可固化封装剂及其用图_4

文档序号:8270040阅读:来源:国知局
固化。
[0070] 固化的封装剂膜在长期暴露于应力时保持柔软性和抗蠕变性。蠕变或冷流可表示 在刚性显示器或光伏电池中在其长期弯曲或保持垂直时柔性显示器或薄膜光伏电池的剥 离缺陷。
[0071] 在一个实施方式中,所述封装剂膜在基板和盖板的两面上具有不规则表面以在层 压过程中促进除气。可通过机械压印或在片挤出时熔体裂缝然后淬灭以在处理期间保留表 面粗糙度来形成不规则表面。可通过众所周知的常规技术方法,将表面图案施加至片。例 如,挤出片可在设置在紧靠着挤出机模头出口的模具辊的特别制备的表面上通过。这将期 望的表面特征赋予离开模具的熔融聚合物的一侧。因此,当这种模具辊的表面具有微小的 峰和谷时,这将粗糙表面赋予通过所述辊的聚合物片的一侧,所述粗糙表面通常将分别对 应于所述辊表面的谷和峰。这种模具辊描述在例如美国专利第4, 035, 549号和美国专利公 开号 2003/0124296 中。
[0072] 在另一个实施方式中,所述封装剂膜可以是单层或多层形式。术语"单层"是指 由本发明中描述的粘合剂制成或基本上由所述粘合剂构成的片。当呈多层形式时,所述片 包含子层,至少一个所述子层由本发明的粘合剂制成或基本上由所述粘合剂构成,而其它 子层可由任何其它适合的聚合物材料制成或包含任何其它适合的聚合物材料,例如α -烯 烃与α,β -烯属不饱和羧酸的共聚物(即酸共聚物)、部分中和的离子酸共聚物(即离聚 物)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩醛(包括声学级聚乙烯醇缩醛)、聚氨酯、聚氯 乙稀、聚乙烯(例如线性低密度聚乙烯)、聚烯烃嵌段共聚物弹性体、α-烯烃与α,β-烯 属不饱和羧酸酯的共聚物(例如,乙烯丙烯酸甲酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物)、硅酮 弹性体、环氧树脂和它们中两种或更多种的组合。
[0073] 在另一个实施方式中,在此描述的可固化封装剂用作光伏电池模块用封装剂。在 形成光伏电池时,将包含压敏粘合剂膜形式的可固化封装剂的封装剂片或卷层压到光伏电 池模块组合件。所述光电池模块组合件包括可将光转化成电能的任何物品或材料。有用的 光伏电池包括,但不限于,晶片型光伏电池(例如,c-Si或mc-Si型光伏电池)和薄膜光伏 电池(例如4^、〇^、0(?'6、硒化铜铟((:15)、硒化铜铟镓((:165))、吸光染料或有机半导 体型太阳能电池。在光伏电池模块组合件中,优选所述电池电学上互联或设置在平面中。另 夕卜,所述光伏电池模块组合件可进一步包含电线,如交叉带和母线。
[0074] 所述光电池模块/电池(在此可互换使用)组合件可以是两面的。在这种实施方 式中,位于光伏电池任一侧上的所有层压材料均应足够透明,以允许足够的阳光或反射的 阳光到达所述光伏电池。或者,所述光伏电池可具有正面面向阳光侧(其也称为正面,在实 际使用状态中,通常面向太阳)和背面非面向阳光侧(其也称为背面,在实际使用状态中, 通常背向太阳)。所述光伏电池限定所述光伏电池组合件的前面和背面之间的边界。在这 种组合件中,在位于太阳能电池组合件的正面面向阳光侧的层压层中存在的所有材料应具 有足够的透明度,以允许足够的太阳光到达所述光伏电池。在位于所述光伏电池层的背面 非面向阳光侧的层压层中存在的材料不必是透明的。所述光伏电池通常包含层压到太阳能 电池组合件的至少一个包含所述封装剂的封装剂层。彼此〃层压〃的两种组分直接(即, 在两层之间没有任何额外的材料)或间接(即,在两层之间具有额外的材料如中间层或粘 合剂材料)结合。在某些层压体中,包含混合组合物的封装剂层直接结合至所述光伏电池 层。
[0075] 在一个实施方式中,所述光伏电池组合件具有含有峰和空隙的不规则表面。因此, 在层压过程中,包含所述封装剂的封装剂片将熔融并溢出,以均匀的方式填充所述光伏电 池组合件中的空隙。除非在有限的情况中另作说明,所述封装剂层的厚度为层压之前的封 装剂层的厚度。然而,一般说来,最终光电池模块中的封装剂层保持约1密耳至约120密耳 (约0. 025mm至约3mm)、优选约2密耳至约40密耳(约0. 05mm至约Imm)的平均总厚度。
[0076] 所述光伏电池可进一步包含包埋在所述模块中的其它功能膜、片层、封装剂层 (例如电介质层或阻隔层)。此类功能层可包含任何上述聚合物膜或涂有其它功能性涂层 的那些。例如,涂有金属氧化物涂层的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)膜,如美国专利第 6, 521,825和6, 818, 819号以及欧洲专利第1182710号中描述的那些,可用作层压体中的 氧气和湿气阻隔层。其它封装剂层包含其它聚合物材料,如酸共聚物、离聚物、乙烯/乙酸 乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩醛(包括声学级聚乙烯醇缩醛)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯(例 如线性低密度聚乙烯)、聚烯烃嵌段共聚物弹性体、α-烯烃与α,β-烯属不饱和羧酸酯的 共聚物(例如,乙烯丙烯酸甲酯共聚物和乙烯丙烯酸丁酯共聚物)、硅酮弹性体、环氧树脂 和它们中两种或更多种的组合。适合用于入射层或背衬层的膜包含聚合物,其包括但不限 于,聚酯(例如,聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(萘二甲酸乙二醇酯))、聚碳酸酯、聚烯烃 (例如,聚丙烯、聚乙烯和环状聚烯烃)、降冰片烯聚合物、聚苯乙烯(例如,间规聚苯乙烯)、 苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚砜(例如,聚醚砜、聚砜等)、尼龙、聚 (氨基甲酸酯)、丙烯酸树酯、乙酸纤维素(例如,乙酸纤维素、三乙酸纤维素等)、赛璐玢、硅 酮、聚氯乙烯(例如,聚偏二氯乙烯)、含氟聚合物(例如,聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟 乙烯和乙烯-四氟乙烯共聚物)以及它们两种或更多种的组合。所述聚合物膜可以是非取 向的、单轴取向的或双轴取向的。可用于光伏电池模块外层(例如,入射层或背衬层)的膜 的具体实例包括,但不限于,聚酯膜(例如,聚(对苯二甲酸乙二醇酯)膜)、含氟聚合物膜 (例如,可从杜邦获得的Tedlar?、Tefzel?和Teflon?膜)。金属膜如铝箔也可用作背衬 层。此外,用于所述太阳电池组件外层的膜可以是多层膜形式,如含氟聚合物/聚酯/含氟 聚合物多层膜(例如,Tedlar?/PET7Tedlar?)或可从 Austria 的 Isovolta AG 或 Woburn MA的Madico获得TPT层压膜。
[0077] 在一种方法中,将光电池模块的组成层以期望的顺序堆叠以形成预层压组合件。 然后,将所述组合件放置到能够维持真空的袋("真空袋"),通过真空管线或其它方法从所 述袋抽出空气,密封所述袋同时保持真空(例如,至少约27-28in.Hg(689-711mm Hg),并 将所述密封的袋放置到高压釜中,升高压力至约150psi至约250psi (约11. 3巴至约18. 8 巴),温度为约135°C至约180°C,持续约10分钟至约50分钟。真空环可代替所述真空袋。 美国专利第3, 311,517号中描述了一种适合的真空袋。在热和压力循环后,冷却所述高压 釜中的空气,但不添加额外的空气,以保持所述高压釜中的压力。在冷却约20分钟后,排 出过量的空气压力,并从所述高压釜中移出所述层压体。或者,可在约80°C至约120°C的烘 箱中加热所述预层压组合件约20分钟至约40分钟,然后,可使经加热的组合件通过一组夹 压辊,以挤出各层之间空隙空间中的空气,再密封所述组合件的边缘。此阶段的组合件称为 预压件。然后,可将所述预压件放置到温度升高到约135°C至约180°C且压力为约IOOpsi 至约300psi (约6. 9巴至约20. 7巴)的空气高压釜中。保持这些条件约15分钟至约60 分钟,此后冷却空气,同时不再向所述高压釜引入空气。在冷却约20分钟至约40分钟后, 排出过量的空气压力,并从所述高压釜中移出所述层压产品。光伏电池模块也可通过非高 压釜法制备。这些非高压釜法描述在例如美国专利第3, 234, 062 ;3, 852, 136 ;4, 341,576 ; 4, 385, 951 ;4, 398, 979 ;5, 536, 347 ;5, 853, 516 ;6, 342, 116 和 5, 415, 909 号;美国专利公开 号 2004/0182493 ;欧洲专利第 1235683B1 号和 PCT 专利公开号 W091/01880 和 W003/057478 中。通常,非高压釜法包括加热预层压组合件和施加真空、压力或这两者。例如,所述组合 件可连续地通过加热烘箱和夹压辊。
[0078] 在一个实施方式中,所述可固化封装剂膜适合作为用于光电子、0LED、光伏电池、 有机光伏电池、柔性薄膜有机光伏电池、CIGS光伏电池等的封装剂。在一个优选的实施方 式中,所述封装剂适合作为有机光伏电池(OPV)用的封装剂,其中最需要湿气和氧气阻隔 要求。与常规液体封装剂相比,所述可固化封装剂膜具有许多优点。在此描述的可固化封 装剂允许材料在层压过程中围绕光伏电池组合件的不规则表面和在其上面完全流动,因而 将气泡和电池破裂减到最少。此外,引入PIB和完全相容的反应性(甲基)丙烯酸类官能 化的PIB或聚烯烃低聚物/聚合物给予所述封装剂层高的湿气和氧气阻隔性以及光学透明 度。
[0079] 在一个实施方式中,与具有含有挥发性低分子量分子的封装剂层的电池相比, 具有不含有挥发性低分子量(Mw小于约1,OOODa)有机分子的封装剂层的有机光伏电池 具有更高的模块效率。不希望受理论约束,相信此类分子存在于封装剂层中可能在加 热时形成空隙,影响所述封装剂层与活性有机层之间的粘合性,更重要的是,由于所述活 性有机层中低有机分子的迀移和溶剂化,改变所述活性有机层的形态。如从"Organic Photovoltaics:Challenges and Opportunities, 〃by Russell Gaudiana, J. of Polymer Science:Part B:Polymer Physics 2012,D0I:10.1002/polb.23083)可知,活性层的形态 对模块效率至关重要。例如,高比例的加工时间集中在控制溶剂从活性有机组分的蒸发速 率,因为其是形成活性层最优形态的主要因素。所述活性层的涂布质量可由尽可能的精密 厚度、表面粗糙度和无针孔膜决定。
[0080] 在另一个实施方式中,所述封装剂层的模量小于约50X 104Pa(帕斯卡)。在一 个实施方式中,所述封装剂层的模量在约IX IO4Pa至约5 X 104Pa、优选约IX IO4Pa至约 3 X IO4Pa的范围内。由于电子器件需要更高的柔软性,因而包括封装剂层的组件的较低模 量是合乎需要的。
[0081] 提供下述实施例以进一步详细描述本发明。这些实施例阐述目前预期进行本发明 的优选方式,其意图是说明而不是限制本发明。 实施例
[0082] 样品的组分如下。
[0083] 均来自 BASF 的 Oppanol PIB 系列和 Glassipol 系列为 PIB。
[0084] PIB二丙烯酸酯是Mw约为14, 000的具有两个末端丙烯酸酯基的PIB。这是根据 Τ·Ρ· Liao 和 J.P. Kennedy, Polymer Bulletin,第 6 卷,135-141 页(19
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1