特別是用于粘結光電元件的膠帶的制作方法

專利名稱：特別是用于粘結光電元件的膠帶的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種膠帶，其更具體地意圖用于粘性粘結光電元件，尤其優選光伏層 壓品的膠帶。
背景技術：
電子和光電系統正越來越經常地用于商業產品，或者正被引入到市場中。術語光 電子學(有時也稱作光導發光學(optronics或optotronics))產生于光學和微電子學的 組合，且在最寬泛意義上包括容許電子上產生的數據和/或能量轉化為發光的所有產品和 工藝，以及發光轉化為數據和/或能量的所有產品和工藝。這些系統包括有機或者無機電 子結構體，實例是有機、有機金屬或者聚合物半導體或者這些的組合。根據所需的應用，這 些系統和產品具有剛性或者柔性的設計。在有機和/或無機(光)電子領域，尤其是在有 機(光)電子領域中，實現(光)電子系統的足夠的工作壽命和功能的技術挑戰，見于保護 存在于其中的元件不受滲透物的侵害。滲透物可為多種低分子量的有機或者無機化合物， 更加尤其是水蒸汽和氧。有機和/或無機(光)電子領域中的多種(光)電子系統對于水蒸汽是特別敏感 的。因此，在電子系統的整個使用壽命中，封裝保護是必需的，這是因為否則在應用的過程 中性能會降低。因此，例如，組件的氧化反應會在非常短的時間內嚴重地降低在例如發光系 統如電致發光燈(EL燈)或者有機發光二極管(OLEDs)的情況下的發光能力(luminosity power)，在電泳顯示器(EP顯示器)的情況下的對比度，或者在太陽能電池的情況下的效 率。因此，本領域中的一種普通方法是將該電子系統置于不透過滲透物(更具體為水 蒸汽)的兩個基板之間。對于不可彎曲的結構，主要使用玻璃或者金屬基板，并得到高的滲 透阻隔。另一方面，對于柔性系統，使用片材基板如透明或者不透明的膜，其可具有多層結 構。在該上下文中，不僅可使用不同聚合物的組合，而且可使用有機和/或無機層。對于不 同的應用和不同的側面，可使用非常寬泛的各種不同基板，如膜，織物，無紡布和紙及其組合。為了不只在特別敏感的(光)電子元件如OLED的情況下獲得有效的邊密封，使用 反應性的粘合劑。良好的粘合劑尤其是對于氧氣和水蒸汽具有低的滲透性，顯示出對該系 統的足夠的粘著力，并能夠在該系統中良好地流動。如果它容許氧氣和水蒸汽在基板和粘 合劑之間的界面進入，那么對該系統的低水平的粘著力會降低阻隔效果。與包括對氧氣敏 感的有機化合物的光電元件相反，在制造太陽能電池組件的情況下，不使用粘合劑進行邊 密封或者甚至是不使用包括阻擋膜的膠帶進行邊密封，這是因為目前，還沒有明顯的需要。 目前假設不需要氧氣阻隔，因為該層壓體的側邊通過將該層壓體從邊上用有機硅密封劑或 泡沫膠帶粘結到鋁框架中，已經足以保護不受(雨水)水侵害。對于(光)電子元件如OLED的封裝，目前使用的粘合劑主要是液體粘合劑和基于 環氧化物的粘合劑(W0 98/21287 Al ；US 4,051, 195 A ；US 4，552，604 A)。作為高水平交聯的結果，這些粘合劑顯示出低的滲透性。它們主要的應用領域是剛性系統的邊粘結。固 化通過熱或者UV輻射進行。某些光電元件是光伏模塊。光伏現象(Photovoltaics)是輻射能(主要是太陽能) 在太陽能電池的幫助下直接轉化成電能。存在太陽能電池的各種實施方式，最廣泛的是厚 層硅電池，其或者是作為單晶電池(c-Si)或者是多晶電池(mc-Si)。越來越廣泛分布的是 由以下物質制成的薄膜電池非晶硅(a-Si)，GaAs (砷化鎵)，CdTe (碲化鎘)，CIS (銅，銦， 硒)，CIGS(銅，銦，鎵，硒)，以及有機太陽能電池和染料電池。為了獲得能量，常常將太陽能電池連接形成大的太陽能電池組件，稱為PV模塊。 為此目的，將電池用導線首尾串聯連接。這導致單個電池的電壓增加。此外，通常將太陽能 電池加工為層壓體，也即，尤其是，在頂面和底面配置阻隔材料(玻璃，膜等)。太陽能電池組件的制造最通常通過光學活性側朝下而完成。通常，將對應的玻璃 清洗并準備放置。該玻璃通常是低鐵的回火白色玻璃(low-iron，tempered white glass), 其厚度為3至4mm，在350nm和1150nm之間具有非常低的吸收。然后在該玻璃上放置 乙烯-乙酸乙烯酯膜(EVA膜)構成的切成合適尺寸的片材。將太陽能電池通過焊料帶 (solder ribbon)連接，形成單獨的股(稱為串(strings))，并將其置于該EVA膜的頂面 上。然后放置并焊接連接物(interconnects)，該連接物意圖將單獨的串彼此連接并且通 向連接插頭位點。接著，整體用切成合適尺寸的EVA膜和聚氟乙烯膜(例如Tedlar )或者 用EVA，聚酯和聚氟乙烯的組件連續覆蓋。生產中的下一步是在約20mbar的減壓下和在約 150°C層壓所述太陽能電池組件。在層壓階段，該EVA膜(其直到此時為乳白色)變成透明 三維交聯的塑料層(其不能再熔融)，并且太陽能電池包埋在該層中，該層緊密地連接至玻 璃隔板(glass screen)和背部膜。在層壓之后，剪裁該邊，安裝連接插頭，并將所述層壓體 和自由滑動的二極管(freewheeling diode)在板上組裝。由此完成了該層壓體。因為穩定性的原因，給PV模塊安裝框架，更具體為鋁框架，其同時用于裝配和用 于保護PV模塊不因為過度彎曲而破裂。例如通過使用雙面泡沫膠帶，解決了框架和層壓 體之間的連接(其通常包括玻璃，聚合物膜，背部膜和太陽能電池)。通常將該帶粘結至 該層壓體的邊上，和任選地也卷繞到該層壓體的底面和/或頂面上，在此處將其壓下。然 后用非常高的力將這樣安裝的層壓體壓到框架凹槽中。上述的敏感層壓體通常通過玻璃 層保護它的頂面即光學活性的面不受水蒸汽或水侵害，和通過第二玻璃層或者具有阻隔效 果的膜或膜復合體保護它的底面。相反，層壓體的邊緣僅通過泡沫膠帶保護來避免水的進 入。隨著PV模塊尺寸的增加，尤其是在追蹤模塊(tracker modules)，即使用發動機追蹤 太陽的位置的模塊的情況下，需要更大的力(ever greater force)來將該層壓體壓到框架 中。在層壓體的角落處擠壓是特別重要的，這是因為，在卷繞或重疊的情況下，此處有兩倍 厚的膠帶。因此，在將該模塊壓入時，膠帶可能會被損害，可能在泡沫體中產生裂縫，進而由 此雨水可能會滲透進層壓體的邊上。如果水滲透入層壓體，就可能損害玻璃和EVA之間的 粘著力。已經發現，在具有EVA封裝膜的模塊的情況下，該模塊的性能隨著時間降低。與 使EVA膜變黃或變不透明一樣，還與之有關的影響是電池連接體的焊縫連接的腐蝕，和蠕 變電流(ere印currents)。由于EVA的水解而顯現的濕氣導致釋放乙酸，其一方面是腐蝕 性的，另一方面大大地增加了導電性。結果，尤其是在層壓體邊和框架之間可能有電損失 (electrical loss)0
作為用泡沫膠帶進行粘性粘結的可選方案，框架和層壓體之間的連接可通過將可交聯的有機硅或液態粘合劑引入到框架凹槽中而實現。這又具有以下缺點膨脹的有機硅 或者液態粘合劑需要使用溶劑費力地除去。此外，在層壓體的背部阻擋膜受損的情況下，框 架就再也不能取下來用于修復操作了。

發明內容
因此，本發明解決的問題是提供一種裝置，該裝置為PV模塊的層壓體的邊緣提供 了防水保護，并同時提供了該層壓體的粘合劑安裝(adhesiveinstallation)。該目的通過本發明的實施方式的膠帶而實現。另一實施方式描述了用于解決該問 題的可供選擇的膠帶。優選的實施方式和進一步的開發是其它實施方式的主題。提出了一種膠帶，其易于施用并確保了一定程度地保護層壓體的邊緣不受水/水 蒸汽滲透的侵害，這種保護類似于費力的有機硅密封所確保的保護。已經發現，泡沫膠帶盡管在安裝框架的過程中有損害泡沫體的危險，但是適合用 于密封，條件是該膠帶還包括合適的阻擋膜。假設布置合適，則該阻擋膜受到足夠的保護， 因此總的來說，即使在損害機械敏感的泡沫體的情況下，該膜仍未受影響并因此保持了膠 帶的阻隔效果。此外，與所有的預期相反，盡管有顯著增加的回彈性，該膠帶也能夠容易地 圍繞該層壓體的角落和邊緣布置，而不產生膠帶的翹起(lifting)。這尤其是適用于優選的 施用形式，在該施用形式中，具有阻擋膜的面面向層壓體的邊緣，而具有泡沫體的面面向框
^K O此外，該阻擋膜提供了以下優點由于該膜，該膠帶整體具有更加尺寸穩定的設 計，在延伸(extension)時尤其是這樣。當阻擋膜優選包括取向膜的層，例如包括金屬化的 聚酯膜的層或包括已經雙軸取向或優選沿縱向單軸取向的聚烯烴膜的層時，尤其是這樣。 這不僅使得較容易施用膠帶，而且這種類型的保護在延伸時也轉化為較低的由于蠕變電流 導致的損失。導致這一結果的原因可能是對免于過度伸展的保護使得膠帶長度更加精確。 通過避免過度伸長，可避免當將膠帶壓入到框架凹槽中時，膠帶的厚重疊以及因此導致的 過度的力。相反，如果膠帶即使稍微短一些(slightly tooshort)，那么在膠帶彼此相鄰的 模塊邊緣的角落處形成通道，雨水流入到該通道中，水可能從這里滲入EVA層中。由于雨水 的導電性，這導致電池和金屬框架之間通過EVA層和通道產生蠕變電流，產生電性能的損 失。特別驚奇的是，通過在阻擋膜中使用具有低體積電阻率的特定聚合物層，可達到 太陽能電池和(接地的)金屬框架之間蠕變電流的顯著降低，即使EVA層已經吸收了濕氣 也是如此。如果該層由不可水解的聚合物構成，那么該電絕緣效果保留完好，即使是在長時 間暴露于水也是這樣。根據本發明的膠帶在所述的兩個外部壓敏粘合劑層之間具有泡沫體層和阻擋膜。 一個粘合劑層用于粘結至層壓體的邊，另一個粘結至框架。優選使用一個粘合劑層將該膠 帶壓到層壓體的邊上，然后卷繞到該層壓體的底面和/或頂面上。已經發現，假如阻擋層良 好和粘合劑的粘著力充分，則水通過該粘合劑層的擴散成為了該阻擋層的弱點。因此應該 使擴散的橫截面變得盡可能小，并且擴散的路徑特別長，換句話說，使得該膠帶盡可能地不 僅粘結至層壓體的邊，而且粘結至玻璃板和背面。為了使得用于擴散的橫截面很小，粘合劑層的厚度優選小于100 μ m,更優選小于60 μ m。為了簡化生產，膠帶的阻擋膜和泡沫體層優選具有相同的厚度。但是，在一種特定 的實施方式中，該泡沫體層或者，優選地，該阻擋膜可在膠帶的邊緣處突出來。在進一步優選的實施方式中，泡沫體層僅優選在施用膠帶之后通過活化聚合物 層中的發泡劑而產生。活化一開始進行(例如通過加熱)，就在聚合物層形成封閉的泡孔 (cell)，并由此形成泡沫體層。活化優選僅在已經將層壓體插入到框架中之后才進行，從而 避免在插入過程中的任何機械載荷。發泡在膠帶和框架和/或層壓體之間產生了特別良好 的密封。稍微短一些的膠帶條所導致的在對接邊處形成的任何小的通道，都通過發泡過程 得到了密封。在一種可供選擇的實施方式中，該膠帶不具有另外的泡沫體層或者可發泡的聚合 物層；取而代之的是，至少一個粘合劑層本身設計的方式使得具有泡沫體層的功能。這通過 包括發泡劑的粘合劑層而實現，所述發泡劑在發泡之后產生在自身內部具有封閉的泡孔的 粘合劑層。活化優選通過加熱進行。
一種實施方式中優選的是，其中包括發泡劑的粘合劑或者聚合物層的體積在發泡 之后增加至少30 %，優選至少50 %。在優選合適的實施方式中，該泡沫體層或者可發泡的聚合物層或者粘合劑的層厚 度在發泡之后為約100 μ m至約3000 μ m。借助于該膠帶的兩種替代方式，除了所述的層之外，還可提供另外的層。在優選的 實施方式中，阻擋膜與泡沫體層的連接通過另外的粘合劑層進行。為了改善粘合劑和至少 一個所述層之間的粘著力，物理預處理如電暈處理或等離子體處理和/或化學粘著力促進 劑層是優選的。此外，該粘合劑層通常用襯墊(例如有機硅隔離紙或防粘膜)加襯，在使用之前將 該襯墊除去。作為粘合劑，可使用不僅壓敏的而且可熱活化的粘合劑。在該意義上的壓敏粘合 劑也包括在室溫具有很小或者沒有粘性但是在高于室溫時顯示出粘性的那些粘合劑。但 是，尤其是當主要考慮的是施用的容易性時，優選在23°C就已經有粘性的那些壓敏粘合劑。 當僅需要加熱來活化該發泡劑時，可熱活化的粘合劑是尤其合適的。此外，膠帶中存在的每 個粘合劑層都可適當地具有不同的結構，即，含有不同的粘合劑組分，或者具有不同的層厚 度，等。用于本發明的目的的膠帶是膠帶卷及其片段(section)。襯有襯墊的片段在商業中 通常稱為標簽，因此本申請顯然包括它們。但是，優選是卷形式的膠帶。合適的發泡劑具體地包括存在于聚合物層，更具體地粘合劑層中的微球。很久以 來就已經已知和描述了通過微球發泡的(自_)粘合劑(DE 10 2004 037 910 Al)。它們的 特征在于，具有規定的泡孔結構，其中泡沫體泡孔具有均勻的尺寸分布。在這種情況下形成 沒有空穴的閉孔微泡沫(Closed-cell microfoams)，由此使得與開孔的泡孔相比，可獲得 敏感產品對灰塵和液體介質更好的密封。微球具體地是具有熱塑性聚合物殼的彈性中空球。這些球填充有低沸點液體或者 液化的氣體。所用的殼材料具體地為聚丙烯腈，PVDC，PVC或聚丙烯酸酯。特別合適的低沸 點液體是低級烷烴的烴類，例如異丁烷或異戊烷，它們以液化氣體的形式在壓力下包封在 聚合物殼中。對微球的作用，尤其是熱的作用，具有軟化外部聚合物殼的效果。同時，該位于該殼中的抗液氣體(liquid repellent gas)轉化成它的氣態形式。在該過程中，該微球不可逆地三維膨脹。當內部壓力等于外部壓力時膨脹結束。由于聚合物殼保持完整，所以 就以此方式獲得了閉孔泡沫體。依靠它們的柔性熱塑性聚合物殼，這種類型的泡沫體具有比用不可膨脹的非聚合 物中空微珠(如中空玻璃珠)填充的泡沫體更大的適應性(conformability)。此外，這種 類型的泡沫體能夠更好地彌補制造公差，這種類型的制造公差例如在注塑中是常有的，以 及該泡沫體通過它們的泡沫體特征也能夠更好地彌補熱應力。此外，通過選擇聚合物殼的熱塑性樹脂，也可給該泡沫體的機械性質施加進一步 的影響。由此，例如，可產生具有比僅使用聚合物基質時高的內聚強度的泡沫體，甚至是當 該泡沫體沒有基質稠密時也是如此。例如，可同時獲得通常的泡沫體性質例如對粗糙的基 板的適應性，和對PSA泡沫體的高內聚強度。相反，常規的化學或物理發泡的材料更加容易在壓力和溫度下遭受不可逆的塌 陷。此處的內聚強度也較低。大量類型的微球可商購，例如從Akzo Nobel購買的Expancel DU (干的未膨脹的) 類型，這些類型的微球主要是在尺寸上(未膨脹的狀態下直徑為6 μ m至45 μ m)和它們膨 脹所需的最初溫度(75°C至220°C)上不同。當微球的類型和/或發泡溫度已經匹配了混 配該組合物所需的機器參數以及溫度區間時，就可進行該組合物的混配和涂覆，使得微球 不在加工的過程中發泡并保持它們應用時的全部膨脹能力。此外，未膨脹類型的微球也可以以固體比率或者微球比率為約40襯％至45襯％ 的水分散體形式獲得，和此外可以以結合聚合物的微球(母料)的形式獲得，例如以微球濃 度為約65wt%的乙烯-乙酸乙烯酯的形式獲得。不僅所述微球分散體而且所述母料如DU 產物都特別適合于粘合劑的發泡。與使用微球發泡的粘合劑和聚合物一樣，以在膠帶中的泡沫體層的形式提供的其 它泡沫體也是特別合適的。特別合適的是輻射交聯的，閉孔EVA泡沫體和，尤其是，聚乙烯 泡沫體如，可從Sekisui-Alveo得到的那些。此外，也可使用聚丙烯、聚氨酯或氯丁二烯橡 膠。對于太陽能電池組件中的應用特別合適的是密度為至少50kg/m3，優選至少67kg/ m3的泡沫體。此外，該泡沫體的密度應該盡可能不超過500kg/m3。尤其優選的是泡沫體的 密度不大于200kg/m3。對于外部層合適的壓敏粘合劑包括例如基于以下這些物質的那些聚異丁烯，丁 基橡膠，氫化苯乙烯嵌段共聚物，尤其是聚烯烴，基于溶劑的丙烯酸酯類聚合物和熱熔融丙 烯酸酯聚合物。該壓敏粘合劑可通過化學交聯和/或通過電子和/或UV輻射而交聯。作為增粘劑，可使用增粘劑樹脂。合適的增粘劑樹脂是基于松香或松香衍生物的 樹脂，二環戊二烯的聚合物，脂肪族C5或芳族C9烴樹脂，α-菔烯，菔烯或δ-檸檬烯 的聚合物。所述增粘劑樹脂可單獨或者混合使用。優選的樹脂是至少部分氫化、但優選全 部氫化的那些。通常可用于粘合劑的其它添加劑包括以下那些 主抗氧化劑，例如位阻酚
·輔助抗氧化劑，例如亞磷酸酯或硫醚·工藝穩定劑，例如C-自由基清除劑·光穩定劑，例如UV吸收劑或者位阻胺
·加工助劑·端基封閉的增強劑樹脂(endblock reinforcer resins)和·增塑劑例如液態聚異丁烯，礦物油或者液態樹脂在一種優選的實施方式中，至少一種粘合劑是基于聚丙烯酸酯的或者是基于 EVM(乙烯-乙酸乙烯酯彈性體)的；這些體系以高老化穩定性、易獲得性和非常高的粘結 強度而著稱。特別優選的是包含部分結晶的聚烯烴的粘合劑，所述部分結晶的聚烯烴的密度 為0. 86至0. 89g/cm3，優選為0. 86至0. 88g/cm3，更優選為0. 86至0. 87g/cm3，和微晶熔點 (crystallite melting point)為至少90°C，優選至少115°C，更優選至少135°C。此外，在 優選的實施方式中，部分結晶的聚烯烴與至少一種增粘劑樹脂組合。這種類型的完全創新 的粘合劑具有高的耐老化性，低的成本，且與常規的壓敏粘合劑如聚丙烯酸酯相比，具有低 得多的比體積電阻率和WVTR。樹脂的量越大或者樹脂的軟化點越高，WVTR就越低。所用的阻擋膜突出地具有低的水蒸汽滲透性，從而能夠保護敏感的層壓體邊緣。 滲透理解為物質(滲透物)滲透或者遷移通過固體的過程。驅動力為濃度梯度。阻隔效 果通常通過確定水蒸汽傳遞速率WVTR來表征。這個速率表示在具體的溫度和分壓，以及， 當合適的時候，另外的測量條件例如相對大氣濕度等條件下，每單位面積和單位時間水蒸 汽通過平面物體的流量。WVTR越低，用于封裝的相應材料就越合適。我們理解用于本發明 目的的阻擋膜是WVTR小于5，優選小于0. 7，和更優選小于0. 01g/m2. d的那些，WVTR值在 37. 8 °C和90%相對濕度(d =天=24h)測得。所述阻擋膜可包括例如聚烯烴，VA比例小于20wt%的EVA，PVC, PVDC,聚苯乙烯， ABS,聚丙烯腈(例如Barex )，LCP,含氟聚合物如ETFE或PVF，或有機-無機溶膠凝膠。優 選的膜是由在20°C的比體積電阻率為至少IO16 Ω cm的聚合物制成的那些，和更具體地不會 由于吸收濕氣和/或水解而遭受比體積電阻率降低的那些。因此，不太優選的是聚酯例如 PET或PEN，EV0H，聚酰胺和聚氨酯。特別優選的膜是基于乙烯、丙烯或1_ 丁烯的均聚物、共 聚物或三元共聚物的那些，這是因為它們實質上不吸收或者傳送水，并且不能水解成比較 導電的物質，因此，固有地，具有比體積電阻率。在共聚物或者三元共聚物的情況下，優選的 共聚單體是α “烯烴如乙烯，丙烯，1- 丁烯，1-己烯，4-甲基戊烯或1-辛烯。阻隔效果可通過添加填料，更具體地添加小片狀填料例如滑石而得到改善，這是 因為這些粒子可在擠出的過程中被取向。在這個過程中形成的層結構導致擴散路徑變長。 所述粒子本身，如玻璃，是對氣體完全不可滲透的。當需要透明性時，這些填料可以是納米 級的。優選使用厚度為0. 5 μ m至120 μ m的阻擋膜，從而獲得足夠的滲透效果，同時不大 量增加膠帶的剛性。例如這樣的膜是合適的，所述膜包括由至少一種聚合物膜(尤其是聚酯)形成的 膜部分，并且也包括金屬部分，所述金屬部分被施用至膜部分上并且由金屬層(尤其是鋁 的金屬層)形成。下粘合劑層優選施用到金屬層的暴露側上。
在一種有利的實施方式中，所述阻擋膜包括金屬箔例如鋁箔或者包括層壓體，或 者包括聚合物膜(例如用金屬蒸鍍的聚合物膜)和聚烯烴層的擠出貼合組件。在這種情況 下，所述金屬層用作阻擋層，并且保持待保護的產品遠離腐蝕促進物質例如氧、二氧化硫、 二氧化碳，以及尤其是水或水蒸汽的侵害。特別優選的阻擋膜是金屬化的聚烯烴或者聚酯膜。在本發明的第一有利的實施方 式中，所述金屬層的厚度為IOnm至50μπι，更加尤其是20nm至25μπι。通過例如蒸鍍，換句 話說是通過在真空下的熱蒸發(純粹通過熱、使用電子束通過電，通過陰極濺射或者線材 爆炸(wire explosion)，如果需要，使用激光束輔助)將所述金屬層施用到膜部分。此外，還可使用具有三層或者更多層的層壓體。此外，圍繞金屬層芯的對稱層壓體 結構可能在特定的應用領域中是有利的。將金屬層包圍在聚合物層之間的層壓或者擠出貼 合防止了金屬被腐蝕，因此是優選的。本申請包括以下實施方式實施方式1.膠帶，其至少包括泡沫體層和在外側上的兩個粘合劑層 ，所述泡沫體層置于上粘合劑層和下粘合劑層之間，其特征在于在所述粘合劑層之間還有阻擋膜。2.根據實施方式1的膠帶，其特征在于在所述泡沫體層和所述阻擋膜之間，更具體地直接在所述泡沫體層和所述阻擋膜 之間，有另外的粘合劑層。3.根據實施方式1或2的膠帶，其特征在于所述泡沫體層通過包括發泡劑的聚合物層形成。4.膠帶，其包括在外側上的兩個粘合劑層，至少一個粘合劑層通過包括發泡劑的聚合物層形成，其特征在于在所述粘合劑層之間還有阻擋膜。5.根據實施方式3或4的膠帶，其特征在于所述聚合物層可通過供應熱而發泡，和/或在于包括所述發泡劑的聚合物層在發泡后顯示出體積增加至少30%，優選增加至 少 50%。6.根據實施方式1至5中任一項的膠帶，其特征在于所述泡沫體層或所述可發泡的聚合物層或粘合劑，在發泡之后，層厚度為約 100 μ m 3000 μ m。7.實施方式1至6中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜的層厚度為約0. 5 μ m至約160 μ m和/或在于所述阻擋膜的水蒸汽傳遞速率WVTR小于5g/m2d，優選小于0. 7g/m2d,更優選 小于 0. 01g/m2d。8.實施方式1至7中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜，更具體地除了具有聚合物膜之外，還具有金屬層，更具體地，為蒸鍍 的金屬層的形式，
優選地，在于所述金屬層的厚度為約IOnm至約50 μ m，更優選為約20nm至約 25 μ m。9.根據實施方式1至8中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜具有多層結構，優選在于所述阻擋膜在第一聚合物層和第二聚合物層之間具有金屬層。10.根據實施方式1至9中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜具有聚合物層，所述聚合物層在20°C的比體積電阻率為至少 IO16Qcm011.根據實施方式1至10中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜包括聚烯烴的聚合物層，所述聚烯烴優選乙烯的均聚物、乙烯的共聚 物或者乙烯的三元共聚物，或者丙烯的均聚物、丙烯的共聚物或者丙烯的三元共聚物，還優選在于所述聚合物層是取向的。12.根據實施方式1至11中任一項的膠帶用于粘結光電元件的用途，更具體地用 于將光伏層壓體粘結至光伏模塊的框架內的用途。


下文中將參考實施例進一步說明本發明的其它細節、目的、特征和優點。在附圖中圖1顯示了用于測定導電性的試驗層壓體的圖示，圖2顯示了在圖示中PV模塊的邊緣粘結，和圖3顯示了測定導電性的測量裝置。
具體實施例方式用沖洗氣體的方法進行的滲透性測量在用于管道、膜和隔膜的合適的測量小室中，可檢測它們對任何期望的氣體和所 有類型的液體的滲透性。對氣體的測量技術都包括被測試隔膜分開的中心模塊在進料側 用試驗氣體將該測量小室充滿，并取出留下的滯留物(retentate)。到達另一側的氣體的 量(滲透物)被沖洗氣體傳遞到探測器，在此處測量濃度。該小室的頂部和底部部件包圍 位于中間的隔膜。位于樣品上的0-形環密封所述界面。這種類型的小室常常由金屬例如 不銹鋼制造。導電性測量對于導電性測量，生產尺寸為195mmX50mm的以下測試元件。該試驗元件(層壓體 (1))具有如下組成4. 2mm 的玻璃層(2)，2 層 460 μ m 的 EVA 膜(3,4) (Etimex Vistasolar FC 486. 10)，在它們之間有50 μ m厚和25mm寬的鋁膜(5)，和23 μ m的聚酯膜(6)作為背部 膜。所述鋁膜(5)設置在離由EVA膜(4)和背部膜(6)構成的層壓體的短邊17mm的距離 處；招膜(5)離長邊具有17mm的距離。層壓體⑴的厚度為5mm。如下制造所述的層壓體 (1)1)在40°C保持2. 5分鐘，排空至20mbar2)基底溫度經過3. 5分鐘從40°C升高至133°C ；同時將層壓體的上面區域壓到該 模塊上，直到達到780mbar
3)當達到780mbar時，在133°C和780mbar進行交聯13分鐘4)將該層壓體冷卻至40°C保持約7分鐘。將在邊上和頂面和底面上安裝有寬度為19mm的測試膠帶(8)的層壓體(1)壓到 U-形鋁型材(圖2)中，該型材(簡稱框架(7))具有6mm寬和IOmm深的凹槽，由2mm厚的鋁 制成。未被框架(7)保護的層壓體(1)的邊用有機硅(Lugat0“Wie Gummi "bath-silicone) 密封。將所述的具有框架(7)的試驗元件置于由Liqui Nox/蒸餾水(1 500)構成的表 面活性劑溶液(9)中，所述溶液(9)可得自Alconox，White Plains,NY 10603(圖3)，并使 用垓歐姆表(Megaohmmeter Insulation Tester MD 508)在500V測量2分鐘后的體積電 阻率。實施例1(對比例)將具有1000 μ m厚PE泡沫體(Alveo)(其密度為67kg/m3)的膠帶電暈處理，然后 在兩側上設置50g/m2的樹脂改性的粘合劑(tesa 4957)，并對其進行測量。水的滲透率12g/m2d導電性測量短路(電阻< 0. 1千歐姆(kohm))該膠帶不具有足夠的阻隔效果；水能夠擴散到接縫中，并使導體(鋁箔)和框架短 路。實施例2 (對比例)將具有IOOOym厚PE泡沫體(密度為67kg/m3)的膠帶電暈處理，然后在兩側上 設置50g/m2的樹脂改性的粘合劑(tesa 4957)。此外，在面向層壓體的邊的一側上，該膠帶 設置有23 μ m的聚酯膜和與以上所指出的那些相同的粘合劑的附加層。得到的產品結構如 下a)粘合劑b)泡沫體C)粘合劑d)聚酯膜e)粘合劑所述粘合劑e)面向所述層壓體的邊。水的滲透率10g/m2d導電性測量短路(電阻< 0. 1千歐姆)該膠帶不具有足夠的阻隔效果；水能夠擴散到接縫中，并使導體(鋁箔)和框架短 路。實施例3 (本發明)將具有IOOOym厚PE泡沫體(密度為67kg/m3)的膠帶電暈處理，然后在兩側上 設置50g/m2的樹脂改性的粘合劑(tesa 4957)。此外，在面向層壓體的邊的一側上，施用已 經蒸鍍了 20nm厚(Donmore Europe in 79111 Freiburg)的鋁層的23 μ m的聚酯膜和與以 上所指出的那些相同的粘合劑的附加層。得到的產品結構如下a)粘合劑b)泡沫體c)粘合劑
d)金屬化的聚酯膜e)粘合劑所述粘合劑e)面向層壓體的邊。水的滲透率lg/m2d導電性測量25兆歐姆該膠帶具有足夠的阻隔效果；沒有水/水蒸汽能夠擴散到層壓體的接縫中使導體 (鋁箔)和框架短路。實施例4 (本發明)將具有ΙΟΟΟμπι厚PE泡沫體(密度為67kg/m3)的膠帶電暈處理，然后在兩側上 設置50g/m2的樹脂改性的粘合劑(tesa 4957)。此外，在面向層壓體的邊的一側上，施用具 有 12μπι 鋁箔的 12μπι 聚酯膜(Alcan Packaging SingenGmbH in 78221 Singen)，和與以 上所指出的那些相同的粘合劑的附加層。得到的產品結構如下a)粘合劑b)泡沫體c)粘合劑d) 12 μ m聚酯膜/層壓粘合劑/12 μ m鋁箔e)粘合劑所述粘合劑e)面向層壓體的邊。水的滲透率0. 6g/m2d導電性測量225兆歐姆該膠帶具有足夠的阻隔效果；沒有水/水蒸汽能夠擴散到層壓體的接縫中使導體 (鋁箔)和框架短路。實施例5 (本發明)根據實施例4制備膠帶，所用的壓敏粘合劑在各種情況下是具有以下組成的粘合 劑a) 24重量份的Notio PN 0040 (丙烯、丁 - (1)-烯和4_甲基戊烯的共聚物，熔 體指數4g/10min，密度0. 868g/cm3，撓曲模量42MPa，微晶熔點159°C，熔化焓5. 2J/g)b) 20重量份的Oppano 1 B10(液態聚異丁烯增塑劑，密度=0.93g/cm3;Mn = 40000g/mol)c) 54重量份的Regalite 1100 (完全氫化的C9烴樹脂，熔點100°C，多分散性 1.4)，和d) 2重量份的Irganox 1076 (酚類抗氧化劑)水的滲透率0.lg/m2. d導電性測量430兆歐姆該膠帶具有改善的阻隔效果，這強調了粘合劑的組成對于水通過向外暴露的粘合 劑邊擴散的重要性。
權利要求
膠帶，其至少包括泡沫體層和在外側上的兩個粘合劑層，所述泡沫體層置于上粘合劑層和下粘合劑層之間，其特征在于在所述粘合劑層之間還有阻擋膜。
2.根據權利要求1的膠帶，其特征在于在所述泡沫體層和所述阻擋膜之間，更具體地直接在所述泡沫體層和所述阻擋膜之 間，有另外的粘合劑層。
3.根據權利要求1或2的膠帶，其特征在于 所述泡沫體層通過包括發泡劑的聚合物層形成。
4.膠帶，其包括在外側上的兩個粘合劑層，至少一個粘合劑層通過包括發泡劑的聚合物層形成， 其特征在于在所述粘合劑層之間還有阻擋膜。
5.根據權利要求3或4的膠帶，其特征在于 所述聚合物層可通過供應熱而發泡，和/或在于包括所述發泡劑的聚合物層在發泡后顯示出體積增加至少30%，優選增加至少 50%。
6.根據權利要求1至5中任一項的膠帶，其特征在于所述泡沫體層或所述可發泡的聚合物層或粘合劑，在發泡之后，層厚度為約100 ym至 約 3000 u m。
7.權利要求1至6中任一項的膠帶，其特征在于 所述阻擋膜的層厚度為約0. 5 y m至約160 y m和/或在于所述阻擋膜的水蒸汽傳遞速率WVTR小于5g/m2d，優選小于0. 7g/m2d,更優選小于 0. 01g/m2d。
8.權利要求1至7中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜，更具體地除了具有聚合物膜之外，還具有金屬層，更具體地，為蒸鍍的金 屬層的形式，優選地，在于所述金屬層的厚度為約lOnm至約50 u m,更優選為約20nm至約25 u m。
9.根據權利要求1至8中任一項的膠帶，其特征在于 所述阻擋膜具有多層結構，優選在于所述阻擋膜在第一聚合物層和第二聚合物層之間具有金屬層。
10.根據權利要求1至9中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜具有聚合物層，所述聚合物層在20°C的比體積電阻率為至少1016Qcm。
11.根據權利要求1至10中任一項的膠帶，其特征在于所述阻擋膜包括聚烯烴的聚合物層，所述聚烯烴優選乙烯的均聚物、乙烯的共聚物或 者乙烯的三元共聚物，或者丙烯的均聚物、丙烯的共聚物或者丙烯的三元共聚物， 還優選在于所述聚合物層是取向的。
12.根據權利要求1至11中任一項的膠帶用于粘結光電元件的用途，更具體地用于將 光伏層壓體粘結至光伏模塊的框架內的用途。
全文摘要
本發明公開了特別是用于粘結光電元件的膠帶。本發明涉及膠帶，其包括泡沫體層和在外側上的兩個粘合劑層，所述泡沫體層位于上粘合劑層和下粘合劑層之間。本發明提出在所述粘合劑層之間還有阻擋膜。
文檔編號H01L31/18GK101831250SQ20091026145
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月15日 優先權日2008年12月16日
發明者伯恩德·邦德, 阿克塞爾·伯邁斯特 申請人:德莎歐洲公司