用于制备光伏模块的层的聚丙烯组合物制造技术

本发明专利技术涉及光伏模块的电子器件的层，其中该光伏模块包括至少一个光伏元件和至少一层包括聚丙烯组合物的层，和聚丙烯组合物用于制备光伏模块的元件中至少一层的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于层元件的聚丙烯组合物、涉及单层元件或多层元件的层、涉及包含包括本专利技术聚丙烯组合物的层的光伏模块和本专利技术聚丙烯组合物用于制备光伏模块的层的应用。
技术介绍
光伏模块也被称为太阳能电池模块，其利用光产生电，并用在多个该领域公知的应用中。光伏模块的种类可以不同。模块通常具有多层结构，即几个具有不同功能的不同层元件，它们可以是刚性或柔性的。光伏模块的层元件可以相对层材料和层结构而有所不同。刚性光伏模块可例如含有刚性玻璃顶元件、前封装层元件、光伏电池的至少一个元件，连同连接器、后封装层元件、背板层元件和例如铝框。柔性模块中，顶层元件可以是例如由聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物制得的氟化层。上述列举的层元件可以是单层或多层的元件。此外，在元件的各层间或在不同层元件之间可以存在粘接层。背板层元件可以含有着色层。背板层元件通常起绝缘元件的功能。然而，根据光伏模块的类型，也存在具有导电背板层元件的光伏模块。背板层通常为含有例如氟化聚合物(例如PVF或PVDF)层、聚酰胺层或聚酯层的多层结构。这些方案昂贵，且它们当中的很多方案也具有有限的绝缘电阻，很容易水解并使得水蒸气透过率相当高。为了克服上述缺陷，需要具有多层结构的元件，通常该多层结构的元件的层间还具有粘接层。多层结构使得制造工艺变得复杂，且在使用过程中也产生了剥离的危险。EP2277694描述了包括背板元件的光伏模块，该背板元件为多层元件，其中保护层包括聚丙烯组分的柔性共混物。示例中的聚丙烯组分是LyondellBasell市售的Hifax CA 10A和Hifax CA 60，根据生产商公布的数据，它们的维卡软化温度为60℃以下(A50(50℃/h 10N))。光伏模块技术仍然突飞猛进，且为满足光伏模块领域中的各种要求，对于层材料的不同解决方案有持续的需求。附图说明图1示意性地示出了光伏模块的一个示例。专利技术的描述因此，本专利技术涉及一种光伏模块，其包括至少一个光伏元件和至少一层包括聚丙烯组合物的层，优选地由聚丙烯组合物组成的层，其中该聚丙烯组合物包括异相丙烯共聚物(A)，其包括以下组分，优选地由以下组分组成：-聚丙烯基体组分和-分散在所述聚丙烯基体中的弹性体丙烯共聚物组分，且其中，聚丙烯聚合物组合物具有-根据ISO 16152(25℃)测量时2至30重量％的量的二甲苯冷可溶物(XCS)级分，-0.2至20.0g/10min(ISO 1133，2.16kg负荷，230℃)的熔体流动速率MFR2，和-根据ASTM D 1525方法A测量时至少140℃的维卡软化温度。“聚丙烯组合物”在本文中也被称为“本专利技术的组合物”。“异相丙烯共聚物(A)”在本文中也被称为“PP共聚物(A)”。“聚丙烯基体组分”在本文中也被称为“基体组分”。“弹性体丙烯共聚物组分”在本文中也被称为“弹性体组分”。“二甲苯冷可溶物(XCS)级分”在本文中也被称为“XCS级分”。“光伏元件”是指具有光伏活性的元件。光伏元件可以是如在本领域为人熟知的光伏电池的元件，或例如其上是层或以光伏活性在其上进行沉积的基板层，例如其一侧上印刷有具有光伏活性的油墨材料的玻璃层或沉积在基板上具有光伏活性的物质。例如，在所谓的光伏模块的薄膜溶液中，将具有光学活性的油墨印刷在玻璃基板的一侧。光伏元件最优选地是光伏电池的元件。“光伏电池”在本文中是指连同连接器在内的光伏电池的层元件。“至少一层”在本文中是指不同于被称为粘接层或密封层的层。粘接层(密封层)比上述层更薄，且用于提高实际两层之间的粘接性。粘接层聚合物优选地含有极性基团，或是两种以上聚合物组分的共聚物，其中至少一种组分中含有极性基团。因此，本专利技术的光伏模块包括至少一层包括本专利技术的组合物的层，和任选地一层以上的其它层，例如包括本专利技术的组合物的粘接层。令人惊奇地发现，本专利技术的聚丙烯组合物的给定二甲苯冷可溶物(XCS)含量(无定形部分)、MFR和高维卡软化温度的特定组合提供了非常有利的性质的组合，即1)刚性水平(以如下定义的弯曲模量表示)，其在光伏模块中非常有用，2)在层压和最终应用过程中的高热稳定性，和3)非常有利的收缩特性。此外，本专利技术的组合物的层具有优异的防水性(即水蒸气透过率低)和优异的电性能，如下述实验部分所示。因此，本专利技术的聚合物组合物使得，如果期望的话，在光伏模块中使用更简单的层元件，即层元件可以具有更少的层和/或更薄的层，因此可以减少光伏模块的厚度。此外，聚丙烯组合物所形成的层，例如聚丙烯组合物的层压体，没有收缩或使收缩最小化。此外，本专利技术的组合物提供了在高层压温度下的层压过程中是非常可行的层材料。另外，在所得的层压体中能避免气泡的形成或使气泡的形成最小化。由于所述聚丙烯组合物在最终应用中还具有非常有利的温度稳定性，这延长了模块的工作寿命。优选地，本专利技术的聚丙烯组合物可以制造光伏模块的多层元件，优选地光伏模块的背板多层元件，其中背板元件的层不含有含氟的聚合物，诸如聚偏氟乙烯聚合物或聚氟乙稀聚合物的层。因此优选地，本专利技术的光伏模块的背板单层元件的层或多层背板元件的各层不含有含氟的聚合物。另外，由于优异的机械性能和热性能，本专利技术的组合物使得能在光伏模块中使用多层元件，其中该元件由基于聚烯烃的层组成。该聚烯烃聚合物可以包括例如选自乙烯和/或α-烯烃的一个以上单体，和任选地，选自含有硅烷的单体和极性共聚单体的一个以上的其它共聚单体。任选地，乙烯和/或α-烯烃的聚烯烃上可接枝硅烷或极性官能团(如马来酸酐(MAH))。一般地，异相聚丙烯是包括丙烯均聚物或丙烯无规共聚物的基体组分(1)和丙烯与一种以上乙烯和/或C4-C8α-烯烃的共聚物的弹性体共聚物组分(2)，其中弹性体(无定形)共聚物组分(2)分散在所述丙烯均聚或无规共聚物基体聚合物(1)中。因此，在本文中所用的异相丙烯共聚物(A)是指弹性体(无定形)丙烯共聚物组分是(细微地)分散在聚丙烯基体组分中的。当基体组分是丙烯均聚物时，异相丙烯共聚物(A)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分(无定形级分)(重量％)的量在本申请中也被理解为存在于PP共聚物(A)中弹性体丙烯共聚物组分的量。即，在实践中和在本文中PP共聚物(A)的XCS级分是指弹性体组分，因为基体组分中XCS级分的量明显更低。本专利技术还涉及如上下文所定义的本专利技术的组合物用于制备光伏模块的元件的至少一层的应用。本专利技术的光伏模块的本专利技术的组合物、本专利技术的PP共聚物(A)、至少一层的层、单层或多层元件的优选层，和本专利技术的光伏模块都将在下文和权利要求中以进一步的细节、优选的实施方案、范围和性质予以描述，其中优选的实施方案、范围和性质可以以任何顺序进行组合。本专利技术的聚丙烯组合物和异相丙烯共聚物(A)聚丙烯组合物，优选异相丙烯共聚物(A)，如以下测定方法中描述的根据ISO178测量时，其弯曲模量优选地为至少900MPa，优选地为950至3000MPa，优选地为1000至2400MPa，优选地为1100至2300MPa，更优选地为1200至2200MPa。聚丙烯组合物，优选异相丙烯共聚物(A)，按照以下测定方法中的描述测量时，其熔融温度优选地为158至170℃，优选地为160至170℃，优选地为163至170℃，更优选地为164至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏模块，包括：至少一个光伏元件和包括聚丙烯组合物的至少一层，其中所述聚丙烯组合物包括异相丙烯共聚物(A)，所述异相丙烯共聚物(A)包括，‑聚丙烯基体组分，和‑分散在所述聚丙烯基体中的弹性体丙烯共聚物组分，且其中所述聚丙烯聚合物组合物具有‑根据ISO 16152(25℃)测量时2至30重量％的量的二甲苯冷可溶物(XCS)级分，‑0.2至20.0g/10min(ISO 1133，2.16kg负荷，230℃)的熔体流动速率MFR2，和‑根据ASTM D 1525方法A测量时至少140℃的维卡软化温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 EP 14167926.61.一种光伏模块，包括：至少一个光伏元件和包括聚丙烯组合物的至少一层，其中所述聚丙烯组合物包括异相丙烯共聚物(A)，所述异相丙烯共聚物(A)包括，-聚丙烯基体组分，和-分散在所述聚丙烯基体中的弹性体丙烯共聚物组分，且其中所述聚丙烯聚合物组合物具有-根据ISO 16152(25℃)测量时2至30重量％的量的二甲苯冷可溶物(XCS)级分，-0.2至20.0g/10min(ISO 1133，2.16kg负荷，230℃)的熔体流动速率MFR2，和-根据ASTM D 1525方法A测量时至少140℃的维卡软化温度。2.根据权利要求1所述的光伏模块，其中所述聚丙烯组合物的弯曲模量按照测定方法部分所描述根据ISO178测量时为至少900MPa，优选地为950至3000MPa。3.根据权利要求1或2所述的光伏模块，其中所述聚丙烯组合物的熔融温度按照测定方法部分所描述测量时为158至170℃，优选地为160至170℃，优选地为163至170℃，更优选地为164至169℃。4.根据前述权利要求中任一项所述的光伏模块，其中所述异相丙烯共聚物(A)的共聚单体含量按照测定方法部分所描述测量时为0.5至20重量％，优选地为1.0至20重量％，优选地为1.2至10重量％，更优选地为2.0至10重量％，其中共聚单体优选地选自乙烯和C4-C8α共聚单体。5.根据前述权利要求中任一项所述的光伏模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔尼亚·皮尔，伯恩特阿克·苏丹，马蒂纳·桑德霍泽，克劳斯·伯恩莱特，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT