[发明专利]具有高热力学强度且特别地用于包封光伏组件的不含卤素的阻燃透明热塑性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有高的机械和热力学强度的阻燃的透明热塑性组合物，其基于用至少包含膦酸金属盐的聚酰胺单元接枝的官能化聚烯烃，并且不包含卤化化合物，也不包含含磷增塑剂或红磷。本发明还涉及该组合物在包封剂或光伏组件的包封剂-背板中的用途，并且还涉及包括此类包封剂的光伏组件。

与化石能量释放的温室气体相关联的全球变暖已经导致替代能源解决方案(例如光伏组件)的发展，这些替代能源解决方案在它们的工作期间并不放出此类气体。光伏组件包括“光伏电池组”，该电池组能够将光能转化为电能。

存在多种类型的光伏面板结构。

在图1中，已经显示了常规光伏电池组；该光伏电池组10包括电池12，其为包含光伏传感器14的电池，该光伏传感器通常基于进行处理以获得光电性能的硅，与位于所述光伏传感器之上(上收集极)和之下(下收集极)的电子收集极16接触。一个电池的所述上收集极16经由传导条18连接至另一电池12的下收集极16，所述传导条通常由金属合金组成。所有这些电池12彼此连接，串联和/或并联，从而形成所述光伏电池组10。当所述光伏电池组10位于光源下时，其输送连续电流，可以在所述电池组10的接线端19回收该电流。

参照图2，光伏组件20包括在“包封剂”中包裹的图1的光伏电池组10，包封剂由上部分22和下部分23组成。上保护层24(已知为英文术语“前板”，在下文中使用)和在所述组件背部上的保护层(已知为英文术语“背板”，也在下文中使用)26位于经包封的电池组的任一部分上。

光伏电池组10的抗冲击和湿气的防护由上保护层24提供，所述上保护层通常由玻璃制成。

背板26，例如为基于含氟聚合物和聚对苯二甲酸乙二醇酯的多层膜，有助于所述光伏组件20的湿气防护和有助于电池组12的电绝缘，从而防止与外部环境的任何接触。

包封剂22和23必须完美地贴合在所述光伏电池组10与保护层24和26之间存在的空间形状，以避免空气的存在，该空气将限制光伏组件的功率。包封剂22和23还必须防止电池12与来自空气的水和氧接触，从而限制其腐蚀。包封剂的上部分22处于电池组10和上保护层24之间。包封剂的下部分23处于电池组10和背板26之间。在所述包封剂的一个变体实施方案中，没有下分或上部分，使得所述电池组的电池12分别与背板26或前板24接触。该变体举例说明在图3中，其中可见光伏电池12与前板24直接接触并且特别地在申请WO 99/04971中更详细地描述。

在太阳辐射存在下，在太阳能组件内部产生变热并且可以达到70℃(或更高)的温度。粘合剂(adhésif)、粘结剂(liant)或包封剂的热力学性能且特别是抗蠕变性因而在这些温度必须得到保持以使其不变形。所述抗蠕变性在包封剂的情况下是更特别重要的：因为，在蠕变的情况下，电池组可能回到与空气和/或上和/或下保护层接触，这导致太阳能组件的功率降低，或甚至电池组和太阳能组件的退化。

为了确保太阳能组件良好的耐久性，包封剂如保护层必须具有在水分存在时的良好稳定性和面对水分的足够屏障性能。

此外，为了不降低太阳能组件的功率，所述包封剂必须允许太阳辐射的光波能够透射达到电池。也是为了不降低功率，这些光波必须很少被衍射，也就是说包封剂必须凭肉眼是透明或略微半透明的，其透明性由其“雾度”量化，该雾度必须低。包封剂还必须具有良好的电绝缘性能，以避免光伏组件内部的任何短路。

因此，在用于光伏组件的包封剂或包封剂-背板应用中，所述材料或组合物必须强制性地具有完美的透明性，从而实现光辐射无损失的透射(或具有最小损失的透射)。此外，考虑到光伏组件在延长的暴露于太阳期间的变热，该热塑性组合物/材料必须具有良好的机械强度，特别是就断裂伸长和断裂应力性能而论，并且还具有良好的热力学性能，特别是就热蠕变测试而论。最后，集成在建筑物中的光伏组件(Building Integrated PV modules)的情况下，该热塑性组合物/材料还必须具有良好的耐火性水平(阻燃作用)。

当前，市场上没有在这些各种要求方面(首先是透明性(需要随时间保持透明)，然后是良好的机械和热力学强度以及良好的耐火性)具有令人满意性能的热塑性组合物，特别是用于光伏组件的包封剂的热塑性组合物。

现有技术