专利名称：塑料光伏模块及其制造方法
技术领域：
本发明涉及高效率并适合用于例如汽车车顶区域或旅游住宿汽车中的轻质光伏模块(PV)，以及它的制备方法。光伏模块在下文中是指由一个或多个太阳能电池、太阳能电池的封装系统和任选的将所述光伏模块固定在载体上的固定装置构成的配置。
背景技术：
光伏模块对于从太阳光获得能量，尤其在汽车中是非常重要的。除了为了所谓舒服功能，例如維持电池电荷状态而提供能量，车辆内部空间的停车通风，停车处风道和空调 系统热交換器的干燥，以及空调系统在启动后运转时间的总体減少以外，车辆集成的发电在电机动性领域中是额外重要的。光伏电流发生器可以通过将所得太阳能供入汽车电器网络或将它储存在车辆电池中而为电气驱动器的驱动能量作出显著的贡献。太阳能还可以用来操作消耗电能的设备，例如旅游住宿汽车、载货汽车等中的冷却设备。因为汽车上受限的表面，所以尤其希望具有尽可能高效率的PV模块，该效率例如通过使用结晶PV电池达到。此外节约重量的设计也是合乎需要的，尤其是在具有轻型结构的车辆中的应用中。当前在市场上仅可获得具有玻璃作为外板的用于汽车的结晶光伏顶板(WebastoSolar)。玻璃的密度是由塑料，例如聚(甲基)丙烯酸甲酯PMMA制成的外板的密度的大约
2.I 倍。然而，例如，PMMA的热膨胀远高于玻璃。因此，在对应于现有技术的模块结构(ESG板/EVA (こ烯-こ酸こ烯酯共聚物)/PV电池/EVA/阻隔膜)中简单地用塑料板替换玻璃板不但在组件的接合过程中(在大约150摄氏度的高温下密封/压制)，而且在后续使用中都导致结晶PV电池中大的热应力，以致使该电池破裂和变得丧失作用。预制玻璃板在光伏模块中的使用(这例如在单板安全玻璃的情况下是必要的)一般具有的缺点是将模块组件的接合过程仅能间歇地进行并且比连续方法更加昂贵。DE3924393 (R0hm GmbH)描述了不含增塑剂的持久弹性的压敏粘合剤。所述粘合剂由未交联共聚物组成，该共聚物由含氨基的可通过自由基路线聚合的单烯键不饱和的单体与(甲基)丙烯酸烷基酯构成。DE19653605 (Rohm GmbH)描述了粘合剂，其由55重量％_99. 9重量％的结构和官
能的(甲基)丙烯酸酯単体的(甲基)丙烯酸酯共聚物组成，其中所述官能単体具有叔或季氨基，并且所述粘合剂另外含有O. I重量％-45重量％的含酸基的丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸酯的聚合物或共聚物，以及含有增塑剂。DE19653606 (Rohm GmbH)描述了粘合剂，其由55重量％_99. 9重量％的结构和官
能的(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯共聚物组成，其中所述官能単体具有叔或季氨基，并且所述粘合剂另外含有O. I重量％-15重量％的有机ニ或三羧酸，以及包含增塑剂。
发明内容
目的根据本发明的目的因此是·开发与现有技术相比具有显著减小的重量的PV模块。 开发具有如下结构的塑料PV模块，该结构使塑料外板的热膨胀从结晶PV电池的热膨胀脱开关联，以致不可能在使用中的热负荷交换期间发生电池的破裂。·开发具有球形形状的PV模块，该形状适应于所用载体的形状，例如汽车顶板。·开发挠性PV模块，该挠性PV模块可以通过冷弯曲转化成球形形状，而对PV电池不产生任何损害，或PV电池不会破裂。 ·开发PV模块的制备方法，使得当将组件接合时，不发生引起PV电池破裂的热膨胀。·开发适合于连续生产的PV模块的低成本制备方法。·开发复制球形形状的PV模块的成形方法。·开发粘合剂配方，该粘合剂配方在长时间内，例如最多30年内确保足够的耐候性。·开发在长时间内确保足够弹性的粘合剂配方。·该保护性覆盖物还必须对于常见的环境影响，例如雨或冰雹是惰性的。·开发在长时间内确保足够耐候性的阻隔膜。目的的达到根据本发明的目的如下达到图I中描绘了根据本发明的解决方案的示意结构。它由塑料板、具有包埋入的PV电池的弾性中间层和阻隔膜或作为阻隔片形式的第二塑料板组成。所述结构由厚度大约5mm的耐候性透明塑料板组成，该耐候性透明塑料板由具有足够机械強度的热塑性塑料，例如PMMA (聚甲基丙烯酸甲酷)或PC (聚碳酸酷)制成。由热塑性塑料制成的透明塑料板的厚度是Imm-IOmm,优选非常尤其优选的中间层(例如厚度大约O. lmm-5. Omm,优选O. 15mm_4. 5mm,非常尤其优选O. 2mm_4. Omm厚度的聚丙烯酸酯或有机硅)，和阻隔层或阻隔片，该中间层在使用温度范围(-40至+80°C )内是持久弹性的，其中已经包埋入了 PV电池，该阻隔层或阻隔片保护PV电池防止外部机械和气候影响(例如厚度大约O. lmm-4. Omm的PET、PVF、PMMA、PC)。聚碳酸酯是本领域已知的。聚碳酸酯可以形式上认为是由碳酸和脂族或芳族ニ羟基化合物形成的聚酷。它们可容易地通过ニ甘醇或双酚与光气或碳酸ニ酯按缩聚或酯交换反应进行反应获得。在此优选衍生自双酚的聚碳酸酷。所述双酚尤其包括2，2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2，2-双(4-羟苯基)丁烷(双酚B)、l，I-双(4-羟苯基)环己烷(双酚C)、2，2’ -亚甲基ニ苯酚(双酚F)、2，2-双(3，5- ニ溴-4-羟苯基)丙烷(四溴双酚A)和2，2-双(3，5- ニ甲基-4-羟苯基)丙烷(四甲基双酚A)。这些芳族聚碳酸酯通常通过界面缩聚或酯交换制备,其中细节在Encycl. Polym.Sci. Engng. 11，648-718 中给出。
在界面缩聚中，在惰性有机溶剂，例如ニ氯甲烷、氯苯或四氢呋喃中，将呈碱性水溶液形式的双酚乳化，并使之在逐步反应中与光气反应。胺用作催化剂，并在空间位阻双酚的情况下也使用相转移催化剂。所得聚合物可溶于所使用的有机溶剂中。聚合物的性能可以经由双酚的选择广泛地改变。如果同时使用不同的双酚,则还可以按多阶段缩聚构造嵌段聚合物。环烯烃类聚合物是可通过使用环状烯烃，尤其是通过使用多环烯烃获得的聚合物。环状烯烃包括，例如，单环烯烃，例如环戊烯、环戊ニ烯、环己烯、环庚烯、环辛烯，以及这些单环烯烃的含1-3个碳原子的烷基衍生物，实例是甲基、こ基或丙基，例如甲基环己烯或ニ甲基环己烯，以及这些单环化合物的丙烯酸酯衍生物和/或甲基丙烯酸酯衍生物。另外，具有烯属侧链的环烷烃也可以用作环状烯烃，实例是甲基丙烯酸环戊基酷。 优选桥联的多环烯烃化合物。这些多环烯烃化合物既可以在环中具有双键(在这种情况下，它们是桥联多环环烯)，又可以在侧链中具有双键。在那种情况下，它们是多环环烷烃化合物的こ烯基衍生物，烯丙氧基羧基衍生物和(甲基)丙烯酰氧基衍生物。这些化合物还可以具有烷基、芳基或芳烷基取代基。不希望由此进行任何限制，例示的多环化合物是ニ环[2. 2. I]庚-2-烯(降冰片烯)、ニ环[2. 2. I]庚-2，5-ニ烯(2，5-降冰片ニ烯)、こ基ニ环[2. 2. I]庚-2-烯(こ基降冰片烯)、こ叉ニ环[2. 2. I]庚-2-烯(こ叉-2-降冰片烯)、苯基ニ环[2. 2. I]庚-2-烯、ニ环[4. 3. O]壬-3，8-ニ烯、三环[4. 3. O. 12’5]_3_ 癸烯、三环[4. 3. O. 12’5]_3，8-癸烯(3，8-ニ氢ニ环戊ニ烯)、三环[4. 4. O. I2，5]-3-十一碳烯、四环[4. 4. O. I2’5，I7’1(1]_3_十二碳烯、こ叉四环[4. 4. O. I2’5. I7’1(1]-3-十二碳烯、甲基氧基羰基四环[4. 4. O. I2’5，I7’1(1]_3_十二碳烯、こ叉-9-こ基四环[4. 4. O. I2’5，I7'10]-3-十二碳烯、五环[4. 7. O. I2’5，O, O3’13，I9'12]-3-十五碳烯、五环[6. I. I3’6· 02’7· 09’13]-4-十五碳烯、六环[6. 6. I. I3’6· I10’13· 02’7· 09’14]-4-十七碳烯、ニ甲基六环[6. 6. I. I3’6· I10’13· O2，7. 09’14]-4_十七碳烯、双(烯丙氧基羧基)三环[4. 3. O. I2’5]癸烷、双(甲基丙烯酰氧基)三环[4. 3. O. I2’5]癸烷、双(丙烯酰氧基)三环[4. 3. O. I2’5]癸烧。使用上述环烯烃类化合物，尤其是多环烃化合物中的至少ー种制备所述环烯烃类聚合物。另外，所述环烯烃类聚合物的制备中还可以使用其它可与上述环烯烃类单体共聚合的烯烃。其尤其包括こ烯、丙烯、异戊ニ烯、丁ニ烯、甲基戊烯、苯こ烯和こ烯基甲苯。大部分上述烯烃，尤其是环烯烃和多环烯烃可商购获得。另外，许多环烯烃和多环烯烃可利用狄尔斯-阿尔德(Diel s-Alder)加成反应获得。所述环烯烃类聚合物可按照已知的方式制备，这尤其描述于如下文献中日本专利说明书11818/1972、43412/1983、1442/1986 和 19761/1987，日本公开说明书号 75700/1975、129434/1980、127728/1983,168708/1985,271308/1986,221118/1988 和 180976/1990,和欧洲专利申请EP-A-06610851、EP-A-06485893、BP-A-06407870 和 EP-A-06688801。所述环烯烃类聚合物可以例如，在溶剂中，使用铝化合物、钒化合物、钨化合物或硼化合物作为催化剂聚合。据认为，取决于条件，尤其取决于所使用的催化剂，所述聚合可以在开环情况下或在打开双键的情况下进行。
还可以通过自由基聚合获得环烯烃类聚合物，其中使用光或引发剂作为自由基产生剂。这尤其适用于环烯烃和/或环烷烃的丙烯酰基衍生物。这种类型的聚合既可在溶液中进行，又可以在本体中进行。通过使用塑料，优选PMMA，作为具有如也在常规玻璃模块中使用的那种层厚度的外板，达到数量级为50%的重量节约。另ー种优选的 塑料包括聚(甲基)丙烯酸酷。这些聚合物一般通过含有(甲基)丙烯酸酯的混合物的自由基聚合获得。术语“(甲基)丙烯酸酷”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酷，以及这两者的混合物。这些单体是公知的。它们尤其包括衍生自饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酷、(甲基)丙烯酸こ酷、(甲基)丙烯酸丙酷、(甲基)丙烯酸正丁酷、(甲基)丙烯酸叔丁酷、(甲基)丙烯酸戊酯和(甲基)丙烯酸2-こ基己酯；衍生自不饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸油基酷、(甲基)丙烯酸2-丙炔基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酷、(甲基)丙烯酸こ烯酷；(甲基)丙烯酸芳基酷，例如(甲基)丙烯酸苄基酯或(甲基)丙烯酸苯基酷，其中芳基各自可以是未取代的或具有高达四个取代基；(甲基)丙烯酸环烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-乙烯基环己酷、(甲基)丙烯酸冰片酯；(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-羟基丙酷、(甲基)丙烯酸3，4- ニ羟基丁酷、(甲基)丙烯酸2-羟基こ酷、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酷；ニ醇ニ(甲基)丙烯酸酯，例如1，4- 丁ニ醇ニ(甲基)丙烯酸酷，醚醇的(甲基)丙烯酸酷，例如(甲基)丙烯酸四氢糠基酷、(甲基)丙烯酸こ烯氧基こ氧基こ酷；(甲基)丙烯酸的酰胺和腈，例如N- (3-ニ甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N- (ニこ基膦酰基)(甲基)丙烯酰胺、I-甲基丙烯酰氨基-2-甲基-2-丙醇；含硫甲基丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸こ基亚磺酰基こ酷、(甲基)丙烯酸4-硫氰酸基丁酷、(甲基)丙烯酸こ基磺酰基こ酷、(甲基)丙烯酸硫氰酸基甲酷、(甲基)丙烯酸甲基亚磺酰基甲酷、双((甲基)丙烯酰氧基こ基)硫醚；多官能(甲基)丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酷。在本发明ー个优选的方面中，这些混合物包含至少40重量％，优选至少60重量％，尤其优选至少80重量％的甲基丙烯酸甲酷，基于单体的重量。除了上述(甲基)丙烯酸酯之外，待聚合的组合物还可以包含其它的可与甲基丙烯酸甲酯和上述(甲基)丙烯酸酯共聚合的不饱和単体。它们尤其包括I-链烯，例如I-己烯、I-庚烯；支化链烯，例如こ烯基环己烷、3，3-ニ甲基-1-丙烯、3-甲基-1-ニ异丁烯、4-甲基-1-戍烯；丙烯臆；こ烯基酯，例如こ酸こ烯酯；苯こ烯，在侧链中具有烷基取代基的取代的苯こ烯，例如α -甲基苯こ烯和α -乙基苯こ稀，在环上具有烧基取代基的取代的苯こ稀，例如こ稀基甲苯和对甲基苯こ稀，齒化的苯こ烯，例如单氯苯こ烯、ニ氯苯こ烯、三溴苯こ烯和四溴苯こ烯；杂环こ烯基化合物，例如2-こ烯基吡啶、3-こ烯基吡啶、2-甲基-5-こ烯基吡啶、3-こ基-4-こ烯基吡啶、2，3-ニ甲基-5-こ烯基吡啶、こ烯基嘧啶、こ烯基哌啶、9-こ烯基咔唑、3-こ烯基咔唑、4-こ烯基咔唑、I-こ烯基咪唑、2-甲基-1-こ烯基咪唑、N-こ烯基吡咯烷酮、2-こ烯基吡咯烷酮、N-こ烯基卩比咯烧、3-こ烯基卩比咯烧、N-こ烯基己内酸胺、N-こ烯基丁内酸胺、こ烯基氧杂环戊烷、こ烯基呋喃、こ烯基噻吩、こ烯基硫杂环戊烷、こ烯基噻唑和氢化こ烯基噻唑、こ烯基ヰ€卩生和氢化こ烯基巧恶唑；こ烯基和异戊ニ烯基醚；马来酸衍生物，例如马来酸酐、甲基马来酸酐、马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺；和ニ烯，例如ニこ烯基苯。这些共聚单体的一般用量为0-60重量％，优选0-40重量％，尤其优选0_20重量％，基于单体的重量，其中所述化合物在此可以単独使用或以混合物使用。聚合反应一般用已知的自由基引发剂进行引发。优选的引发剂尤其包括本领域熟知的偶氮引发剂，例如AIBN和1，I-偶氮双环己烷腈，以及过氧化合物，例如过氧化甲基こ基酮、过氧化こ酰丙酮、过氧化二月桂基、过-2-こ基己酸叔丁酷、酮过氧化物、过氧化甲基异丁基酮、过氧化环己酮、过氧化ニ苯甲酰、过氧苯甲酸叔丁酷、过氧异丙基碳酸叔丁酷、2，5-双(2-こ基己酰基-过氧)_2，5-ニ甲基己烷、过氧-2-こ基己酸叔丁酯、过氧-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化ニ枯基、1，I-双(叔丁基过氧)环己烷、1，I-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、氢过氧化枯基、氢过氧化叔丁基、双(4-叔丁基环己基)过氧ニ碳酸酯，两种或更多种上述化合物彼此间的混合物，以及上述化合物与没有提及但同样可以形成自由基的化合物的混合物。这些化合物的使用量经常是O. 01-10重量％,优选O. 5-3重量％,基于单体的重量。 上述聚合物可以単独地使用或作为混合物使用。在此还可以使用各种不同的，例如在分子量或单体组成方面不同的聚碳酸酷、聚(甲基)丙烯酸酯或环烯烃类聚合物。本发明的塑料基材可以，例如，由上述聚合物的模塑组合物制备。在此，一般使用热塑性成形方法，例如挤出或注射模塑。待根据本发明用作制备塑料基材的模塑组合物的均聚物和/或共聚物的重均分子量Mw可以在宽范围内改变，其中分子量通常与应用目的和加工模塑组合物的方式相匹配。然而，它一般在20000-1000000g/mol,优选50000-500000g/mol,尤其优选80000-300000g/mol的范围内，但不希望由此造成限制。塑料基材还可以通过隔槽浇铸方法制备。在此，例如将适合的(甲基)丙烯酸类混合物加入模具并聚合。这类(甲基)丙烯酸类混合物一般包含上面给出的(甲基)丙烯酸酷，尤其是甲基丙烯酸甲酷。通过隔槽浇铸方法制备的聚合物的重均分子量Mw—般高于用于模塑组合物中的聚合物的分子量。这样产生一系列已知的优点。通过隔槽浇铸方法制备的聚合物的重均分子量一般在500000-10000000g/mol的范围内，但不希望由此造成限制。(甲基)丙烯酸类混合物还可以包含上述共聚物以及，尤其是为了调节粘度而包含聚合物，尤其是聚(甲基)丙烯酸酷。任何类型的常规添加剂也可以存在于待用于制备塑料基材的模塑组合物中，以及存在于丙烯酸系树脂中。这些添加剂尤其包括抗静电剂，抗氧化剂，脱模剂，阻燃剂，润滑齐 ，染料，流动改进剂，填料，光稳定剂和有机磷化合物如亚磷酸酷、磷杂环己烷、磷杂环戊烷或膦酸酷，顔料，气候老化稳定剂和增塑剂。然而，添加剂的量在应用方面是受限制的。由PMMA制成的塑料基材可以任选地被赋予抗冲击性。抗冲改性的聚(甲基)丙烯酸酯塑料抗冲改性的聚(甲基)丙烯酸酯塑料由20重量％_80重量％，优选30重量%_70重量％的聚(甲基)丙烯酸酯基体和80重量％-20重量％，优选70重量％-30重量％的弾性体颗粒组成，所述弾性体颗粒的平均粒子直径是10-150nm (例如使用超离心法測量)。在聚(甲基)丙烯酸酯基体中分布的弾性体颗粒优选具有核，该核具有软弾性体相并具有与其结合的硬相。抗冲改性的聚(甲基)丙烯酸酯塑料(imPMMA)由一定比例的基体聚合物(由至少80重量％甲基丙烯酸甲酯单元以及非必要的O重量％-20重量％可与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体单元聚合的)和一定比例的在该基体中分布的基于交联的聚(甲基)丙烯酸酯的抗冲改性剂组成。所述基体聚合物尤其是由80重量％-100重量％，优选90重量％_99. 5重量％的经自由基聚合的甲基丙烯酸甲酯单元和非必要的O重量％-20重量％，优选O. 5重量％-10重量％的能够自由基聚合的其它共聚単体，例如(甲基)丙烯酸C1-C4-烷基酯，尤其是丙烯酸甲酷，丙烯酸こ酯或丙烯酸丁酯所组成。基体的平均分子量Mw(重均)优选为90000-200000g/mol，尤其是100000-150000g/mol(Mw通过凝胶渗透色谱法对照聚甲基丙烯酸甲酯作为校准标准物測定)。分子量Mw可以例如通过凝胶滲透色谱法或通过光散射方法測定(參见，例如 H.F. Mark 等人的 Encyclopediaof Polymer Science and Engineering,第二版,第 10 卷，第I页及后续页，J. Wiley, 1989)。优选由90-99. 5重量％的甲基丙烯酸甲酯和O. 5-10重量％的丙烯酸甲酯组成的共聚物。维卡软化点VSP (ISO 306-B50)可在至少85°C，优选95-115°C的范围内。抗冲改性剂聚甲基丙烯酸酯基体包含抗冲改性剂，该抗冲改性剂例如可以是具有ニ或三壳式结构的抗冲改性剂。聚甲基丙烯酸酯塑料的抗冲改性剂是公知的。例如，EP-A 0113924、EP-A052235UEP-A 0465049和EP-A 0683028描述了抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯模塑组合物的制备和结构。抗冲改性剂I重量％-30重量％，优选2重量％_20重量％，尤其优选3重量％_15重量％，尤其是5重量％_12重量％抗冲改性剂存在于聚甲基丙烯酸酯基体中，该抗冲改性剂是由交联聚合物颗粒组成的弾性体相。抗冲改性剂是按本身已知的方式通过成珠聚合或通过乳液聚合获得的。在最简单的情况下涉及的材料是可利用成珠聚合获得的交联颗粒，它们的平均颗粒尺寸是10nm-150nm,优选20nm-100nm,尤其是30nm-90nm。它们一般由至少40重量％,优选50重量％-70重量％甲基丙烯酸甲酷，20重量％-40重量％，优选25重量％_35重量％丙烯酸丁酯和O. I重量％-2重量％，优选O. 5重量％-1重量％交联单体，例如多官能(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸烯丙酯和非必要的其它单体，例如O重量％-10重量％，优选O. 5重量％-5重量％甲基丙烯酸C1-C4-烷基酯，例如丙烯酸こ酯或甲基丙烯酸丁酷，优选丙烯酸甲酯或其它可こ烯基聚合的単体，例如苯こ烯组成。优选的抗冲改性剂是具有两层或三层的核-壳式结构并通过乳液聚合而获得的聚合物颗粒(參见，例如，EP-A 0113924,EP-A 0522351,EP-A 0465049 和 EP-A 0683028)。然而，对于本发明目的，这些乳液聚合物的适合的颗粒尺寸必须在10nm-150nm,优选20nm-120nm,尤其优选50nm-100nm的范围内。具有一个核和两个壳的三层或三相结构可以按如下方式完成。最内(硬)壳可以例如基本上由甲基丙烯酸甲酷，低比例的共聚单体，如丙烯酸こ酷，和一定比例的交联齐U，如甲基丙烯酸烯丙酯组成。中间的(软)壳可以例如由丙烯酸丁酯和非必要的苯こ烯构成，而最外面的(硬)壳基本上大多数对应于基体聚合物，从而导致对基体的相容性和良好连接。聚丙烯酸丁酯在抗冲改性剂中的比例对于抗冲击作用是决定性的并优选为20重量％-40重量％，尤其优选25重量％-35重量％。抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯模塑组合物可以在挤出机中将抗冲改性剂和基体聚合物以熔体形式混合而获得抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯模塑组合物。一般首先将排出的材料切割而获得粒料。这可以利用挤出或注塑而进一歩加工成模制品，例如片材或注塑部件。根据EP 0528196A1的两相抗冲改性剂尤其是对于箔制备而言，不过并不限于此，优选使用原理上从EP 0528196A1获知的体系，该体系是两相的经抗冲改性的聚合物，它由以下物质组成
·
al) 10重量％_95重量％玻璃化转变温度Tmg高于70°C的连贯的硬相，其由以下构成all)80重量％_100重量％ (基于al)甲基丙烯酸甲酷，和al2) O重量％_20重量％ —种或多种能够自由基聚合的其它烯属不饱和单体，和a2) 90重量％_5重量％分布在硬相中的、玻璃化转变温度Tmg低于_10°C的韧性相，其由以下构成a21) 50重量％_99. 5重量％丙烯酸C1-Cltl烷基酯(基于a2)a22) O. 5重量％_5重量％含两个或更多个能够自由基聚合的烯属不饱和基团的交联单体，和a23)非必要的其它能够自由基聚合的烯属不饱和单体，其中所述硬相al)的至少15重量％与所述韧性相a2)以共价键连接。所述两相抗冲改性剂可以通过在水中的ニ阶段乳液聚合而产生，例如DE-A3842796中所述那样。在第一阶段中产生韧性相a2)，其由至少50重量％，优选大于80重量％丙烯酸低级烷基酯构成，从而得出低于-io°c的该相的玻璃化转变温度Tmg。所使用的交联单体a22)是ニ醇的(甲基)丙烯酸系酷，例如こニ醇ニ甲基丙烯酸酯或1，4_ 丁ニ醇ニ甲基丙烯酸酷，带有两个こ烯基或烯丙基的芳族化合物，例如ニこ烯基苯，或带有两个烯属不饱和的、能够自由基聚合的基团的其它交联剂，例如甲基丙烯酸烯丙酷，作为接枝交联齐U。可以作为实例提及的并且带有三个或更多个不饱和的、能够自由基聚合的基团，如烯丙基或(甲基)丙烯酰基的交联剂是氰脲酸三烯丙酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯以及季戊四醇四丙烯酸酯和季戊四醇四甲基丙烯酸酷。US 4,513，118给出了对此的其它实例。能够自由基聚合并在a23)下提及的烯属不饱和单体可以例如是丙烯酸或甲基丙烯酸或它们的含1-20个碳原子的烷基酯，只要还没有提到，这里烷基可以是线性，支化或环状的。另外，a23)可以包含能够自由基聚合并可与丙烯酸烷基酯a21)共聚合的其它脂族共聚单体。然而，应排除相当大部分的芳族共聚单体，如苯こ烯，α-甲基苯こ烯或こ烯基甲苯，因为它们-特别是在气候老化作用下-导致模塑组合物A的不希望的性能。当在第一阶段中制备韧性相时，必须精确观察颗粒尺寸及其多分散度的调节。韧性相的颗粒尺寸这里主要取决于乳化剂的浓度。可以有利地通过使用种子胶乳控制颗粒尺寸。基于水相，使用O. 15重量％-1. O重量％的乳化剂浓度，获得平均颗粒尺寸(加权平均)低于130nm，优选低于70nm且颗粒尺寸多分散度U80低于O. 5 (U8tl是由对通过超离心测定的颗粒尺寸分布进行累积评价而测定的；适用的是U8(I = [(r9CI-r1(l)/r5CI]-l,其中r1(l、r50、
=平均累积颗粒半径，对此适用的是10、50、90%的颗粒半径低于该值且90、50、10%的颗粒半径高于该值)，优选低于O. 2的颗粒。这特别适合于阴离子乳化剤，实例是尤其优选的烷氧基化和硫酸化的链烷烃。所使用的聚合反应引发剂的实例是O. Ol重量％-0. 5重量％的碱金属过氧ニ硫酸盐或过氧ニ硫酸铵，基于水相，并且在20-100°C的温度下引发聚合反应。优选在20-80°C的温度下使用氧化还原体系，实例是由O. 01-0. 05重量％有机氢过氧化物和
O.05-0. 15重量％羟甲基亚磺酸钠组成的组合。至少15重量％与韧性相a2)共价连接的硬相al)的玻璃化转变温度为至少70°C，并且该相可以只由甲基丙烯酸甲酯构成。作为共聚単体al2)，至多20重量％的ー种或多种 能够自由基聚合的其它烯属不饱和単体可以存在于硬相中，这里使用的(甲基)丙烯酸烷基酷，优选含1-4个碳原子的丙烯酸烷基酯的量满足不会达不到上述玻璃化转变温度。硬相al)的聚合在第二阶段中，同样在乳液中，在使用常规助剂，例如也用于韧性相a2)的聚合的那些的情况下进行。在一个优选实施方案中，硬相包含用量O. 1-10重量％,优选O. 5-5重量％的低分子量和/或共聚合的UV吸收剂，基于A，作为硬相中的共聚单体组分a 12)的成分。可以提及的可聚合UV吸收剂的实例，尤其如US 4576870中所述那样，是2- (2’-羟苯基)-5-甲基丙烯酰氨基苯并三唑或2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基ニ苯甲酮。例如，低分子量UV吸收剂可以是2-羟基ニ苯甲酮或2-羟苯基苯并三唑的衍生物，或可以是水杨酸苯酷。低分子量UV吸收剂的分子量一般小于2X IO3 (g/mol)。尤其优选可以与聚合物A的硬相al)均匀混合并在加工温度下具有低挥发性的UV吸收剂。包含聚(甲基)丙烯酸酯的尤其优选的模塑组合物在商业上可以商标PLEXIGLAS 从 Evonik R5hm 公司获得。包含环烯烃类聚合物的优选的模塑组合物可以商标TopaS 从Ticona和以商标Zeonex 从Nippon Zeon购买。聚碳酸酯模塑组合物可例如以商标Makrolon lBayer或以商标Lexan 从 General Electric 获得。塑料尤其优选包含至少80重量％，尤其是至少90重量％的聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯和/或环烯烃类聚合物，基于基材的总重量。塑料基材尤其优选由聚甲基丙烯酸甲酯组成，其中所述聚甲基丙烯酸甲酯可以包含常规添加剤。根据ー个优选的实施方案，塑料可以具有至少10kJ/m2，优选至少15kJ/m2的根据ISO 179/1的抗冲击性。根据另ー个实施方案，塑料可以具有耐刮擦涂层。可以用于制备所述涂层的耐刮擦硅氧烷漆是本身已知的，并且用于配备聚合物型上釉材料。它们由于其无机特征而显示良好的耐UV辐射和气候影响性。这样的漆的制备描述在例如EP-A-0073911中。通常，漆尤其是除所述硅氧烷缩合产物之外还包含水和/或醇作为溶剂的那些。这些硅氧烷漆可以尤其通过使以下通式(I)的有机硅化合物缩合或水解获得
R1nSiX4I ⑴，其中R1是含1-20个碳原子的基团，X是含1-20个碳原子的烷氧基或卤素，和η是0-3的整数，其中各基团X或R1可以在每种情况下是相同的或不同的。表述〃含1-20个碳原子的基团〃表征含1-20个碳原子的有机化合物的残基。它包括含1-20个碳原子的烷基、环烷基、芳族基团、烯基和炔基，以及除碳原子和氢原子之外尤其还含氧原子、氮原子、硫原子和磷原子的杂脂族和杂芳族基团。在此，所提及的这些基团可以是支化或未支化的，其中基团R1可以是取代或未取代的。取代基尤其包括卤素、含1_20个碳原子的基团、硝基、横酸基、烧氧基、环烧氧基、烧酸基、烧氧基擬基、横酸酷基、亚磺酸基、亚磺酸酯基、硫醇基、氰化物基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、氨基和羟基。对于本发明目的，术语〃卤素〃是指氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。优选的烷基包括甲基、こ基、丙基、异丙基、I-丁基、2-丁基、2-甲基丙基、叔丁基、戊基、2-甲基丁基、1，I-ニ甲基丙基、己基、庚基、辛基、1，1,3, 3-四甲基丁基、壬基、I-癸 基、2-癸基、十一烷基、十二烷基、十五烷基和二十烷基。优选的环烷基包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基，它们当合适时被支化或未支化烷基取代。优选的烯基包括こ烯基、烯丙基、2-甲基-2-丙烯基、2- 丁烯基、2-戊烯基、2-癸烯基和2- 二十碳烯基。优选的炔基包括こ炔基、炔丙基、2-甲基-2-丙炔基、2-丁炔基、2-戊炔基和2-癸块基。优选的烷酰基包括甲酰基、こ酰基、丙酰基、2-甲基丙酰基、丁酰基、戊酰基、新戊酰基、己酰基、癸酰基和十二烷酰基。优选的烧氧基擬基包括甲氧基擬基、こ氧基擬基、丙氧基擬基、丁氧基擬基、叔丁氧基擬基、己氧基擬基、2_甲基己氧基擬基、癸氧基擬基或十_■烧氧基擬基。优选的烷氧基包括甲氧基、こ氧基、丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、己氧基、2-甲基己氧基、癸氧基或十二烷氧基。优选的环烷氧基包括其烃残基是上述优选的环烷基之一的环烷氧基。优选的杂脂族基团包括上述优选的环烷基，其中至少ー个碳单元已经被0、S或NR8基替代，R8是氢、含1-6个碳原子的烷基、含1-6个碳原子的烷氧基或芳基。根据本发明，芳族基团是指优选含6-14个碳原子，尤其是6-12个碳原子的单核或多核芳族化合物的残基。杂芳族基团是其中至少ー个CH基已经被N替代，和/或至少两个相邻的CH基已经被S、NH或O替代的芳基。根据本发明，优选的芳族或杂芳族基团衍生自苯、萘、联苯、ニ苯醚、ニ苯基甲烧、ニ苯基ニ甲基甲烧、ニ苯酮(Bisphenon)、ニ苯砜、噻吩、呋喃、吡咯、噻唑、■^恶唑、咪唑、异噻唑、异_唑、吡唑、1，3, 4-ず透ニ唑、2，5- ニ苯基-1，3，4-巧恶ニ唑、I, 3，4-噻ニ唑、I, 3，4-三唑、2，5- ニ苯基-1，3，4-三唑、I, 2，5-三苯基-1，3，4-三唑、1，2，4-ニ巧恶唑、1，2，4-噻ニ唑、1，2，4-三唑、1，2，3-三唑、1，2，3，4-四唑、苯并[b]噻吩、苯并[b]呋喃、喷哚、苯并[c]噻吩、苯并[c]呋喃、异Π引哚、苯并嗔唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并异巧恶唑、苯并异噻唑、苯并吡唑、苯并噻ニ唑、苯并三唑、ニ苯并呋喃、ニ苯并噻吩、咔唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、1，3，5-三嗪、1，2，4-三嗪、1，2，4，5-三嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、1，8-萘啶、1，5-萘啶、1，6-萘啶、1，7-萘啶、酞嗪、吡啶并嘧啶、嘌呤、蝶啶或4H-喹嗪、ニ苯醚、蒽和菲。优选的基团R1可以由以下式(II)，- (CH2) mNH- [ (CH2) n_NH] pH (II)，其中m和η是1-6的数，ρ是O或1，或以下式(III)
权利要求
1.光伏模块，其由以下元件构成 a.由透明热塑性塑料和/或阻隔膜制成的外层， b.弹性层，在其中已经包埋入太阳能电池和 c.阻隔膜或阻隔片。
2.根据权利要求I的光伏模块，其特征在于作为透明热塑性塑料使用PMMA。
3.根据权利要求I的光伏模块，其特征在于所述弹性层的根据DINISO527的弹性模量是至多500MPa。
4.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于在低于90°C的温度下层合所述层。
5.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于所述层的层合在真空压机中进行。
6.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于以连续层合方法施加所述层。
7.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于以连续层合方法在真空中施加所述层。
8.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于所述弹性层作为膜施加。
9.制备根据权利要求I的PV模块的方法，其特征在于所述弹性层以液体形式施加。
全文摘要
本发明描述了用于包封太阳能电池的复合材料，其是由以下元件构成的光伏模块由透明热塑性塑料和/或阻隔膜制成的外层，和太阳能电池已经包埋入其中的弹性层，和阻隔膜或阻隔片。
文档编号H01L31/048GK102870232SQ201180020753
公开日2013年1月9日 申请日期2011年5月30日 优先权日2010年6月15日
发明者T·莱茵, T·弗兰克, G·本茨, U·努姆里希, F·施瓦格, M·奥尔布里希 申请人:赢创工业集团股份有限公司