[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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CO₂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ZnS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，WO 2007/079246(DU PONT(US))12/07/2007和WO 2007/079247(DU PONT(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。

发明的披露内容

在此本发明提供了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，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的一个动态粘度的四氟乙烯(TFE)共聚物类。