PELÍCULA DE TRES CAPAS PARA CELDA FOTOVOLTAICA.

Película de capa múltiple de estructura A/B/C que comprende: - una primera capa de composición A que comprende 100% en peso de un homopolímero o copolímero de VDF;

- una segunda capa de composición B que comprende de 30 a 75 partes de un homopolímero o copolímero de VDF, de 5 a 45 partes de homopolímero o copolímero de MMA y de 10 a 30 partes de al menos una carga mineral, siendo en total 100 partes; y - una tercera capa de composición C que comprende 100% de un homopolímero o copolímero de VDF, en la cual la primera y tercera capa presentan un punto de fusión superior a 150°C medido por DSC y la transmitancia a luz visible es inferior a 30% para un espesor de la película de capa múltiple de 25µm

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/050190.

Solicitante: ARKEMA FRANCE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 420, RUE D'ESTIENNE D'ORVES 92700 COLOMBES FRANCIA.

Inventor/es: BONNET, ANTHONY, LAPPRAND,Aude, BIZET,Stéphane, DEVAUX,Nicolas, LAFFARGUE,Johann.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 6 de Febrero de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B32B27/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS.B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › B32B 27/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de resina sintética. › de una resina sintética de una clase diferente.
  • B32B27/28 B32B 27/00 […] › teniendo copolímeros de resinas sintéticas no completamente cubiertas por los siguientes subgrupos.
  • B32B27/30 B32B 27/00 […] › teniendo una resina vinílica; teniendo una resina acrílica.
  • H01L31/048 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › encapsulados de modulos.

Clasificación PCT:

  • B32B27/08 B32B 27/00 […] › de una resina sintética de una clase diferente.
  • B32B27/28 B32B 27/00 […] › teniendo copolímeros de resinas sintéticas no completamente cubiertas por los siguientes subgrupos.
  • B32B27/30 B32B 27/00 […] › teniendo una resina vinílica; teniendo una resina acrílica.
  • C08L27/16 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 27/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, que tienen cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un halógeno; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de fluoruro de vinildeno.
  • C08L33/12 C08L […] › C08L 33/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo solamente cada uno un enlace doble carbono-carbono, y estando solamente uno terminado por un solo radical carboxilo, o sus sales, anhídridos, ésteres, amidas, imidas o nitrilos; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de metacrilato de metilo.
  • H01L31/048 H01L 31/00 […] › encapsulados de modulos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2373423_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Película de tres capas para celda fotovoltaica Campo de la invención La presente invención se relaciona con una película de capas múltiples de estructura A/B/C con base en polímeros de fluoruro de vinilideno (VDF) utilizable particularmente en el campo de las celdas fotovoltaicas.

El problema técnico Los polímeros fluorados en general y particularmente el PVDF (polifluoruro de vinilideno) en razón de su muy buena resistencia a la intemperie, a la radiación y a los productos químicos es un polímero utilizado para proteger los objetos y materiales. Los polímeros de VDF son también apreciados por su aspecto brillante y su resistencia a los grafitis. Se expone por lo tanto para revestir toda clase de objetos con una película polimérica a base de VDF. Sin embargo, es necesario que esta película presente una muy buena resistencia térmica para aplicaciones exteriores sometidas a condiciones climáticas severas (lluvia, frío, calor) o procedimientos de transformación realizados a alta temperatura (> 130°C) . Es necesario también que la película presente una buena flexibilidad y una buena resistencia a la ruptura de manera que resista a las exigencias mecánicas durante la colocación de la película en el objeto o el material que se va a recubrir o una vez la película esté depositada en el objeto o el material, una prueba de aplicación clásicamente utilizada consiste en desgarrar una película que va a sufrir un envejecimiento en estufa y luego ver si el desgarro se propaga fácilmente o no.

En una célula fotovoltaica la protección contra el ambiente es requisito absoluto. Por esta razón la parte posterior de la celda debe estar protegida para evitar la degradación de ésta por rayos ultravioleta (UV) y la penetración de humedad. Esta degradación puede consistir en una oxidación de la película protectora del panel posterior de la celda. Además, el panel posterior de la celda debe ser un aislante eléctrico.

Además la película debe tener una estabilidad térmica en volumen para evitar una expansión térmica y en particular una disminución durante el ensamblaje de la celda. El ensamblaje de las celdas fotovoltaicas se hace por pegado de diferentes capas con la ayuda de un adhesivo de base solvente, seguido por un laminado. La utilización de solventes en los adhesivos debe provocar una penetración de esos solventes en la película. El ensamblaje de las celdas se realiza a alta temperatura (>130°C) y eventualmente con la ayuda de un tratamiento de oxidación de la superficie de tipo Corona, que se traduce particularmente por un amarillamiento y una degradación de las propiedades mecánicas del polímero fluorado.

La solicitante ha puesto a punto una estructura bajo la forma de una película a base de polímero fluorado que presenta una resistencia térmica (baja disminución en volumen cuando se somete a temperaturas elevadas) así como una excelente resistencia a los solventes presentes en los pegantes y adhesivos utilizados para la construcción de las celdas fotovoltaicas, y más particularmente del panel posterior de las celdas. Esta estructura está por lo tanto perfectamente bien adaptada para proteger el panel posterior de las celdas fotovoltaicas.

Esta película presenta una estructura particular de tipo A/B/C. Esta estructura según la invención es opaca (baja transmisión de la luz visible y de los rayos UV) y presenta además una protección contra la penetración del oxígeno. La estructura conserva un buen aspecto estético de la película (sin amarillamiento en el transcurso del tiempo) .

Técnica anterior.

La solicitud EP 1382640 describe una película con dos o tres capas a base de un homo o copolímero de VDF. El copolímero en VDF comprende de 0 a 50% en masa de comonómero. En los ejemplos solo se describe la utilización de un homopolímero de PVDF. Un absorbente UV orgánico está también precisado en los ejemplos.

La solicitud EP 1566408 describe una película con dos o tres capas a base de homo o copolímero de VDF. El copolímero de VDF comprende de 0 a 50% en masa de comonómero, ventajosamente de 0 a 25% y preferiblemente de 0 a 15%. La película no contiene ninguna carga mineral.

La solicitud internacional WO 2005/081859 describe películas de capas múltiples a base de polímero fluorado y de polímero acrílico. La solicitud US 200510268961 describe una celda fotovoltaica protegida por una película que comprende dos capas de polímero fluorado, teniendo uno una temperatura de fusión superior a 135°C, y teniendo el otro una temperatura de fusión inferior a 135°C.

La solicitud US 2005/0172997 y la patente US 6369316 describen un módulo fotovoltaico protegido por una película en polifluoruro de vinilo (PVF) .

La solicitud internacional WO 2007/011580 describe películas a base de poliéster para un panel posterior de una celda fotovoltaica. Una capa de polifluoruro de vinilo (PVF) puede estar asociada a la película del poliéster. El panel posterior se evalúa únicamente desde el punto de vista de la penetración de la humedad.

La patente US 5 132 164 describe una película multicapa, que comprende una capa de composición A, que comprende de 50 a 95 partes en peso de una resina a base de VDF y de 5 a 50 partes en peso de una resina de metacrilato, y una capa de composición V, que comprende de 50 a 95 partes de resina de metacrilato, de 5 a 50 partes en peso de un PVDF y de 0, 1 a 15 partes en peso de un absorbente de UV.

Ninguno de estos documentos hace referencia a una estructura de capa múltiple que tenga las mismas características que la de la invención y ninguna permite en estos documentos conducir al experto de la técnica a una tal estructura.

Resumen de la invención La invención se relaciona con una película de capas múltiples de estructura A/B/C que comprende

• una primera capa de composición A que comprende un polímero fluorado,

• una segunda capa de composición B que comprende un polímero fluorado cargado y

• una tercera capa de composición C que comprende un polímero fluorado, caracterizado porque la primera y la tercera capa presentan un punto de fusión superior a 150°C medido por DSC y porque la transmitancia a la luz visible es inferior a 30% y preferiblemente inferior a 25% para un espesor de película de capa múltiple de 25µm. La invención tiene también por objetivo la utilización de esta película de capa múltiple en una célula fotovoltaica, un textil técnico o para recubrir un metal.

Más particularmente la invención porta en una celda fotovoltaica cuyo panel posterior está revestido de una película de capa múltiple tal como se describe anteriormente. Descripción detallada En la descripción “comprendido entre x y y” significa que los bornes x y y están comprimidos. La invención se relaciona más particularmente con una estructura bajo forma de una película de capa múltiple de tipo A/B/C que comprende:

• una primera capa de composición A que comprende 100% de un homopolímero o copolímero de VDF;

• una segunda capa de composición B, que comprende 30 a 75 partes en peso de un homopolímero o copolímero de VDF de 5 a 45 partes de un homopolímero o copolímero de MMA y de 10 a 30 partes de al menos una carga mineral, lo que hace el total 100 partes;

• una tercera capa de composición C, que comprende 100% de un homopolímero o copolímero de VDF. Por “partes”, se entiende en el sentido de la invención partes másicas. En el caso en donde la composición A de la primera capa es idéntica a la composición C de la tercera capa, entonces la estructura se presenta bajo la forma de una película de capa múltiple simétrica A/B/A. El espesor de cada una de las capas de composición A y C puede, de manera independiente la una de la otra, y en la práctica, estar comprendida entre 1 y 30 µm, ventajosamente entre 2 y 20 µm, preferiblemente entre 3 y 18 µm, y de manera incluso más preferida entre 5 y 15 µm. En una variante de la invención, los espesores de las capas de composición A y C son idénticas. En otra variante de la invención, son idénticas las composiciones A y C de estas primera y tercera capa. El espesor de la capa de composición B está particularmente comprendida entre 4 y 45 µm, ventajosamente entre 5 y µm, preferiblemente entre 7 y 30 µm y de manera incluso más preferida entre 10 y 25 µm. Tratándose del polímero fluorado, éste se prepara por polimerización de uno o varios monómeros de formula (I) :

En la cual:

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Película de capa múltiple de estructura A/B/C que comprende:

• una primera capa de composición A que comprende 100% en peso de un homopolímero o copolímero de VDF;

• una segunda capa de composición B que comprende de 30 a 75 partes de un homopolímero o copolímero de VDF, de 5 a 45 partes de homopolímero o copolímero de MMA y de 10 a 30 partes de al menos una carga mineral, siendo en total 100 partes; y

• una tercera capa de composición C que comprende 100% de un homopolímero o copolímero de VDF,

en la cual la primera y tercera capa presentan un punto de fusión superior a 150°C medido por DSC y la transmitancia a luz visible es inferior a 30% para un espesor de la película de capa múltiple de 25µm.

2. Película de capa múltiple según la reivindicación 1, caracterizada porque la disminución de volumen o de dimensiones a 150°C de la película es inferior a 1%.

3. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque el polímero fluorado de la primera y/o tercera capa es un homopolímero de VDF.

4. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el polímero fluorado de la segunda capa contiene menos de 15% (valor comprendido) en masa del comonómero, ventajosamente menos de 13% (valor comprendido) en masa del comonómero, preferiblemente como máximo igual a 11% y de manera incluso más preferida, como máximo igual a 10%.

5. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero fluorado de la segunda capa tiene un punto de fusión superior a 140°C medido por DSC.

6. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero cargado de la segunda capa contiene al menos una carga escogida entre el TiO2, carbonato de calcio, sílice, cuarzo, aluminio, talco, mica.

7. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el contenido en carga en la composición B está comprendido entre 0, 1 y 30% en masa, ventajosamente entre 5 y 28 % en masa, preferiblemente entre 10 a 27% en masa y de manera incluso más preferida entre 15 y 25 %.

8. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el tamaño de la carga está comprendido entre 0, 05 µm y 1mm.

9. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero fluorado de la primera y tercera capa es un homopolímero de VDF.

10. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el polímero fluorado de la segunda capa es un copolímero de VDF.

11. Película de capa múltiple según una de la reivindicación precedente, caracterizada porque el espesor de cada una de las capas de composición A y C está comprendido, de manera independiente uno del otro, entre 1 y 30 µm, ventajosamente entre 2 y 20 µm, preferiblemente entre 3 y 18 µm y de manera incluso más preferida entre 5 y 15 µm.

12. Película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el espesor de la capa de composición B está comprendida entre 4 y 45 µm, ventajosamente entre 5 y 40 µm, preferiblemente entre 7 y 30 µm y de manera incluso más preferida entre 10 y 25 µm.

13. Utilización de una película de capa múltiple según una de las reivindicaciones precedentes en una celda fotovoltaica, un textil técnico o en un metal.

14. Célula fotovoltaica que comprende en el panel posterior de la dicha celda ensamblada una película según una de las reivindicaciones 1 a 16.

 

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