包含具有硅烷基团的绝缘层的光伏组件的制作方法_3

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,并进一步优选地,所述Ar基团是烃基取代的苯或萘环,所述烃基自由基在苯的情 况下含有8到20个碳原子,在萘的情况下含有4到18个碳原子。
[0075] 进一步优选的是,所述烃基自由基是有10到18个碳原子的烷基取代基,和更优选 的是所述烷基取代基含有12个碳原子并选自十二烷基和四丙基。由于商业的可用性,最优 选的是所述芳基基团是带有含12个碳原子的烷基取代基的苯取代的基团。
[0076]目前最优选的化合物是十二烷基苯磺酸和四丙基苯磺酸。
[0077]所述硅醇缩合催化剂也可以是所述磺酸化合物的前体,包括所有提到的优选实施 方案,即通过水解转换为所述化合物的一种化合物。这样前体是例如磺酸化合物的酸酐或 带有可以通过水解去除的可水解的保护基团如乙酰基的磺酸。
[0078] 在第二个优选实施方案中,所述磺酸催化剂选自EP 1309631和EP 1309632中所描 述的那些,即
[0079] a)选自由以下(i)-(iv)组成的组的化合物
[0080] (i)l到4个烷基取代的烷基化的萘单磺酸,其中每个烷基基团是5到40个碳原子的 直链或支链的烷基,每个烷基基团可以相同或不同,并且其中烷基基团的碳的总数在20到 80个碳原子的范围;
[0081] (ii)芳基烷基磺酸,其中所述芳基是苯基或萘基,并由1到4个烷基取代,其中每个 烷基基团是5到40个碳原子的直链或支链的烷基,每个烷基基团可以相同或不同,并且其中 烷基基团的碳的总数在12到80个碳原子的范围;
[0082] (iii)(i)或(ii)的衍生物,选自由其酸酐、酯、乙酰化物、环氧封端酯(epoxy blocked ester)和胺盐组成的组,其可水解为相应的烷基萘单磺酸或芳基烷基磺酸;
[0083] (iv)(i)或(ii)的金属盐,其中所述金属离子选自由铜、铝、锡和锌组成的组;和
[0084] b)选自由以下(i)-(ii)组成的组的化合物
[0085] (i)烷基化的芳基二磺酸,选自由结构(III)和结构(IV)组成的组:
[0086]
[0087] 其中Ri和妒的每一个是相同或不同的
,是6到16个碳原子的直链或支链的烷基,y为 0到3,z是0到3,附带条件是y+z是1到4,n是0至lj3,X是选自由-C(R 3)(R4)_(其中的R3和R4的 每一个是H或独立地是1到4个碳原子的直链或支链的烷基,并且此时η是I)、-C( =0)-(此时 η为1)、-S-(此时η为1到3)和-S(0)2-(此时η为1)组成的组的二价基;以及
[0088] (ii)上述(i)的衍生物,选自由其酸酐、酯、环氧封端磺酸酯、乙酰化物和胺盐组成 的组,其可水解为烷基化的芳基二磺酸,
[0089] 连同所述欧洲专利提到的那些磺酸的所有优选实施方案。
[0090] 优选地,在用于制备所述光伏组件的绝缘材料的聚烯烃组合物中,所述硅醇缩合 催化剂的量是〇. 0001到6wt %,更优选0.001到2wt %,和最优选0.02到0.5wt %。
[0091] 优选地,在最终的绝缘材料中,所述烯烃共聚物交联的程度达到至少50%,更优选 至少60%,最优选至少70%。
[0092] 所述最终的绝缘材料优选对于400-1100nm入射光总的半球透光率大于90%。
[0093]优选地,所述最终的绝缘材料有低于-40 °C的玻璃化转变温度。
[0094] 此外,优选地,所述最终的绝缘材料在20 °C/100 %相对湿度下具有小于0.5wt %的 水分吸收。
[0095] 进一步地,所述最终的绝缘材料优选具有IOOMPa或更低的拉伸模量,更优选50MPa 或更低,更优选是30MPa或更低,最优选25MPa或更低(ISO 527-2,lmm/min)。
[0096] 最后,所述最终的绝缘材料优选具有-40°C或更低的脆性温度。
[0097] 在本发明的光伏组件中,所述绝缘层优选有0.1到5毫米,更优选0.2到3毫米,最优 选0.3到1毫米的厚度。
[0098] 在用于制备所述绝缘层的组合物中,除了包括含有硅烷的单体单元的烯烃共聚物 和所述硅醇缩合催化剂之外,其它组分可能会存在。
[0099]但是,优选的是所述包括含有硅烷的单体单元的烯烃共聚物在制备所述绝缘层的 组合物中的量为至少30wt%,更优选至少50wt%,最优选至少90wt%。
[0100]在制备所述绝缘层的组合物中存在的优选的添加剂是紫外线吸收剂、紫外线稳 定剂,和/或抗氧化剂。
[0101] 此外,优选地,焦化迟延剂存在于所述组合物中。
[0102] 在制备所述绝缘层的组合物中添加剂优选紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧化 剂和/或焦化迟延剂的量,优选是5wt %或更少,更优选3wt %或更少。
[0103] 本发明的光伏组件进一步优选包括透明保护性前盖。可以使用任何常见类型的前 盖,如由玻璃、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂和含氟聚合物制成。
[0104] 通常,所述前盖的厚度为1到10毫米,更优选2到6毫米。
[0105] 绝缘层包括在任何上述实施方案中的包括含有硅烷的单体单元的稀经共聚物,所 述绝缘层非常适合与聚碳酸酯前盖一起使用,因为可以在制备光伏组件层压板的层压工艺 中使用更低的温度。因此,在本发明的光伏组件的一个实施方案中,所述组件包括前盖,所 述前盖包括聚碳酸酯树脂或由聚碳酸酯树脂组成。
[0106] 本发明的光伏组件此外优选包括保护性后盖或底盖。可以使用任何类型的后盖, 如金属或单层或多层板材,如热塑性树脂薄膜。所述后盖保护性材料的实例包括如锡、铝和 不锈钢的金属、如玻璃和单层或多层聚酯防护材料的无机材料、无机材料金属化的聚酯、含 氟树脂和聚烯烃。常用的后盖是三层层压板,所述三层层压板由第一聚氟乙烯(PVF)层,水 蒸气阻隔层如金属如铝层或聚对苯二甲酸乙二醇酯层,第二聚氟乙烯(PVF)层制成。这种包 括聚对苯二甲酸乙二醇酯作为中间层的三层膜也表示为TPT膜。
[0107] 本发明中降低的层压温度的可能性使得可以更广泛地使用更轻、对水解更不敏 感、更便宜的材料,如具有优良的电气和阻隔性能的高密度聚乙烯和聚丙烯。因此,在一个 实施方案中,本发明的光伏组件包括一张包括聚乙烯和/或聚丙烯的板材或薄膜作为保护 性后盖和底盖。
[0108] 通常,所述后盖的厚度是50到500微米,更优选80到250微米。
[0109] 通常,本发明的光伏组件包括或由下述部件组成:前盖、第一绝缘层、通过导电材 料相互连接的太阳能电池元件、第二绝缘层和后盖,任选地由金属如铝框支撑。
[0110] 在本发明的光伏组件中,至少一个、但优选两个绝缘层都包括在上述任意实施方 案中所述的包括含有硅烷基团的单体单元的烯烃共聚物。
[0111] 本发明还涉及制备光伏组件的方法,所述方法包括将绝缘材料板层压到太阳能电 池元件,所述绝缘材料包括在上述任意实施方案中所述的包括含有硅烷基团的单体单元的 烯烃共聚物。
[0112]通常,用于生产所述绝缘层的组合物挤出成为具有所需厚度的板材。
[0113]优选的是在挤出工艺中,交联是尽量避免的,即没有发生焦化。这可通过使用焦化 延迟剂实现,如在EP 449939或US 5350812中所述。
[0114] 在生产所述最终的光伏组件层压板的层压步骤之前,可以部分或完全进行所述挤 出的板材的交联。
[0115] 然而,仅在层压工艺中或之后,所述挤出的板材也可以交联到所需的程度。
[0116] 可以在传统的层压设备中进行所述层压工艺。
[0117] 优选地,在层压工艺中温度为150°C或更低,更优选130°C或更低,最优选HKTC或 更低。
[0118] 所述层压工艺中使用的压力通常低于2Bar,更优选低于IBar。
[0119] 总层压时间优选低于30分钟,更优选低于20分钟,最优选低于10分钟。
[0120] 本发明还涉及在上述任意实施方案中所述的包括含有硅烷基团的单体单元的烯 烃共聚物作为太阳能电池元件的绝缘材料的用途。
【附图说明】
[0121 ]下面通过实施例并参考以下附图进一步说明本发
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