用于光伏模块的背板的制作方法
【专利说明】用于光伏模块的背板 发明领域
[0001] 本发明涉及用于光伏模块的背板和制备这种背板的方法。
[0002] 发明背景 随着能源价格增加和对烃类燃料的匮乏及环境影响的担忧增加，工业界正转向备选的 能源，例如太阳能。
[0003] 光伏（PV)模块，又称为太阳能模块，用于从日光产生电能。这种模炔基于可吸收 光并将其转化为电能的许多半导体电池系统（太阳能电池）。
[0004] 在典型的PV模块中，太阳电池阵列放置在两个密封剂层之间，其进一步放置在前 板（模块面对射入光的上侧）和背板（模块的背侧）之间。最广泛使用的密封剂为EVA，即 乙烯-乙酸乙烯酯。
[0005] 背板向太阳能电池模块提供防气候性、防UV性、水分阻隔性、低介电常数和高击 穿电压。为了向PV模块提供这些性质，背板包含防气候膜，例如Tedlar?膜和/或聚对 苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜。例如，市场上如今广泛用作背板的有：TPT类型的背板，其中 Tedlar?膜层压在PET膜两侧，或TPE类型背板，其中Tedlar ?层压在PET膜一侧，而另一 侧上设置密封剂粘合层。
[0006] 不在载体上层压防气候板，而是有利地，可将防气候层涂布在载体上，例如以减少 背板的成本。这种防气候层可由含水或不含水涂料溶液涂布。例如US 2009/0151774公开 了一种背板，其中防气候层涂布在塑性载体上来代替层压。
[0007] 通常，涂布层必须固化以获得所需的防气候性质。固化效率还可测定防气候层的 涂布速度，因为所述涂布层在涂布过程的结尾必须足够"干燥"以避免当所述背板成卷储存 时"粘着"。 发明概要
[0008] 本发明的目标为提供用于PV模块的背板，其中所述背板在向PV模块提供足够的 或甚至改善的防气候性、防UV性和水分阻隔性的同时，可更高效和成本有效地生产。
[0009] 该目标通过权利要求1中所限定的背板实现。已发现Zn或Bi基催化剂的存在， 一方面改善背板的防气候性，和另一方面使它们更加成本有效。
[0010] 本发明的其它优点和实施方案由以下说明和从属权利要求变得显而易见。
[0011] 附图简述 图1显示本发明的光伏模块的实施方案的示意图。
[0012] 图2显示本发明的背板的实施方案的示意图。
[0013] 图3显示本发明的"集成"背板的实施方案的示意图。
[0014] 发明详述 本发明提供了用于光伏模块（5)的背板（1)，其包含载体（10)和防气候层（13)，所述 防气候层包含含可交联基团的粘合剂、异氰酸酯交联剂和能改进粘合剂交联的催化剂，其 特征在于所述催化剂为锌或铋基催化剂。
[0015] 防气候层 防气候层包含含可交联的基团的粘合剂、异氰酸酯交联剂和改善粘合剂交联的催化 剂。防气候层还可包含UV吸收剂、表面活性剂或其它成分以进一步优化它的性质。
[0016] 具有可交联基团的粘合剂 防气候层包含含可交联基团的粘合剂。这种可交联基团也称为官能团或可固化基团。
[0017] 粘合剂的可交联基团可选自羟基、羧基、氨基、缩水甘油基、甲硅烷基、硅烷化物 (silanate)基、环氧基、1，3-二羧基（例如，双丙酮丙烯酰胺的乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸 酯），或异氰酸酯基。这些之中，特别优选羟基。
[0018] 在优选实施方案中，粘合剂为具有可交联基团的氟基聚合物，例如在诸如EP-A 1938967、W0 2007072826 和 EP-A 2309551 中所公开。
[0019] 通过将氟代烯烃与包含可固化基团的单体共聚合，可固化基团可引入到氟基聚合 物中。
[0020] 氟代烯烃可为四氟乙烯（TFE)、氯代三氟乙烯（CTFE)、六氟丙烯、氟乙烯或偏氟乙 烯。这些之中，从涂布层的抗气候性和耐溶剂性的观点来看，特别优选TFE和CFTE。可使用 一类氟代烯烃或可按两种或更多种类型的组合使用。在含氟聚合物中，氟代烯烃单体的比 例变得更大，涂膜的抗气候性将得到改善。另一方面，当其变得更小时，含氟聚合物的可溶 性改善。氟代稀经单体相对于单体总量的比例优选为30-70mol%，更优选40-60mol%。
[0021] 可固化基团优选地为羟基。这种羟基可通过使用含羟基的单体引入到氟基聚合物 中。含羟基的单体的实例为：含羟基乙烯醚，例如2-羟乙基乙烯醚、3-羟丙基乙烯醚、2-羟 基-2-甲基丙基乙烯醚、4-羟丁基乙烯醚、4-羟基-2-甲基丁基乙烯醚、5-羟戊基乙烯醚 和6-羟己基乙烯醚；含羟基烯丙基醚，例如2-羟乙基烯丙基醚、4-羟丁基烯丙基醚和甘油 单烯丙基醚；或（甲基）丙烯酸的羟烷基酯，例如2-丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟基乙 酯。其它的实例在EP 2309551，[0024]-[0026]段公开。这些之中，特别优选含羟基乙烯 醚，尤其是4-羟丁基乙烯醚和2-羟乙基乙烯醚。
[0022] 含氟聚合物的羟基含量优选地为30-200mg KOH/g，更优选为40-150mg KOH/g。
[0023] 含羧基的单体的实例，含氨基的单体的实例，和含甲硅烷基的单体的实例在EP-A 1938967, [0028]-[0032]段和 EP 2309551，[0028]-[0036]段中公开。
[0024] 除了氟代烯烃和包含可固化基团的单体以外，其它单体可结合至含氟聚合物中。 优选的单体具有C2 2。线型或支化烷基以及通过醚或酯键彼此连接的可聚合不饱和基团。这 种单体的实例在EP 2309551，[0059]-[0077]段中公开。
[0025] 其它优选的单体可与上述单体组合使用，例如，乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯或苯甲 酸乙烯酯。
[0026] 市售可得的TFE氟代聚合物，例如来自DAIKIN INDUSTRIES的Zeffle? GK聚合 物。基于溶剂应用的典型等级为Zeffle GK570和Zeffle GK571。水基应用的典型等级 为 Zeffle SE-310、Zeffle SE-405 和 Zeffle SE-700。市售可得的 CTFE 含氟聚合物为，例 如来自ASAHI GLASS的LUMIFL0N?聚合物。基于溶剂应用的典型等级为Lumiflon LF200F 和 Lumiflon FL916F。水基应用的典型等级为 Lumiflon FD1000 和 Lumiflon FE4300。其 它可使用的市售可得的氟代聚合物为，例如来自DAINIPP0N INK&CHEMICALS的FLU0NATE? 含氟聚合物，例如用于基于溶剂涂层的Fluonate K-700和K-702。市售可得的来自AGC COAT-TECH的OBBLIGATO?涂层制剂，例如Obbligato SW0011F Clear，也含有包含可交联基 团的氟代聚合物。还可使用来自0MN0VA公司的商品名P0LYF0X的氟化氧杂环丁烷聚合物 和低聚物，例如用于基于溶剂应用的Polyfox 652、Polyfox PF159N、Polyfox 6520,和用于 水基应用的Polyfox 652和Polyfox PF159N和Polyfox 6520。其它可使用的含氟聚合物 为来自 Acrymax technolgies Inc 的 Acrymax 等级，例如 Acrymax AF-5500,和甲基丙稀酸 三氟乙酯共聚物，例如Neocryl AF10,由DSM Neoresins可得。
[0027] 在另一个优选实施方案中，粘合剂为包含可交联基团的丙烯酸类树脂。这种聚合 物通常为烷基（甲基）丙烯酸酯单体和含羟基（甲基）丙烯酸酯单体的共聚物。优选的单体 为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸丁酯和（甲基）丙烯酸羟乙酯。这种丙烯酸类树脂例 如，市售可得的来自EV0NIK的DEGALAN?丙烯酸类树脂，和来自DSM的URACR0N?和NEOCRYL? 丙烯酸类树脂，和来自CRAY VALLEY ACRYLICS的SYN0⑶RE?丙烯酸类树脂。其它可使用的 丙烯酸类树脂为来自ARKEMA的ENC0R 2171 (先前的Craymul 2171)，BAYHYDR0L等级，例如 来自 BAYER 的 Bayhydrol A2601，J0NCRYL 等级，例如来自 BASF 的 Joncryl 0H8312。
[0028] EP-A2416381公开了丙烯酸多元醇，其也可用于本发明的防气候层。通过将含羟基 的丙烯酸单体和含不饱和双键的另一种单体共聚获得丙烯酸多元醇。丙烯酸多元醇还可包 含紫外线稳定基团，优选地受阻胺类光稳定（HALS)化合物，和/或紫外线吸收基团。这种 共聚物可通过将含HALS的单体和/或UV吸收单体与丙烯酸多元醇单体共聚获得。优选的 含HALS的单体和UV吸收化合物为EP-A 2416381，[0034]和[0035]段中分别公开的那些。
[0029] 市售可得的包含UV吸收化合物和HALS化合物的丙烯酸多元醇为来自NIPPON SH0KUBAI 的 HALSHYBRID UV-G 系列。
[0030] 其它可使用的粘合剂选自聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯二醇。
[0031] 此外，可使用两种上述反应性粘合剂的混合物。
[0032] 此外，除了具有可交联基团的反应性粘合剂之外，没有反应性基团的粘合剂也可 添加到防气候层。
[0033] 交联剂 交联剂为异氰酸酯化合物。标准市售的多异氰酸酯全部源自仅仅一些具有脂族、脂环 族（或环脂族）或芳族异氰酸酯基团的二异氰酸酯。
[0034] 工业规模上可得的最重要的二异氰酸酯概括在表1中。
[0035] 表 1
除MDI之外，以上表格的二异氰酸酯化合物被分类为有毒物质。出于该原因，也为了提 高官能度，二异氰酸酯转化为多异氰酸酯。具有大于2的官能度的多异氰酸酯使得立体交 联成为可能。
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