(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 13/36 EP B1 (13) (1) T3 Int.Cl. C08L 23/06 (06.01) C08L 23/08 (06.01) C09D 123/08 (06.01) (4) Tytuł wynalazku: Zastosowanie folii na bazie polietylenu w module fotowoltaicznym () Pierwszeństwo: US P FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 11/34 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 14/02 (73) Uprawniony z patentu: ARKEMA FRANCE, Colombes, FR (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 LUKE A STRZEGOWSKI, Easthampton, US RYAN T. TUCKER, Simsbury, US (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Marek Łazewski LDS ŁAZEWSKI DEPO I WSPÓLNICY SP. K. ul. Okopowa 8/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Z EP B Zastosowanie folii na bazie polietylenu w module fotowoltaicznym Opis Dziedzina wynalazku [0001] Przedmiotem wynalazku jest folia z kompozycji zawierającej mieszaninę polietylenu, wybranego spośród homopolimerów etylenu i kopolimerów etylenu, z inną alfaolefiną i z drugą poliolefiną. Wynalazek ujawnia również jej zastosowanie w modułach fotowoltaicznych. [0002] Wynalazek ujawnia również moduł fotowoltaiczny zawierający folię wytworzoną z tej kompozycji. [0003] Innym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tego modułu, jak również wykorzystanie modułu do wytwarzania elektryczności. [0004] Ocieplenie klimatu, spowodowane gazami cieplarnianymi wydzielanymi przez tradycyjne źródła energii, przyczyniło się do opracowania alternatywnych metod pozyskiwania energii, których realizacja nie wiązałaby się z taką emisją gazu. Przykładem takich metod mogą być moduły fotowoltaiczne. Moduł fotowoltaiczny zawiera "ogniwo fotowoltaiczne", które zamienia energię światła w elektryczność. [000] Istnieje wiele typów struktur paneli fotowoltaicznych. [0006] Na Fig. 1 przedstawiono klasyczne ogniwo fotowoltaiczne; to ogniwo fotowoltaiczne () zawiera komórki (12), komórka zawierająca czujnik fotowoltaiczny (14), zazwyczaj na bazie krzemu poddanego obróbce w celu nadania mu właściwości fotoelektrycznych, pozostaje w kontakcie z kolektorami elektronów (16) umieszczonymi powyżej (kolektory górne) i poniżej (kolektory dolne) czujnika fotowoltaicznego. Kolektory (16) górne komórki są połączone z kolektorami dolnymi innej komórki (12) przy pomocy prętów przewodzących (18) wykonanych, ogólnie, ze stopu metali. Wszystkie komórki (12) są ze sobą połączone szeregowo i/lub równolegle tworząc ogniwo fotowoltaiczne (). Gdy ogniwo fotowoltaiczne zostaje umieszczone pod źródłem światła, to dostarcza stały prąd elektryczny, który można odbierać na zaciskach (19) ogniwa (). [0007] W odniesieniu do Fig. 2, moduł fotowoltaiczny () zawiera ogniwo fotowoltaiczne () przedstawione na Fig. 1, opłaszczone "enkapsulantem" zbudowanym jest z części górnej (22) i części dolnej (23). Z jednej i z drugiej strony "zakapsułowanego" ogniwa znajdują się warstwa ochronna górna (24) i warstwa ochronna na tylnej stronie

3 modułu (znana pod angielskim terminem "backsheet") (26). [0008] Enkapsulanty (22) i (23) muszą być idealnie wpasowane w przestrzeń pomiędzy ogniwem fotowoltaicznym () a warstwami ochronnymi (24) i (26), aby nie dopuścić do obecności w niej powietrza, które ograniczyłoby wydajność modułu fotowoltaicznego. Enkapsulanty (22) i (23) mają również zapobiec kontaktowi komórek (12) z wodą i tlenem powietrza, aby nie dopuścić do korozji. Część górna enkapsulantu (22) znajduje się pomiędzy ogniwem () a warstwą ochronną górną (24). Część dolna enkapsulantu (23) znajduje się pomiędzy ogniwem () a backsheet (26). [0009] Ochronę ogniwa fotowoltaicznego () przed uderzeniem i wilgocią zapewnia warstwa ochronna górna (24), która zazwyczaj jest szklana. [00] Backsheet (26), w postaci, na przykład, wielowarstwowej folii na bazie fluorowanego polimeru i tereftalanu polietylenu stanowi zabezpieczenie modułu fotowoltaicznego () przed wilgocią i zapewnia izolację elektryczną komórek (12) całkowicie eliminując wszelki kontakt z otoczeniem zewnętrznym. [0011] Ostatnio, opracowano moduły fotowoltaiczne cienkowarstwowe takie, jakie opisano na przykład w zgłoszeniu WO99/ Na Fig.3 przedstawiono możliwy obraz takiego typu modułu. Taki wariant panelu fotowoltaicznego (21) składa się z cienkiej warstwy materiału półprzewodnikowego stanowiącego czujnik fotowoltaiczny (12), umieszczonego na płycie zabezpieczającej (24). W tym przypadku, między czujnikiem a górną warstwą zabezpieczającą nie ma enkapsulantu; enkapsulant składa się tylko z części dolnej (23). Backsheet (26) zamyka strukturę panelu fotowoltaicznego. Stan techniki [0012] W celu utworzenia modułu fotowoltaicznego należy zapewnić przyleganie każdej z powierzchni poszczególnych warstw między sobą (ogniwa fotowoltaicznego, warstwy zabezpieczającej górnej, enkapsulantu, backsheetu): w przeciwnym razie, do wnętrza modułu dostawałby się gaz, lub woda, a to zmniejszałoby wydajność modułu i powodowało jego przedwczesne starzenie. [0013] Jednym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie pomiędzy poszczególnymi warstwami kleju, lub spoiwa. Można tu zacytować na przykład zgłoszenie WO , w którym opisano strukturę backsheet dla modułów fotowoltaicznych, w której pomiędzy warstwą kopolimeru etylen-octan winylu (EVA), a warstwą polimeru stanowiącego barierę, znajduje się klej na bazie poliestru, lub poliuretanu, zapewniający przyleganie tych dwóch warstw do siebie. [0014] Innym rozwiązaniem jest zastosowanie enkapsulantu, którego kilka przykładów podanych zostanie w dalszej części stanu techniki niniejszego opisu, i który musi

4 zapewniać przyleganie warstwy ochronnej górnej, backsheetu i ogniwa fotowoltaicznego. [001] W obecności promieni słonecznych, wewnątrz modułu fotowoltaicznego powstaje ciepło, przy czym temperatury mogą tam osiągać 70 o C (lub więcej). Dlatego też, w tych temperaturach, aby nie doszło do zdeformowania, klej, spoiwa, lub enkapsulant, muszą zachowywać swoje własności termomechaniczne, a zwłaszcza chodzi tu o odporność na pełzanie. Odporność na pełzanie jest szczególnie ważna w przypadku enkapsulantu: w istocie, w przypadku pełzania może dojść do kontaktu ogniwa z powietrzem i/lub warstwami ochronnymi górną i/lub dolną, co spowoduje spadek wydajności modułu fotowoltaicznego, a nawet zniszczenie ogniwa, lub modułu fotowoltaicznego. [0016] Dla uniknięcia delaminacji (rozwarstwiania) poszczególnych warstw, enkapsulant powinien charakteryzować się przyczepnością już po wytworzeniu panelu fotowoltaicznego, powinien mieć dobrą odporność na pełzanie w temperaturach pracy panelu fotowoltaicznego, charakteryzować się dobrą rezystywnością elektryczną, aby nie występowały zwarcia i powinien być odporny na działanie światła. Ponad to, aby wydajność modułu fotowoltaicznego nie ulegała zmniejszeniu, niezbędne jest zapewnienie transmisji fal świetlnych promieniowania słonecznego przechodzącego przez górną warstwę enkapsulantu do komórek, co oznacza, że musi on być przezroczysty. Natomiast, część dolna enkapsulantu może nie być przezroczysta. [0017] Co do enakapsulantów w modułach fotowoltaicznych, to obecnie najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem jest opisane na przykład w zgłoszeniu JP zastosowanie kopolimeru etylen-octan winylu (EVA). EVA charakteryzuje się dobrą przezroczystością. Jednak, pod działaniem promieni słonecznych i temperatury ulega rozkładowi; obserwuje się więc wydzielanie kwasu octowego, który koroduje komórki fotowoltaiczne. Z drugiej strony daje się zauważyć starzenie się enkapsulantu w czasie, co objawia się zwłaszcza znacznym żółknięciem powodującym zmniejszenie wydajności modułu fotowoltaicznego. [0018] Ponad to, odporność EVA na pełzanie w warunkach, w których pracują moduły fotowoltaiczne nie jest wystarczająca. Konieczne jest więc sieciowanie tego kopolimeru, co odbywa się zwykle przy użyciu nadtlenków; wtedy przestaje on być termoplastyczny. [0019] Co więcej, jego przyczepność do warstw ochronnych również nie jest wystarczająca i stąd konieczne jest dodawanie środków wspomagających przyczepność zwanych powszechnie "środkami sprzęgającymi". Środki te są zazwyczaj produktami wybranymi spośród silanów, lub tytanianów organicznych. [00] Znacząca zawartość tych środków sprzęgających może przeszkadzać w

5 procesie wytwarzania modułów fotowoltaicznych. W istocie, poszczególne warstwy modułu zazwyczaj łączone są w całość metodą walcowania i to łączenie poszczególnych warstw tworzących moduł fotowoltaiczny przeprowadza się na ogół techniką odciągania pod próżnią. To odciąganie próżniowe przeprowadza się zazwyczaj stosując silikonową membranę, którą uprzednio opłaszcza się moduł fotowoltaiczny. Otóż, po umieszczeniu w próżni, środki sprzęgające, które są lotne, odparowują i osadzają się na membranie. Silikon w kontakcie z tymi środkami sprzęgającymi ulega rozkładowi; konieczne jest więc ich usuwanie, lub ograniczenie stosowania, aby możliwe było wykorzystywanie membrany silikonowej przez dłuższy czas, do seryjnego wytwarzania wielu modułów fotowoltaicznych. [0021] W celu rozwiązania problemów związanych z własnościami termomechanicznymi enkapsulantu, a zawłaszcza z odpornością na pełzanie, w dokumencie WO9/22843 opisano zastosowanie w modułach fotowoltaicznych enkapsulantu z jonomeru. Jonomer ten jest termoplastycznym, nieusieciowanym kopolimerem etylenu i kwasu (met)akrylowego częściowo zneutralizowanego przez kationy pierwiastków grup I, II lub III układu okresowego (na przykład kationami cynku lub wapnia). Te jonomery, gdy ogląda się je gołym okiem, cechuje dobra przezroczystość. Równocześnie, pomimo że ich własności termomechaniczne są lepsze niż nieusieciowanego EVA, odporność na pełzanie mają niewystarczającą. W rzeczywistości, tworzenie siatki jonowej sprawia, że jonomer zachowuje pewną spójność w temperaturach wykraczających poza jego temperaturę topnienia, nie zachowując jednak przy tym w pełni satysfakcjonującej odporności na pełzanie. Inny, większy problem dotyczący jonomeru wiąże się z jego podwyższoną lepkością w temperaturach stosowanych zwykle przy wytwarzaniu modułów fotowoltaicznych (na ogół zawierają się one w przedziale od 1 o C do 160 o C). Otóż, ta podwyższona lepkość ogranicza wydajność: i rzeczywiście, w procesie ciągłym wytwarzania folii, na przykład w procesie wytwarzania przez wytłaczanie (ekstruzję), natężenie przepływu filmu na wyjściu z wytłaczarki zmniejsza się ze wzrostem lepkości. [0022] Ponad to, w dokumencie WO99/04971 opisano enkapsulant będący materiałem wielowarstwowym, co najmniej dwuwarstwowym, składającym się z kopolimeru etylen-kwas metakrylowy z warstwą przejściową polietylenu metalocenowego. Wytwarzanie takiego wielowarstwowego materiału wymaga stosowania koekstruzji, co wiąże się z koniecznością opracowania specjalnych warunków i sprawia, że proces wytwarzania staje się skomplikowany. [0023] Z drugiej strony, w patencie US enkapsulantem jest terpolimer etylen-ester nienasycony kwasu tłuszczowego-nienasycony kwas tłuszczowy. Ten enkapsulant ma poprawiać odporność modułu fotowoltaicznego na starzenie. Równocześnie,

6 1 2 3 jego odporność na pełzanie pozostaje przeciętna, a więc sieciowanie staje się niezbędne: enkapsulant zatem przestaje już być termoplastyczny. W przykładach, wszystkie formulacje zawierają nadtlenki, w celu usieciowania kompozycji. [0024] Przedmiotem zgłoszenia JP-A-06/0328 jest separator elektrod stosowany w komórkach wrażliwych, zwłaszcza typu Grätzel, które to komórki zawierają roztwór elektrolitu. Separator ten pozostaje w kontakcie z tym roztworem elektrolitu, a więc musi cechować się dobrą odpornością na jego działanie. Kompozycja, z której wykonany jest separator nie jest stosowana jako enkapsulant, lub backsheet. [002] Przedmiotem zgłoszenia US-A są folie mające zastosowanie jako zabezpieczenia elementów elektrycznych, lub elektronicznych, sieciowane przez naświetlanie. W szczególności, opisano folię w przykładzie 1, zawierającą kompozycję 7 % masowych kopolimeru etylen-metakrylan glicydylu i 2 % masowych terpolimeru etylen akrylan etylu i bezwodnik maleinowy. Nie zawiera ona homopolimeru etylenu, lub kopolimeru etylenu i drugiej alfa-olefiny. [0026] W dokumencie EP opisano kompozycję zawierającą olej epoksydowy i poliolefinę zawierającą funkcję zdolną do reagowania z funkcją epoksydową, przy czym kompozycję tę stosuje się w bezpośrednim kontakcie z poliestrem, poliamidem, lub aluminium w laminacie. Folie te są stosowane jako folie spożywcze i nie mają związku z dziedziną modułów fotowoltaicznych. [0027] Jeśli chodzi o backsheet, to musi ona zapewniać modułowi fotowoltaicznemu nieprzemakalność dla wilgoci, dobrą odporność na pełzanie, a także dobrą odporność na rozrywanie (to znaczy, że folia wykonana z kompozycji według wynalazku musi charakteryzować się dobrą odpornością mechaniczną). Dotyczy to w ogóle folii wielowarstwowych na bazie polimeru fluorowanego (jak polifluorek winylu PVF, lub polifluorek winylidenu PVDF) i/lub poliestru jak tereftalan polietylenu (PET). [0028] Przykładowo, w zgłoszeniu US 0/ opisano moduł fotowoltaiczny, w którym backsheet stanowi folia PVF. [0029] W zgłoszeniu US 0/ opisano komórkę fotowoltaiczną zabezpieczoną folią zawierającą dwie warstwy polimeru fluorowanego, przy czym jedna z nich ma temperaturę topnienia wyższą niż 13 o C, a druga ma temperaturę topnienia niższą niż 13 o C. [00] Można również zacytować zgłoszenie WO 07/01180, w którym opisano folie na bazie poliestru przeznaczone na panel tylny komórki fotowoltaicznej. Warstwę PVF można łączyć z folią poliestrową. [0031] Wciąż więc istnieje potrzeba wynalezienia nowych modułów

7 fotowoltaicznych. W szczególności, konieczne jest wynalezienie folii, które można zastosować w modułach jako enkapsulanty i/lub backsheety. Folie te muszą wykazywać dobrą przyczepność do innych warstw modułu i muszą charakteryzować się wystarczająco dobrymi własnościami takimi, jak stabilność termomechaniczna w temperaturze, w jakiej moduł fotowoltaiczny jest wytwarzany, odporność na UV, odporność na gorąco i przepuszczalność pary wodnej, oraz własności elektryczne. Podsumowanie wynalazku [0032] Dokładnie, przedmiotem wynalazku jest zastosowanie folii o specjalnej strukturze, która pozwala na zaradzenie przedstawionym powyżej niedogodnościom, w module fotowoltaicznym. Wynalazek dotyczy zastosowania w module fotowoltaicznym jako backsheetu, lub jako enkapsulantu folii z kompozycji zawierającej w stosunku do ogólnej masy kompozycji: od 1 do 99 % poliolefiny A zawierającej etylen wybrany spośród homopolimerów etylenu i kopolimerów etylenu w ilości wyższej, lub równej 80 % masowych, oraz inną alfa-olefinę; od 99 do 1 % poliolefiny B, różnej od A, mającej reaktywną funkcję X wybraną spośród bezwodników kwasu karboksylowego i epoksydów; poliolefinę C, różną od A i B, mającą funkcję Y zdolną do reagowania z funkcją X i składającą się z kopolimeru statystycznego etylenu i metakrylanu glicydylu. [0033] Kompozycja według wynalazku zapewnia w wystarczającym stopniu izolację elektryczną, szczelność w stosunku do wody, przyczepność i odporność na pełzanie w temperaturach stosowania rzędu 0 o C, a nawet wyższych, nawet bez sieciowania i bez środków sprzęgających, przy czym wszystkie te cechy występują łącznie; te interesujące własności umożliwiają korzystne stosowanie kompozycji w formie folii w modułach fotowoltaicznych jako enkapsulantu. Ponad to, kompozycja stosowana w wynalazku zapewnia, w porównaniu z EVA, lepszą odporność na światło i UV. Inną zaletę kompozycji stanowi jej niska, w porównaniu z jonomerami, lepkość w temperaturze, w jakiej zazwyczaj produkuje się panele fotowoltaiczne, co ułatwia wykonanie i podnosi wydajność struktur według wynalazku. Szczególnie korzystne jest zastosowanie kompozycji do wytwarzania dolnej części enkapsulantu. [0034] Kompozycja ta stanowi też dobrą barierę dla wody, wykazuje odporność na pełzanie w temperaturach stosowania rzędu 0 o C, a nawet wyższych i odporność na rozrywanie, co umożliwia jej stosowanie jako backsheetu. Co więcej, koszt wytwarzania folii z tej kompozycji na bazie poliolefin jest znacznie niższy niż dla wytwarzania folii na

8 backsheet na bazie polimerów fluorowanych, jakie stosuje się zazwyczaj. [003] Według naszej wiedzy, do chwili obecnej nie istniało rozwiązanie techniczne umożliwiające stosowanie folii na bazie poliolefiny z kompozycji takiej samej dla enkapsulantu i backsheetu. Korzystnie, dzięki zastosowaniu niniejszego wynalazku można używać jedną folię jako kapsulant (część wewnętrzna) i jako backsheet, przy czym folia ta może być jednowarstwowa. [0036] Korzystnie, inna alfa-olefina polietylenu A wybrana jest spośród propylenu, 1-butenu, 1-heksenu, 1-oktenu, lub 1-dekenu. [0037] Korzystnie, kompozycja zawiera od do 7 % masowych polietylenu A w stosunku do łącznego ciężaru kompozycji, a jeszcze korzystniej 1 do 60 %. [0038] Według pierwszego korzystnego wariantu wynalazku, funkcja X oznacza funkcję bezwodnika kwasu karboksylowego, korzystnie oznacza funkcję bezwodnika maleinowego. [0039] Według drugiego korzystnego wariantu wynalazku, funkcja X oznacza funkcję epoksydową, korzystnie metakrylan glicydylu. [0040] Korzystnie, zawartość alfa-olefiny w polietylenie A jest wyższa, lub równa 90 % masowych. Korzystniej, polietylen A zawiera 90 % masowych, lub więcej etylenu. [0041] Korzystnie, polietylen A ma gęstość wyższą niż 0,92, a korzystniej wyższą niż 0,93. [0042] Kompozycja według wynalazku zawiera ponad to poliolefinę C, różną od A i B, posiadającą funkcję Y, zdolną do reagowania z funkcją X. [0043] Otrzymuje się kompozycję, którą można częściowo sieciować później, w procesie utwardzania, nawet bez stosowania środków sieciujących. W rzeczywistości, w celu uzyskania dobrej odporności na pełzanie, enkapsulanty znane z wcześniejszego stanu techniki trzeba koniecznie poddawać sieciowaniu przy pomocy środków sieciujących. Po sieciowaniu taka kompozycja jest całkowicie usieciowana: staje się więc nierozpuszczalna i recykling modułu staje się bardzo skomplikowany. Kompozycja według wynalazku jest usieciowana tylko częściowo w wyniku reakcji funkcji X poliolefiny B z funkcją Y poliolefiny C; moduł poddaje się więc łatwiej recyklingowi, niż ma to miejsce w przypadkach usieciowanych enkapsulantów klasycznych. [0044] Ponad to, dozowanie i dodawanie środków sieciujących stanowi w procesie wytwarzania folii etap delikatny. Wytwarzanie folii z kompozycji według wynalazku jest więc ułatwione. Kompozycja ta skądinąd zachowuje dobre własności, jeśli chodzi o przepuszczalność wody, ma lepszą odporność na rozrywanie (dzięki częściowemu usieciowaniu), lepszą przyczepność i lepszą odporność na pełzanie, w porównaniu z

9 kompozycjami, w których nie występuje poliolefina C. [004] Korzystnie, stosunek molowy (funkcja X)/(funkcja Y) mieści się w granicach od 0,3 do 4,. [0046] Poliolefina B i/lub C zawiera korzystnie etylen. Najkorzystniej, wszystkie poliolefiny zawierają etylen. [0047] Korzystnie, poliolefina B posiadająca funkcję X oznacza kopolimer etylen- (met)akrylan alkilu-bezwodnik maleinowy. [0048] Kompozycja może poza tym zawierać co najmniej jeden z dodatków wybrany spośród środków sprzęgających, środków sieciujących, pochłaniaczy promieniowania UV, wypełniaczy mineralnych, plastyfikatorów, substancji barwiących, wybielaczy optycznych i środków przeciwpalnych. [0049] Według jednego z wariantów wynalazku, kompozycję stosuje się jako enkapsulant i jako backsheet. [000] Wynalazek dostarcza również moduł fotowoltaiczny zawierający folię z tej kompozycji. [001] W szczególności, moduł można wytwarzać w procesie obejmującym: etap wytwarzania z kompozycji folii; etap łączenia w całość różnych elementów modułu przy użyciu wspomnianej wyżej folii wykonanej jako enkapsulant i/lub backsheet; etap ewentualnego utwardzania modułu pod ciśnieniem. [002] Korzystnie, etap wytwarzania folii dla potrzeb procesu przeprowadza się przez wytłaczanie w temperaturze wynoszącej od 11 do 140 o C. Korzystnie, etap utwardzania przeprowadza się w temperaturze wynoszącej od 140 do 0 o C. [003] Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie modułu fotowoltaicznego według wynalazku do wytwarzania elektryczności. Opis załączonych Figur [004] Przedstawiony poniżej opis Figur zostaje podany jedynie w celu ilustracji i nie stanowi ograniczenia w odniesieniu do załączonych figur, w których: Figura 1, już opisana, przedstawia przykładowe ogniwo fotowoltaiczne klasyczne, części (a) i (b) są w projekcji 3/4, część (a) przedstawia komórkę przed połączeniem, a część (b) przedstawia obraz po połączeniu 2 komórek; część (c) przedstawia widok kompletnego ogniwa fotowoltaicznego z góry. Figura 2, już opisana, przedstawia przekrój poprzeczny modułu fotowoltaicznego, którego czujnik fotowoltaiczny "klasyczny" jest zakapsułowany folią stanowiącą enkapsulanty górny i dolny.

10 Figura 3, już opisana, przedstawia przekrój poprzeczny modułu fotowoltaicznego, którego czujnik fotowoltaiczny typu "cienkowarstwowego" leżący na warstwie zabezpieczającej górnej jest zakapsułowany folią stanowiącą enkapsulant dolny. Szczegółowy opis wynalazku [00] Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie jako backsheetu i jako enkapsulantu folii z kompozycji, która zawiera w stosunku do ogólnej masy kompozycji: od 1 do 99 % poliolefiny A zawierającej etylen wybrany spośród homopolimerów etylenu i kopolimerów etylenu w ilości wyższej lub równej 80 % masowych, oraz inną alfa-olefinę; od 99 do 1 % poliolefiny B, różnej od A, mającej reaktywną funkcję X wybraną spośród bezwodników kwasów karboksylowych i epoksydów; poliolefinę C, różną od A i B, mającą funkcję Y zdolną do reagowania z funkcją X i składającą się z kopolimeru statystycznego etylenu i metakrylanu glicydylu. [006] Nazwa poliolefina odnosi się do polimerów, w których monomerem jest alfaolefina. [007] Według wynalazku, gdy polimer zawiera monomer (lub komonomer), to znaczy, że monomer (lub komonomer) jest spolimeryzowany w łańcuch polimerowy i nie występuje już w formie monomeru. [008] Polietylen A, będący poliolefiną, oznacza polietylen wybrany spośród homopolimerów i kopolimeru etylenu i innej alfa-olefiny, gdzie zawartość alfa-olefiny, na przykład etylenu jest wyższa, lub równa 80 % masowych. Korzystnie, inna alfa-olefina polietylenu A ma od 3 do atomów węgla. [009] Korzystnie, alfa-olefiny poliolefin B i C mają od 2 do atomów węgla. [0060] Jako alfa-olefinę można wymienić etylen, propylen, 1-buten, 1-penten, 3- metylo-1-buten, 1-heksen, 4-metylo-1-penten, 3-metylo-1-penten, 1-okten, 1-deken, 1- dodeken, 1-tetradeken, 1-heksadeken, 1-oktadeken, 1-eikozen, 1-dokozen, 1-tetrakozen, 1- heksakozen, 1-oktakozen i 1-triakonten. Korzystnie, alfa-olefina oznacza propylen, a szczególnie korzystnie etylen. [0061] Poliolefina może oznaczać homopolimer w przypadku, w którym tylko jedna alfa-olefina zostaje spolimeryzowana z utworzeniem łańcucha polimerowego. [0062] Poliolefiny te mogą również oznaczać kopolimer w przypadku, w którym co najmniej dwa komonomery ulegają kopolimeryzacji z utworzeniem łańcucha polimerowego.

11 1 2 3 Jeden z komonomerów oznacza alfa-olefinę; inny, lub inne komonomer(y) oznaczają monomery zdolne do polimeryzowania z alfa-olefiną. [0063] Według wynalazku, określenie kopolimer oznacza kopolimer alfa-olefiny z co najmniej jednym komonomerem utworzony w wyniku polimeryzacji tej alfa-olefiny i tego (tych) komonomeru(ów), ewentualnie w połączeniu z jednym, lub większą liczbą innych komonomerów. [0064] Jako komonomer zdolny do polimeryzowania z alfa-olefiną można wymienić: jedną z wymienionych już alfa-olefin, różną od pierwszego komonomeru alfa-olefinowego; dieny takie, jak na przykład 1,4-heksadien, etylidenonorbornen, butadien; estry nienasyconych kwasów tłuszczowych takie, jak na przykład akrylany alkilowe, lub metakrylany alkilowe ujmowane łącznie pod określeniem (met)akrylany alkilowe. Łańcuchy alkilowe tych (met)akrylanów mogą mieć do atomów węgla. Jako łańcuchy alkilowe można wymienić metyl, etyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, izo-butyl, tert-butyl, pentyl, heksyl, heptyl, oktyl, 2-etyloheksyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, pentadecyl, heksadecyl, heptadecyl, oktadecyl, nonadecyl, eikozyl, henkozyl, dokozyl, trikozyl, tetrakozyl, pentakozyl, heksakozyl, heptakozyl, oktakozyl, nonakozyl. Korzystne jako estry nienasyconych kwasów karboksylowych są (met)akrylany metylu, etylu i butylu. nienasycone kwasy karboksylowe, lub ich sole; estry winylowe kwasów karboksylowych. Jako przykładowe estry winylowe kwasu karboksylowego można wymienić octan winylu, wersenian winylu, propionian winylu, maślan winylu, lub maleinian winylu. Korzystny jako ester winylowy kwasu karboksylowego jest octan winylu. [006] Korzystnie, zawartość alfa-olefiny w polietylenie A jest wyższa, lub równa 90 % masowych, a jeszcze korzystniej jest wyższa niż 9 % masowych. [0066] Korzystnie, zawartość etylenu w polietylenie A jest wyższa, lub równa 90 % masowych, a najkorzystniej jest wyższa niż 9 % masowych. Polietylen A jest korzystnie polimerem o średniej gęstości, lub o wysokiej gęstości, co oznacza, że gęstość polietylenu (mierzona według normy ASTM D ) jest wyższa niż 0,92. Korzystniej, gęstość jest wyższa niż 0,93, Jego temperatura topnienia jest korzystnie wyższa niż, lub równa o C, a jeszcze korzystniej wyższa niż, lub równa 1 o C, a najkorzystniej wyższa niż, lub równa 11 o C. Temperaturę tę mierzy się przy użyciu DSC według normy ISO [0067] Poliolefina B ma funkcję X. Komonomer mający funkcję X można wybrać

12 spośród: bezwodników kwasów karboksylowych, epoksydów nienasyconych. [0068] Komonomery mające funkcję bezwodnika kwasu karboksylowego można wybrać na przykład spośród bezwodników maleinowego, itakonowego, cytrakonowego, allilobursztynowego, cykloheks-4-en-1,2-dikarboksylowego, 4-metylenocykloheks-4-en-1,2- dikarboksylowego, bicyklo(2,2,1)-hept--en-2,3-dikarboksylowego i x-metylobicyklo(2,2,1)- hept--en-2,2-dikarboksylowego. [0069] Wśród komonomerów mających funkcję epoksydową (epoksydy nienasycone) można wymienić alifatyczne estry i etery glicydylu takie, jak eter alliloglicydylowy, eter winyloglicydylowy, maleinian i itakonian glicydylu, akrylan i metakrylan glicydylu. Mogą to być również na przykład alicykliczne estry i etery glicydylu takie, jak eter 2-cyklohekseno-1-glicydylowy, cyklohekseno-4,-diglicydylokarboksylan, cyklohekseno-4-glicydylo-karboksylan, -norbornen-2-metylo-2-glicydylokarboksylan i endocis-bicyklo(2,2,1)--hepteno-2,3-diglicydylodikarboksylan. [0070] Preferowane jako funkcja X są bezwodniki kwasów karboksylowych (zwłaszcza bezwodnik maleinowy), jak również epoksydy (zwłaszcza metakrylan glicydylu). [0071] Kompozycja zawiera poliolefinę C. Funkcja Y, różna od funkcji X, jest funkcją zdolną do reagowania z funkcją X. Można przyjąć, że funkcja Y może reagować z funkcją X w sytuacji, gdy co najmniej % funkcji X lub Y ze sobą przereagowały, gdy kompozycję utrzymuje się w temperaturze 0 o C przez co najmniej minut. [0072] Zawartość alfa-olefiny w poliolefinach B lub C wynosi co najmniej 4 % masowych, korzystnie mieści się w granicach od 60 % masowych do 99 % masowych w stosunku do łącznej masy poliolefiny B lub C. [0073] Poliolefina B lub C może zawierać do 40 % masowych komonomeru, różnego od alfa-olefiny, niemającego ani funkcji X ani funkcji Y, w stosunku do łącznej masy poliolefiny B lub C, na przykład 1 do 3 %, korzystnie poniżej %, a najkorzystniej poniżej 1 %. [0074] Korzystnie, poliolefina B jest polimerem zawierającym (met)akrylan alkilu. Korzystne są (met)akrylany alkili o łańcuchach zawierających 1 do 4 atomów węgla, korzystnie metyl, etyl, lub butyl. [007] Korzystnie, poliolefina B jest kopolimerem statystycznym etylenu i bezwodnika maleinowego, lub kopolimerem statystycznym etylenu (met)akrylanu alkilu i bezwodnika maleinowego. [0076] Poliolefina B może zawierać na przykład do 1 % masowych komonomeru

13 mającego funkcję X, korzystnie od 0,1 % do %, a najkorzystniej od 0, % do % w stosunku do łącznej masy poliolefiny B. [0077] Poliolefina C może zawierać na przykład do 1 % masowych komonomeru mającego funkcję Y, korzystnie od 0,1 % do 12 %, a najkorzystniej od 3 % do % w stosunku do łącznej masy poliolefiny C. [0078] Poliolefina C jest kopolimerem statystycznym etylenu i metakrylanu glicydylu. [0079] Polietylen A może być kopolimerem etylenu i alfa-olefiny takiej, jak na przykład propylen, 1-buten, 1-heksen, 1-okten, lub 1-deken. [0080] Polimeryzację monomerów, lub komonomerów można prowadzić stosując znane techniki polimeryzacji. Można ją przeprowadzić na przykład metodą polimeryzacji rodnikowej pod wysokim ciśnieniem w reaktorze typu autoklawu, lub w reaktorze rurowym, które to techniki są znane specjalistom. Można tu na przykład zacytować patent GB Inne użyteczne sposoby kopolimeryzacji są na przykład opisane w US 06/ A1 lub w US 07/ A1. [0081] Można również wykorzystywać metodę polimeryzacji wobec katalizatorów Ziegler-Natta, lub metalocenowych. [0082] W przypadku polietylenu A korzystne jest, aby był to polietylen metalocenowy. Pod określeniem polietylen metalocenowy rozumie się polietylen otrzymany z zastosowaniem katalizatora metalocenowego, to znaczy w obecności katalizatora jednocentrowego (monosite) składającego się na ogół z atomu metalu, którym może być na przykład cyrkon lub tytan, i połączonych z metalem dwóch cyklicznych cząsteczek alkili. Bardziej szczegółowo, katalizatory metalocenowe składają się zwykle z dwóch pierścieni cyklopentadienowych połączonych z metalem. Te katalizatory są często stosowane z aluminoksanami jako kokatalizatory, lub aktywatory, korzystnie metyloaluminoksan (MAO). Jako metal, z którym może być połączony cyklopentadien można również stosować hafn. Do innych metalocenów można zaliczyć metale przejściowe z grup IV A, V A i VI A. Można również stosować metale z grupy lantanowców. [0083] Korzystnie, polietylen charakteryzuje się stosunkiem Mw/Mn<, na przykład mniejszym od 3, korzystniej < 2, gdzie Mw i Mn oznaczają odpowiednio masę molową średnią masowo i masę molową średnią liczbowo, lub mają MFR (Melt Flow Ratio, lub stosunek wskaźników szybkości płynięcia) niższy od 6,3 a stosunek Mw/Mn wyższy od MFR mniej 4,63, lub mają MFR równy lub wyższy od 6,13 a stosunek Mw/Mn niższy, lub równy MFR mniej 4,63. MFR oznacza stosunek MFI (MFI pod obciążeniem kg) do MFI 2 (MFI pod obciążeniem 2,16 kg).

14 [0084] Komonomer mający funkcję X lub Y może być szczepiony na poliolefinie, lub być kopolimeryzowany z innymi komonomerami w celu otrzymania poliolefiny. [008] Komonomer mający funkcję X lub Y może być szczepiony na poliolefinie B lub C przy wykorzystaniu technik dobrze znanych specjalistom, na przykład metody szczepienia w roztworze, lub metody reaktywnego wytłaczania. [0086] Korzystnie, komonomer mający funkcję X lub Y poddaje się kopolimeryzacji z innymi komonomerami. [0087] Oprócz wymienionych powyżej poliolefin B i C, kompozycja według wynalazku może w szczególności uwzględniać kopolimery sprzedawane pod marką Lotarder przez zgłaszającą. [0088 Korzystnie, stosunek molowy (funkcja X)/(funkcja Y) mieści się w granicach od 0,3 do 4,. [0089] Korzystnie, kompozycja zawiera do 9 % polietylenu A w stosunku do łącznej masy kompozycji, przy czym wszystkie składniki kompozycji stanowią 0 %, korzystnie od do 60 % poliolefiny A, na przykład od do 40 %. [0090] Według korzystnego wariantu uwzględniającego poliolefinę C, wynalazek dostarcza na przykład kompozycję zawierającą w stosunku do łącznej masy kompozycji: od do 90 % polietylenu A; od do 8% poliolefiny B; od do 8 % poliolefiny C. [0091] Preferowana kompozycja według wynalazku zawiera w stosunku do łącznej masy kompozycji: od do % polietylenu A; od do 60% poliolefiny B; od do 60 % poliolefiny C. [0092] Korzystnie, kompozycja charakteryzuje się MFI zawartym w granicach od 0,1 do 80g/ min (ASTM D 1238), 190 o C, 2,16 kg), a jeszcze korzystniej od 0, do 0 g/ min. Specjalista z łatwością ustali MFI kompozycji dobierając ilości każdego ze składników kompozycji, wzajemne stosunki różnych komonomerów poszczególnych poliolefin A, B i ewentualnie C, jak również masy molowe tych poliolefin. [0093] Jakkolwiek kompozycję charakteryzuje przyczepność, nawet przy braku środków sprzęgających, to jednak można te środki dodawać w celu jej poprawienia w przypadku, gdy wymagana jest szczególnie wysoka przyczepność kompozycji. Środek sprzęgający może być organiczny, mineralny, lub korzystnie półmineralny półorganiczny. Można tu wymienić tytaniany, lub silany organiczne, jak na przykład tytaniany

15 monoalkilowe, trichlorosilany i trialkoksysilany. Kompozycja może zawierać do % masowych środka sprzęgającego w stosunku do łącznej masy kompozycji, korzystnie od 0,1 do %, na przykład 0,1 do 1 %. [0094] Jakkolwiek obecność środków sieciujących nie jest konieczna, to jednak mogą one występować w kompozycji w celu dalszego poprawienia własności termomechanicznych enkapsulantu i/lub backsheetu, zwłaszcza przy bardzo wysokich temperaturach. Przykładowo można tu wymienić izocyjaniany, lub nadtlenki organiczne. To sieciowanie można również przeprowadzić stosując znaną technikę naświetlania. [009] Ponieważ promieniowanie UV powoduje żółknięcie kompozycji, w celu przedłużenia jej przydatności można dodawać stabilizatory UV. Stabilizatory te mogą na przykład być na bazie benzofenonu, lub benzotriazolu. Można je dodawać w ilościach poniżej % masowych łącznej masy kompozycji, a korzystnie od 0,1 do %, na przykład od 0,1 do 1 %. [0096] Jako wypełniacze dodaje się przykładowo krzemionkę, tlenek glinu, lub węglany wapnia, glinę, lub nanorurki węglowe. [0097] W celu ułatwienia obróbki i zwiększenia wydajności procesu wytwarzania kompozycji i folii można dodawać plastyfikatory. Jako przykłady można tu podać oleje mineralne parafinowe aromatyczne, lub naftalenowe, które również wpływają na poprawę przyczepności kompozycji według wynalazku. Jako plastyfikatory można również wymienić ftalany, azelainiany, adypiniany, fosforan tikrezylu. [0098] Można też dodawać substancje przeciwpalne. [0099] Można również dodawać substancje barwiące, lub wybielacze optyczne. [00] Kompozycję według wynalazku można otrzymać przez zmieszanie poszczególnych poliolefin z ewentualnymi dodatkami stosując znane techniki mieszania materiałów termoplastycznych, jak na przykład wytłaczanie, lub ugniatanie. Można stosować mieszalniki wewnętrzne z łopatami, lub z wirnikiem, mieszalniki zewnętrzne, wytłaczarki jednoślimakowe, dwuślimakowe współbieżne, lub przeciwbieżne. Otrzymuje się coś, co potocznie określa się jako "związek". [01] Korzystnie, jeśli kompozycja zawiera poliolefinę C, to podczas obróbki stosuje się temperaturę wyższą od temperatury topnienia polietylenu A, korzystnie niższą niż 140 o C, jeszcze korzystniej wynoszącą od 11 do 13 o C. W tych warunkach obróbki polimery A, B i C miesza się ograniczając częściowe sieciowanie kompozycji. [02] Przedmiotem wynalazku jest również folia z kompozycji według wynalazku. Grubość folii według wynalazku korzystnie mieści się w granicach od 0 μm do mm. [03] Jeśli folia przeznaczona jest do zastosowania w enkapsulancie, to korzystnie

16 jej grubość wynosi od 0 μm do mm, korzystniej od 7 μm do mm, a najkorzystniej od 0 μm do 1mm. Jednakże, ponieważ przezroczystość kompozycji nie jest równa przezroczystości EVA, to korzystne jest stosowanie folii z tej kompozycji w dolnej części enkapsulantu. Za to, kompozycja ta zapewnia doskonałą przyczepność do warstwy ochronnej górnej (na przykład ze szkła, lub PMMA). Zapewnia też doskonałą przyczepność do poliolefin, a zwłaszcza do kompozycji zawierających kopolimery na bazie etylenu, jak EVA, które można stosować na przykład jako enkapsulant górny. [04] Jeśli folia przeznaczona jest do zastosowania jako backsheet, lub enkapsulant i backsheet, to korzystnie jej grubość wynosi od 0,2 mm do mm, a jeszcze korzystniej od 0, mm do mm. [0] Folia może być jednowarstwowa, lub wielowarstwowa. W przypadku wielowarstwowej, kompozycję można łączyć z warstwami polimerów klasycznie stosowanych w dziedzinie fotowoltaiki takich, jak poliolefiny a w szczególności EVA, jonomery, lub polimery fluorowane. [06] Folię według wynalazku można otrzymać z kompozycji według wynalazku stosując klasyczne techniki prasowania, wytłaczania z rozdmuchem w formie, wytłaczania z walcowaniem, wytłaczania z powlekaniem, wytłaczania płaskoszczelinowego, lub też kalandrowania. Bezpośrednie wytwarzanie folii według wynalazku, bez przechodzenia przez etap "związku" nie wykracza poza ramy wynalazku. [07] Ogólnie, w celu utworzenia modułu fotowoltaicznego na backsheet nakłada się kolejno pierwszą warstwę dolną enkapsulantu, ogniwo fotowoltaiczne, drugą górną warstwę enkapsulantu, a następnie warstwę ochronną górną. W modułach z czujnikami cienkowarstwowymi może występować na przykład struktura taką, jaką przedstawiono na Fig 3. Poza tym, pomiędzy tymi warstwami mogą znajdować się warstwy dodatkowe, w szczególności warstwy spoiw, lub klejów. Te poszczególne warstwy łączy się w celu utworzenia modułu. [08] Jednym z problemów występujących w modułach wykonywanych według dotychczasowych technik jest roztwarstwianie na styku backsheet / dolny enkapsulant spowodowane złą przyczepnością pomiędzy tymi podłożami. Jeśli przyleganie między backsheetem a enkapsulantem jest idealne, to daje się też zaobserwować rozwarstwianie warstw backsheetu. [09] Według wynalazku, folię z kompozycji można stosować jako backsheet, lub jako enkapsulant. Według szczególnie korzystnego sposobu, strukturę wykorzystuje się jako enkapsulant i jako backsheet, co rozwiązuje problem wspomnianego wyżej rozwarstwiania i upraszcza procesy wytwarzania modułów fotowoltaicznych.

17 [01] Należy podkreślić, że moduły fotowoltaiczne według wynalazku mogą być zbudowane w całości w sposób taki, że cała struktura fotowoltaiczna zawiera kompozycję według wynalazku i w sposób oczywisty nie jest więc ograniczona do struktur opisanych na Figurach przedstawionych w niniejszym opisie. [0111] Dla utworzenia ogniwa fotowoltaicznego można wykorzystywać wszystkie typy czujników fotowoltaicznych, w tym czujniki zwane "klasycznymi", na bazie uszlachetnionego krzemu monokrystalicznego lub polikrystalicznego; czujniki cienkowarstwowe utworzone na przykład z krzemu bezpostaciowego, tellurku kadmu, dikrzemku miedź-ind, lub można też stosować materiały organiczne. [0112] Płyta zabezpieczająca jest odporna na ścieranie i na uderzenie, jest przezroczysta i zabezpiecza czujniki fotowoltaiczne przed wilgocią otoczenia. Warstwa ta może być wykonana ze szkła, z PMMA, lub wszelkich innych kompozycji polimerowych, które łączą w sobie wszystkie te cechy. [0113] W celu połączenia ze sobą poszczególnych warstw można stosować wszystkie rodzaje prasowania, jak na przykład prasowanie na gorąco, prasowanie próżniowe, lub walcowanie, w szczególności walcowanie na gorąco. Specjalista z łatwością ustali parametry wytwarzania przez dobór odpowiedniej temperatury i ciśnienia dla temperatury płynięcia kompozycji. [0114] Jeśli kompozycja zawiera ponad to poliolefinę C, to korzystne będzie przeprowadzenie etapu utwardzania, na przykład w prasie grzejącej, co pozwoli na częściowe usieciowanie kompozycji w wyniku reakcji funkcji X poliolefiny B z funkcją Y poliolefiny C. Korzystnie, sieciowanie to przeprowadza się w temperaturze od 13 do 0 o C, najkorzystniej od 14 do 17 o C. [011] Przy wytwarzaniu modułów fotowoltaicznych specjalista może korzystać na przykład z podręcznika Handbook of Photovoltaic Science and Engeneering, Wiley, 03. [0116] Niniejszy wynalazek zostanie obecnie zilustrowany przykładami, które wykażą korzyści wynikające z jego stosowania. Należy podkreślić, że przykłady te w żadnym wypadku nie ograniczają zakresu niniejszego wynalazku. 3 Przykłady [0117] W celu wykonania przykładów wynalazku, oraz porównawczych stosowano następujące produkty: FN 24: PE o średniej gęstości wyprodukowany przez Total Petrochemicals o gęstości wynoszącej 0,922 g/cm 3 o MFI wynoszącym 2,1/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 9 o C.

18 M 34 EP: PE metalocenowy o średniej gęstości wyprodukowany przez Total Petrochemicals o gęstości wynoszącej 0,934 g/cm 3 o MFI wynoszącym 0,9g/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 124 o C. [0118] Dziękujemy za skompletowanie według przedstawionego powyżej modelu. Affinity 80: Eraclene MR 80: Lotader AX8840: Kopolimer etylenu i metakrylanu glicydylu wyprodukowany przez ARKEMA, zawierający 8 % masowych metakrylanu glicydylu o MFI wynoszącym g/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 6 o C. Lotader 700: Kopolimer etylenu, akrylanu etylu (17 % masowych) i bezwodnika maleinowego (2,8 % masowych) wyprodukowany przez ARKEMA o MFI wynoszącym 70 g/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 8 o C. Lotader 60: Kopolimer etylenu, akrylanu etylu (6, % masowych) i bezwodnika maleinowego (2,8 % masowych) wyprodukowany przez ARKEMA, o MFI wynoszącym 40 g/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 2 o C. Szkło: Płyty 3 mm Backsheet: Folia wielowarstwowa PVF/PET/PVF, w której powierzchnia PVF jest powleczona odpowiednią powłoką. EVA: Kopolimer etylenu i octanu winylu zawierający 33 % masowych octanu winylu o MFI wynoszącym 4 g/ min (ASTM D 1238, 190 o, 2,16 kg) i którego temperatura topnienia wynosi 62 o C. [0119] W celu oceny właściwości różnych formulacji według wynalazku, wytłaczano folie w technologii płaskoszczelinowej przy użyciu wytłaczarki OCS o szybkości śruby 8 obrotów/min. Przed wytłaczaniem przygotowano w worku mieszaninę poszczególnych składników w proporcjach przedstawionych w Tabeli 1, po czym mieszaninę w worku wprowadzono do zasobnika. Temperatury czterech stref wytłaczarki ustawia się około na 12 o C/12 o C/12 o C/133 o C, stopiona formulacja z głowicy wytłaczarki przechodzi przez płaską dyszę o temperaturze 12 o C, umożliwiającą powstawanie folii około 0, mm, na bębnie na wyjściu z wytłaczarki. [01] Folie z formulacji porównawczych EVA produkowane są według tej samej procedury.

19 18 Tabela 1 Kompozycja Lotader AX8840 Lotader 700 Lotader 60 FN24 M 34 EP Affinity 80 Eraclene MR80 C1 70 C2 0 0 C3 70 C , 37, , 37, , 2, 8 17, 2, , 17, 13 2, 17, 14 2, 17, (CP) 7 2 C = porównawcza 1 [0121] Wyniki dotyczące przepuszczalności otrzymanych folii przedstawiono w tabeli 2 (z angielskiego Moisture Vapor Transmission Rate MVTR; transmisja pary wilgoci). Testy wykonuje się według normy DIN 3122 (metoda E, 23 o C, 8 % HR). Metoda polega na umieszczeniu środka odwadniającego (bezwodny chlorek wapnia) w miseczce dokładnie przykrytej folią z badanej formulacji. Całość zostaje zapieczętowana i umieszczona w wentylowanej komorze o regulowanej temperaturze (23 o C) i wilgotności względnej (8 % HR). Okresowe ważenie pozwala na oznaczenie ilości pary wodnej przenikającej przez folię. Formulacje testuje się na przepuszczalność bez szczególnego kondycjonowania. Dla każdej formulacji wykonuje się 3 próby. [0122] W celu dokonania oceny przyczepności formulacji wytwarza się metodą prasowania struktury składające się z 3 warstw szkło/formulacja/backsheet. [0123] Po wstępnym oczyszczeniu szkła alkoholem, strukturę zawierającą kolejne warstwy szkła, formulacji i backsheetu umieszcza się pod prasą grzewczą typu COLLIN P 400P. [0124] Parametry prasowania są następujące: początek prasowania w 1 o C pod ciśnieniem 3 barów, stopniowe podnoszenie temperatury po 4 o C/min do osiągnięcia o C, utrzymywanie pod ciśnieniem 3 barów w temperaturze o C przez 1 min, i następnie stopniowe obniżanie temperatury z szybkością 8 o C/min do osiągnięcia 1 o C, po czym

20 19 następuje powrót poodkształceniowy ukończonej struktury i schłodzenie do temperatury otoczenia. [012] Przyczepność formulacji ocenia się w teście zrywania w 90 o C według normy ISO8-1. Otrzymaną strukturę schładza się do temperatury otoczenia; odporność na zrywanie mierzy się 6 dni po wyprodukowaniu i przechowywaniu w 23 o C przy wilgotności HR wynoszącej 0 % masowych. Dla każdej formulacji przeprowadza się 4 próby. Siła zrywania i typ rozrywania zostały przedstawione w Tabeli 2. Typ rozrywania adhezyjnego (przyczepności) wskazuje na przyczepność słabszą niż przy rozrywaniu kohezyjnym. Rozwarstwienie backsheetu wskazuje na równie doskonałą przyczepność spoiwa do backsheetu jak i do szkła. Tabela 2 Kompozycja MVTR(g2μm/m2.24h) Siła zrywania(n/1mm) Typ rozrywania EVA Adhezyjny C1 12, adhezyjny C2 7,9 19 kohezyjny C3,3 19 adhezyjny i kohezyjny C4 9 29, delaminacja backsheetu Nie mierzono 29, Adhezyjny adhezyjny i delaminacja backsheetu 7 13 delaminacja backsheetu , delaminacja backsheetu ,9 delaminacja backsheetu 11,8, delaminacja backsheetu 11 19,7 22 adhezyjny 12 14,7 Nie mierzono Nie mierzono 13 1,3 Nie mierzono Nie mierzono 14 13,9 Nie mierzono Nie mierzono 1 14,7 Nie mierzono Nie mierzono 16 1,3 Nie mierzono Nie mierzono 17 13,9 Nie mierzono Nie mierzono 18(CP) 22,1 Nie mierzono Nie mierzono C = porównawczy [0126] Wszystkie formulacje według wynalazku wykazują doskonałe właściwości 1 pod względem przepuszczalności pary wodnej, a także większe siły zrywania w porównaniu z klasycznie stosowanymi enkapsulantami z EVA. Dzięki tym ulepszonym właściwościom formulacje te lepiej zabezpieczają panele fotowoltaiczne przed wilgocią, przy czym całkowicie wyeliminowane zostało rozwarstwianie poszczególnych warstw. Pozwala to na wydłużenie okresu przydatności modułów fotowoltaicznych. [0127] W celu zmierzenia odporności na pełzanie prób 1 do 11, z każdej pobrano

21 próbkę mającą 0 mm długości, 4,1 mm szerokości i 1 mm grubości i prasowano w prasie grzewczej. Pierwszą serię prasowano w temperaturze 12 o C przez minut, a serię drugą w 160 o C przez minut. [0128] Do każdej próbki, u dołu, przykładano ciężar odpowiadający naprężeniu 0, bara. Próbki umieszczono w komorze o regulowanej temperaturze. Test rozpoczynał się w 8 o C. Mierzono pełzanie notując, czy próbka uległa w teście pęknięciu, lub mierząc jej ewentualne wydłużenie. Jeżeli próbki w tej temperaturze nie pękały, test powtarzano w temperaturze podwyższonej o o C, aż do osiągnięcia maksymalnej temperatury 1 o C. w Tabelach 3 i 4. [0129] Wyniki dla prasowania w dwóch temperaturach (12 i 160 o C) przedstawiono Tabela 3 Formulacja Wyniki pełzania 8 o C 9 o C o C 11 o C 12 o C 13 o C 14 o C 1 o C EVA <1 min porównawcza 1 OK OK OK OK 4 min porównawcza 2 OK OK OK OK min porównawcza 3 OK OK OK OK min porównawcza 4 OK OK min OK OK 11 min 6 OK OK OK OK 7 min 7 OK OK min 8 OK OK OK OK 4 min 9 OK OK 6 min OK OK OK OK 4 min 11 OK OK 6 min Formulacja Tabela 4 Wyniki pełzania 8 o C 9 o C o C 11 o C 12 o C 13 o C 14 o C 1 1 o C <1 min EVA porównawcza 1 OK OK OK OK 3 min porównawcza 2 OK OK OK OK 7 min porównawcza 3 OK OK OK OK min porównawcza 4 OK OK min OK OK OK 7 min 6 OK OK OK OK wydł. 1% 7 OK OK OK min 8 OK OK OK OK wydł. 0% 9 OK OK OK 7 min 7 min OK OK OK OK wydł. 140% 11 OK OK OK min wydł. 1% wydł. 0% wydł. 140% wydł. 1% wydł. 0% wydł. 140% wydł. 1% wydł. 0% wydł. 140% 2

22 Adnotacja OK: próbka wytrzymuje w danej temperaturze (nie obserwuje się wydłużenia pod obciążeniem po upływie 1 minut). Adnotacja typu x min: w tej temperaturze próbka wytrzymuje tylko kilka minut. Obserwuje się pełzanie, a następnie całkowite rozerwanie po upływie x minut. Adnotacja typu wydł.1%, wydł.140% etc...: w tej temperaturze, z początku obserwuje się pełzanie, a następnie wydłużenie przestaje się zmieniać i próbka nie ulega rozerwaniu podczas testu. [01] Formulacje nie sieciowane według wynalazku wykazują o wiele lepszą odporność na pełzanie niż EVA. Ten stopień odporności na pełzanie umożliwia stosowanie formulacji według wynalazku w panelach fotowoltaicznych bez sieciowania. Inna korzyść, jaką daje sposób według wynalazku polega na poprawie odporności na pełzanie wtedy, gdy poliolefina A jest metalocenowa. [0131] Odporność formulacji 14 i 18 na pełzanie oznaczano według następującej procedury: otrzymane wcześniej folie prasowano w formie o grubości 0, mm, pod ciśnieniem barów przez 1 minut w o C w celu usieciowania. Z usieciowanych folii przygotowano próbki ( x 4 x 0, mm 3 ) przy użyciu przebijaka. [0132] Pełzanie mierzono przy użyciu DMA Q800 w trybie pełzania, stosując urządzenie naprężające. Zastosowane naprężenie wynosiło 0,02 MPa w ciągu 1 minut w 1 o C. [0133] Próbka 14, wykazała po upływie minut wydłużenie o 1,6 %. Po upływie 1 minut wydłużenie wynosiło 2,7 %. Tymczasem, wydłużenie próbki 18 po upływie minut wyniosło 16,3 % w stosunku do jej długości początkowej, a po upływie 6, minuty próbka pod wpływem naprężenia pękła. [0134] Próby te wykazują, że w wyniku dodania do kompozycji według wynalazku polietylenu uzyskuje się poprawę odporności na pełzanie. Umożliwia to korzystne stosowanie w modułach fotowoltaicznych jako enkapsulantu: nawet bez dodatku środka sieciującego formulacja wykazuje doskonałą odporność na pełzanie. ARKEMA FRANCE, Francja Pełnomocnik:

23 Z EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Zastosowanie w module fotowoltaicznym jako backsheetu i jako enkapsulantu folii z kompozycji, przy czym kompozycja ta zawiera w stosunku do swojej łącznej masy: od 1 do 99 % poliolefiny A zawierającej etylen wybrany spośród homopolimerów etylenu i kopolimerów etylenu w ilości wyższej, lub równej 80 % masowych, oraz inną alfa-olefinę; od 99 do 1 % poliolefiny B, różnej od A, mającej reaktywną funkcję X wybraną spośród bezwodników kwasów karboksylowych i epoksydów; poliolefinę C, różną od A i B, mającą funkcję Y zdolną do reagowania z funkcją X i składającą się z kopolimeru statystycznego etylenu i metakrylanu glicydylu. 2. Zastosowanie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że inna alfa-olefina polietylenu A wybrana jest spośród propylenu, 1-butenu, 1-heksenu, 1-oktenu, lub 1-dekenu. 3. Zastosowanie według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienne tym, że zawiera ona od do 7 % masowych poliolefiny A, w stosunku do łącznej masy kompozycji. 4. Zastosowanie według jednego z zastrzeżeń 1 do 3, znamienne tym, że w polietylenie A zawartość etylenu jest wyższa, lub równa 90 % masowych.. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że stosunek molowy (funkcja X)/(funkcja Y) mieści się w zakresie od 0,3 do 4,. 6. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrzeżeń 1 do, znamienne tym, że poliolefina A i/lub poliolefina B i/lub poliolefina C zawierają etylen. 7. Zastosowanie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że poliolefina B mająca funkcję X oznacza kopolimer etylen-(met)akrylan alkilu-bezwodnik maleinowy. 8. Zastosowanie według jednego z zastrzeżeń 1 do 7, znamienne tym, że zawiera ona poza tym co najmniej jeden z dodatków wybrany spośród środków sprzęgających, środków sieciujących, środków pochłaniających UV, wypełniaczy mineralnych, plastyfikatorów, substancji barwiących, wybielaczy optycznych i środków przeciwpalnych. 9. Moduł fotowoltaiczny zawierający folię stosowaną według jednego z zastrzeżeń 1 do 8.. Sposób wytwarzania modułu według zastrzeżenia 9 obejmujący: etap wytwarzania folii stosowanej według jednego z zastrzeżeń 1 do 8;