多层复合膜及由其制备的制品制造技术

本发明专利技术是一种光学透明层压物膜，包括：至少三层膜，其中，至少三层膜的至少两层包括离子交联聚合物膜，且其中，膜可适用于在光电池或包装中使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2004年12月7日递交的美国申请No.60/634,421的优先权。
技术介绍
专利
本专利技术涉及用于通常包装的层压物膜且特别是作为光电模块中的密封剂。本专利技术特别涉及包含乙烯酸共聚物离子交联聚合物的透明包装膜。相关技术的描述在通常的包装材料特别是太阳能电池模块中，好的光学性能是重要的，因为，好的性能要求入射到电池上的光被高效且有效地传送到电压发生层。差的光传送减小了光电发生过程的效率和/或生产率。例如，常规形式的太阳能电池模块的制备是通过互连单独形成的且分开的太阳能电池(如由结晶硅制成)，然后机械支撑并保护电池不受环境降解(通过使电池集成进入层压太阳能电池模块)。层压模块通常包括刚性透明保护性前面板或片，和通常被称为“后皮(backskin)”的后面板或片。在前后片间放置从而形成夹层结构(sandwich)设置的是互连的太阳能电池和密封剂。密封剂(或者至少其在电池的前侧和透明的前面板之间延伸的一部分)的必要要求是，它对于日光辐射而言是透明的。形成层压模块的典型模式是装配夹层结构，依次包括透明的面板，例如，由玻璃或透明聚合物制成的前面板，至少一片密封剂的前层，由电导体互连的太阳能电池阵列(电池的前侧面向透明面板)，至少一片密封剂的后层，和后皮或后面板，然后，将这些组件用真空型层合机在加热加压下粘合在一起。密封剂的后层可能是透明的或是任何一种其它的颜色，现有技术的模块通过使用由热塑性或热固性聚合物、玻璃或一些其它材料组成的后皮而形成。密封剂更进一步的要求是其尺寸稳定性。为了避免硅电池上的潜在破坏性应力，密封剂及周围结构对模块最终使用位置处温度的波动应该是稳定的。大量的材料已被应用，或考虑作为由单个的硅太阳能电池制成的模块中的密封剂使用。乙烯醋酸乙烯酯共聚物(通常称为“EVA”)通常被用作含有结晶硅太阳能电池的模块的密封剂。然而，EVA可能有某些限制和不足，如其褪色趋势。它也可能分解并释放出醋酸。EVA也可能要求交联--例如US6093757中所描述的--以赋予尺寸稳定性。交联是产品中变异性的潜在源泉，可能促进EVA随后的氧化和降解。另外，由于作为EVA中交联助催化剂的过氧化物的存在，EVA在制作模块时必须在真空中层压。作为密封剂材料使用的EVA通常包括33％(重量)的醋酸乙烯酯，因而是非常软和发粘的材料，从而使得在制造环境中处理EVA多少有些麻烦。US5478402中描述了作为密封剂的离子交联聚合物的使用，由此本文将其全文引入作为参考。US5741370也公开了作为密封剂的离子交联聚合物的使用。术语“离子交联聚合物”和由此标明的树脂类型是本领域已知的，可由Richard W.Rees，“Ionic Bonding In Thermoplastic Resins”，DuPont Innovation，1971，2(2)，pp.1-4，和Richard W.Rees，“Physical Properties And StructuralFeatures Of SurlynIonomer Resins”，Polyelectrolytes，1976，C，177-197得到证明。离子交联聚合物可通过乙烯-甲基丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物与含有选自周期表第I、II或III族的元素，特别是钠、锌、铝、锂、镁和钡，的阳离子的有机碱的部分中和而形成。Surlyn离子交联聚合物已被标明为乙烯和甲基丙烯酸或烯酸的共聚物，其通常具有83-95℃范围内的熔点。可能理想的是提供用作光电池中的密封剂材料的材料，其中，对于密封剂材料可接受的尺寸稳定性而言，交联不是必需的。专利技术概述本专利技术人惊奇地发现，当聚合物被夹入作为离子交联聚合物层之间的层压物中的核心层时，该聚合物的一个或多个物理性质能被显著地改进。一方面，本专利技术是一种层压物，该层压物包括至少三个聚合物层，其包括(1)两个离子交联聚合物的外聚合物层，和(2)至少一个核心层单元；其中，每个外层与核心层单元的至少一个表面的相对表面直接接触，其中，该至少一个核心层单元是单一的或多层的聚合物膜或片，其包括至少一个非离子交联聚合物层，且其中，通过透光度测量的层压物的光学透明性，和它的尺寸稳定性均分别相对于单个的层压物层所述性质的期望值得到增强。另一方面，本专利技术是一种层压物，包括(i)包括第一离子交联聚合物的第一外层；(ii)包括至少一个聚合物层的核心层单元，该核心层单元的位置使得核心层单元的第一表面与第一外层的至少一个表面直接接触；(iii)包括第二离子交联聚合物的第二外层，该第二外层的位置使得核心层单元的第二表面与第二外层的至少一个表面直接接触；其中，至少一个核心层聚合物是非离子交联聚合物，且其中第一离子交联聚合物层、第二离子交联聚合物层、核心层单元和层压物中的每一个在相同波长下的单独的光学透光度均可被测量，且其中对于该层压物测量的透光度大于从该三个单独的层在其非层压状态的透光度通过它们在该层压物中的厚度加权而计算得到的透光度期望值。另一方面，本专利技术是一种包括密封剂的太阳能电池模块，其包括(i)包括第一离子交联聚合物的第一外层；(ii)包括至少一个聚合物层的核心层单元，该核心层单元的位置使得核心层单元的第一表面与第一外层的至少一个表面直接接触；(iii)包括第二离子交联聚合物的第二外层，该第二外层的位置使得核心层单元的第二表面与第二外层的至少一个表面直接接触；其中，至少一个核心层聚合物是非离子交联聚合物，且其中第一离子交联聚合物层、第二离子交联聚合物层、核心层单元和层压物中的每一个在相同波长下的单独的光学透光度均可被测量，且其中对于该层压物测量的透光度大于从该三个单独的层在其非层压状态的透光度通过它们在该层压物中的厚度加权而计算得到的透光度期望值。另一方面，本专利技术是包括密封剂的多个相互连接的太阳能电池，其包括(i)包括第一离子交联聚合物的第一外层；(ii)包括至少一个聚合物层的核心层单元，该核心层单元的位置使得核心层单元的第一表面与第一外层的至少一个表面直接接触；(iii)包括第二离子交联聚合物的第二外层，该第二外层的位置使得核心层单元的第二表面与第二外层的至少一个表面直接接触；其中，至少一个核心层聚合物是非离子交联聚合物，且其中第一离子交联聚合物层、第二离子交联聚合物层、核心层单元和层压物中的每一个在相同波长下的单独的光学透光度均可被测量，且其中对于该层压物测量的透光度大于从该三个单独的层在其非层压状态的透光度通过它们在该层压物中的厚度加权而计算得到的透光度期望值。专利技术详细描述在一个具体实施方式中，本专利技术是一个层压物制品，其包含(a)包含离子交联聚合物的外层和(b)设置在外层之间并包含非交联聚合物的核心层单元。在本专利技术的一个层压物中，测量的层压物光学和/或尺寸稳定性可相对于层压物的单独的各层的所述性质任一或二者的期望值得到增强。性质的“期望值”，指的是考虑加权平均的层厚度，从层压物单独的层计算出的所述层压物性质的预测值。作为例证，其中每层均具有光学消光系数的三层层压物，将被期望具有对单独的消光系数之和的进行层厚度加权的吸光度。相似地，其中每层均具有拉伸模量的三层层压物，将被期望具有对单独的层进行层厚度加权平均的拉伸模量。层压物，作为本文使用的术语，包括处于彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层压物制品，其包括：　　　　（ｉ）包括第一离子交联聚合物的第一外层；　　　　（ｉｉ）包括至少一个聚合物层的核心层单元，其位置使得核心层单元的第一表面与第一外层的至少一个表面直接接触；　　　　（ｉｉｉ）包括第二离子交联聚合物的第二外层，其位置使得核心层单元的第二表面与第二外层的至少一个表面直接接触；　　　　其中，所述至少一个核心层聚合物是非离子交联性聚合物，且其中第一离子交联聚合物层、第二离子交联聚合物层、核心层单元和层压物中的每一个在相同波长下的单独的光学透光度均可被测量，且其中对于该层压物测量的透光度大于从该三个单独的层在其非层压状态的透光度通过它们在该层压物中的厚度加权而计算得到的透光度期望值。

【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：GM伦格斯，D贝里，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]