用于生产多层层压体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产多层层压体的层压方法，优选地涉及一种用于生产光伏(PV)模块的层压方法，并且涉及一种PV模块层压体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产多层层压体的方法
本专利技术涉及一种用于生产多层层压体的层压方法，优选地涉及一种用于生产光伏(PV)模块的层压方法，并且涉及一种PV模块层压体。
技术介绍
在各种材料的刚性或柔性基板上层压聚合物层是公知的技术，并应用于许多
用于聚合物层的聚合物材料可以根据包括多层层压体的制品的最终应用而变化。例如，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和其他基于热塑性塑料的聚合物是层压方法中常规使用的层材料。通常，层与基板的层压可以例如通过以下步骤进行：1)所谓的流延挤出，其中在流延挤出步骤期间，在预制的基板上生产至少一部分层；或者2)通常通过在层压机设备中在真空下在热和压力下将预制基板和预制层整合在一起。例如，层压是也用于生产公知的光伏模块，也称为太阳能电池模块的步骤之一。光伏(PV)模块由光产生电，并且在本领域中公知的各种应用中使用。光伏模块的类型可以变化。模块通常具有多层结构，即，具有不同功能的几个不同的层元件。光伏模块的层元件可以在层材料和层结构方面变化。最终的光伏模块可以是刚性的或柔性的。刚性光伏模块可以例如包含如玻璃元件的刚性保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件、可以是刚性的或柔性的保护性背层元件(也称为背板层元件)，和任选的例如铝制框架。在柔性模块中，所有上述元件都是柔性的，由此保护性前层元件可以是例如由聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物制成的氟化层，背板层元件通常是聚合物层元件(LE)。以上示例的层元件可以是单层或多层元件。所有所述术语在本领域中具有公知的含义。柔性和刚性PV模块中的现有封装层通常由乙烯乙酸乙烯酯(EVA)制成。而且，在一个元件的各层之间或在不同的层元件之间可以有一个或多个粘合剂层。在生产PV模块期间，PV模块的两个或更多个预制元件(其可以是单层或多层元件)通常在层压机设备中被层压在一起。这种层压方法通常包括加热系统的步骤(该加热步骤通常包括从系统中抽出空气)，以及在热和真空下对系统加压以使层压发生在功能不同的层元件之间的步骤。在PV多层元件的情况下，该多层元件如背板多层元件可以在层压至其他功能元件(如后封装元件)之前完全或部分地预制。层压制品(例如PV模块)的某些最终应用给层压方法带来了严格的限制。例如，在对PV模块的层元件进行层压方法的情况下，始终建议仅在封装层达到高于其熔融温度的温度时以及在足以使其适当熔融的时间后才开始施加压力。这是非常重要的，因为否则在未充分熔融或非常接近其熔融温度的聚合物上施加压力将对光伏元件的易碎单元施加较大的应力，从而导致其破裂。在使用常规层压机设备的层压方法中，对于制品制造商(例如光伏模块制造商)而言，一个非常重要且关键的参数是层压循环时间。层压循环时间对生产能力的扩大和对如PV模块的多层层压体的生产可变成本的降低有显著影响。因此，人们一直在努力沿着如PV模块的层压制品的生产价值链开发各种措施，最终可能缩短层压步骤中的循环时间。为了提供所需的最终应用性能和足够的最终使用寿命，另一个关键参数是最终的多层层压体，如PV模块的质量。用于聚合物层元件的许多常规聚合物材料在压制步骤中需要如1000毫巴的高压以使适当的层压发生，或者需要高的层压温度以提供可以在压力下层压至基板的聚合物熔体。在如玻璃的刚性基板上层压聚合物层元件以生产如玻璃-玻璃PV模块的多层层压体的过程中，通常在层压机中产生高压(如～800至1000毫巴)。高压常常使玻璃弯曲，导致在获得的层压体中造成所谓的边缘变薄(edgepinching)。这意味着层压体的厚度，特别是层压体中聚合物层的厚度大幅变化，并且通常在例如矩形层压体(如PV模块)的拐角处最薄，此处压力来自两侧。此外，当在常规压力下层压之后使层压体冷却时，通常在层压体的聚合物层中发现气泡或分层点，例如在PV模块的封装层中围绕靠近所述层压体边缘的互连器处发现气泡或分层点。所述分层可以在湿热暴露(85℃/85％相对湿度)期间进一步进行。聚合物层元件的厚度变化、气泡和/或分层与层压体的质量有关，并且可能在最终用途应用中对层压体的性能以及最终用途应用的寿命产生不利影响。BemisAssociates的WO2010124189中描述了一种封装层，其基于乙烯与丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体的三元共聚物与耐热共聚物(乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体)的共混物。该共混物还可包括载体聚合物，该载体聚合物是硅烷改性(共聚或接枝)的乙烯聚合物。形成的层可以通过照射交联。在第18和19页的实验部分中也描述了一种层压方法，其中层压是在约1个大气压(1013毫巴)的压力下进行的。Borealis的EP2144301中公开了相对于层压具有硅烷和任选的丙烯酸酯共聚单体的交联乙烯共聚物而言降低层压温度的可能性。在第7页上，已经指出了层压过程的温度、压力和总层压时间。根据EP文件，层压期间的压力低于2巴，优选低于1巴(1000毫巴)。在进一步发展的层压行业，例如发展的PV模块行业中，始终需要开发用于生产如光伏模块的多层层压体的其他层压方法解决方案，以满足如PV模块的多层层压体的生产商所要求的质量和性能要求。附图说明图1展示了基于多层层压体的两个相对边缘处的厚度变化来计算平均厚度变化的测量点。图1示出了在一个实施方案中包括第一和第二基板元件之间的聚合物层元件(LE)的多层层压体的两个相对边缘的横截面。箭头示出了三个不同的测量点，以沿着所述多层层压体的两个相对边缘测量厚度，以如“测定方法”描述的定义层压体的平均厚度变化。图2示出了本专利技术的优选的多层层压体的层元件(分离的)，即光伏(PV)模块，其包括保护性前层元件(1)、前封装层元件(2)、光伏元件(3)、后封装层元件(4)和保护性背层元件(5)。专利技术描述因此，本专利技术涉及一种用于生产多层层压体的方法，多层层压体包括至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE)，其中聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物，聚合物组合物包括：-(a)聚合物；并且其中所述方法包括以下步骤：(i)组装步骤，其中以多层组件的形式布置至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE)；(ii)加热步骤，其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述多层组件；(iii)压力积累步骤，其中所述多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加；(iv)压力保持步骤，其中在加热条件下保持所述多层组件上的压力以使组件的层压发生；和(v)回收步骤，其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用；-其中在压力保持步骤(iv)期间的压力保持在790毫巴或更低。用于生产如上、如下或权利要求中定义的多层层压体的本专利技术的方法在本文中也简称为“层压方法”。该层压方法的多层层压体中的包括包含如上、如下或权利要求中定义的聚合物(a)的聚合物组合物的至少一个聚合物层元件(LE)，在本文中简称为“聚合物层元件(LE)”、“聚合物层元件”、“聚合物层(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产多层层压体的方法，所述多层层压体包括至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE)，/n其中所述聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：/n-(a)聚合物；/n并且，其中所述方法包括以下步骤：/n(i)组装步骤，其中以多层组件的形式布置所述至少一个基板元件和所述至少一个聚合物层元件(LE)；/n(ii)加热步骤，其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述多层组件；/n(iii)压力积累步骤，其中所述多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加；/n(iv)压力保持步骤，其中在所述步骤(ii)结束时达到的加热条件下保持所述多层组件上的压力；和/n(v)回收步骤，其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用；/n-其中在所述压力保持步骤(iv)中的压力保持在790毫巴或更低。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180416 EP 18167590.1;20180416 CN 20182053831401.一种用于生产多层层压体的方法，所述多层层压体包括至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE)，
其中所述聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：
-(a)聚合物；
并且，其中所述方法包括以下步骤：
(i)组装步骤，其中以多层组件的形式布置所述至少一个基板元件和所述至少一个聚合物层元件(LE)；
(ii)加热步骤，其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述多层组件；
(iii)压力积累步骤，其中所述多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加；
(iv)压力保持步骤，其中在所述步骤(ii)结束时达到的加热条件下保持所述多层组件上的压力；和
(v)回收步骤，其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用；
-其中在所述压力保持步骤(iv)中的压力保持在790毫巴或更低。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压力保持步骤(iv)中的压力保持在700毫巴或更低，优选为0至650毫巴，更优选为0至600毫巴，甚至更优选为0至440毫巴，还更优选地为50至420毫巴，且最优选为190至410毫巴。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述压力保持步骤(iv)的持续时间优选为0.5至20分钟。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当所述至少一个聚合物层元件(LE)达到比所述聚合物层元件(LE)的所述聚合物(a)的熔融温度高至少3至10℃的温度时，开始所述压力积累步骤(iii)，优选地其中当所述至少一个聚合物层元件(LE)达到比所述聚合物层元件(LE)的乙烯聚合物(a)的熔融温度高3至10℃的温度时，开始所述压力积累步骤(iii)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物(a)为乙烯聚合物，优选地带有任选的含官能团的单元；和
-(b)含硅烷基团的单元。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述层压方法中所述聚合物层中的所述聚合物组合物包括
-选自以下的乙烯聚合物(a)：
(a1)乙烯聚合物，其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体，并且带有含官能团的单元；
(a2)乙烯聚合物，其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯的一种或多种极性共聚单体，并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元；或
(a3)乙烯聚合物，其包含选自(C1-C10)-α-烯烃共聚单体的一种或多种α-烯烃共聚单体；并且带有任选的含官能团的单元；和
-含硅烷基团的单元(b)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物包括
-选自以下的聚合物(a)
(a1)乙烯聚合物，其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体，并且带有除了所述任选的共聚单体以外的含官能团的单元；或
(a2)乙烯聚合物，其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体，并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外含官能团的单元；和
-含硅烷基团的单元(b)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物更包括
-选自以下的聚合物(a)
(a1)乙烯聚合物，其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体，并且带有除了所述任选的共聚单体以外的含官能团的单元；
(a2)乙烯聚合物，其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体，并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元；和
-含硅烷基团的单元(b)；
更优选地，其中所述聚合物组合物包括
-聚合物(a)，其为所述乙烯聚合物(a1)，其带有作为所述含官能团的单元的含硅烷基团的单元(b)，优选所述聚合物(a1)不包含，即不带有聚合物(a2)的极性共聚单体或α-烯烃共聚单体；或者
所述聚合物组合物包括
-聚合物(a)，其为所述乙烯聚合物(a2)，其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯的一种或多种极性共聚单体，优选一种丙烯酸(C1-C6)-烷基酯，并且带有除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元；和
-含硅烷基团的单元(b)；更优选地

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·赫尔斯特罗姆，弗朗西斯·科斯塔，杰伦·奥德尔柯克，伯特·布罗德，
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