反應器摻合物，‧PP樹脂與彈性體PP樹脂之機械FPP摻合物，‧PP與線形低密度聚乙烯或非常低密度聚乙烯塑性體之機械FPP摻合物，‧PP嵌段與PE嵌段之聚合FPP摻合物，‧聚乙烯塑性體或線形低密度聚乙烯，即藉乙烯與短鏈α-烯烴之共聚合而得之PE，密度小於925公斤/立方米(ISO 1183)，‧乙烯與選自乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐(可接枝)、及離子聚合物之極性共單體的共聚物，或上述之摻合物。
  17. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其中將接線盒熔焊在背板(10)上。
  18. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其中將接線盒膠黏在至少經局部電漿表面處理之背板(10)上。
  19. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其中背板(10)與官能化PO層(13b)(即結合層)層合或共擠 壓成為整合背黏著層，而取代可交聯EVA黏著層(5)。
  20. 如申請專利範圍第19項之PV模組，其包含基於(共)聚乙烯塑性體(12a)之TPO中間層直接接觸結合層(13b)。
  21. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其中頂層(1)為一種在黏著層(2)側藉CVD(熱解分解)配有Al2 O3 奈米層之玻璃板。
  22. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其進一步在作用層(4)下包含屏障膜。
  23. 如申請專利範圍第14至16項中任一項之PV模組，其使用至少具基於官能化PP之外層的擠壓棒，而裝設密封背板(10)之鋁架。
  24. 如申請專利範圍第15或16項之PV模組，其中至少一片PE結合層係基於以順丁烯二酸酐接枝之(共)PE。
  25. 如申請專利範圍第24項之PV模組，其中背板(10)與官能化PO層(13b)(即結合層)層合或共擠壓成為整合背黏著層，而取代可交聯EVA黏著層(5)。
  26. 如申請專利範圍第25項之PV模組，其包含基於(共)聚乙烯塑性體(12a)之TPO中間層直接接觸結合層(13b)。
  27. 一種如申請專利範圍第1至13項中任一項之背板(10)的用途，其係用作為金屬或金屬/聚合複合基板上之整合絕緣層。
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