Uso de una película multicapa con capas de poliamida y polipropileno para la fabricación de módulos fotovoltaicos.

Uso de una película multicapa como cubierta dorsal de un módulo fotovoltaico,

en donde la película multicapa se compone de las siguientes capas:

a) una capa orientada hacia la célula solar a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de poliamida de al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo,

c) una capa central que se compone de una masa de moldeo que contiene una proporción de polipropileno de al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo, así como

e) una capa dispuesta hacia el exterior a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de poliamida de al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo,

en donde la adherencia entre las capas conformes a a) y c), así como entre las capas conformes a c) y e) se genera mediante una medida que se elige de

1. presencia de polipropileno con una concentración de grupos anhídrido de ácido suficiente para la mejora de la adherencia o de una poliolefina funcionalizada compatible con polipropileno que proporciona grupos suficientemente funcionales para la unión a las capas de poliamida, en la masa de moldeo de la capa conformes a c),

2. incorporación de una capa de promotor de la adherencia b) entre las capas conformes a a) y c) y una capa de promotor de la adherencia d) entre las capas conformes a c) y e), que se componen de un polipropileno que contiene grupos anhídrido de ácido que se incorporaron, mediante reacción térmica o en los radicales del polipropileno con un anhídrido de ácido dicarboxílico insaturado, un ácido dicarboxílico insaturado o un éster monoalquílico del ácido dicarboxílico insaturado.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12187747.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: HAGER, HARALD, DR., PAWLIK,ANDREAS, WIELPUTZ,MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B32B17/10 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 17/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de una hoja de vidrio o de fibras de vidrio, de escoria o una sustancia similar. › de resina sintética.
  • B32B27/08 B32B […] › B32B 27/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de resina sintética. › de una resina sintética de una clase diferente.
  • B32B27/32 B32B 27/00 […] › teniendo poliolefinas.
  • B32B27/34 B32B 27/00 […] › teniendo poliamidas.
  • H01L31/042 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). › Módulos fotovoltaicos o conjuntos de células individuales fotovoltaicos (las estructuras de soporte de los módulos fotovoltaicos H02S 20/00).
  • H01L31/048 H01L 31/00 […] › encapsulados de modulos.

PDF original: ES-2547575_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Uso de una película multicapa con capas de poliamida y polipropileno para la fabricación de módulos fotovoltaicos

La invención se refiere al uso de una película multicapa con capas de poliamida y polipropileno para la producción de módulos solares.

Los módulos solares, designados a menudo también como módulos fotovoltaicos, sirven para la generación de energía eléctrica a partir de la luz solar y se componen de un estratificado que como capa del núcleo contiene un sistema de células solares. Esta capa del núcleo está envuelta con materiales de encapsulación que sirven como protección frente a Influencias mecánicas y condicionadas por el clima.

La célula solar activa se encuentra en este caso entre una cubierta frontal y una cubierta dorsal. La cubierta frontal es permeable a la luz y, por norma general, se compone de vidrio; está unida por medio de una capa de promotor de la adherencia que a menudo se compone de un copolímero de etileno y acetato de vinilo, con la capa que contiene la célula solar. La cubierta dorsal garantiza un blindaje eléctrico y sirve como protección frente a las influencias del clima tales como la luz UV, y como barrera contra la humedad.

Para la cubierta dorsal se utilizan actualmente conforme a la norma asociaciones de películas a base de películas de fluoropolímeros y poliésteres. La película de fluoropolímeros en la cara externa garantiza en este caso la estabilidad a la intemperie, la película de poliéster la estabilidad mecánica y las propiedades de aislamiento eléctricas deseadas. Otra película de fluoropolímeros en la cara interna sirve para la unión a la capa de sellado del sistema de células solares. No obstante, películas de fluoropolímeros de este tipo presentan sólo una escasa adherencia a la capa de sellado que se utiliza como material de embutición para las propias células solares. Además de ello, la película de fluoropolímero coopera sólo en una medida secundaria en el aislamiento eléctrico, de lo cual resulta la necesidad del uso de una película de poliéster comparativamente gruesa.

En el documento WO 2008138022 se propone, por lo tanto, reemplazar, en asociaciones de este tipo, las dos películas de fluoropolímero por películas a base de poliamida 12 (PA12). En un perfeccionamiento de ello, en el documento WO 2011066595 se propone que la capa de material termoplástlco orientada hacia la célula solar contenga una carga reflectante de la luz tal como dióxido de titanio, mientras que la capa de material termoplástico alejada de la célula solar contenga una segunda carga tal como fibras de vidrio, wollastonlta o mica que determine una conductividad térmica mayor de esta capa. Materiales termoplásticos a modo de ejemplo proceden del grupo de las pollamldas, poliésteres o mezclas a base de poliamida y poliolefina. Explícitamente, se mencionan PA11, PA12 y PA1010, así como sus mezclas con poliolefinas.

La combinación de capas de poliamida y polipropileno en una asociación de este tipo sería Interesante debido a las muy buenas propiedades de aislamiento eléctricas. No obstante, en el caso de una combinación de materiales termoplásticos de este tipo no se alcanza una adherencia suficiente de las capas.

La misión de la invención es proporcionar una película multicapa con una buena adherencia de las capas que garantice, como película dorsal para un módulo solar, un buen aislamiento eléctrico.

Este problema se resuelve mediante el uso de una película multicapa como cubierta dorsal de un módulo fotovoltalco, en donde la película multicapa se compone de las siguientes capas:

a) una capa orientada hacia la célula solar a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de poliamida de al menos 35% en peso, preferiblemente al menos 40% en peso, de manera particularmente preferida al menos 45% en peso, de manera especialmente preferida al menos 50% en peso y de manera muy especialmente preferida al menos 55% en peso, en cada caso referido a toda la masa de moldeo, c) una capa central que se compone de una masa de moldeo que contiene una proporción de polipropileno de al menos 35% en peso, preferiblemente al menos 40% en peso, de manera particularmente preferida al menos 45% en peso, de manera especialmente preferida al menos 50% en peso y de manera muy especialmente preferida al menos 55% en peso, en cada caso referido a toda la masa de moldeo, así como e) una capa dispuesta hacia el exterior a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de poliamida de al menos 35% en peso, preferiblemente al menos 40% en peso, de manera particularmente preferida al menos 45% en peso, de manera especialmente preferida al menos 50% en peso y de manera muy especialmente preferida al menos 55% en peso, en cada caso referido a toda la masa de moldeo,

y en donde la adherencia entre las capas conforme a a) y c), así como entre las capas conforme a c) y e) se genera mediante una medida que se elige de

1. Presencia de polipropileno con una concentración de grupos anhídrido de ácido en la capa conforme a c), suficiente para la mejora de la adherencia. En este caso, todo el polipropileno de esta masa de moldeo o sólo una parte del mismo puede estar funcionalizado. En relación con el polipropileno funcionalizado, se cumple lo mismo que en el siguiente punto. Alternativamente a ello, la masa de moldeo de polipropileno 5 puede contener también una poliolefina funcionalizada compatible con lo anterior que proporcione grupos

suficientemente funcionales, en particular grupos anhídrido de ácido o grupos epóxido, para la unión a las capas de poliamida tales como, por ejemplo, copolimerizados a base de etileno, acrilato de metilo y/o etilo, así como metacrilato de glicidilo o bien anhídrido del ácido maleico (MSA). Esta poliolefina funcionalizada es compatible con el polipropileno, cuando sea molecularmente miscible con ella o esté dispersada de 10 forma termodinámicamente estable después de la mezcladura en el polipropileno, de modo que induzca

una adherencia de fases lo suficientemente sólida para las capas conformes a a) y e).

Incorporación de una capa de promotor de la adherencia b) entre las capas conformes a a) y c) y una capa de promotor de la adherencia d) entre las capas conformes a c) y e). El promotor de la adherencia es un polipropileno que contiene grupos anhídrido de ácido que, de una manera conocida, mediante reacción térmica o en los radicales del polipropileno, se incorporan con un anhídrido de ácido dicarboxílico insaturado, un ácido dicarboxílico insaturado o un éster monoalquílico del ácido dicarboxílico insaturado en una concentración que sea suficiente para una buena unión a la poliamida de la capa contigua. Reactivos adecuados son, por ejemplo, ácido maleico, anhídrido del ácido maleico, éster monobutílico del ácido maleico, ácido fumárico, ácido aconítico o anhídrido del ácido itacónico. De este modo se injertan sobre el polipropileno preferiblemente 0,1 a 4% en peso de un anhídrido insaturado. Conforme al estado de la técnica, el anhídrido de ácido dicarboxílico insaturado o su precursor puede injertarse también junto con otro monómero insaturado tal como, por ejemplo, estireno, a-metilestireno o indeno.

La poliamida puede ser una poliamida parcialmente cristalina tal como, por ejemplo, PA6, PA66, PA610, PA612, PA10, PA810, PA106, PA1010, PA11, PA1011, PA1012, PA1210; PA1212, PA814, PA1014, PA618, PA512, PA613, 25 PA813, PA914, PA1015, PA11, PA12 o una poliamida parcialmente aromática, una denominada poliftalamida (PPA).

(La caracterización de las poliamidas corresponde a la Norma internacional en donde la primera o primeras cifras indican el número de átomos de C de la diamina de partida y la última o últimas cifras indican el número de átomos de C del ácido dicarboxílico. Si sólo se menciona una cifra, entonces esto significa que se ha partido de un ácido a,üo-aminocarboxílico o bien de la lactama derivada del mismo; por lo demás, se remite a H. Domininghaus, Die 30 Kunststoffe und ihre Eigenschaften, páginas 272 y siguientes, editorial VDI, 1976). PPAs adecuados son, por ejemplo, PA66/6T, PA6/6T, PA6T/MPMDTY (MPMD representa 2-metilpentametilendiamina), PA9T, PA10T, PA11T, PA12T, PA14T, así como copolicondensados de estos últimos tipos con una diamina alifática y un ácido dicarboxílico alifático o con un ácido w-aminocarboxílico o bien una lactama. Poliamidas parcialmente cristalinas poseen una entalpia de fusión mayor que 25 J/g, medida con el método DSC conforme a la norma ISO 11357 35 durante el 2o calentamiento e integración del pico de fusión.

Sin embargo, la poliamida puede ser también una poliamida semi-cristalina. Poliamidas semi-cristalinas poseen una entalpia de fusión de 4 a 25 J/g,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de una película multicapa como cubierta dorsal de un módulo fotovoltalco, en donde la película multlcapa se compone de las siguientes capas:

a) una capa orientada hacia la célula solar a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de

5 pollamlda de al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo,

c) una capa central que se compone de una masa de moldeo que contiene una proporción de polipropileno de

al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo, así como e) una capa dispuesta hacia el exterior a base de una masa de moldeo que contiene una proporción de pollamlda de al menos 35% en peso, referido a toda la masa de moldeo,

10 en donde la adherencia entre las capas conformes a a) y c), así como entre las capas conformes a c) y e) se genera mediante una medida que se elige de

1. presencia de polipropileno con una concentración de grupos anhídrido de ácido suficiente para la mejora de la adherencia o de una poliolefina funcionalizada compatible con polipropileno que proporciona grupos suficientemente funcionales para la unión a las capas de poliamida, en la masa de moldeo de la capa

15 conformes a c),

2. incorporación de una capa de promotor de la adherencia b) entre las capas conformes a a) y c) y una capa de promotor de la adherencia d) entre las capas conformes a c) y e), que se componen de un polipropileno que contiene grupos anhídrido de ácido que se Incorporaron, mediante reacción térmica o en los radicales del polipropileno con un anhídrido de ácido dicarboxílico insaturado, un ácido dicarboxílico insaturado o un

20 éster monoalquíllco del ácido dicarboxílico Insaturado.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque

las capas conforme a a) y e) poseen un grosor de 15 a 100 pm,

las capas conforme a c) poseen un grosor de 100 a 500 pm, y

las capas conforme a b) y d) poseen un grosor de 3 a 40 pm.

25 3. Módulo fotovoltaico, obtenido al utilizar una película multicapa según una de las reivindicaciones precedentes

como cubierta dorsal.


 

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