Película de resina fluorada y uso de la misma.

Una película de resina fluorada (11, 15) que contiene un copolímero de etileno/tetrafluoroetileno como elcomponente principal para la capa más externa de una lámina posterior (1,

2) de un módulo de células solares, quecontiene las siguientes partículas compuestas de óxido de titanio y tiene una rugosidad media aritmética Ra como seestipula en la norma JIS B0601 de la superficie de la película que va a estar en contacto con el aire (11a) comomáximo de 3 μm:

partículas compuestas de óxido de titanio: partículas compuestas de óxido de titanio obtenidas sometiendopartículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, que comprenden partículas de oxido de titanio y una capa derecubrimiento de sílice formada en su superficie, a tratamiento de hidrofobización mediante un agentehidrofobizante, que satisface los siguientes puntos (a) a (c):

(a) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la cantidad de la capa de recubrimiento desílice, calculada como SiO2, es de 1,5 a 5 partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido detitanio;

(b) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la diferencia (Δ300-100) del contenido de agua deKarl Fischer entre 300ºC y 100ºC es como máximo 5%; y

(c) en las partículas compuestas de óxido de titanio, la cantidad de agente hidrofobizante es de 0,5 a 10partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice.

Película de resina fluorada y uso de la misma.

La presente invención se refiere a una película de resina fluorada, a un método de uso de una película de resina fluorada, a una lámina posterior para un módulo de células solares, y a un módulo de células solares.

Una célula solar es una fuente de energía no contaminante y semipermanente que usa la luz solar, mientras que los combustibles fósiles aumentan el dióxido de carbono en el aire y deterioran mucho el entorno global. Por consiguiente, se intenta el mayor desarrollo de diferentes células solares como una fuente de energía importante. Una célula solar normalmente se usa como un módulo de células solares que tiene un elemento de célula solar sellado mediante EVA (copolímero de etileno/acetato de vinilo) y su superficie delantera y su superficie trasera están insertadas entre un sustrato de vidrio transparente y una lámina posterior (laminado del lado trasero) .

Se proporciona una lámina posterior para proteger el EVA y el elemento de célula solar y es necesaria una película para usar como la capa más externa (una película para usar en un módulo de células solares en el lado en contacto con el aire, en lo sucesivo denominada en la presente memoria “la película más externa”) para tener una propiedad de aislamiento eléctrico (resistividad volumétrica: al menos 1x1013 n.cm) y una propiedad de resistencia a la humedad (permeabilidad al vapor de agua a 40ºC con una humedad relativa de 90% como máximo de 1 g/m2.24 h) suficientes.

Además, puesto que un módulo de células solares está expuesto al exterior durante un periodo de tiempo largo, es necesario que la película más externa de la lámina posterior tenga una resistencia a la intemperie y resistencia al calor suficientes. Específicamente, puesto que la exposición a un dispositivo medidor climático de luz solar (SWM, por sus siglas en inglés sunshine weather meter) de lámpara de arco de carbono durante de 250 a 500 horas corresponde a la exposición al exterior durante un año, se requiere que la película tenga una propiedad tal que se suprima la disminución de la resistencia por la exposición al SWM durante 5.000 h (correspondiente a 10 a 20 años) para que sea como máximo la mitad de la resistencia inicial (resistencia a la intemperie) . Además, puesto que la temperatura de una célula solar cuando se usa en la práctica está en un nivel como máximo de 90ºC, es necesario que la película tenga una resistencia al calor tal que la disminución de la resistencia por el uso a 90ºC durante 20 años se aceptable en la práctica.

Como película más externa que tiene dichas propiedades, se conoce una película de resina fluorada que usa una resina fluorada tal como ETFE (copolímero de etileno/tetrafluoroetileno) , PVF (poli (fluoruro de vinilo) ) o PVdf (poli (fluoruro de vinilideno) ) . Entre ellas, la película de ETFE y la película de PVdF no tienen ninguna disminución de la resistencia por hidrólisis, incluso en condiciones de 85ºC en una humedad relativa de 85% durante 1.000 h. Además, una película de ETFE es excelente en cuanto a la resistencia a la humedad y la resistencia al calor, puesto que la temperatura a la que la elongación disminuye a la mitad por un ensayo de resistencia al calor durante 100.000 h (aproximadamente 10 años) es de aproximadamente 150 a aproximadamente 160ºC.

Puesto que una película de ETFE es relativamente flexible, cuando se usa para la película más externa, se aplica a la superficie grabado en relieve de modo que se suprime el brillo de la superficie y las abrasiones no son apreciables.

En los últimos años, es menos común instalar el módulo de células solares en un sistema integrado en el tejado y se instala en particular con frecuencia inclinado un ángulo óptimo de modo que el sustrato de vidrio transparente está orientado al sol dependiendo de la latitud en el sitio de la instalación. En dicho método de instalación, una gran cantidad de luz reflejada de la luz solar es aplicada a la lámina posterior en el lado trasero del módulo de células solares, y por lo tanto, es necesario que la película más externa tenga una resistencia al calor y resistencia a la intemperie excelentes.

Además, para la lámina posterior, se usa un método de laminación de una película de resina fluorada y una lámina de aluminio o una lámina de plástico resistente a la humedad para prevenir que el vapor de agua entre en el módulo 45 de células solares, ya que la permeabilidad al vapor de agua no se puede eliminar suficientemente solo con una película de resina fluorada (películas más externa) . En dicho caso, con vistas a proteger la lámina de plástico y un adhesivo que se usa para la laminación, frente a la luz solar, es necesario que la película de resina fluorada tenga una transmitancia de rayos ultravioletas a una longitud de onda como máximo de 360 nm, inferior a 1%. Además, la reducción de la transmitancia de la luz ultravioleta a una longitud de onda como máximo de 360 nm se puede lograr dispersando un pigmento blanco tal como óxido de titanio en la película de resina fluorada.

Con respecto a la mejora en la resistencia a la intemperie de una película de ETFE que se va a usar en invernaderos agrícolas y estructuras de membrana, hay una técnica para mejorar la resistencia a la intemperie de la película, dispersando óxido de titanio en una resina de ETFE. Sin embargo, puesto que el óxido de titanio tiene fotoactividad, la resina fluorada se descompone por la fotoactividad cuando es irradiada con luz. Por consiguiente, se ha propuesto 55 una película que tiene óxido de titanio recubierto con una gran cantidad de óxido de silicio u óxido de titanio recubierto con óxido de cerio para controlar la fotoactividad en una resina de ETFE (documento de patente 1) .

El documento de patente 2 propone una reducción de la diferencia (º300-100) del contenido de agua de Karl Fischer

del óxido de titanio recubierto con óxido de silicio entre 300ºC y 100ºC, para reducir la cantidad de agua que forma burbujas, para así eliminar la formación de vetas de burbujas por el burbujeo de agua en el momento de la formación, en una composición de resina que tiene óxido de titanio incorporado.

Para la película más interna (una película en el lado en contacto con una carga tal como EVA) en la lámina posterior se prefiere usar una película que tenga una reflectancia solar alta con el fin de que la luz del sol que se filtra al lado de la lámina posterior por el elemento de la célula solar en la carga sea reflejada, y la luz reflejada sea devuelta al elemento de célula solar otra vez por el sustrato de vidrio transparente en la superficie. Por consiguiente, se ha propuesto incorporar un pigmento blanco tal como óxido de titanio en la película de resina fluorada más interna de la lámina posterior, con el fin de mejorar la reflectancia solar (por ejemplo, documentos de patente 3 y 4) . Sin embargo, esta propuesta es para la película más interna de la lámina posterior, y por lo tanto, no es conocida la incorporación de óxido de titanio en la película más externa.

Documento de patente 1: JP-A-8-259731

Documento de patente 2: JP-A-2006-37090

Documento de patente 3: JP-A-2008-085293

Documento de patente 4: JP-A-2008-053510

El documento WO 2007/148754 A1 describe una lámina de sellado de la superficie posterior de una célula solar.

La película descrita en el documento de patente 1 para invernaderos agrícolas, estructuras de membrana, etc., es una película que tiene un espesor de 100 a 250 !m que es traslúcida o transparente, a través de la cual se transmiten al menos 40% de los rayos visibles, y la concentración de óxido de titanio contenido en la película es menor de 5% en masa. Por otra parte, es necesario que la película más externa de la lámina posterior sea como máximo de 50 !m de delgada con vistas a la eficacia económica. Además, es necesario que la película más externa de la lámina posterior tenga una resistencia a la intemperie igual o mayor que la de una película para invernaderos agrícolas, etc., y además es necesario que tenga propiedades de bloqueo y protección frente a la luz ultravioleta. Por consiguiente, en el caso de la película más externa de la lámina posterior, es necesario dispersar óxido de titanio en una cantidad mayor por unidad de volumen. Sin embargo, se ha encontrado que si el óxido de titanio necesario en una cantidad grande para la película más externa de la lámina posterior se cubre con óxido de silicio y está contenido en una gran cantidad en la película, es probable que se formen vetas de burbujas por el burbujeo del agua contenida en la capa de recubrimiento que comprende el óxido... [Seguir leyendo]

1. Una película de resina fluorada (11, 15) que contiene un copolímero de etileno/tetrafluoroetileno como el componente principal para la capa más externa de una lámina posterior (1, 2) de un módulo de células solares, que contiene las siguientes partículas compuestas de óxido de titanio y tiene una rugosidad media aritmética Ra como se estipula en la norma JIS B0601 de la superficie de la película que va a estar en contacto con el aire (11a) como máximo de 3 !m:

partículas compuestas de óxido de titanio: partículas compuestas de óxido de titanio obtenidas sometiendo partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, que comprenden partículas de oxido de titanio y una capa de recubrimiento de sílice formada en su superficie, a tratamiento de hidrofobización mediante un agente hidrofobizante, que satisface los siguientes puntos (a) a (c) :

(a) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la cantidad de la capa de recubrimiento de sílice, calculada como SiO2, es de 1, 5 a 5 partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido de titanio;

(b) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la diferencia .

30. 100) del contenido de agua de Karl Fischer entre 300ºC y 100ºC es como máximo 5%; y

(c) en las partículas compuestas de óxido de titanio, la cantidad de agente hidrofobizante es de 0, 5 a 10 partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice.

2. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el contenido de partículas compuestas de óxido de titanio es de 6 a 25% en masa.

3. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que el tamaño medio de partículas de las partículas compuestas de óxido de titanio es de 0, 1 a 0, 4 !m.

4. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la solubilidad en ácido de las partículas compuestas de óxido de titanio es de 15 a 50%.

5. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el agente hidrofobizante es un agente de acoplamiento de tipo silano (S1) que tiene un grupo alquilo o un compuesto de silicona (S2) .

6. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que tiene un espesor de 12 a 100 !m.

7. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la rugosidad media aritmética Ra anterior es de 0, 5 a 2, 5 !m.

8. La película de resina fluorada (11, 15) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que además contiene un compuesto de cobre en una cantidad de 1 a 500 ppm.

9. Una lámina posterior (1, 2) para un módulo de células solares, que comprende un laminado que tiene la película de resina fluorada (11, 15) como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como la capa más externa.

10. Un módulo de células solares, que comprende un sustrato transparente, una capa de carga que tiene un elemento de célula solar sellado en la misma y la lámina posterior (1, 2) como se define en la reivindicación 9, en este orden.

11. Un método de uso de una película de resina fluorada (11, 15) que usa una película de resina fluorada (11, 15) que contiene un copolímero de etileno/tetrafluoroetileno como el componente principal, que contiene las siguientes partículas compuestas de óxido de titanio y tiene una rugosidad media aritmética Ra como se estipula en la norma JIS B0601 de al menos una superficie de la película (11a) como máximo de 3 !m, como la capa más externa de una lámina posterior (1, 2) de un módulo de células solares, de modo que la superficie de la película anterior (11a) está en contacto con el aire:

partículas compuestas de óxido de titanio: partículas compuestas de óxido de titanio obtenidas sometiendo las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, que comprenden partículas de oxido de titanio y una capa de recubrimiento de sílice formada en su superficie, a tratamiento de hidrofobización mediante un agente hidrofobizante, que satisface los siguientes puntos (a) a (c) :

(a) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la cantidad de la capa de recubrimiento de sílice, calculada como SiO2, es de 1, 5 a 5 partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido de titanio;

(b) en las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice, la diferencia .

30. 100) del contenido de agua de Karl Fischer entre 300ºC y 100ºC es como máximo 5%; y

(c) en las partículas compuestas de óxido de titanio, la cantidad de agente hidrofobizante es de 0, 5 a 10 partes en masa por 100 partes en masa de las partículas de óxido de titanio recubiertas de sílice.