包括用于太阳能电池光电元件的白色颜料的不透明氟聚合物组合物制造技术

技术编号:7153604 阅读:219 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种氟聚合物组合物,当根据ASTM D1003在一个具有大约50μm厚度的样品上测量时,该组合物具有低于15%的总发光透射率(TT),所述组合物包括:至少一种含氢的氟聚合物[聚合物(A)];以及以(A)的重量计从5%到80%的至少一种无机颜料[颜料(I)];按(I)的重量计从1%到99%的至少一种全(卤)氟聚合物[聚合物(B)],该全(卤)氟聚合物选自在280℃的温度下在1rad×sec-1的剪切速率下具有小于100Pa×sec的一个动态粘度的四氟乙烯(TFE)共聚物类。通过将聚合物(B)加入到基于聚合物(A)的组合物中,有利的是有可能获得该颜料(I)的一种均匀的分散体,从而可以由此制造出一种具有出色不透明度并且在薄膜形式下仍然可处理从而提供适当的机械特性的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含大量无机填充剂的、特定的部分氟化的聚合物组合物,涉及它们的制造并且涉及它们用于制造特定的光电池部件的用途。
技术介绍
近些年,人们已经预测到,由于大气中CO2增加导致的所谓的温室效应地球会升温。鉴于这点,对能够提供清洁能源而不导致(X)2积累的能源生产手段有着不断增长的需求。在预期会满足这种社会性需求的不同提案中,提供光电转换的太阳能电池有望成为一种未来的能源生产源,因为它们可观地提供了电能而没有消耗化石可燃物并且没有排放 CO2和/或其他污染物。太阳能电池模块总体上包括封装在一个正面层的光接收表面侧与一个背面层之间的至少一个光电元件。通常装有玻璃的正面层,总体上被提供用于确保耐气候性、抗刮性以及抗冲击性、耐热性,但是由于在整个可见光谱上的透过性仍然使得能够达到最大的光电转换效率。在另一侧,该模块的背面通常覆盖有一个背衬层,该背衬层总体上由聚合物薄膜和叠层材料构成。背衬层总体上旨在为接线和该模块的其他敏感部件提供耐气候性、物理保护、电绝缘以及湿气保护,同时附着到该模块的其他部件上。典型地要求这种背衬板是不透明的, 以便为位于其后的可能敏感的层/部件提供适合的免受阳光辐射的保护。而且为了使光辐射能的损失最小,可能要求这种背衬层具有反射能力。最后,还要求适当的机械特性。在迄今为止提出的作为背衬层的解决方案中,在过去已经提出了包括一种氟聚合物层(具体是偏二氟乙烯(VDF)聚合物或氟乙烯(PVF)聚合物层)、可能与其他聚合物层 (例如,聚对苯二甲酸乙二酯)结合的复合物。然而,提供了满足上述特征的薄膜的氟聚合物组合物在本领域中仍然是短缺的。实际上,包括无机颜料、具体是基于锌的白色颜料的氟聚合物组合物(具体是VDF 聚合物组合物)在本领域是已知的。包括VDF以及ZnO或SiS的组合物值得注意地披露于 GB 1049089 (PENNSALT CHEMICALS CORP) 23/11/1966、US 4314004 (PPG INDUSTRIES INC)2/02/1982、US 3839253(BALM PAINTS LTD)1/10/1974 中。如所提到的,所述组合物已经在光/与光学相关的应用(包括光电模块)中作为反射/不透明层得到了应用。因此,US 2006001978 (ETERNAL CHEMICAL CO LTD) 5/01/2006 披露了一种在 LCD 中作为反射薄膜用于背光源有用的耐UV薄膜,该薄膜由一个涂覆有一种氟树脂(例如,一种 VDF、VF或者氯三氟乙烯(CTFE)聚合物)的、混合有无机颗粒(例如,ZnO颗粒)以及一种荧光剂(例如,ZnS)的一种基质薄膜层制成。而且,WO2007/079246 (DU PONT 邮))12/07/2007 和 WO 2007/079247 (DUPONT(US)) 12/07/2007披露了一种氟聚合物涂覆的、作为光电模块中的背片有用的薄膜,所述薄膜包括_ 一种聚合物薄膜,优选一种聚酯薄膜(提供了电绝缘和湿气隔离特性); -一种氟聚合物涂覆层,优选基于VDF或VF的聚合物,该涂覆层进一步包括具有高的热稳定性的颜料或填充剂(例如,金属氧化物;硫化物)和/或隔离颗粒(能够降低对水、溶剂和气体的渗透性),值得注意地像是用例如ZnO涂覆的云母颗粒。然而,虽然为了实现所要求的不透明度、白度和反射特性所推荐的是使在氟树脂组合物中的无机填充剂含量、具体是基于锌的填充剂的含量最大,但是其组合物用于制造薄膜的可处理性总体上受到了严重的影响,从而使得实际上不能获得具有适当的机械特性的薄膜。专利技术的披露内容 在此本专利技术提供了一种氟聚合物组合物,当根据ASTM D1003在一个具有大约 50 μ m厚度的样品上测量时,该组合物具有低于15%的总发光透射率,所述组合物包括 -至少一种含氢的氟聚合物;以及 -按(A)的重量计从5%到80 %的至少一种无机颜料 -按(I)的重量计从到99%的至少一种全(卤)氟聚合物,该全(卤)氟聚合物选自在观01的温度下在lradX sec—1的剪切速率下具有小于IOOPaX sec 的一个动态粘度的四氟乙烯(TFE)共聚物类。本申请人已经出人意料地发现,通过将聚合物(B)加入到基于聚合物(A)的组合物中,使之有利地有可能获得颜料(I)的一种均勻分散体,从而获得具有出色的不透明度并且在薄膜形式下仍然可处理的一种组合物,从而由此制造具有更少(若有的话)缺陷 (例如,鱼眼)以及适当的机械特性的薄膜。根据从本专利技术的组合物获得的薄膜的机械特性,本申请人已经出人意料地发现, 获得了高的断裂伸长率的值,特别是在挤出薄膜的情况下在机器方向上这些特性使得能够与(一个或多个)其他塑料或非塑料层一起进行有效的层压。该氟聚合物材料必不可少的是适合用作太阳能电池模块的一种背片的部件,以便如以上详述的具有低于15%的所述总发光透射率;这意味着这种材料可以提供于如对于这一具体应用所要求的适合的不透明度。具有超出以上限制的总发光透射率的组合物被认为是不适合这一应用的,因为不能提供上述优点。表述“大约50 μ m的厚度”应当根据标准意义解释为包括典型的+/_5 μ m的偏差。当根据ASTM D1003在一个具有大约50 μ m厚度的样品上测量时,该氟聚合物组合物优选地具有低于10%、优选低于7%的总发光透射率(TT)。由于总发光透射率(TT)可以在具有不同厚度的样品上进行计算,通过从如根据 ASTM D1003测量的上述总发光透射率得到的“光学吸收度”(α)参数,可以更容易地比较本专利技术的组合物的光学特性,该光学吸收度参数根据以下方程式确实不依赖于厚度 α (cm-1) = -Log10 (TT) /t 其中t是以cm计的样品厚度。对厚度为50 μ m的样品,低于15%的TT确实对应于一个大于165CHT1的α值。因此应理解的是,本专利技术的组合物事实上有利地具有一个大于165CHT1的、优选大于200cm—1的、更优选大于230cm—1的α值。总体上还要求一种被用作太阳能电池模块中的背片的材料有类似完全漫反射面的行为,也就是说该材料的行为如同一种既不吸收也不透射光但漫反射冲击光的、理想的反射表面;这种行为总体上是通过参照黄度和白度指数(例如,由ASTM E313标准提供的) 而定量地确定的。白度指数(WI)实际上是由色度法数据(参见ASTM E313)计算的一个数,这个数指示了一种材料的颜色偏离开“优选白色”的程度,也就是说偏离开上述完全漫反射面的程度,WI越大,该材料的白度越高。另一方面,黄度指数(YI)是由色度法数据(参见ASTM E313)计算的另一个数值参数,该参数指示了一种材料的颜色从无颜色或白色向黄色偏离的程度,YI越大,该材料的黄度越高。本专利技术的氟聚合物组合物有利地具有至少80、优选至少85、更优选至少90的一个 WI。本专利技术的氟聚合物组合物有利地具有最多10、优选最多7. 5、更优选最多5的一个 WI。在本专利技术的背景下,“至少一种热塑性的含氢的氟聚合物(A),,旨在表示一种或多于一种的聚合物(A)。聚合物类(A)的多种混合物可以有利地用于本专利技术的目的。在本文的其余部分,表述“热塑性含氢的氟聚合物”以及“聚合物㈧”为了本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟聚合物组合物,当根据ASTM D1003在具有大约50μm厚度的样品上测量时,该组合物具有低于15%的总发光透射率(TT),所述组合物包括:-至少一种含氢的氟聚合物[聚合物(A)];以及-按(A)的重量计从5%到80%的至少一种无机颜料[颜料(I)]-按(I)的重量计从1%到99%的至少一种全(卤)氟聚合物[聚合物(B)],该全(卤)氟聚合物选自在280℃的温度下在1rad×sec-1的剪切速率下具有小于100Pa×sec的动态粘度的四氟乙烯(TFE)共聚物类。

【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:J·A·阿布斯莱姆
申请(专利权)人:索尔维索莱克西斯公司
类型:发明
国别省市:IT

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