[发明专利]组合物、由其制造的多层片材以及用于制造和使用该多层片材的方法

说明书

技术领域

本申请涉及聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯片材以及光伏模块。

背景技术

光伏(PV)模块通常包括由层压至覆板(superstrate)和背板(backsheet)的封装物封装的太阳能电池。用于PV模块的背板通常由三层层压材料结构如聚氟乙烯(PVF，例如，Tedlar*)-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)-PVF层压材料(即，TPT层压材料)组成。PVF层提供耐候性(耐风化性，weathering resistance)，而PET提供机械强度、介电绝缘以及水蒸气阻度(water vapor resistance)，PV模块背板的所有期望的性能。然而，PVF是不仅昂贵而且对环境不友好、并且难以制造的氟聚合物。PET通常可以形成具有良好的机械、电和水蒸气阻挡(water vapor barrier)性能的低成本塑料薄膜，然而，当在长期使用过程中暴露于高湿度和热环境时，PET薄膜容易水解。因此，在PV模块的寿命期间可以劣化整个背板的性能。此外，制造TPT层压材料需要另外的(separate)粘合剂层以将PET和PVF层结合在一起。这种粘接通常不具有用于PV模块应用的足够的强度以维持模块的使用寿命，并且在背板的长期户外暴露过程中，结合强度也可以劣化，其可以导致夹层分层问题。

除了TPT型结构之外，背板可以具有包括氟聚合物层(T)、PET层(P)以及聚乙烯层(E)的TPE结构。TPE背板可以用于减少氟聚合物在整个背板结构中的使用。然而，这种背板可以仍然需要制造单个层和另外的使用PET层和氟聚合物层之间以及PET层和聚乙烯层之间的粘合剂层的层对层(layer-to-layer)的层压过程的步骤。因此，总的制造成本可能相对高，并且由于长期户外使用过程中层之间的不充分的粘结，使得产品也可能遭受夹层分层的风险。

聚碳酸酯类片材能够改善PVF-PET-PVF背板中缺乏的一些性能。例如，与在美国专利号US4,304,899中示出的双酚A(BPA)类聚碳酸酯(PC)聚合物相比，1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(二甲基双酚环己烷，DMBPC)类聚碳酸酯共聚物(例如，Lexan*DMX树脂，可商购自SABIC创新塑料(SABIC Innovative Plastics))可以提供可比较的耐湿性和较好的水蒸气阻挡，但是由DMBPC聚碳酸酯共聚物制造的制品通常经受不充足的抗冲击性。美国专利申请号US2009/0176946公开了DMBPC聚碳酸酯共聚物和BPA聚碳酸酯的共混物以平衡铅笔硬度和抗冲击性。美国专利申请号US2008/0254299公开了包括含有DMBPC聚碳酸酯的顶层和BPA聚碳酸酯类第二层的复合材料，其中，优化其中的配方用于获得包含DMBPC聚碳酸酯的顶层的较好的铅笔硬度。美国专利号US7,521,119公开了当将两者暴露于如在使用PV能源系统的农村地区中将会发现的富氨环境时，与BPA聚碳酸酯相比，表现出较好的耐聚合物降解性的DMBPC类聚碳酸酯共聚物。

许多PV模块可以经受的通用环境条件是环境热和高湿度的组合，对于这种组合，期望PV包装材料的耐水热性(hydrothermal resistance)。因此，存在对于可以有效地用于PV模块应用中的优化的聚碳酸酯配方的需要。

发明内容

在各种实施方式中，公开了聚碳酸酯组合物和聚碳酸酯片材以及用于制造和使用该聚碳酸酯片材的方法。

在一个实施方式中，光伏模块包括：透明覆板；背板；以及覆板和背板之间的光伏电池(photovoltaic cell)；其中，背板包括含有由第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯形成的核心组合物的核心层，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构

其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：双酚A聚碳酸酯均聚物、聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯和双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含双酚A碳酸酯和四溴双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。

在另一个实施方式中，多层片材包括：核心层；以及设置在核心层表面上的第一盖层；核心层由包含第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯的核心组合物形成，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构