本发明专利技术的含氟聚合物组合物通常包含包括一种或多种含氟聚合物、紫外光防护组分（以下称UV防护组分）和任选的一种或多种其他成分（如果需要）的成分。UV防护组分包括至少一种具有特定结构和至少1000的重均分子量的受阻叔胺（HTA）化合物的组合。该叔胺与至少一种重均分子量大于500的有机紫外光吸收化合物（UVLA化合物）组合使用。当根据本发明专利技术原理选择HTA和UVLA化合物时，UV防护组分为含氟聚合物组合物提供明显改善的耐候性特性以保护下面的材料、特征、结构、元件等。特别地，本发明专利技术的包括UV防护组分的含氟聚合物组合物具有出乎意料地抵抗变黑、着色或其它可以由UV暴露引起的降解的更高能力。因此，预期被这些组合物保护的器件具有显著提高的使用寿命。所述组合物具有广泛的用途，但尤其是用于形成光电子器件的保护层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于保护的含氟聚合物组合物的光电子器件优先权本专利申请要求Chen等在2011年7月6日提交的序号为61/504，851的名称为“包括用于保护的含氟聚合物组合物的光电子器件(OPTOELECTRONIC DEVICESINCORPORATING FLU0R0P0LYMER COMPOSITIONS FOR PROTECTION) ” 的美国临时专利申请的优先权，其中所述临时专利申请的全文通过引用并入本文。关于联邦资助的研究或开发的声明本专利技术在能源部(Department of Energy)的DE-FC36-07G01754资助下利用美国政府的支持完成。美国政府在本专利技术中具有一定权利。
本专利技术涉及包括含氟聚合物组合物的光电子器件，所述含氟聚合物组合物以有效帮助保护所述器件免受环境影响的方式使用。更具体地，本专利技术涉及其中含氟聚合物组合物包含UV防护组分的光电子器件，所述UV防护组分包含具有有利的分子量和结构的受阻叔胺化合物以及至少一种具有有利的分子量的UV光吸收化合物。
技术介绍
光伏(PV)电池，也称为太阳能电池，是用于从太阳光产生电能的一种类型的光电子器件。这些太阳能电池由各种半导体系统构造，所述半导体系统必须受到保护以免受环境效应例如潮湿、氧和紫外(UV)光的影响。所述电池通常在两侧由玻璃和/或塑料膜的封装层包封，形成被称为光伏模块的多层结构。开发经济的薄膜PV模块中一个重要考虑因素是使用低成本通用聚合物例如透明聚烯烃、聚(甲基)丙烯酸酯等作为PV模块封装材料的能力。可是，透明聚烯烃和聚(甲基)丙烯酸酯对于户外耐候性通常不能满足长期应用的要求(至少20年)。失效是由于水、氧、UV暴露和温度的老化效应。制造商已经向聚合物膜添加了紫外辐射吸收剂以试图防止UV降解和改善长期耐候性。然而，高浓度的紫外辐射吸收剂通常导致聚合物膜的机械性能降低。较高浓度还可引起聚合物膜内的混浊，这减少所述器件捕集的光的量。另外，以前的研究者已经注意到UV吸收剂从聚合物膜中渗出。底层的衬底或元件可能随着保护膜降解而损坏。这当然导致性能随时间降低。因此，所述聚合物膜和包含这些膜的器件的寿命可能受到限制。因此，期望的是改进的耐候聚合物膜。含氟聚合物组合物由于它们出色的表面性质(例如提供耐污性和排斥污垢的低表面张力)、光学性质、电子性质和耐候性而在光伏模块中作为潜在的顶层被广泛认可为有用的组分。因为紫外辐射将影响含氟聚合物保护层下面的材料的物理性质，所以在含氟聚合物顶部保护层中添加UV阻断功能性提供了提高底层的耐候性的可能性。然而，含氟聚合物中通常的紫外光吸收剂的低溶解度和/或高活动性使得在含氟聚合膜中难以保持高水平的这些化合物。所述化合物趋向于在薄膜内迁移或甚至迁移出所述膜。迁移是特别成问题的。如果成分活动性太高，则所述成分可能在膜内以及从膜迁移。迁移的材料可污染其它材料或材料之间的界面。这可以导致混浊、分层、透明度损失、UV防护损失、降解等等。所述化合物的保护性能在发生迁移的区域中可能损失或退化。一些种类的紫外吸收剂还与含氟聚合物过度地反应，进一步侵害保护性。因此,存在着对于与含氟聚合物相容并抵抗含氟聚合物起霜(blooming out)的紫外UV防护策略以及对于结合了这种保护的产品例如含氟聚合膜及其他制品的需求。
技术实现思路
本专利技术的含氟聚合物组合物通常包括包括一种或多种含氟聚合物、紫外光防护组分(以下称为UV防护组分)和任选的一种或多种其他成分(如果需要的话)的成分。所述UV防护组分包括至少一种具有特定的结构(见下文)和至少约1000的重均分子量的受阻叔胺(HTA)化合物的组合。这种叔胺与至少一种重均分子量大于约500的有机UV光吸收化合物(UVLA化合物)组合使用。当根据本专利技术的原理选择所述HTA化合物和UVLA化合物时，UV防护组分为含氟聚合物组合物提供对于保护下层材料、特征、结构、元件等的明显改善的耐候性特性。另外，合并本专利技术的UV防护组分的含氟聚合物组合物出乎意料地具有改善的抵抗变黑、着色或其它可以由UV暴露引起的降解的能力。因此，被这些组合物保护的器件预期将具有显著提高的使用寿命。所述组合物具有广泛的用途，但是特别可用于形成光电子器件中的保护层。在一个方面，本专利技术涉及包含保护膜的光电子器件，所述保护膜包含:(a)包含至少一种含氟聚合物的含氟聚合物成分，其中小于10重量％的所述含氟聚合物成分源自于偏二氟乙烯；(b)与所述含氟聚合物成分混合的保护组分，其有助于保护所述器件抵抗紫外光降解，其中所述膜包含0.01至10重量份所述保护组分/100重量份含氟聚合物成分，并且其中所述保护组分包含:(i)至少一种重均分子量为至少500的有机UVLA化合物；和(ii)至少一种重均分子量为至少1000的受阻叔胺(HTA)化合物，其中所述受阻叔胺包含含有叔胺部分的环部分，其中所述胺部分的氮原子是所述环部分的骨架成分并且是N-取代的，其中所述HTA化合物不包括伯胺或仲胺部分，并且其中所述至少一种UVLA化合物与所述至少一种受阻叔胺的重量比在1:50至50:1的范围内。在另一个方面，本专利技术涉及柔性光电子器件，其包含:(a)至少一个具有光入射面和背侧面的太阳能电池；(b)至少一个有助于保护所述太阳能电池的背侧面免受环境影响的屏障；和(C)至少一个有助于保护所述太阳能电池的光入射面的屏障，所述屏障包含至少一个含氟聚合物膜、至少一个在所述含氟聚合物膜下面的附加防护膜和至少一个将所述含氟聚合物膜粘附于底层的粘附层，其中所述至少一个附加膜和/或所述粘附层中的至少一个包含在暴露于UV光时易发生迁移和/或降解的至少一种成分，并且其中所述含氟聚合物膜包含:(i)包含至少一种含氟聚合物的含氟聚合物成分，其中小于10重量％的所述含氟聚合物成分源自于偏二氟乙烯；(ii)至少一种UVLA化合物，其量有效地帮助保护所述附加、底层膜的所述至少一种成分免于UV暴露，其中所述UVLA化合物具有至少500的重均分子量；和(iii)至少一种包含含有叔胺部分的环部分的受阻叔胺，其中所述胺部分的氮原子是所述环部分的骨架成分并且是N-取代的，其中所述受阻叔胺不包括伯胺或仲胺部分，并且其中所述至少一种UVLA化合物与所述至少一种受阻叔胺的重量比在1:50至50:1的范围内。【附图说明】图1显示了非受阻的胺的例子。图2显示了另一种非受阻的胺的例子。图3显示了受阻胺的例子。图4显示了受阻胺的例子。图5显示了受阻胺的例子。图6示意性地显示了优选的HTA化合物的结构。图7显示了优选的HTA化合物的结构。图8示意性地显示了采用了本专利技术原理的光伏模块的实施方式。图9A和9B是显示了实施例2的样品在老化之前和之后随波长变化的透射率的曲线图。图10是显示了实施例3的样品随波长变化的透射率的曲线图。图11是显示了实施例4的样品随波长变化的透射率的曲线图。图12A和12B是显示了实施例5的样品在老化之前和之后随波长变化的透射率的曲线图。图13A和13B是显示了实施例6的样品在老化之前和之后随波长变化的透射率的曲线图。图14A和14B是显示了实施例8的样品在老化之前和之后随波长变化的透射率的曲线图。图15A和15B是显示了实施例9的样品在老化之前和之后随波长变化的透射率的曲线图本文档来自技高网...
【技术保护点】
包含保护膜的光电子器件，所述保护膜包含：（a）包含至少一种含氟聚合物的含氟聚合物成分，其中小于10重量%的所述含氟聚合物成分源自于偏二氟乙烯；（b）与所述含氟聚合物成分混合的保护组分，其有助于保护所述器件抵御紫外光降解，其中所述膜包含0.01至10重量份所述保护组分/100重量份所述含氟聚合物成分，并且其中所述保护组分包含：（i）至少一种重均分子量为至少500的有机UVLA化合物；和（ii）至少一种重均分子量为至少1000的受阻叔胺（HTA）化合物，其中所述受阻叔胺包含含有叔胺部分的环部分，其中所述胺部分的氮原子是所述环部分的骨架成分并且是N?取代的，其中所述受阻叔胺化合物不包括伯胺或仲胺部分，并且其中所述至少一种UVLA化合物与所述至少一种受阻叔胺化合物的重量比在1:50至50:1的范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.06 US 61/504,8511.包含保护膜的光电子器件，所述保护膜包含: (a)包含至少一种含氟聚合物的含氟聚合物成分，其中小于10重量％的所述含氟聚合物成分源自于偏二氟乙烯； (b)与所述含氟聚合物成分混合的保护组分，其有助于保护所述器件抵御紫外光降解，其中所述膜包含0.01至10重量份所述保护组分/100重量份所述含氟聚合物成分，并且其中所述保护组分包含: (i)至少一种重均分子量为至少500的有机UVLA化合物；和 (?)至少一种重均分子量为至少1000的受阻叔胺(HTA)化合物，其中所述受阻叔胺包含含有叔胺部分的环部分，其中所述胺部分的氮原子是所述环部分的骨架成分并且是N-取代的，其中所述受阻叔胺化合物不包括伯胺或仲胺部分，并且其中所述至少一种UVLA化合物与所述至少一种受阻叔胺化合物的重量比在1:50至50:1的范围内。2.任一前述权利要求的光电子器件，其中所述含氟聚合物成分包含选自EFEP、FEP、ETFE、PFA的一种或多种含氟聚合物。3.任一前述权利要求的光电子器件，其中所述HTA化合物包含抗氧化剂特性。4.任一前述权利要求的光电子器件，其中所述器件包含太阳能电池。5.权利要求4的器件，其中所述太阳能电池是柔性的。6.权利要求4或5的光电子器件，其中所述器件包含...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈续明，PW·S·査姆，K·E·霍华德，L·C·洛佩斯，W·C·萨姆纳，吴绍富，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：
国别省市：
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