專利名稱：用于光電應用的多層膜的制作方法
技術領域：
本披露內(nèi)容總體上涉及多層膜以及由其形成的光電器件。
背景技術：
隨著能量價格的增加并且隨著對烴燃料的環(huán)境影響關注的增加；業(yè)界正在轉向可替代的能量源，如太陽能。特別是，業(yè)界正在轉向將日光轉化為電流的光電器件。盡管光電器件表現(xiàn)出低行為的操作成本，但是安裝光電器件的很多花費是在在前面的設備成本中。這樣，光電器件的經(jīng)濟可行性是強烈地依賴于設備成本和耐久性。在使用過程中，光電器件被暴露于極端的氣候條件下。為了保護這些光電器件，將封裝劑和其他聚合物膜布置在這些光電器件的表面上。然而，此類封裝劑和其他聚合物膜本身對于極端氣候條件是敏感的，并且隨著時間可以降解。此類降解減少了封裝劑和聚合物膜的效率，從而導致了這些光電器件的損害。 耐久性影響了光電系統(tǒng)相對于其他能源的競爭性。盡管太陽能方案的低環(huán)境影響的吸引力，但是光電器件正在努力提供目前電網(wǎng)價格的電力。耐久性的減少嚴重地阻礙了現(xiàn)存光電操作的可行性。這樣，一種改進的光電系統(tǒng)往往是令人希望的。發(fā)明的披露內(nèi)容在一個實施方案中，一個多層膜包括一個含一個或多個層的功能部分；一個位于該功能部分的主表面上的粘合劑層，該粘合劑層包括一種粘合劑以及一種紫外輻射吸收齊U;以及一個覆蓋在該粘合劑層的與該功能部分相反的主表面上的氟聚合物層，該氟聚合物層包括一種氟聚合物。在一個具體的實施方案中，一個光電器件包括一個光電部件；一個覆蓋在該光電部件的主表面上的第一聚合物層；一個覆蓋在該第一聚合物層的與該光電部件相反的主表面上的第二聚合物層，該第二聚合物層包括一種粘合劑以及一種紫外輻射吸收劑；以及一個覆蓋在該第二聚合物層的與該第一聚合物層相反的主表面上的第三聚合物層，該第三聚合物層包括一種氟聚合物。在另一個實施方案中，一種形成多層膜的方法包括分配一個氟聚合物層；將一個粘合劑層涂覆在該氟聚合物層的表面上，該粘合劑層包括一種粘合劑以及一種紫外輻射吸收劑；并且將該氟聚合物層和該粘合劑層層壓到一個功能層上，該粘合劑層與該功能層相接觸。附圖
簡要說明通過參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點對于本領域的普通技術人員變得清楚。圖I、圖2、圖3、和圖4包括示例性光電器件的圖示。圖5、圖6、圖7、和圖8包括UV和可見光光譜的透射率的圖。在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。
優(yōu)選實施方案的說明在一個示例性實施方案中，一種光電器件包括一個光電部件以及一個覆蓋在該光電部件主表面上的多層的層壓板。該多層的層壓板包括一個形成該光電器件外表面的氟聚合物層，一個布置在該氟聚合物層的與該外表面相反的主表面之下的粘合劑層或結系層，以及一個布置在該粘合劑或結系層的與該氟聚合物層相反的主表面之下并且最靠近該光電部件的功能層。該粘合劑或結系層包括一種紫外輻射吸收劑并且可以包括一種光穩(wěn)定劑或抗氧化劑。任選地，可以將一種封裝劑布 置在該多層的層壓板與該光電部件之間并且可以是該多層的層壓板的一部分。在另外一個實施方案中，一種形成光電部件的方法包括分配一個光電部件并且施加一個多層的層壓板以放在該光電部件的主表面上。任選地，可以施加一種封裝劑以便在施加該多層的層壓板之前就覆蓋在該光電部件上。在此說明的這些實施方案中，這些光電部件包括至少兩個主表面。術語“正表面”是指光電器件接收更大比例直射日光的表面。在多個實施方案中，正面是該光電器件將日光轉化為電的活性側面。然而，在一些實施方案中，該光電器件可構造為使得該器件的兩個表面是活性的。例如，該正面可以將直射日光轉化為電，而背面可以將反射日光轉化為電。在其他實例中，該正面可以在白天在一個點上接收直射日光，而該背面可以在白天在另一個點上接收直射日光。在此說明的實施方案可以包括此類光電構造或者其他類似的光電構造。術語“在…上(over)”、“位于在…上(0Verlie)”、“在…下(under)”或者“位于…下(underlie)”是指一個層、膜、或層壓板相對于一個相鄰結構的主表面的配置，其中“在…上”或“位于在…上”是指該層、膜、或層壓板是相對更靠近于一個光電器件的外表面，而“在…下”或者“位于…下”是指該層、膜、或層壓板是相對更遠離一個光電器件的外表面。在此，術語“在…上(on)”、“在…上面(over)”、“位于…上(0Verlie)”、“在…下(under)”、“位于…下(underIie ) ”可以允許包括在該表面與該引用結構之間的中間結構。如在圖I中所展示的，一個光電器件100包括一個光電部件102。該部件102包括一個正面112和一個背面114。該正面112包括多個接收日光120并且將日光120轉化為電流的元件。在一個具體實例中，該背面114可以由用于正面112的這些元件的支架來限定。一個保護膜104可以布置在正面112上。保護膜104可以形成一個被配置為接收待被光電部件102轉化為能量的光(如日光)的外表面116。一個或多個中間層108可以布置在保護層104與正面112之間。此外，一個保護膜106可以布置在背面114上。該保護膜106可以形成一個背側的外表面118。此外，一個或多個中間層110可以布置在背面保護膜106與背面114之間。在一個實例中，該一個或多個層108或110可以包括一種封裝劑。封裝劑是幫助保護該光電器件的材料。此類材料包括例如天然或合成的聚合物，這些聚合物包括聚乙烯(包括線型低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，等等)、聚丙烯、尼龍(聚酰胺)、EPDM、聚酯、聚碳酸酯、乙丙烯彈性體共聚物、乙烯或丙烯與丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙丙烯共聚物、聚α-烯烴熔融物粘合劑，這包括例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA);離聚物(總體上被中和為金屬鹽的酸功能化的聚烯烴)，酸功能化的聚烯烴，聚氨酯包括例如熱塑性聚氨酯(TPU)、烯烴彈性體、烯屬嵌段共聚物、熱塑性有機硅、聚乙烯醇縮丁醛、氟聚合物，如四氟乙烯、六氟丙烯、和亞乙烯基氟化物的三聚物；或其任何組合。在一個具體實例中，這些保護膜104和106可以是多層膜，這些多層膜包括一個形成外表面的氟聚合物層、一個位于該氟聚合物層之下的粘合劑或結系層，以及一個位于該粘合劑或結系層之下的功能部分。例如，該功能部分的功能可以作為一個阻擋層以便阻礙水蒸汽透入、腐蝕性氣體擴散、或它們的一種組合。圖2包括一個光電器件的部分200的另一個實例的圖示，該光電器件包括一個光電部件202以及一個保護膜212。部分200可以是該光電器件的正面部分或背面部分?？扇芜x地，一種封裝劑層204可以布置在該保護膜212與光電部件202之間或者封裝劑204可以形成該保護膜212的部件。在一個實例中，保護膜212包括一個外層210。外層210可以包括一種氟聚合物。例如，外層210可以由一種氟聚合物形成，該氟聚合物是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯和全氟代甲基乙烯基醚的共聚物(PFA)、乙烯四氟乙 烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯和氟化的乙烯丙烯的共聚物(EFEP)，四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的三聚物(THV)，四氟乙烯、六氟丙烯、和乙烯的三聚物(HTE)，或它們的任何組合。在一個具體實例中，該外層210包括至少70%的氟聚合物，如至少85%的氟聚合物、至少95%的氟聚合物、至少98%的氟聚合物，或者基本上由氟聚合物組成，具有氟聚合物的化學耐受性和耐氣候性。在一個具體的實例中，該外層210包括乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。在另一個實例中，外層210包括氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)。在另外一個實例中，該外層包括聚氟乙烯(PVF)。在一個實例中，該外層210具有的厚度是在O. 5密爾到20密爾的范圍內(nèi)。例如，該外層210可以具有的厚度是在O. 5密爾到10密爾的范圍內(nèi)，如在O. 5密爾到5密爾、或者甚至在O. 5密爾到2密爾的范圍內(nèi)。此外，該保護膜212包括一個粘合劑層或結系層208。如展示的，該粘合劑層或結系層208位于該外層210之下。在一個實例中，該粘合劑層208直接與外層210接觸而沒有中間層。該粘合劑層208可以包括一種粘合劑和一種紫外輻射吸收劑。此外，該粘合劑層208可任選地包括一種光穩(wěn)定劑并且可任選地包括一種抗氧化劑。一個示例性粘合劑包括聚氨酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚酯(PET)、氰基丙烯酸酯、環(huán)氧化物、酚醛塑料、烯烴、熱熔性粘合劑、離聚物、硅氧烷、丙烯酸類樹脂、其共聚物、或它們的一種組合?？商娲?，該層208可以是一個由一種封裝劑形成的結系層，如以上關于圖I的層108和110說明的封裝劑。在一個具體的實例中，該粘合劑包括聚氨酯，如一種脂肪族聚氨酯。在另一個實例中，該粘合劑包括EVA。在一個具體的實例中，該粘合劑是光學透明的粘合劑(0CA)。一種OCA具有的內(nèi)部透射率為至少99%并且霧度為小于1%。內(nèi)部透射率是根據(jù)在ASTM E284中找到的內(nèi)部透射率的定義來定義的。霧度是依照ASTM D1003-92測量的。例如，該粘合劑可以是一種丙烯酸0CA。在另一個實例中，該粘合劑可以是一種聚氨酯OCA或者聚氨酯OCA。示例性OCA是從3M、Toyo Ink或Sochem公司獲得的0CA。例如，該粘合劑層中的OCA可以給一個光電器件提供一個最優(yōu)的光透射，由此增加該器件將日光轉化為電流的效率。
此外，該粘合劑層208包括一種紫外輻射吸收劑。在一個實例中，該紫外輻射吸收劑是選自有機紫外線輻射吸收劑，諸如苯并三唑類的、三嗪類的、二苯甲酮類的、氰基丙烯酸酯類的、苯并噁嗪酮類的、草酰苯胺類的紫外輻射吸收劑，或者它們的組合。例如，該紫外輻射吸收劑可以是一種苯并三唑類吸收劑，如2，4- 二-叔-丁基-6-(5-氯苯并三唑-2-基)酚、或者2-(2H-苯并三唑-2-基)-對苯甲酚。在另一個實例中，該紫外輻射吸收劑屬于三嗪類，如2-(4，6-聯(lián)苯-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己氧基-酚。其他示例性紫外福射吸收劑從巴斯夫(BASF)在Tinuvin 成Chernisorb 下是可獲得的，或者從氰特(Cytech)工業(yè)公司在商業(yè)名稱Cyasorb下是可獲得的。在另一個實例中，該紫外輻射吸收劑包括一種無機紫外輻射吸收劑。例如，該無機紫外輻射吸收劑可以包括二氧化鈦或氧化鋅。具體地說，該無機紫外輻射吸收劑具有的顆粒大小是不大于IOOnm,諸如顆粒大小是處于Inm到IOOnm的范圍內(nèi)。在一個具體的實例中，該粘合劑層208不含無機種類，諸如陶瓷種類。例如，該紫外輻射吸收劑可以不包括二氧化鈦或氧化鋅。
該粘合劑層208可以包括的紫外輻射吸收劑的量值是在O. 5被％到20wt%的范圍內(nèi)、如在O. 5界1:%到10wt%的范圍內(nèi)。具體地說,該粘合劑層208可以至少5. 5wt%的紫外福射吸收劑，諸如至少7. 0wt%的紫外輻射吸收劑。在另外一個實例中，該粘合劑層208不包括大于20. 0wt%的紫外輻射吸收劑。在一個實例中，該粘合劑層208包括的紫外輻射吸收劑的量值是從5. 0wt%到20wt%,諸如5. Owt %到10wt%,或者甚至5. 5wt%到10wt%。相比之下，典型的市售的粘合劑配制品總體上不包含大于2wt%的紫外輻射吸收劑。在大于2wt%的水平時，市售的粘合劑配制品典型地顯示出來自該粘合劑的沉淀或分離的證據(jù)。在一個本發(fā)明的示例性實施方案中，甚至在大于5. 0wt%的水平下，該紫外輻射吸收劑是非沉淀的，即，是與該粘合劑層208中的粘合劑組分是相容的。此外,該粘合劑層208可以包括一種光穩(wěn)定劑,如一種受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)。一種示例性HALS穩(wěn)定劑包括雙(2，2，6，6，-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。例如，該粘合劑層208可以包括的光穩(wěn)定劑的量值是在O. lwt%到5wt%的范圍內(nèi)。在一個實例中，該膠粘層208包括至少2. 5wt%的光穩(wěn)定劑，如至少3. 5wt%,或者甚至至少5. 0wt%的光穩(wěn)定劑。一個不例性光穩(wěn)定劑從巴斯夫公司作為Timivin 770是可獲得的,或者從氰特工業(yè)公司作為Cyasorb THT-4611是可獲得的。在另外一個實例中，該粘合劑層208可以包括一種抗氧化劑。例如，該粘合劑層208可以包括的抗氧化劑的量值是在O. 5wt%到5wt%的范圍內(nèi)、如在I. 0wt%到3wt%的范圍內(nèi)。一種示例性抗氧化劑包括亞磷酸酯抗氧化劑、酹類抗氧化劑、硫化物抗氧化劑、胺抗氧化劑、或者它們的一種組合。例如，該抗氧化劑可以是一種亞磷酸酯抗氧化劑。在另一個實例中，該抗氧化劑可以是一種酚類抗氧化劑。示例性抗氧化劑在商業(yè)名稱ETHAN0X 或ETHAPH0S 從保公司(Albemarle)或者在商業(yè)名稱IrgailOX 從巴斯夫公司是可獲得的。該粘合劑層208具有的厚度可以是在O. 2密爾到30密爾的范圍內(nèi)，如O. 2密爾到12密爾、O. 2密爾到2密爾的范圍內(nèi)、如O. 2密爾到I. 5密爾的范圍內(nèi)、如O. 5密爾到I. O密爾的范圍內(nèi)。在一個實施方案中，該粘合劑層208具有的厚度可以是在O. I密爾到4密爾的范圍內(nèi)，如O. 2密爾到2密爾的范圍內(nèi)、或者O. 5密爾到I. O密爾的范圍內(nèi)?？商娲兀撜澈蟿?08具有的厚度可以是在2密爾到10密爾的范圍內(nèi)。例如，該粘合劑層208包括EVA，其厚度可以是在2密爾到30密爾的范圍內(nèi)。在另一個實例中，當該粘合劑層208包括一種聚氨酯粘合劑或者丙烯酸粘合劑時，其厚度可以是在O. 2密爾到2密爾的范圍內(nèi)。在一個具體的實例中，該粘合劑層208結合到該外層210上，包括氟聚合物，其中剝離強度為至少2. O牛頓/厘米、至少4牛頓/厘米、至少5牛頓/厘米、或者甚至大于6. O牛頓/厘米。如圖2中所展示的，保護膜212包括一個或多個位于該粘合劑層208下的功能層206。在一個實例中，這個或這些功能層206形成了一個功能部分，該功能部分包括至少一個阻止水蒸氣傳遞、腐蝕性氣體傳遞，如氧氣傳遞，或者它們的一種組合的阻擋層。例如，這個或這些功能層206可以具有的水蒸汽透入速率是不大于O. 8g/m2天，如不大于O. 4g/m2天，或者甚至不大于O. 2g/m2天。在一個具體實例中，該水蒸汽透入速率可以是不大于O. lg/m2天，如不大于O. 01g/m2天、不大于O. 001g/m2天、不大于10_4g/m2天、或者甚至不大 于10_5g/m2天。當這個或這些功能層206被展示為一個單層時，這個或這些功能層206可以包括多于一個的層。這個或這些功能層206典型地具有的總厚度是在O. I密爾到10密爾的范圍內(nèi)，是在O. I密爾到7密爾的范圍內(nèi)，如在O. 5密爾到4密爾的范圍內(nèi)。在一個具體的實例中，這個或這些功能層206包括至少一個阻擋層，它可以包括一種阻擋聚合物。一個示例性阻擋聚合物包括聚酯、聚碳酸酯、或者其任何組合。一種示例性聚酯可以包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。在另一個實例中，該聚酯包括一種液晶聚合物。一種示例性的液晶葦合物包括芳香族聚酯聚合物，如在商品名XYDAR (阿莫科公司(Amoco))、VECTRA C赫斯特公司(HoechstCelanese))、SUMIK0SUPER 或 EK0N0L (住友化學(Sumitomo Chemical))、DuPont HX 或DuPont ZENITE (杜邦公司(Ε· I. DuPont de Nemours))、R0DRUN (尤尼吉可(Unitika))、GRANLAR (格讓德蒙特(Grandmont))下可得到的那些，或它們的任何組合。優(yōu)選的液晶聚合物包括熱致性(可熔融加工的)液晶聚合物，其中受約束的微層結晶性可以是特別有利的。在另外一個實例中，該阻擋層可以包括一個沉積在該阻擋聚合物表面上的無機層。例如，該無機層可以包括金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳氧化物、或它們的一種組合。在一個實例中，該金屬可以包括鋁、銀、金、鈦、錫、鋅、或者它們的一種組合。一種示例性的金屬氧化物可以包括氧化鋁、硅石、氧化錫、氧化鋅、或它們的一種組合。一種示例性的金屬氮化物可以包括氮化鋁、氮化鈦、氮化硅、氮化鋅、或它們的一種組合。一種示例性的碳化物可以包括碳化硅、碳化鋁、碳化鈦、或它們的一種組合。該無機層的厚度可以是處于20nm到IOOOnm的范圍內(nèi)，如50nm到500nm的范圍內(nèi)，或者甚至50nm到200nm的范圍內(nèi)。例如，如在圖3中所展示的，一個保護膜312覆蓋在一個光電部件302上。任選地，一種封裝劑304形成了該保護膜312最靠近該光電部件302的一部分，該封裝劑304位于阻擋層306之下。該保護膜312包括一個氟聚合物層310、一個粘合劑層308或結系層、以及阻擋層306。這些阻擋層306位于該光電部件302的主表面上。該粘合劑層308位于這些阻擋層306與該光電部件302相反的主表面上，并且該氟聚合物層310位于該粘合劑層308與這些阻擋層306相反的主表面上。該氟聚合物層310可以形成該光電器件300的外表面。這些阻擋層306包括一個阻擋聚合物層314，在該阻擋聚合物層上布置了一個無機材料層316。如所展示的，該無機材料層316布置在該阻擋聚合物層314的與該光電部件302相反的并且接近粘合劑層308的表面上。可替代地，無機材料層316可以布置在該阻擋聚合物層314的最靠近該光電部件302的主表面上。在圖4中所展示的另外的實例中，一個保護膜412覆蓋在一個光電部件402上并且包括一個多層阻擋部分406。一種封裝劑404形成了該保護膜412最靠近該光電部件402的一部分，該封裝劑404位于阻擋層406之下。該保護膜412包括一個氟聚合物層410、一個粘合劑層408或結系層、以及阻擋部分406。這些阻擋部分406位于該光電部件402的主表面上。該粘合劑層408位于阻擋部分406與該光電部件402相反的主表面上，并且該氟聚合物層410位于該粘合劑層408與阻擋部分406相反的主表面上。該氟聚合物層410可以形成該光電器件400的外表面。該阻擋部分406可以包括多于一組的阻擋聚合物層以及無機材料層。如展示的，該阻擋部分406包括一個阻擋聚合物層414，在該阻擋聚合物層上布置了一個無機材料層416。此外，一個阻擋聚合物層418可以布置在無機材料層416上，并且一個無機材料層420可以布置在該阻擋聚合物層418上。在一個實施方案中，其他有機聚合物層可以直接布置 在該無機聚合物上。盡管展示了兩組阻擋聚合物層(414和418)和無機材料層(416和420)時，可以包括另外多個組的阻擋聚合物層和無機材料層。例如，該阻擋部分406可以包括至少三組阻擋聚合物層以及無機聚合物層，如至少四組或者甚至至少五組。在一個實施方案中，這些組的層進一步包括直接布置在這些無機材料層上的無機聚合物層。在另外一個實例中，這些組的層可以直接接觸?？商娲兀@些組的層可以具有在多組層之間的一個粘合劑層，如一個由以上說明的粘合劑形成的粘合劑層。在另外一個實例(未展示)中，一個保護膜的阻擋部分可以包括一個微層部分，該微層部分包括多個具有的厚度為不大于5微米的層(微層)。一個微層部分可以包括至少三個重復單元。在一個實例中，每個重復單元包括至少兩個層。該重復單元的一個層具有的厚度是不大于5微米。在一個實施方案中，該重復單元的每個層具有的厚度是不大于10微米。在另一個實施方案中，在該重復單元內(nèi)這些層中僅一個具有的厚度是不大于5微米。該重復單元的層可以包括一種阻擋聚合物。在另一個實例中，該重復單元的一個層可以包括一個如以上說明的粘合劑層。在另外一個實例中，該重復單元的一個層可以包括無機填料，如由如以上說明的金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、或者它們的組合形成的顆粒。在另外一個實例中，該阻擋聚合物可以包括多種添加劑，如清除劑化合物，諸如一種干燥劑或吸氣劑。一種吸氣劑是一種與旨在將要清除的這些種類(如水、氧氣、或其他化合物)是反應性的材料，并且一種干燥劑是一種吸收水或者與水反應的材料。一種示例性的清除劑化合物包括一種金屬清除劑、金屬氧化物、或者氫氧化物清除劑、金屬硫酸鹽清除齊U、金屬齒化物清除劑、金屬娃酸鹽、其他無機清除劑，有機金屬清除劑、金屬配體、有機清除劑、或者它們的任何組合。在一個實例中，一種金屬清除劑包括一種堿金屬，如鋰；一種堿土金屬，如鈹、鈣、鎂、或鋇；一種過渡金屬，如鐵、錳、鈀、鋯、鈷、銅、鋅、鈦、或鉻；其他金屬，如鋁；其合金，或者它們的任一組合。一種示例性的金屬氧化物清除劑包括脫水的或者部分脫水的以上金屬的氧化物，諸如，氧化鈣、氧化鋇、氧化鈷、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅、或它們的任一組合。一種示例性的金屬鹵化物可以包括一種以上列出的金屬的鹵化物或高氯酸鹽，或者一種示例性的金屬硫酸鹽可以包括一種以上列出的金屬的硫酸鹽，諸如硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸銅、或它們的任一組合。另一種無機清除劑可以包括一種蒙脫石粘土、沸石、活性炭、硅膠、氧化鋁凝膠、鋁土礦、或它們的任一組合。一種示例性的有機金屬清除劑可以包括一種路易斯酸有機金屬化合物、其一種反應性的鹽、或者它們的任一組合。在一個實例中，該路易斯酸有機金屬化合物包括至少一個碳金屬鍵。一種示例性的有機金屬化合物具有以下化學式[MR1niR2nX1P其中M是一種金屬；R1是烷基、鏈烯基、芳基、雜芳基、醇、或聚合物基團，或者其一個被取代的部分(moiety)，或者它們的任一組合；R2是一個甲硅烷基基團、胺、或烷氧基基團，或它們的任一組合；X是一個陰離子種類，諸如氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸鹽、硫酸鹽、四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、或高氯酸鹽、羧酸鹽、磺酸鹽、膦酸鹽；1是O或I ;m是0、1、2、或3 ;11是0、1、2、或3 ;并且q是該絡合物的電荷，總體上是0、1、或2。該化合物可以形成一種帶有陽離子的鹽，諸如堿金屬或堿土金屬離子。 在另外一個實例中，該清除劑化合物可以是一種金屬配體，諸如以上列出的金屬的配體。在一個實例中，該金屬配體可以是一種多齒的螯合物與一種金屬如鋁的產(chǎn)物。在另外一個實例中，該清除劑化合物可以是一種聚合物化合物。例如，該聚合物清除劑可以是聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、乙烯馬來酸酐共聚物、羧基-甲基纖維素、聚乙烯醇共聚物、聚氧化乙烯、淀粉、淀粉接枝的聚丙烯腈共聚物、從南方化學(Sud-Chemie)可獲得的ADP ，或它們的任一組合。其他清除劑化合物包括含軟木的脂材料，如軟木。返回到圖2，該封裝劑204可以形成為該保護膜212的一部分或者可以形成為一個分開的層，單獨地施加到該光電部件202上。該封裝劑204可以包括一種或多種如以上關于圖I的層108或110來說明的聚合物。此外，該封裝劑204可以包括一種強化物或者多種添加劑。例如，該封裝劑204可以包括一種強化物，如纖維增強材料。這種纖維增強材料可以是一種紡織的纖維增強材料或者一種非紡織的纖維增強材料。在一個實例中，該強化物是一種紡織的纖維增強材料，如一種玻璃纖維布或粗麻布。此外，該封裝劑204可以包括多種添加劑，如阻燃劑、抗氧化劑、清除劑，諸如干燥劑、或吸氣劑、或者其他的添加劑。保護膜212可以具有至少85%的可見光透射率穿過該保護膜212的這些層。例如，該可見光透射率可以是至少90%，如至少92%?？梢姽馔干渎时欢x為在400nm與750nm之間波長的光透射率。可見光透射率包括電磁輻射，具有的波長是在400nm到750nm的范圍內(nèi)。在另一個實例中，該保護膜212具有一種希望的耐久性。例如，該保護膜212具有令人希望的Λ-b指數(shù)，被定位為L*a*b*比例尺(CIE 1976)的b*在使用以下實例的方法暴露于UVA輻射或UVB輻射的一個特定時期的變化。在一個實施方案中，該保護膜212在UVB暴露160小時之后具有的Λ -b指數(shù)為不大于5。例如，該保護膜212的Λ -b指數(shù)在UVB暴露160小時之后可以是不大于3. 5，如不大于3. O。具體地說，該Λ-b指數(shù)在UVB暴露800小時之后可以是不大于10,如不大于8、或者在UVB暴露800小時之后甚至不大于6。在一個實施方案中，該保護膜212在1991小時的UVA暴露后具有的Λ -b指數(shù)是小于10. 0，如在1991小時的UVA暴露后小于9.0，或者甚至在1991小時的UVA暴露后小于6. O。盡管不受理論的束縛，據(jù)信，該粘合劑層208中紫外輻射吸收劑的負載水平提供了希望的耐久性。在另一個實例中，該保護膜212具有的令人希望的黃色指數(shù)，如根據(jù)以下實例的方法在暴露于UVB —段特定階段之后在400nm的％透射率的變化而定義的，在200小時的暴露之后為不大于12. 0，如不大于10. 0，或者甚至在200小時的暴露之后甚至不大于9. O。在另外一個實例中，該根保護膜212展現(xiàn)出一個阻擋指數(shù)，如據(jù)以下實例的方法在暴露于UVB —段特定階段之后在330nm的％透射率而定義的，在374小時的暴露之后為不大于10. 0，如不大于5. 0，或者甚至在374小時的暴露之后甚至不大于I. O。在一個實例中，可以共擠出多個保護膜212的層?？商娲?，可以共擠出該保護膜212的一些層以及其他層壓到該共擠出層上的層。例如，一個阻擋膜可以由一個阻擋聚合物形成并且被處理以形成一個無機涂層。分開地，該粘合劑層可以施加到一個氟聚合物層上。該粘合劑涂覆的氟聚合物可以層壓到該阻擋膜上。任選地，一個封裝劑層可以被擠出到該阻擋膜上或者在該組合的阻擋膜和氟聚合物層上。在一個具體實例中，該阻擋膜可以通過用無機材料涂覆一個或多個擠出的阻擋聚合物層來形成。例如，一個阻擋聚合物層可以通過一個或多個不同的薄膜無機層沉積來進行涂覆，如化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、或物理氣相沉積，諸 如濺射或者蒸發(fā)沉積、聚合物的蒸發(fā)、或者它們的一種組合。在另外一個實例中，該阻擋聚合物層可以通過原子層沉積技術來進行涂覆。一個氟聚合物層可以涂覆有一種粘合劑，或者一種粘合劑可以涂覆在該阻擋膜的無機層上，并且該氟聚合物粘附到或層壓到該阻擋膜上。一種封裝劑可以涂覆在或層壓到該保護膜與該聚合物的相反側上。該保護膜可以層壓到一個光電結構上以形成該光電器件。例如，可以分配一個光電部件并且一個包括多層層壓板的保護膜施加在光電部件上。任選地，一種封裝劑可以在施加該保護膜之前就層壓到該光電部件上，并且該保護膜可以層壓到該封裝劑上?？商娲兀粋€阻擋膜可以與該粘合劑和氟聚合物層分開地施加在該光電部件上。SM實例I將一種聚氨酯粘合劑(Bostik 179/74)與2wt%的苯并三唑紫外輻射吸收劑和O. 5wt%的低聚物受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)進行共混。將從280nm到480nm波長上的透射率與一種聚氨酯黏合劑(在沒有紫外輻射吸收劑或HALS)相比較，兩者在暴露于使用一個從俄亥俄州克利夫蘭的QLab公司獲得的ULB 313EL燈泡UVB輻射150小時開始和之后。圖5展示了這些樣品的UV輻射的初始吸光度。這些對比樣品在320nm下具有高的透射率，然而包括該紫外輻射吸收劑的這些樣品在如350nm那樣高并且更高的波長下展示出實質性的阻擋。如圖6中所示，該對照實例通過暴露于UVB中經(jīng)過150小時的一段時間而變黑了。盡管所產(chǎn)生的損傷阻擋了一些UV輻射，該傷害還導致了可見光譜中的低透射率。相比之下，圖7展示了包括紫外輻射吸收劑的這些聚氨酯粘合劑樣品阻擋了更大部分的UV輻射。盡管，觀察到一個變黃，在150小時后，該粘合劑在UV光譜中具有更低的透射率以及在可見光譜中類似的透射率。在150小時的暴露之后，帶有2wt%的紫外輻射吸收劑和O. 5wt%HALS的樣品似乎失去了效率、變黃以及更少的UV輻射阻擋。實例2使用一種與苯并三唑紫外輻射吸收劑或者低聚物受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)共混的聚氨酯粘合劑來制備樣品。將具有O. 3-密爾或I-密爾厚度的樣品與Owt%* 10 〖％紫外輻射吸收劑和Owt%或2. 5wt%的HALS進行共混。將這些粘合劑樣品施加在50微米厚的ETFE薄膜上并且測試薄膜損害、變黃、以及可見光透射率。變黃是使用Λ-b指數(shù)或變黃指數(shù)中的一者或兩者來表達的。在暴露一個指定時間段之后的Λ-b指數(shù)是通過將該樣品膜暴露于UVB中持續(xù)該指定時間段(使用來自俄亥俄州克利夫蘭的QLab公司可獲得的ULB 313EL燈泡)并且使用CIELAB (CIE 1976)測試方法來測試b*的變化來確定的。在暴露一個指定時間段之后的變黃指數(shù)是通過將該樣品膜暴露于UVB中持續(xù)該指定時間段(使用來自俄亥俄州克利夫蘭的QLab公司可獲得的ULB313EL燈泡)并且測試在400nm的％透射率變化來確定的。在暴露一個指定時間段之后的UV阻擋可以通過在使用從俄亥俄州克利夫蘭的QLab公司可獲得的ULB 313EL燈泡而暴露于UVB持續(xù)該指定時間段之后在330nm的％透射率的變化而確定，被定義為阻擋指數(shù)。表I.暴露于UVB中的粘合劑性能
樣品I厚度(密UVA—~Ihals 在160小在200小在374小時耳)(wt%) (wt%) 時時的時時的變時的阻擋
Δ-b指數(shù)黃指數(shù)指數(shù)
10.3OO3.44.384.9
20.3O 2.52.73.285.7
30.310O3.413.27.5
40.310 2.52.99.43.4
51.0OO10.525.524.0
61.0O2.58.220.227.5
71.010O3 I11.20.5
81.010 2.53.08.60.0
表2.暴露于UVB中800小時后的粘合劑性能
權利要求
1.一種多層膜,包括 一個包括一個或多個層的功能部分； 一個覆蓋在該功能部分的主表面上的粘合劑層，該粘合劑層包括一種粘合劑和一種紫外輻射吸收劑；以及 一個覆蓋在該粘合劑層的與該功能部分相反的主表面上的氟聚合物層，該氟聚合物層包括一種氟聚合物。
2.如權利要求I所述的多層膜，其中，該粘合劑層包括至少5.5wt%的該紫外輻射吸收劑。
3.如權利要求2所述的多層膜，其中，該粘合劑層包括至少7.Owt%的該紫外輻射吸收劑。
4.如權利要求2所述的多層膜，其中，該粘合劑層包括不大于20.0被％的該紫外輻射吸收劑。
5.如權利要求1-4中任一項所述的多層膜，其中，該紫外線輻射吸收劑是選自下組，該組由以下各項組成苯并三唑類的吸收劑、三嗪類的吸收劑、二苯甲酮類的吸收劑、氰基丙烯酸酯類的吸收劑、苯并噁嗪酮類的吸收劑、草酰苯胺類的吸收劑、以及它們的組合。
6.如權利要求1-5中任一項所述的多層膜,其中，該粘合劑層包括一種光穩(wěn)定劑。
7.如權利要求6所述的多層膜，其中，該光穩(wěn)定劑是一種受阻胺光穩(wěn)定劑。
8.如權利要求6所述的多層膜，其中，該粘合劑層所包括的該光穩(wěn)定劑的量值是在O.lwt%到5wt%的范圍內(nèi)。
9.如權利要求8所述的多層膜，其中，該量值為至少2.5wt%。
10.如權利要求1-9中任一項所述的多層膜，其中，該粘合劑層包括聚氨酯。
11.如權利要求10所述的多層膜，其中，該聚氨酯是一種脂肪族聚氨酯。
12.如權利要求1-9中任一項所述的多層膜，其中，該粘合劑層包括丙烯酸系粘合劑。
13.如權利要求1-9中任一項所述的多層膜，其中，該粘合劑是一種光學透明的粘合劑。
14.如權利要求1-13中任一項所述的多層膜，其中，該氟聚合物是選自下組，該組由以下各項組成聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯和全氟代甲基乙烯基醚的共聚物(PFA)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯和氟化的乙烯丙烯的共聚物(EFEP)，四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的三聚物(THV)，四氟乙烯、六氟丙烯、和乙烯的三聚物(HTE )，以及它們的任何組合。
15.如權利要求14所述的多層膜，其中，該氟聚合物是ETFE。
16.如權利要求14所述的多層膜，其中，該氟聚合物是FEP。
17.如權利要求1-16中任一項所述的多層膜，其中，該功能部分包括一個阻擋聚合物層。
18.如權利要求17所述的多層膜，其中，該阻擋聚合物層包括的聚合物是選自下組，該組由以下各項組成聚酯、聚碳酸酯、以及它們的一種組合。
19.如權利要求17所述的多層膜，其中，該阻擋聚合物層包括聚酯。
20.如權利要求19所述的多層膜，其中，該聚酯包括一種液晶聚合物。
21.如權利要求20所述的多層膜，其中，該聚酯包括聚對苯二甲酸乙二酯。
22.如權利要求19所述的多層膜，其中，該聚酯包括聚萘二甲酸乙二醇酯。
23.如權利要求17所述的多層膜，其中，該功能部分進一步包括一種沉積在該阻擋聚合物層上的無機阻擋材料。
24.如權利要求23所述的多層膜，其中，該無機阻擋材料是金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、或金屬碳化物。
25.如權利要求1-24中任一項所述的多層膜，其中，該功能部分具有的水蒸汽透入速率為不大于O. 4g/m2天。
26.如權利要求25所述的多層膜，其中，該功能部分具有的水蒸汽透入速率為不大于O. lg/m2 天。
27.如權利要求26所述的多層膜，其中，該功能部分具有的水蒸汽透入速率為不大于O. 00lg/m2 天。
28.如權利要求27所述的多層膜，其中，該功能部分具有的水蒸汽透入速率為不大于l(T5g/m2 天。
29.如權利要求1-28中任一項所述的多層膜，進一步包括一個沉積在一個主表面與該粘合劑層相反的功能部分上的封裝劑層。
30.如權利要求1-29中任一項所述的多層膜，其中，該粘合劑層具有的厚度是在O.I密爾到4密爾的范圍內(nèi)。
31.如權利要求30所述的多層膜，其中，該厚度是在O.2密爾到2密爾的范圍內(nèi)。
32.如權利要求30所述的多層膜，其中，該厚度是在O.5密爾到I. O密爾的范圍內(nèi)。
33.如權利要求1-32中任一項所述的多層膜，其中，該氟聚合物層具有的厚度是在O.5密爾到20密爾的范圍內(nèi)。
34.如權利要求33所述的多層膜，其中，該厚度是在O.5密爾到10密爾的范圍內(nèi)。
35.如權利要求34所述的多層膜，其中，該厚度是在O.5密爾到5密爾的范圍內(nèi)。
36.如權利要求35所述的多層膜，其中，該厚度是在O.5密爾到2密爾的范圍內(nèi)。
37.如權利要求1-36中任一項所述的多層膜，其中，該功能部分具有的厚度是在O.I密爾到10密爾的范圍內(nèi)。
38.如權利要求37所述的多層膜，其中，該厚度是在O.5密爾到4密爾的范圍內(nèi)。
39.如權利要求1-38中任一項所述的多層膜，其中，該多層膜具有的可見光透射率為至少85%。
40.如權利要求39所述的多層膜，其中，該可見光透射率為至少90%。
41.如權利要求40所述的多層膜，其中，該可見光透射率為至少92%。
42.如權利要求1-41中任一項所述的多層膜，其中，該多層膜在暴露于UVB中160小時之后展示出的Λ-b指數(shù)是不大于5. O。
43.如權利要求1-41中任一項所述的多層膜，其中，該多層膜在暴露于UVA中1991小時之后展示出的Λ-b指數(shù)是小于10.0。
44.一種光電器件，包括 一個光電部件； 一個覆蓋在該光電部件的主表面上的第一聚合物層；一個覆蓋在該第一聚合物層的與該光電部件相反的主表面上的第二聚合物層，該第二聚合物層包括一種粘合劑以及一種紫外輻射吸收劑；以及 一個覆蓋在該第二聚合物層的與該第一聚合物層相反的主表面上的第三聚合物層，該第三聚合物層包括一種氟聚合物。
45.如權利要求44所述的光電部件，其中該第二聚合物層包括至少5.5wt%的該紫外輻射吸收劑。
46.如權利要求45所述的光電部件，其中該第二聚合物層包括不大于20.0wt%的該紫外輻射吸收劑。
47.如權利要求44-46中任一項所述的光電部件，其中，該紫外線輻射吸收劑是選自下組，該組由以下各項組成苯并三唑類的吸收劑、三嗪類的吸收劑、二苯甲酮類的吸收劑、氰基丙烯酸酯類的吸收劑、苯并噁嗪酮類的吸收劑、草酰苯胺類的吸收劑、以及它們的組合。
48.如權利要求44-47中任一項所述的光電部件，其中，該粘合劑是一種光學透明的粘合劑。
49.如權利要求44-48中任一項所述的光電部件，其中，該氟聚合物是選自下組，該組由以下各項組成聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯和全氟代甲基乙烯基醚的共聚物(PFA)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯和氟化的乙烯丙烯的共聚物(EFEP)，四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的三聚物(THV)，四氟乙烯、六氟丙烯、和乙烯的三聚物(HTE)，以及它們的任何組合。
50.如權利要求49所述的光電部件，其中，該氟聚合物是ETFE。
51.如權利要求49所述的光電部件，其中，該氟聚合物是FEP。
52.如權利要求44-51中任一項所述的光電部件，其中，該第一聚合物層包括一種阻擋聚合物。
53.如權利要求52所述的光電部件，其中，該阻擋聚合物形成了涂覆有一種無機阻擋材料的膜。
54.如權利要求44-53中任一項所述的光電部件，其中，該第一層具有的水蒸汽透入速率為不大于O. lg/m2天。
55.如權利要求44-54中任一項所述的光電部件,進一步包括一個沉積在該光電部件與該第一聚合物層之間的第四聚合物層，該第四聚合物層包括一種封裝劑。
56.如權利要求44-55中任一項所述的光電部件，其中，該第二聚合物層具有的厚度是在O. I密爾到4密爾的范圍內(nèi)。
57.如權利要求44-56中任一項所述的光電部件，其中，該第三聚合物層具有的厚度是在O. 5密爾到5密爾的范圍內(nèi)。
58.如權利要求44-57中任一項所述的光電部件，其中，該第一聚合物層具有的厚度是在O. I密爾到10密爾的范圍內(nèi)。
59.如權利要求44-58中任一項所述的光電部件，其中，這些聚合物層具有的可見光透射率為至少85%。
60.如權利要求44-59中任一項所述的光電部件,其中，這些聚合物層在暴露于UVB中160小時之后展示出的Δ-b指數(shù)是不大于5. O。
61.如權利要求44-59中任一項所述的光電部件,其中,這些聚合物層在暴露于UVA中1991小時之后展示出的Λ-b指數(shù)是小于10.0。
62.—種形成多層膜的方法,該方法包括 沉積一個氟聚合物層； 將一個粘合劑層涂覆在該氟聚合物層的一個表面上，該粘合劑層包括一種粘合劑和一種紫外輻射吸收劑；并且 將該氟聚合物層和該粘合劑層層壓到一個功能層上，該粘合劑層與該功能層相接觸。
63.如權利要求62所述的方法，其中，該功能層包括一個涂覆有一個無機材料層的阻擋聚合物層，該粘合劑與該無機材料層相接觸。
64.如權利要求62-63中任一項所述的方法，進一步包括將一個封裝劑層涂覆在該功能層上與該粘合劑層相反的一個表面上。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種多層膜，包括一個含一個或多個層的功能部分，一個覆蓋在該功能部分的主表面上的粘合劑層、以及一個覆蓋在該粘合劑層的與該功能部分相反的主表面上的氟聚合物層。該氟聚合物層包括一種氟聚合物。該粘合劑層包括一種粘合劑和一種紫外輻射吸收劑。
文檔編號B32B7/12GK102811857SQ201180013458
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者C·C·昂納克, M·C·肯尼, J·蒂克勒托吉布森, K·C·洪 申請人:美國圣戈班性能塑料公司