包含均质的聚烯烃共聚物和提高粘合性的接枝聚合物的膜的电子器件模块制造技术

技术编号:8303604 阅读:166 留言:0更新日期:2013-02-07 10:20
一种电子器件模块,其包括:A.至少一个电子器件,例如,太阳能电池,和B.与所述电子器件的至少一个表面密切接触的聚合物材料,所述聚合物材料包括:(1)乙烯互聚物,包括不多于0.905g/cm3的总聚合物密度;不多于125/100,000个碳的总不饱和度;至多3个长链支化/1000个碳;少于5/100,000个碳的乙烯基-3含量;和小于数量(8000/Mn)的乙烯基基团的总数/1000个碳,其中乙烯基-3含量和乙烯基基团测量值通过凝胶渗透色谱(145℃)和1H-NMR(125℃)测定,(2)接枝聚合物用以提高粘着力,(3)任选的自由基引发剂或光引发剂,其量为所述共聚物重量的至少约0.05重量%,(4)任选的活性助剂,其量为所述共聚物重量的至少约0.05重量%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子器件模块。一方面,本专利技术涉及电子器件模块,其包括电子器件,例如,太阳能电池或光伏(PV)电池,和保护性聚合物材料,而另一方面,本专利技术涉及电子器件模块,其中所述保护性聚合物材料是与所述电子器件的至少一个表面密切接触的聚合物材料,其中乙烯和至少一种a -烯烃的共聚物包含接枝聚合物以提高粘着力,并且其特征为具有不大于O. 905g/cm3的总聚合物密度;不大于125/100,000个碳的总不饱和度;和不大于15的GI200凝胶等级;至多3个长链支化/1000个碳;小于5/100,000个碳的乙烯基-3含量;和小于数量(8000/Mn)的乙烯基基团的总数/1000个碳,其中乙烯基-3含量和乙烯基基团测量值通过凝胶渗透色谱(145°C)和4-匪1 (1251)测定。又一方面,本专利技术涉及制备电子器件模块的方法。
技术介绍
聚合物材料通常用于制备包括一个或多个电子器件的模块,所述电子器件包括但不限于太阳能电池(也称为光伏电池),液晶面板,场致发光器件和等离子显示器单元。所述模块常常包括电子器件与一个或多个基板的组合,所述基板例如一个或多个玻璃盖片,常常置于两个基板之间,其中所述基板的一个或两个包括玻璃,金属,塑料,橡胶或其它材料。所述聚合物材料通常用作模块的包封剂或密封剂,或者根据模块的设计,用作模块表层组件,例如太阳能电池模块中的背表面(backskin)。用于这些目的的典型的聚合物材料包括有机硅树脂,环氧树脂,聚乙烯缩丁醛树脂,醋酸纤维素,乙烯-醋酸乙烯醋共聚物(EVA)和离聚物。美国专利申请公开2001/0045229A1确定了意图用于电子器件模块的结构的任何聚合物材料中所需要的许多性质。这些性质包括(i)保护所述器件不暴露,尤其是长时间地暴露于外部环境,例如,水份和空气,(ii)保护其抗机械冲击,(iii)与电子器件和基板的强粘着力,(iv)容易加工,包括密封,(V)良好的透明度,尤其是在光或其它电磁辐射是重要的应用中,例如,太阳能电池模块,(Vi)短的固化时间,保护电子器件不受由固化过程中聚合物收缩导致的机械应力的损害,(Vii)高电阻,具有很小的(如果存在的话)导电性,和(viii)低成本。在任何特定的应用中都没有一种聚合物材料能够具有所有这些性质的最大性能,常常要做出折中来使对特定应用最重要的性质的性能最大化,例如,透明度和免于受到环境损害,代价是对该应用不那么重要的次要性质,例如,以固化时间和成本为代3价。也以共混物或者以模块的单独组分的形式使用聚合物材料的组合。具有高含量(28至35重量% )源自乙酸乙烯醋单体的单元的EVA共聚物通常用于制备用于光伏(PV)模块中的包封剂膜。参见例如,W095/22844, 99/04971, 99/05206和2004/055908。EVA树脂通常用紫外(UV)光添加剂稳定化,并且通常在太阳能电池层压工艺过程中使用过氧化物使它们交联,从而将耐热性和耐螺变性(heat and creepresistance)提高至约80至90°C的温度。但是,因为几个原因,EVA树脂并不是理想的PV电池包封膜材料。例如,EVA膜在强烈阳光下逐渐变黑,这是由于EVA树脂在UV光的影响下化学降解。这种变色在少至4年暴露于环境之后能够导致太阳能模块的功率输出的损失大于30%。EVA树脂也吸收湿气并且会分解。此外和如上所述,通常用UV添加剂使EVA树脂稳定化,和在太阳能电池层压和/或包封方法的过程中使用过氧化物使其交联,从而改善耐热性和在高温例如80至90°C的蠕变。但是,因为吸收UV辐射的EVA分子结构中的C=O健以及固化之后在体系中存在残余的过氧化物交联剂,所以使用添加剂包来使EVA对UV诱导的降解稳定化。认为残余的过氧化物是负责产生发色团的主要氧化剂(例如,USP 6,093,757)。添加剂例如抗氧化剂,UV-稳定剂,UV-吸收剂和其它物质可使EVA稳定化,但是同时,所述添加剂包也可阻断低于360纳米(nm)的UV波长。光伏模块效率取决于光电池效率和穿过包封剂的太阳光波长。对太阳能电池的效率最重要的限制之一是它的半导体材料的带隙(band gap),即,将电子从束缚的价带(valence band)激发到活动的导带(conduction band)中所需的能量。具有比带隙低的能量的光子通过模块而不被吸收。具有比带隙高的能量的光子被吸收,但是它们超过的能量被浪费掉了(作为热耗散了)。为了增加光电池效率,使用“串连的”电池或者多连接电池(multi-junction cells)来拓宽能量转化的波长范围。此外,在许多薄膜技术中,例如非晶娃,締化镉,或铜铟镓的硒化物(copper indium gallium selenide),半导体材料的带隙与单晶硅的不同。这些光电池将会将波长低于360nm的光转化成电。对于这些光电池,需要能够吸收低于360nm波长的包封剂来保持PV模块的效率。美国专利6,320,116和6,586,271教导这些聚合物材料,尤其是在太阳能电池模块的结构中使用的那些材料的另一重要性质。该性质是抗热螺变性(thermal creepresistance),即,作为温度的结果在一段时间内聚合物抗永久变形的能力。抗热螺变性通常与聚合物的熔融温度成正比。设计用于建筑应用的太阳能电池模块常常需要显示出优良的在90°C或更高的温度下对热蠕变的耐性。对于具有低熔融温度的材料,例如,EVA,常常需要使聚合物材料交联,从而赋予它更高的抗热蠕变性。交联尤其是化学交联在解决一个问题例如热蠕变时,可能产生其它问题。例如,EVA(在太阳能电池模块的结构中使用的普通的聚合物材料,并且其具有相当低的熔点)常常使用有机过氧化物引发剂交联。虽然这解决了热蠕变问题,但是它产生了腐蚀问题,即,全部交联很少(如果说存在的话)完全获得,这在EVA中留下了残余的过氧化物。这种剩余的过氧化物能够例如通过在电子器件模块寿命中释放乙酸,来加速EVA聚合物和/或电子器件的氧化和降解。此外,添加有机过氧化物到EVA中需要小心的温度控制来避免过早交联。过氧化物引发的交联的另一潜在的问题是在这些加工设备的金属表面上产生交联的材料的堆积。在挤出运行过程中,在所有的金属流动表面经历了高的停留时间。在较长的挤出时间里,可能在金属表面形成交联的物质,而需要清洁设备。目前的实践是使凝胶的形成最小化,即,使聚合物在加工设备的金属表面上的这种交联最小化,要使用低的加工温度,这进而又降低了挤出产品的生产率。在选择聚合物材料用于制造电子器件模块时可能重要的另一性质是热塑性,gp,软化、模塑和成型的能力。例如,如果要将聚合物材料用作无框架模块中的背表面层,那么它应该在层压过程中显示出热塑性,如美国专利5,741,370中所述。但是这种热塑性必须不是通过以有效的抗热蠕变性为代价获得的。
技术实现思路
在一种实施方式中,本专利技术是一种电子器件模块,其包括A.至少一个电子器件,和B.与所述电子器件的至少一个表面密切接触的聚合物材料,所述聚合物材料包括乙烯和至少一种α -烯烃的互聚物,该互聚物具有不大于O. 905g/cm3的总聚合物密度;不大于125/100,000个碳的总不饱和度;和不大于15的GI200凝胶等级;至多3本文档来自技高网
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【技术保护点】

【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·瑙莫维茨R·M·帕特尔S·吴D·H·尼曼
申请(专利权)人:陶氏环球技术有限公司
类型:
国别省市:

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