UV辐射可固化聚氨酯树脂用于制备太阳能层压品的用途制造技术

本发明专利技术涉及辐射可固化的树脂组合物用于制备太阳能层压品的用途、借助本发明专利技术的树脂组合物制备太阳能层压品的方法以及可通过所述方法制备的太阳能层压品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及辐射可固化的树脂组合物用于制备太阳能层压品的用途、借助本专利技术的树脂组合物制备太阳能层压品的方法以及可通过所述方法制备的太阳能层压品。【专利说明】UV辐射可固化聚氨酯树脂用于制备太阳能层压品的用途本专利技术涉及辐射可固化的树脂组合物用于制备太阳能层压品的用途、借助本专利技术的树脂组合物制备太阳能层压品的方法以及可通过所述方法制备的太阳能层压品。太阳能电池或光伏系统包括半导体，其用于将光转化成电。下文使用通用术语太阳能电池描述这些。用光照射太阳能电池一般在太阳能电池相对的两端之间产生电势差，这由通过光照射产生的电子流动引起。电势值取决于入射到所述太阳能电池上的光的强度。太阳能电池可以由各种类型的半导体材料制备，例如由单晶硅或多晶硅制备，或者作为薄层电池由无定形硅或半结晶硅、砷化镓、二硒化铜铟、碲化镉、二硒化铜铟镓或这些化合物的混合物制备。原则上，两种不同类型的太阳能电池之间具有明显区别，S卩:一方面是晶片基太阳能电池另一方面是薄膜太阳能电池。晶片是由单晶或多晶圆柱体通过锯切法切割的薄层的半导体材料。与此相反，薄层太阳能电池是基于沉积在基材上的半导体材料层，在此沉积方法例如是溅射、PVD (物理气相沉积)、CVD (化学气相沉积)或类似的技术。无论制备方法如何，晶片基和薄层基太阳能电池均具有低的机械强度并因此在使用时作太阳能电池与载体层组合。所述载体层，其用于机械加固(例如降低弯曲或冲击的不利影响的风险)，可以是刚性材料，例如玻璃板，或柔韧性材料，如金属膜或由合适的塑料材料例如聚酰胺箔制成的层。太阳能电池模块或光伏模块(下文称为太阳能电池模块)包含单独的太阳能电池或在载体层上相互连接的平面设置的太阳能电池。太阳能电池模块一般进行封装以便保护各个电池不受破裂影响的作用。这里太阳能电池模块的机械增强层可以例如采用透明外层的形式。然而，同样可以在所述太阳能电池模块的反面上提供机械增强层。这两种可能性也常常彼此组合从而使得太阳能电池模块包含机械稳定的外层和机械稳定的基材。系列太阳能电池模块常常相互连接以便形成所谓的太阳能电池阵。这里，多个太阳能电池模块以这样的方式相互连接从而产生用于供应具有所要求的电压的电气系统的合适电压。通常通过各个太阳能电池相互的电连接和在外层和基材之间层压所连接的电池来制备太阳能电池模块。进行此层压的方式不仅确保了太阳能电池模块具有足够的机械稳定性而且对其提供保护免受环境影响如风、雪、雨、污物等。一般制备的晶片基太阳能电池模块带有通常借助粘合层固定的透明外层。因此光穿过所述上层和粘合层然后到达晶片的半导体表面。反面的机械保护层同样通过一层或多层封装材料固定在晶片反面。现有技术公开了多种不同的用于太阳能电池模块的封装材料。例如，使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、Dupont的Tedlar?和热塑性聚氨酯箔以及UV-可固化氨基甲酸酯。所述封装材料一般作为膜使用以便将太阳能电池的上述各构件相互层压起来。例如US 4，331，494中描述了上述材料和加工方法。还已知用于制备耐候性层的丙烯酸酯基聚合物，例如如US 4，374，995中所描述。用于太阳能电池模块的另一已知的方法是丙烯酸酯基预聚物的施加和固化。这例如描述于US 4，549，033中。US 6，320，116和EP O 406814 Al公开了用于太阳能电池或光伏系统的其它封装体系。此外WO 2009/007786 A2描述了一种包括硅氧烷基预聚物的层压粘合剂。使用此类型的粘合剂制备有机硅树脂膜，所述半导体材料和所述外层通过所述膜相互连接在一起。WO 2005/006451 Al公开了类似的材料。此公开的说明书描述了用于太阳能电池的封装材料，其包含每分子具有至少两个硅-烯基基团的液体二有机聚硅氧烷。将此预聚物施加到待相互连接的太阳能电池构件上，并将其热固化或通过红外辐射固化。上述方法具有各种缺点。由乙烯-乙酸乙烯酯制备且用于制备太阳能模块的层压品的上述箔片首先插入到待胶粘的层之间。接着将此层状结构在真空下加热到约140°C达40分钟以便达到充足的接合强度。在此所述EVA箔片熔融并在冷却后固定所述层状复合组件。一方面，此基于真空的方法复杂，另外，太阳能电池模块加热到140°C使得所述半导体构件处于应力之下，所述应力不利地影响太阳能电池的耐久性和效率。含硅氧烷的粘合剂比较昂贵，并且在所有基材上都没有足够的粘附性。US 8，034，455 B2描述了 UV-可固化的组合物的用途，所述组合物可用于太阳能模块的涂层。US 8，034，455 B2没有表明UV可固化的组合物是否或如何可以用于太阳能模块的胶粘，从而使得在阴影区域中单独的层之间也达到足够的粘附。在上述现有技术的基础上，本专利技术的目的在于提供一种树脂组合物，其适合用于以容易实施的连续法制备太阳能层压品，其中所述树脂组合物在太阳能层压品的各个层之间的所有区域中均产生良好的粘附性。本专利技术通过使用用于制备太阳能层压品的辐射可固化的树脂组合物实现了所述目的，所述组合物包含至少一种异氰酸酯官能的化合物(组分A)和至少一种多元醇(组分B)，所述异氰酸酯官能的化合物具有至少一种选自如下的辐射固化基团:乙烯基、丙烯基、烯丙基、乙烯基醚、马来酰基、富马酰基、马来酰亚胺、二环戊二烯基、丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯基团。对于本专利技术，“(甲基)丙烯酸酯”是指相应的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能团，或二者的混合物。不定冠词“一个”或“一种”并不表示任何数值限制而是意味着“至少一个”或“至少一种”，除非明确排除了所述意思。对于本专利技术，辐射固化基团是在暴露于光化辐射时通过聚合反应的官能团。表述光化福射是指电磁、电离福射，特别是电子束、UV福射和可见光(Roche Lexikon Medizin,第 4 版；Urban & Fischer Verlag, Munich 1999)。对于本专利技术，表述在暴露于光化辐射时通过聚合与烯键式不饱和化合物反应的基团(辐射固化基团)是指乙烯基、丙烯基、烯丙基、乙烯基醚、马来酰基、富马酰基、马来酰亚胺、二环戊二烯基、丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯基团，其中优选为乙烯基醚和/或(甲基)丙烯酸酯基团，并特别优选为(甲基)丙烯酸酯基团。令人惊讶地，已经发现当使用上述类型的辐射可固化树脂组合物时在层压步骤过程中可以省去加热，不同组分之间的连接由此显著地简化。本专利技术中使用的组合物可以例如在室温下加工，从而不仅节约了热能而且消除了在制备工艺过程中太阳能电池模块通过高温加热所经受的应力。本专利技术中使用的树脂组合物可以例如通过暴露于光化辐射固化，并且如果需要的话也可以通过热活化固化。为此，向所述组合物中加入适当的引发剂作为组分E)，该引发剂在所需的方法中能够引发特别是组分C)和/或D)的双键聚合。对此所要求的物质和用量是本领域技术人员已知的。如果使用高能辐射如电子束，则通常不需要加入引发剂。因此，在一个优选的实施方案中，本专利技术还涉及辐射可固化的树脂组合物用于制备太阳能层压品的用途，所述组合物包含至少一种异氰酸酯官能的化合物(组分A)、至少一种多元醇(组分B)、至少一种不带有异氰酸酯基团的不饱和氨基甲酸酯丙烯酸酯(组分C)和至少一种(甲基)丙烯酸酯组分(组分D)，所述异氰酸酯官能本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备太阳能层压品的辐射可固化的树脂组合物的用途，所述组合物包含至少一种异氰酸酯官能的化合物(组分A)和至少一种多元醇(组分B)，所述异氰酸酯官能的化合物具有至少一种选自如下的辐射固化基团：乙烯基、丙烯基、烯丙基、乙烯基醚、马来酰基、富马酰基、马来酰亚胺、二环戊二烯基、丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B罗特，J格施克，D阿赫滕，H库策夫斯基，W菲舍尔，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE