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EP4633940A1 - Structure multicouche a proprietes adhesives - Google Patents

Structure multicouche a proprietes adhesives

Info

Publication number
EP4633940A1
EP4633940A1 EP23838195.8A EP23838195A EP4633940A1 EP 4633940 A1 EP4633940 A1 EP 4633940A1 EP 23838195 A EP23838195 A EP 23838195A EP 4633940 A1 EP4633940 A1 EP 4633940A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive layer
polyolefin
multilayer structure
structure according
support film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23838195.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florent ABGRALL
Dominique Jousset
Stéphane Bizet
Mathieu SABARD
David Meslet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of EP4633940A1 publication Critical patent/EP4633940A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/12—Photovoltaic modules

Definitions

  • the subject of the invention is a multilayer structure, in particular a bilayer structure, useful in particular as an encapsulant for photovoltaic modules. It also concerns photovoltaic modules comprising such a multilayer structure.
  • Figure 1 shows a classic photovoltaic cell; a photovoltaic cell (10) comprises cells (12), a cell containing a photovoltaic sensor (14) in contact with electron collectors (16) placed above (upper collectors) and below (lower collectors) of the photovoltaic sensor.
  • the upper collectors (16) of one cell are connected to the lower collectors (16) of another cell (12) by conductive bars (18), also called electrical interconnectors, generally made of a metal alloy. In other embodiments, the interconnectors are all located on the same side of the cells. All these cells (12) are connected together, in series and/or in parallel, to form the photovoltaic cell (10).
  • the photovoltaic battery (10) When the photovoltaic battery (10) is placed under a light source, it delivers a direct electric current, which can be recovered at the terminals (19) of the battery (10).
  • Figure 2 represents a photovoltaic module (20) comprising the photovoltaic cell (10) of Figure 1 coated with an encapsulant (22) composed of an upper part and a lower part.
  • the encapsulated battery is also protected by an upper protective layer (24) (called a “frontsheet”) and a protective layer on the back of the module (called a “backsheet”) (26).
  • the upper protective layer (24) generally made of glass, provides protection against shock and humidity for the photovoltaic cell.
  • the protective layer on the back of the module (26) generally made of thermoplastic or crosslinkable resin, also contributes to its protection against humidity and also to the electrical insulation of the cells by avoiding any contact with the environment outside.
  • the encapsulant perfectly fills the space between the photovoltaic cell and the protective layers.
  • its adhesion to the protective layers must be perfect and durable, including at temperatures of 80°C or more which can be reached under solar radiation.
  • the frontsheet, the encapsulant, the battery and the backsheet are simultaneously assembled, most often by a vacuum lamination process.
  • the encapsulant is melted during the lamination stage in order to coat the active layers of the cell.
  • this lamination assembly process has disadvantages linked to the removal of the encapsulant film which can reach 10%, or sometimes even 50%.
  • This shrinkage can lead to defects in the photo voltaic module such as air bubbles, wrinkles, blisters, edge overlap defects or breakage of connectors between cells. All of these defects cause scrap or can reduce the lifespan and efficiency of photovoltaic modules.
  • the encapsulant film can be produced by an extrusion process followed by a post-annealing step, but this reduces the extrusion speed and therefore increases its cost.
  • Application EP 2 673 809 A1 discloses a two-layer film composed of a backsheet and an encapsulant making it possible to overcome at least some of these problems.
  • the implementation of these bilayer structures requires successively stacking a first layer of encapsulant, the photovoltaic module, a second layer of encapsulant and finally a layer forming the backsheet, as presented in Figure 2.
  • bilayer structures 800 pm thick are thus described.
  • the significant thickness of these structures adds significant weight and cost.
  • the encapsulant does not offer sufficient adhesion with the metal to be able to be used in processes comprising a prior rolling step on the surface of the metal interconnectors.
  • bilayer films cannot be used for the preparation of photovoltaic modules having certain geometric configurations, in particular connections located on the same side as the photovoltaic sensors, such as those described for example in application WO 2004/021455, and which require laminating the encapsulant directly to the surface of the interconnectors.
  • the present invention intends to remedy the problems encountered in the prior art by proposing a multilayer structure, in particular a two-layer structure, comprising an adhesive layer and a support film.
  • the invention aims at a multilayer structure comprising an adhesive layer which can serve as an encapsulant and a support film which can serve as a backsheet, characterized in that the adhesive layer comprises a polyolefin A and a functional polyolefin and has a specific melting point in that The support film has a specific flow temperature.
  • the better adhesion of the multilayer structure to the interconnectors presents a double advantage. On the one hand, it makes the assembly process easier, in particular by avoiding prior surface treatments. On the other hand, it ensures reliable electrical contact between the interconnectors and the photovoltaic cells and thus gives the photovoltaic modules better efficiency and a longer lifespan.
  • the multilayer structures of the invention can be of low thickness, in particular less than 100 pm.
  • the multilayer structures according to the invention thus allow the manufacture of photovoltaic modules that are both of better quality and less expensive.
  • the present invention relates to a multilayer structure comprising an adhesive layer and a layer forming a support film in direct contact therewith, where
  • said adhesive layer comprises:
  • polyolefin A chosen from a homopolymer of ethylene and a copolymer of ethylene and an ⁇ -olefin, a copolymer of ethylene and a vinyl ester of carboxylic acid, in particular a vinyl acetate (EVA) or a (co)polymer comprising methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl or tert-butyl (meth)acrylate units;
  • EVA vinyl acetate
  • (co)polymer comprising methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl or tert-butyl (meth)acrylate units
  • Said support film comprises a polyamide graft polymer comprising:
  • polyamide graft representing 50% to 95% by weight of the polyamide graft polymer, containing a remainder of at least one unsaturated monomer (X) and at least one polyamide graft, representing 5% to 50% by weight of said polyamide graft polymer, in which: o
  • the polyamide graft is attached to the polyolefin trunk by the remainder of the unsaturated monomer (X) comprising a function capable of reacting by a condensation reaction with a polyamide having at least one amine end and/ or at least one carboxylic acid end, o
  • the remainder of the unsaturated monomer (X) is fixed on the backbone by grafting or copolymerization, o
  • the polyolefin backbone and the polyamide graft being chosen so that said polyamide grafted polymer has a temperature of flow temperature above 160°C, as measured by DSC according to ISO 11357-1:2016, ISO 11357-2:2020, ISO 11357-3:2018, said flow temperature being defined as the
  • the melting temperature of said adhesive layer is between 90°C and 110°C.
  • said adhesive layer has a Melt Flow Index (MFI), as measured according to the ASTP D 1238 standard at 190°C under 2.16kg, between 0.2 and 10 g/10 min, preferably between 0.4 and 3 g/10 min, and in particular between 0.6 and 2 g/10 min.
  • MFI Melt Flow Index
  • said adhesive layer comprises: o from 65% to 95% by weight of polyolefin A; o from 5 to 35% by weight of functional polyolefin; and o from 0 to 5% by weight of one or more additives.
  • the thickness of said adhesive layer is between 20 and 60 pm.
  • the thickness of said support film is between 5 and 40 pm.
  • the ⁇ -olefin comonomer of the polyolefin A of the adhesive layer is chosen from ethylene-propylene, ethylene-butene and ethylene-octene.
  • the functional polyolefin of the adhesive layer is a polyolefin containing a remainder of at least one unsaturated monomer (Y) which is a maleic anhydride.
  • MFI Melt Flow Index
  • said support film carries said adhesive layer on one of its faces.
  • the invention aims at the use of such a multilayer structure for the manufacture of photovoltaic modules.
  • the invention relates to a method for preparing a photovoltaic module, in which a photovoltaic cell is encapsulated with such a multilayer structure.
  • the encapsulation can include the steps of:
  • the invention aims at a photovoltaic module comprising such a multilayer structure.
  • Figure 1 represents an example of a photovoltaic cell, parts (a) and (b) being views of%, the part (a) showing a cell before connection and part (b) a view after connection of 2 cells; part (c) is a top view of a complete photovoltaic cell; and Figure 2 represents a cross section of a photovoltaic module, the “classic” photovoltaic sensor of which is encapsulated by an upper encapsulant film and a lower encapsulant film.
  • the invention relates to a multilayer structure, in particular as an encapsulant for a photovoltaic cell, comprising an adhesive layer and a layer forming a support film in direct contact therewith, where the adhesive layer comprises a polyolefin A and a functionalized polyolefin, the melting temperature of the adhesive layer being between 80°C and 120°C, and in which the support film comprises a specific polyamide graft polymer having a flow temperature greater than 160°C, such as measured by DSC according to ISO 11357-1:2016, ISO 11357-2:2020, ISO 11357-3:2018, the flow temperature being defined as the highest temperature among the melting temperatures and the glass transition temperatures polyamide graft and polyolefin trunk.
  • the adhesive layer comprises a polyolefin A and a functionalized polyolefin
  • the melting temperature of the adhesive layer being between 80°C and 120°C
  • the support film comprises a specific polyamide graft polymer having a flow temperature greater than 160°C, such as measured by
  • the adhesive layer of the multilayer structure is directly in contact with the support film.
  • the multilayer structure can form a bilayer structure. However, it can also include other layers, in principle any.
  • the multilayer structure can be a three-layer structure, and in particular include a support film provided with an adhesive layer as defined below on its two faces.
  • the adhesive layer of the multilayer structure comprises a specific polyolefin A and a distinct functional polyolefin, the melting temperature of the adhesive layer being between 80°C and 120°C.
  • Polyolefins will be described in more detail below.
  • the polyolefin A present in the adhesive layer may be an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene with a comonomer chosen from an ⁇ -olefin, an alkyl (meth)acrylate or a vinyl ester of carboxylic acid, in particular a vinyl acetate.
  • the ⁇ -olefin may contain 3 to 30, in particular 3 to 8 carbon atoms.
  • ⁇ -olefin As ⁇ -olefin, mention may be made of propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicocene, 1-dococene, 1-tetracocene, 1-hexacocene, 1-octacocene, and 1-triacontene.
  • These ⁇ -olefins can be used alone or in a mixture of two or more than two.
  • the ethylene-a-olefin copolymers comprise a mass content of ethylene greater than 50%.
  • the ethylene-a-olefin copolymers are obtained by processes known to those skilled in the art, such as Ziegler-Natta, metallocene or organometallic polymerization described for example in WO 2008/036707.
  • polyolefin A is a polyethylene, in particular linear low density (LDLDPE), or a copolymer of ethylene with a single ⁇ -olefin, chosen from ethylene-propylene, ethylene-butene and ethylene octene.
  • LDLDPE linear low density
  • polyolefin A is a copolymer of ethylene and alkyl (meth)acrylate, the term alkyl (meth)acrylate grouping together alkyl acrylates or methacrylates.
  • alkyl chains of these (meth)acrylates can have up to 30 carbon atoms.
  • alkyl chains methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, Lsobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl , tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl.
  • Methyl, ethyl and butyl (meth)acrylates are preferred.
  • the ethylene-alkyl (meth)acrylate copolymers are conventionally obtained by processes known to those skilled in the art, such as for example the high pressure autoclave or tubular process.
  • polyolefin A is a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA).
  • polyolefin A has a melting temperature of between 90°C and 110°C, and in particular between 90°C and 105°C.
  • the enthalpy of fusion of polyolefin A is less than 130 J/g, and in particular between 80 and 120 J/g ( 2nd heating of DSC according to ISO 11347 at 40°C/min).
  • the density of polyolefin A measured according to ASTM D 1505, is preferably 0.860 to 0.960, in particular 0.860 to 0.920.
  • polyolefin within the meaning of the present description, is meant a polyolefin distinct from polyolefin A present in the adhesive layer and comprising reactive functions, and capable of reacting in contact with a metal surface.
  • Such reactive functions include the epoxide, carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid amide and carboxylic acid ester functions.
  • the functionalized polyolefin present in the adhesive layer comprises a polyolefin backbone containing a residue of at least one unsaturated monomer (Y) chosen from an unsaturated epoxide, an unsaturated carboxylic acid anhydride, an unsaturated carboxylic acid, or a salt thereof. here, the rest of unsaturated monomer (Y) being fixed on the trunk by grafting or copolymerization.
  • Y unsaturated monomer
  • Functional polyolefins can in particular be derived from monomers such as meth(acrylic) acid, (meth)acrylamide or vinyl acetate.
  • the polyolefin core of the functional polyolefin is a polyethylene core, in particular an ethylene homopolymer or copolymer.
  • the unsaturated monomer (Y) may be an unsaturated epoxide, in particular chosen from aliphatic glycidyl esters and ethers such as allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, glycidyl maleate and itaconate, glycidyl acrylate and methacrylate; alicyclic glycidyl esters and ethers such as 2-cyclohexene-1-glycidylether, cyclohexene-4,5-diglycidylcarboxylate, cyclohexene-4-glycidyl carboxylate, 5-norbornene-2-methyl-2-glycidyl carboxylate and endocis-bicyclo(2,2,1)-5-heptene-2,3-diglycidyl dicarboxylate, glycidyl methacrylate being preferred.
  • aliphatic glycidyl esters and ethers such as ally
  • the unsaturated monomer (Y) may be an unsaturated carboxylic acid or one of its salts, in particular acrylic acid or methacrylic acid and their salts.
  • the unsaturated monomer (Y) may be an unsaturated carboxylic acid ester, in particular an alkyl (meth)acrylate, the term alkyl (meth)acrylate grouping together alkyl acrylates or methacrylates.
  • alkyl chains of these (meth)acrylates can have up to 30, notably up to 24 carbon atoms.
  • alkyl chains include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, and nonacosyl, in particular methyl, ethyl and (meth)acrylates butyl.
  • the unsaturated monomer (Y) may be a carboxylic acid anhydride, in particular chosen from maleic, itaconic, citraconic, allylsuccinic, cyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic, 4-methylenecyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic, bicyclo(2,2,1)hept-5-ene-2,3-dicarboxylic, and x-methylbicyclo(2,2,1)hept-5-ene-2,2-dicarboxyLic.
  • maleic anhydride is preferred.
  • the unsaturated monomer (Y) can also be a vinyl ester of a carboxylic acid, in particular a vinyl acetate.
  • the unsaturated monomer (Y) can also be a (meth)acrylamide, chosen from acrylamide and methacrylamide.
  • the unsaturated monomer (Y) in the functional polyolefin is fixed by grafting or copolymerization.
  • the functional polyolefin does not comprise a polyamide graft.
  • the functional polyolefin is an ethylene copolymer containing a residue of unsaturated carboxylic acid anhydride, in particular maleic anhydride.
  • the ethylene copolymer may be a copolymer of ethylene and a comonomer chosen from esters of unsaturated carboxylic acids such as, for example, alkyl acrylates or alkyl methacrylates grouped under the term (meth)acrylates. alkyls as specified above.
  • copolymers of ethylene and unsaturated carboxylic acid esters can be obtained by processes known to those skilled in the art, such as for example the high pressure autoclave or tubular process.
  • the functional polyolefin is an ethylene-(meth)acrylate-maleic anhydride terpolymer.
  • the adhesive layer comprises at least 65% by weight of a polyolefin A as defined above.
  • the adhesive layer comprises at least 5% by weight of a functional polyolefin.
  • the adhesive layer comprises: from 65% to 95% by weight of a polyolefin A as defined above; from 5 to 30% by weight of a functional polyolefin; as well as from 0 to 5% by weight of additives, in particular chosen from plasticizers, adhesion promoters, UV stabilizers, UV absorbers, antioxidants, and pigments.
  • Plasticizers may be added to the adhesive layer in order to facilitate implementation and improve the productivity of the manufacturing process of multilayer structures and/or photovoltaic modules.
  • Examples include paraffinic aromatic or naphthalene mineral oils which also make it possible to improve the adhesion power of the structures according to the invention.
  • Phthalates, azelates, adipates and ticresyl phosphate can also be cited as plasticizers.
  • Coloring or brightening compounds can also be added.
  • adhesion promoters although not necessary, can advantageously be added in order to further improve the adhesion power of the structure.
  • the adhesion promoter is a non-polymeric ingredient; it can be organic, crystalline, mineral and more preferably semi-mineral semi-organic. Among these, mention may be made of titanates or organic silanes, such as for example monoalkyl titanates, trichlorosilanes and trialkoxysilanes.
  • trialcooxysilanes containing an epoxy, vinyl or amine group will be used, in particular when these adhesion promoters are added in the form of a masterbatch. It could also be envisaged that these adhesion promoters be diluted or mixed with the functional or non-functional polyolefin of the adhesive layer by a technique well known to those skilled in the art, for example compounding.
  • UV stabilizers and UV absorbers such as benzotriazole, benzophenone and other hindered amines can be added to the adhesive layer and/or to the support film in order to to extend the transparency of the multilayer structure and therefore its lifespan.
  • the adhesive layer may also comprise 0 to 5% by weight, in particular 0.1 to 4.5%, in particular 0.5 to 4%, and very particularly 1 to 4.5%. 3% by weight of one or more of these additives, relative to the total weight of the composition.
  • the adhesive layer may also include one or more antioxidants to limit yellowing during the manufacture of the adhesive layer.
  • Preferred antioxidants are for example phosphorus compounds (phosphonites and/or phosphites) and hindered phenolics.
  • the adhesive layer may in particular comprise 0 to 3% by weight, in particular 0.1 to 2.5%, in particular 0.5 to 2%, and very particularly 1 to 1.5% by weight of one or more anti- oxidants relative to the total weight of the composition.
  • Pigments such as, for example, coloring or brightening compounds can also be added to the adhesive layer in proportions generally ranging from 0.01 to 2% relative to the total mass of the composition.
  • the thickness of the adhesive layer is between 20 and 60 ⁇ m.
  • the melting temperature of the adhesive layer is preferably between 80 and 110°C, preferably between 90°C and 100°C.
  • the inventors were able to observe that if the melting temperature is lower, the multilayer structure can be difficult to handle, in particular during the coextrusion step with the support film and/or during its subsequent use, in particular during from the rolling stage to the surface of the filaments. Conversely, a melting temperature above 120°C is generally accompanied by a higher crystallinity rate which can reduce adhesion to metal filaments.
  • the adhesive layer has a melt flow index (MFI) of between 0.2 and 10 g/10 min, preferably between 0.4 and 3 g/10 min, and more preferably between 0.6 and 2 g/10 min, measured according to standard ASTM D1238 at 190°C/2.16kg.
  • MFI melt flow index
  • the support film comprises a polyamide graft polymer comprising a polyolefin core containing a remainder of at least one unsaturated monomer (X) and at least one polyamide graft, the polyamide graft being attached to the polyolefin trunk by the remainder of the unsaturated monomer (X) comprising a function capable of reacting by a condensation reaction with a polyamide, the polyolefin trunk and the polyamide graft being chosen so that said polyamide graft polymer has a temperature of flow greater than 160°C.
  • the flow temperature of the polyamide graft polymer is defined as the highest temperature among the melting temperatures and glass transition temperatures of the polyamide grafts and the polyolefin backbone.
  • the trunk and the grafts are chosen so that the flow temperature of the polyamide grafted polymer is greater than 160°C.
  • the polyamide graft polymer comprises 50 to 95%, preferably 60 to 90% and in particular 70 to 85% by weight of a polyolefin backbone containing a remainder of at least one unsaturated monomer (X).
  • the polyolefin core it is preferably a polymer comprising as monomer an ⁇ -olefin, in particular comprising 2 to 30 carbon atoms.
  • ⁇ -olefin mention may be made of ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl- 1- pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1- octadecene, 1-eicocene, 1-dococene, 1-tetracocene, 1-hexadecene, 1-octacocene, and 1 -triacontene.
  • cyclo-olefins having 3 to 30, in particular 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopentane, cycloheptene, norbornene, 5-methyl-2-norbornene, tetracyclododecene, and 2-methyl- 1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalene; di and polyolefins, such as butadiene, isoprene, 4-methyl-1,3-pentadiene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,3-hexadiene, 1,3-octadiene, 1,4-octadiene, 1,5-octadiene, 1,6-octadiene, ethylidenenorbornene, vinyl norbornene, dicyclopentadiene, 7-methyl-1,6-octadiene, 4-ethylidenenorbornen
  • the polyolefin can be a homopolymer when only one ⁇ -olefin is polymerized. Examples include polyethylene (PE) or polypropylene (PP). It may also be a copolymer when at least two comonomers are copolymerized in the polymer chain, the first of the at least two monomers being an a-olefin and the other comonomers a monomer capable of polymerizing with the first monomer.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • - dienes such as for example 1,4-hexadiene, ethylidene, norbornene, butadiene;
  • alkyl (meth)acrylates esters of unsaturated carboxylic acids such as alkyl acrylates or alkyl methacrylates grouped under the term alkyl (meth)acrylates.
  • the alkyl chains of these (meth)acrylates can have up to 30 carbon atoms.
  • alkyl chains include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl, methyl, ethyl and butyl (meth)acrylates being preferred; And
  • vinyl esters of carboxylic acids examples include vinyl acetate, vinyl versatate, vinyl propionate, vinyl butyrate, or vinyl maleate, vinyl acetate being favorite.
  • the polyolefin core consists of at least 50 mol% of the first comonomer.
  • the preferred polyolefin backbones consist of ethylene-alkyl (meth)acrylate copolymer.
  • the polyolefin backbone contains at least one unsaturated monomer residue (X) capable of reacting on an acid and/or amine function of the polyamide graft by a condensation reaction. It is specified that this unsaturated monomer (X) is not a “second comonomer”.
  • aliphatic glycidyl esters and ethers such as allyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, glycidyl maleate and itaconate, glycidyl acrylate and methacrylate; alicyclic glycidyl esters and ethers such as 2-cyclohexene-1-glycidylether, cyclohexene-4,5-diglycidylcarboxylate, cyclohexene-4-glycidyl carboxylate, 5-norbornene-2-methyl-2-glycidyl carboxylate and endocis-bicyclo(2,2,1)-5-heptene-2,3-diglycidyl dicarboxylate, glycidyl methacrylate being preferred.
  • - carboxylic acid anhydrides chosen for example from maleic, itaconic, citraconic, allylsuccinic, cyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic, 4-methylenecyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic, bicyclo( 2,2,1)hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid, and x-methylbicyclo(2,2,1)hept-5-ene-2,2-dicarboxylic acid, in particular maleic anhydride.
  • the unsaturated monomer (X) is preferably chosen from an unsaturated carboxylic acid anhydride and an unsaturated epoxide.
  • the unsaturated monomer (X) is preferably an unsaturated epoxide.
  • the unsaturated monomer (X) is advantageously an unsaturated epoxide and preferably an unsaturated carboxylic acid anhydride.
  • the preferred number of unsaturated monomer (X) fixed on average on the polyolefin backbone is greater than or equal to 1.3 and/or preferably less than or equal to 10.
  • (X) is maleic anhydride and the number molar mass of the polyolefin is 15,000 g/mol, it was found that this corresponded to a proportion of anhydride of at least 0.8% by mass of the entire polyolefin trunk and at most 6.5%.
  • the polyolefin backbone containing the remainder of the unsaturated monomer (X) is obtained by polymerization of the monomers (first comonomer, possible second comonomer, and optionally unsaturated monomer (X)).
  • This polymerization can be carried out by a high-pressure radical process or a solution process, in an autoclave or tubular reactor, these processes and reactors being well known to those skilled in the art.
  • the unsaturated monomer (X) is not copolymerized in the polyolefin backbone, it is grafted onto the polyolefin backbone. Grafting is also a known operation in itself.
  • the composition would be in accordance with the invention if several different functional monomers (X) were copolymerized and/or grafted onto the polyolefin backbone.
  • the polyolefin backbone can be semi-crystalline or amorphous.
  • amorphous polyolefins only the glass transition temperature is observed, while for semi-crystalline polyolefins, a glass transition temperature and a melting temperature are observed.
  • a polyolefin core can be obtained with the desired glass transition and possible melting temperature by adjusting the type and ratio of monomers.
  • the molar mass of the polyolefin backbone can be modified to obtain the desired viscosity.
  • the polyolefin trunk has a Melt Flow Index (MFI) is preferably between 3 and 400g/10min, in particular between 10 to 300g/10min and in particular between 50 to 200g/10min (190°C, 2.16kg, ASTM D 1238).
  • MFI Melt Flow Index
  • the polyamide graft polymer comprises a polyolefin backbone containing a remainder of at least one unsaturated monomer (X) as described above and at least one polyamide graft attached to the polyolefin backbone via the remainder of the unsaturated monomer (X).
  • the polyamide grafts can be homopolyamides or copolyamides.
  • the polyamide grafts may in particular be aliphatic, cycloaliphatic or semiaromatic.
  • the aliphatic polyamides which result from the polycondensation of: a lactam, an aliphatic a,Q-aminocarboxylic acid, or an aliphatic diamine and an aliphatic diacid are preferred.
  • lactam we can cite caprolactam, oenantholactam and lauryllactam.
  • aliphatic ⁇ ,Q-aminocarboxylic acid examples include aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 11-aminoundecanoic acid and 12-aminododecanoic acid.
  • aliphatic diamine mention may be made of hexamethylenediamine, dodecamethylenediamine and trimethylhexamethylenediamine.
  • aliphatic diacid mention may be made of adipic, azelaic, suberic, sebacic and dodecanedicarboxylic acids.
  • PA 6 polycaprolactam
  • PA 11 polyundecanamide
  • PA 12 polylauryllactam
  • PA4.6 polyhexamethylene adipamide
  • PA6.6 polyhexamethylene azelamide
  • PA6.9 polyhexamethylene sebaçamide
  • PA-6.10 polyhexamethylene dodecanamide
  • PA6.12 polydecamethylene dodecanamide
  • PA 10.12 polydecamethylene sebaçanamide
  • PA 12.12 polydodecamethylene dodecanamide
  • PA 6 is particularly preferred.
  • cycloaliphatic homopolyamides mention may in particular be made of those resulting from the condensation of a cycloaliphatic diamine and an aliphatic diacid.
  • a cycloaliphatic diamine mention may be made of 4,4'-methylene-bis(cyclohexylamine), also called para-bis(aminocyclohexyl)methane or PACM, 2,2'-dimethyl-4,4 'methylene-bis(cyclohexyl-amine), also called bis-(3-methyl-4-aminocyclohexyl)-methane or BMACM.
  • cycloaliphatic homopolyamides mention may in particular be made of the polyamides PACM.12, BMACM.10 and BMACM.12.
  • Semi-aromatic homopolyamides can result from the condensation of: an aliphatic diamine and an aromatic diacid, such as terephthalic acid (T) and isophthalic acid (I).
  • the polyamides obtained are then commonly called “polyphthalamides” or PPA; an aromatic diamine, such as xylylenediamine, and more particularly metaxylylenediamine (MXD) and an aliphatic diacid.
  • the polyamide grafts are copolyamides. These result from the polycondensation of at least two of the monomers stated above to obtain homopolyamides.
  • copolyamides in the present description of copolyamides must be taken in the sense of “repeating unit”. Indeed, the case where a repeating unit of the PA is made up of the association of a diacid with a diamine is particular. We consider that it is the combination of a diamine and a diacid, that is to say the diamine-diacid couple (in equimolar quantity), which corresponds to the monomer. This is explained by the fact that individually, the diacid or diamine is only a structural unit, which alone is not sufficient to polymerize to give a polyamide.
  • the copolyamides cover in particular the condensation products of at least two lactams, of at least two aliphatic a,Q-aminocarboxylic acids, of at least one lactam and of at least one aliphatic a,Q-aminocarboxylic acid, of at least two diamines and at least two diacids, of at least one Lactam with at least one diamine and at least one diacid, of at least one aliphatic a,Q-aminocarboxylic acid with at least one diamine and at least one minus a diacid,
  • the diamine(s) and the diacid(s) may be, independently of each other, aliphatic, cycloaliphatic or aromatic.
  • copolyamides can be semi-crystalline or amorphous.
  • amorphous copolyamides mention may be made, for example, of copolyamides containing semi-aromatic monomers.
  • Semi-crystalline copolyamides and particularly PA 6/11, PA6/12 and PA6/11/12 copolyamides can also be used.
  • the number average molecular mass Mn of the copolyamides can vary in large proportions, but it is advantageously less than 10,000 g/mol.
  • the polyamide grafts are monofunctional.
  • a chain limiter of formula can be used:
  • R1 is hydrogen or a linear or branched alkyl group containing up to 20 carbon atoms
  • R2 is a group having up to 20 linear or branched alkyl or alkenyl carbon atoms, a saturated or unsaturated cycloaliphatic radical, an aromatic radical or a combination of the preceding.
  • the chain limiter can be, for example, laurylamine or oleylamine. So that the polyamide graft has a monocarboxylic acid end, a chain limiter of formula R'1-COOH, R'1-CO-O-CO-R'2 or a dicarboxylic acid can be used.
  • R'1 and R'2 are linear or branched alkyl groups containing up to 20 carbon atoms.
  • the polyamide graft has an end with amine functionality.
  • the preferred monofunctional polymerization chain limiters are laurylamine and oleylamine.
  • the polyamide grafts have a molar mass of between 1000 and 5000 g/mol and preferably between 2000 and 3000 g/mol.
  • the polycondensation defined above is carried out according to known processes, for example at a temperature between 200 and 300° C., under vacuum or under an inert atmosphere, with stirring of the reaction mixture.
  • the average chain length of the graft is determined by the initial molar ratio of the polycondensable monomer or lactam to the chain limiter. When calculating average chain length, one chain limiter molecule is usually counted for one graft chain.
  • the viscosity of the polyamide graft can be adjusted by modulating the molar mass of the polyamide graft.
  • the condensation reaction of the polyamide graft on the polyolefin trunk containing the remainder of (X) is carried out by reaction of an amine or acid function of the polyamide graft on the remainder of (X).
  • polyamide monoamine grafts are used and amide or imide bonds are created by reacting the amine function with the function of the remainder of (X).
  • This condensation is preferably carried out in the molten state.
  • composition To manufacture the composition, conventional mixing and/or extrusion techniques can be used.
  • the components of the composition are thus mixed to form a compound which could possibly be granulated at the outlet of the die.
  • coupling agents are added during compounding.
  • the polyamide graft and the trunk can thus be mixed in an extruder, at a temperature generally between 200 and 300°C.
  • the average residence time of the melt in the extruder can be between 5 seconds and 5 minutes, and preferably between 20 seconds and 1 minute.
  • the yield of this condensation reaction is evaluated by selective extraction of the free polyamide grafts, that is to say those which have not reacted to form the polyamide graft polymer.
  • the preparation of polyamide grafts with an amine end as well as their addition to a polyolefin trunk containing the remainder of (X) is described in patents US3976720, US3963799, US5342886 and FR2291225.
  • the polyamide graft polymer of the present invention advantageously has a nanostructured organization.
  • the particularly preferred polyamide graft polymer contains the remainder of a carboxylic acid anhydride monomer, in particular a maleic anhydride monomer and polyamide 6 (PA6) grafts.
  • a carboxylic acid anhydride monomer in particular a maleic anhydride monomer and polyamide 6 (PA6) grafts.
  • PA6 polyamide 6
  • the grafted polymer comprises 5 to 50% by weight and preferably 15 to 30% by weight of polyamide grafts.
  • the polyamide graft polymer has a melting temperature greater than 120°C.
  • the melting temperature of the support film is also higher than that of the adhesive layer, which makes it possible to provide thermomechanical stability to the structure.
  • the difference between the melting temperature of the support film and the melting temperature of the adhesive layer is between 30 and 60°C.
  • the thickness of the support film is between 15 and 60 pm and is in particular of the order of 20 pm.
  • the support film can be directly in contact with a second adhesive layer so as to form a three-layer adhesive layer/support film/adhesive layer structure, the second adhesive layer being as defined above, identical or different to the first .
  • the multilayer structure according to the invention can be obtained from mixtures intended for the adhesive layer and the support film by conventional techniques for producing films, sheets or plates.
  • sheath blowing extrusion also called “blown film”
  • lamination extrusion coating extrusion
  • flat film extrusion also called “cast film”.
  • sheet extrusion we can cite the techniques of sheath blowing extrusion (also called “blown film”), lamination extrusion, coating extrusion, flat film extrusion (also called “cast film”). ) or even sheet extrusion. All these techniques are known to those skilled in the art and he will know how to adapt the conditions for implementing the different techniques (temperature of the extruders, connection, dies and "feedblock", speed of rotation of the screws, cooling temperatures of the cooling cylinders , etc.) to form the structure according to the invention having the desired shape and thicknesses. We would not depart from the invention if the final structure was obtained by pressing techniques, lamination with solvent or aqueous adhesives, or if the final structure underwent an additional annealing step.
  • the multilayer structure is preferably prepared by coextrusion, in particular by flat film coextrusion.
  • the support film layer is generally heated to a temperature higher than that of the adhesive layer, so that their viscosity, at their respective temperatures, is as close as possible.
  • the invention relates to the use of a multilayer structure as defined above for the manufacture of a photovoltaic module.
  • the multilayer structure according to the invention is interesting in this application because it greatly facilitates the assembly of the photovoltaic cell with the encapsulant and the upper protective layers (called front-sheet) and at the back of the module (called “back-sheet ").
  • this structure is suitable for the manufacture of modules such as described in application WO 2004/021455 which requires laminating the encapsulant directly to the surface of the interconnectors.
  • the good adhesion to the metal of the adhesive layer of the structure makes it possible to laminate the interconnectors beforehand on the multilayer structure, which makes the assembly of the photo voltaic module much simpler.
  • the interconnectors can be coated with a material having a melting temperature lower than that of the adhesive layer, which facilitates welding on the photovoltaic cell.
  • the support film it is particularly advantageous for the support film to form the protective layer on the back of the photovoltaic module called the “backsheet” of the photovoltaic module.
  • the invention relates to a photovoltaic module comprising at least one multilayer structure as described above.
  • the multilayer structure can be used in particular as an encapsulant for at least one photovoltaic cell (10).
  • the support film of the multilayer structure can also, according to a preferred embodiment, serve as a protective layer on the back of the module (“back-sheet”) (26).
  • the invention relates to a method for preparing a photovoltaic module comprising a step of encapsulating at least one photovoltaic cell (10) with a multilayer structure as defined above.
  • the multilayer structure is in particular in direct contact with said photovoltaic cell (10), in particular with at least one electrical interconnector (18) connecting two photovoltaic cells (12).
  • the step of encapsulating at least one photovoltaic cell (10) comprises the steps of: i) bringing the adhesive layer (22) of the multilayer structure into contact with at least one electrical interconnector ( 18) at a temperature lower than the melting temperature of the layer adhesive (22), in particular from 5 to 20°C lower than the melting temperature of the adhesive layer (22), conventionally at a temperature between 70 and 80°C, whereby at least one electrical interconnector (18) is obtained.
  • the electrical interconnectors (18) can in particular be arranged on the surface of the adhesive layer (22), of the multilayer structure in the form of wires or parallel strips. They can be fixed to the surface of the adhesive layer (22), by bringing it into contact with the adhesive layer (22), which may have been heated to a temperature of between 50 and 100°C so as to make it sticky.
  • the multilayer structure, incorporating the interconnectors (18), obtained in step i) can then be placed on the other components of the photovoltaic module, in particular the photovoltaic cells (10).
  • the interconnectors can be coated with a polymer having a lower temperature than the adhesive layer.
  • the peel force of the interface between the adhesive layer (22) and the metal filaments used as electrical interconnectors (18) in the module is at least 0.1 N/cm, preferably at least 0.1 N/cm. minus 0.2 N/cm at an angle of 90°, at room temperature.
  • a Affinity PL1880G Ethylene-octene copolymer, marketed by Dow Chemicals B EVA 1010 VN3: Copolymer of ethylene and vinyl acetate, marketed by Total
  • C LDPE 1022 FN24 Linear low density polyethylene, marketed by Total
  • the product has an MFI (“Melt Flow Index”) of 0.5 g/10 min at 230°C under 2.16 kg and a melting point of 216°C
  • the product has an MFI (“Melt Flow Index”) of 10 g/10 min at 230°C under 2.16 kg and a melting point of 130°C. [Table 1]
  • Films 70 ⁇ m thick were produced by flat film extrusion (CAST) on a Dr. COLLIN brand extrusion line.
  • This extrusion line consists of three extruders equipped with a standard polyolefin screw profile, a variable coextrusion block (variable feed block), and a 250 mm coat hanger die. ").
  • the coextrusion block allows the production of a two-layer film (Layer 1 / Layer 2) with a distribution of variable thicknesses.
  • the adhesive layer formulations were prepared by dry blending a functionalized polyolefin and a polyolefin A as indicated in Table 1 below. Then we prepared by co-extrusion films comprising an adhesive layer and a support film according to the indications in Table 1 under the following conditions:
  • Extrusion temperature of the adhesive layer 150°C
  • Extrusion temperature of the support film 240°C
  • Temperature of the coextrusion head and die 220°C
  • Line speed 6 m/min.
  • a film was prepared by co-extrusion as indicated in the preceding examples except replacing the functionalized polyolefin and polyolefin A formulation with Apolyha Solar LC3-UV.
  • a single-layer film of Apolhya Solar LP91H3-UVB was prepared by extrusion under the following conditions:
  • Extrusion temperature, coextrusion head and die 240°C
  • the films were characterized by measuring the melting temperature of the adhesive layer, by DSC according to the ISO11357-1/-3 standard.
  • the adhesion force between the filaments and the film is evaluated by means of a free angle peel test, using a dynamometer in which the filaments are held by one grip and the film by the other. We measure the force at equilibrium during the propagation of delamination.
  • the multilayer structures according to the invention are characterized by a peeling force greater than those obtained with a structure whose adhesive layer does not comprise a combination of functional polyolefin/and a polyolefin A as defined in the present invention, but rather a polyolefin grafted with grafts polyamide with a melting point of 130°C (Example 4) or single-layer structures (Example 5).

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

L'invention concerne une structure multicouche comprenant une couche adhésive et en contact direct avec celle-ci, une couche formant un film support, dans laquelle ladite couche adhésive comprend une polyoléfine A et une polyoléfine fonctionnalisée et présente une température de fusion comprise entre 80°C et 120°C, et dans laquelle ledit film support comprend un polymère greffé polyamide et présente une température d'écoulement supérieure à 160°C. Elle concerne également un procédé pour sa fabrication, l'utilisation d'une telle structure multicouche pour la fabrication de modules photovoltaïques et un procédé de fabrication de tels modules ainsi que ces modules photovoltaïques en tant que tels.

Description

Description
Titre : Structure multicouche à propriétés adhésives
Domaine de L’invention
L'invention a pour objet une structure multicouche, notamment une structure bicouche, utile notamment à titre d’encapsulant pour des modules photovoltaïques. Elle concerne également Les modules photovoltaïques comprenant une telle structure multicouche.
Arrière-plan technique
Le réchauffement climatique, lié aux gaz à effet de serre dégagés par les énergies fossiles, renforce encore l’intérêt de solutions énergétiques alternatives qui n'émettent pas de tels gaz lors de leur fonctionnement, comme par exemple les modules photovoltaïques.
Il existe de nombreux types de structure de modules photovoltaïques. La Figure 1 représente une pile photovoltaïque classique ; une pile photovoltaïque (10) comprend des cellules (12), une cellule contenant un capteur photo voltaïque (14) en contact avec des collecteurs d'électrons (16) placés au-dessus (collecteurs supérieurs) et au-dessous (collecteurs inférieurs) du capteur photovoltaïque. Les collecteurs (16) supérieurs d'une cellule sont reliés aux collecteurs (16) inférieurs d'une autre cellule (12) par des barres conductrices (18), également désignées interconnecteurs électriques, réalisées généralement en alliage de métaux. Dans d’autres modes de réalisation, les interconnecteurs sont situés tous du même côté des cellules. Toutes ces cellules (12) sont connectées entre elles, en série et/ou en parallèle, pour former la pile photovoltaïque (10). Lorsque la pile photovoltaïque (10) est placée sous une source lumineuse, elle délivre un courant électrique continu, qui peut être récupéré aux bornes (19) de la pile (10).
La Figure 2 représente un module photo voltaïque (20) comprenant la pile photovoltaïque (10) de la Figure 1 enrobée d’un encapsulant (22) composé d'une partie supérieure et d'une partie inférieure. La pile encapsulée est par ailleurs protégée par une couche protectrice supérieure (24) (appelée en anglais « frontsheet ») et une couche protectrice au dos du module (appelée en anglais « backsheet ») (26). La couche protectrice supérieure (24), généralement en verre, assure une protection au choc et à L'humidité de La pile photovoltaïque. La couche protectrice au dos du module (26), généralement en résine thermoplastique ou réticulable, contribue également à sa protection vis-à-vis de l'humidité et en outre à l'isolation électrique des cellules en évitant tout contact avec l'environnement extérieur.
Afin d’assurer une protection efficace, il est important que l’encapsulant remplit parfaitement l'espace entre la pile photo voltaïque et les couches protectrices. En outre, son adhésion aux couches protectrices doit être parfaite et durable, y compris à des températures de 80°C ou plus qui peuvent être atteintes sous le rayonnement solaire.
Pour promouvoir l'adhésion, on peut utiliser soit des techniques « chimiques » en prévoyant un liant ou promoteur d'adhésion spécifique, soit des techniques physiques comme un traitement de surface par effet corona ou plasma. Ces méthodes nécessitent toutefois des opérations additionnelles parfois complexes pour un résultat souvent décevant et engendrent un coût non négligeable. De plus, les traitements physiques de surface ne sont pas stables dans le temps et nécessitent de prendre des précautions de stockage et de manipulation.
A l'heure actuelle, pour fabriquer un module photovoltaïque, on assemble simultanément le « frontsheet », l’encapsulant, la pile et le « backsheet », le plus souvent par un procédé de laminage sous vide. L'encapsulant est fondu lors de l'étape de laminage afin d'enrober les couches actives de la pile.
Outre la manipulation de nombreux films, ce procédé d’assemblage par laminage présente des inconvénients liés au retrait du film d'encapsulant qui peut atteindre 10%, voire parfois 50%. Ce retrait peut conduire à des défauts dans le module photo voltaïque tels que des bulles d'air, des plissures, des cloques, des défauts de recouvrement sur les bords ou des ruptures des connecteurs entre cellules. Tous ces défauts sont à l'origine de rebuts ou peuvent diminuer la durée de vie et l’efficacité des modules photovoltaïques.
Pour limiter ces problèmes, le film d’encapsulant peut être réalisé par un procédé d'extrusion suivi d’une étape de post-recuit, mais cela diminue la vitesse d'extrusion et augmente donc son coût. La demande EP 2 673 809 A1 divulgue un film bicouche composé d’un backsheet et d’un encapsulant permettant de palier du moins à certains de ces problèmes. Toutefois, la mise en oeuvre de ces structures bicouche nécessite d’empiler successivement une première couche d’encapsulant, le module photovoltaïque, une seconde couche d’encapsulant et enfin une couche formant le backsheet, comme présenté à la Figure 2. En plus d’une première couche d’encapsulant de 400 pm d’épaisseur, des structures bicouche de 800 pm d’épaisseur sont ainsi décrites. L’épaisseur importante de ces structures ajoute un poids et un coût notable. Par ailleurs, l’encapsulant n’offre pas d’adhésion suffisante avec le métal pour pouvoir être mis en oeuvre dans des procédés comprenant une étape de laminage préalable à la surface des interconnecteurs métalliques.
En outre, ces films bicouche ne peuvent pas être mis en oeuvre pour la préparation de modules photovoltaïques présentant certaines configurations géométriques, notamment des connections situées du même côté que les capteurs photovoltaïques, comme ceux décrits par exemple dans la demande WO 2004/021455, et qui requièrent de laminer l’encapsulant directement à la surface des interconnecteurs.
Il existe donc un besoin de disposer des structures multicouche notamment pour modules photovoltaïques permettant de pallier aux inconvénients de l’état de la technique, notamment d’améliorer la productivité des procédés de préparation et la qualité des modules photovoltaïques et qui soient versatiles et donc compatibles avec différentes configurations géométriques et procédés d’assemblage de modules photovoltaïques.
Résumé de l’invention
La présente invention entend remédier aux problèmes rencontrés dans l’art antérieur en proposant une structure multicouche, notamment une structure bicouche, comprenant une couche adhésive et un film support. Dans sa définition la plus large, l’invention vise une structure multicouche comprenant une couche d’adhésive pouvant servir d’encapsulant et un film support pouvant servir de backsheet, caractérisée en ce que la couche adhésive comprend une polyoléfine A et une polyoléfine fonctionnelle et présente un point de fusion spécifique en ce que Le film support présente une température d’écoulement spécifique.
En effet, il a été constaté qu’en combinant une polyoléfine A avec une polyoléfine fonctionnelle dans La couche adhésive, il était possible d’obtenir une structure multicouche présentant à la fois une très bonne stabilité thermique et une excellente adhésion avec le métal des interconnecteurs électriques de piles photovoltaïques.
La meilleure adhésion de la structure multicouche aux interconnecteurs présente un double avantage. D’une part, elle permet de faciliter le procédé d’assemblage notamment en évitant les traitements de surface préalables. D’autre part, elle permet d’assurer un contact électrique fiable entre les interconnecteurs et les piles photovoltaïques et confère ainsi aux modules photovoltaïques une meilleure efficacité et une durée de vie prolongée.
Enfin, les structures multicouche de l’invention peuvent être de faible épaisseur, notamment inférieure à 100 pm.
Les structures multicouche selon l’invention permettent ainsi la fabrication de modules photovoltaïques à la fois de meilleure qualité et moins coûteux.
Ainsi, la présente invention concerne Structure multicouche comprenant une couche adhésive et une couche formant un film support en contact direct avec celle-ci, où
(a) ladite couche adhésive comprend :
- une polyoléfine A choisie parmi un homopolymère d’éthylène et un copolymère d’éthylène et d’une a-oléfine, un copolymère d’éthylène et d’un ester vinylique d’acide carboxylique, notamment un acétate de vinyle (EVA) ou un (co)polymère comportant des motifs (méth)acrylate de méthyle, d’éthyle, propyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle ou tert-butyle ; et
- une polyoléfine fonctionnalisée, distincte de la polyoléfine A, comprenant un tronc polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (Y), le reste du monomère insaturé (Y) étant fixé sur le tronc par greffage ou copolymérisation ; la température de fusion de la couche adhésive étant comprise entre 80°C et 120°C, b) Ledit film support comprend un polymère greffé polyamide comprenant :
- un tronc en poLyoléfine, représentant de 50% à 95% en masse du polymère greffé polyamide, contenant un reste d'au moins un monomère insaturé (X) et au moins un greffon en polyamide, représentant de 5% à 50% en masse dudit polymère greffé polyamide, dans Lequel: o Le greffon en polyamide est attaché au tronc en poLyoléfine par le reste du monomère insaturé (X) comprenant une fonction capable de réagir par une réaction de condensation avec un polyamide ayant au moins une extrémité amine et/ou au moins une extrémité acide carboxylique, o Le reste du monomère insaturé (X) est fixé sur le tronc par greffage ou copolymérisation, o Le tronc en poLyoléfine et le greffon en polyamide étant choisis pour que ledit polymère greffé polyamide présente une température d'écoulement supérieure à 160°C, telle que mesuré par DSC selon ISO 11357-1:2016, ISO 11357-2:2020, ISO 11357-3:2018, ladite température d'écoulement étant définie comme la température la plus élevée parmi les températures de fusion et les températures de transition vitreuse du greffon polyamide et du tronc en poLyoléfine.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention sont :
- la température de fusion de ladite couche adhésive est comprise entre 90°C et 110°C.
- ladite couche adhésive a un Melt Flow Index (MFI), tel que mesuré selon la norme ASTP D 1238 à 190°C sous 2,16kg, compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3 g/10 min, et en particulier entre 0,6 et 2 g/10 min.
- ladite couche adhésive comprend : o de 65% à 95 % en poids de poLyoléfine A ; o de 5 à 35% en poids de poLyoléfine fonctionnelle ; et o de 0 à 5% en poids d’un ou plusieurs additifs. - L’épaisseur de Ladite couche adhésive est comprise entre 20 et 60 pm.
- L’épaisseur dudit film support est comprise entre 5 et 40 pm.
- Le comonomère d’a-oléfine de La polyoléfine A de La couche adhésive est choisi parmi L’éthylène-propylène, L’éthylène-butène et l’éthylène- octène.
- La polyoléfine fonctionnelle de La couche adhésive est une polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (Y) qui est un anhydride maléique.
- Ledit film support a un Melt Flow Index (MFI), tel que mesuré selon La norme ASTP D 1238 à 230°C sous 2,16kg compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3 g/10 min, en particulier entre 0,6 et 2 g/10 min.
- Ledit film support porte Ladite couche adhésive sur une de ses faces.
- Ledit film support porte Ladite couche adhésive sur ses deux faces.
- Ledit film support est assemblé à Ladite couche adhésive par coextrusion.
Selon un autre aspect, L’invention vise L’utilisation d’une telle structure multicouche pour La fabrication de modules photovoltaiques.
Selon encore un autre aspect, L’invention vise un procédé de préparation d’un module photovoltaïque, dans Lequel une pile photo voltaïque est encapsulée avec une telle structure multicouche.
Dans ce procédé, l’encapsulation peut comporter les étapes de :
(i) fixation d’un filament conducteur électrique à la surface de ladite couche adhésive d’une telle structure multicouche à une température inférieure à la température de fusion de ladite couche adhésive pour former un assemblage ;
(ii) mise en contact dudit assemblage avec une pile photovoltaïque à une température comprise entre la température de fusion de la couche adhésive et la température d’écoulement du film support.
Selon un dernier aspect enfin, l’invention vise un module photovoltaïque comprenant une telle structure multicouche. Description des Figures
La description qui va suivre est donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la Figure 1 représente un exemple de pile photovoltaïque, les parties (a) et (b) étant des vues de %, la partie (a) montrant une cellule avant connexion et la partie (b) une vue après connexion de 2 cellules; la partie (c) est une vue de dessus d'une pile photovoltaïque complète ; et la Figure 2 représente une coupe transversale d'un module photovoltaïque, dont le capteur photovoltaïque « classique » est encapsulé par un film d'encapsulant supérieur et un film d'encapsulant inférieur.
Description de l’invention
Ainsi, selon un premier aspect, l’invention concerne une structure multicouche, notamment en tant qu’encapsulant pour cellule photovoltaïque, comprenant une couche adhésive et une couche formant un film support contact direct avec celle-ci, où la couche adhésive comprend une polyoléfine A et une polyoléfine fonctionnalisée, la température de fusion de la couche adhésive étant comprise entre 80°C et 120°C, et dans laquelle le film support comprend un polymère greffé polyamide spécifique présentant une température d'écoulement supérieure à 160°C, telle que mesuré par DSC selon ISO 11357-1:2016, ISO 11357- 2:2020, ISO 11357-3:2018, la température d'écoulement étant définie comme la température la plus élevée parmi les températures de fusion et les températures de transition vitreuse du greffon polyamide et du tronc en polyoléfine.
A. Structure multicouche
Selon l’invention, la couche adhésive de la structure multicouche est directement en contact avec le film support.
En l’absence de couches additionnelles, la structure multicouche peut former une structure bicouche. Néanmoins, elle peut également comporter d’autres couches, en principe quelconques. Selon un mode de réalisation préféré, la structure multicouche peut être une structure tricouche, et notamment comporter un film support muni d’une couche adhésive telle que définie ci-après sur ses deux faces.
A.1. Couche adhésive
Selon l’invention, la couche adhésive de la structure multicouche comporte une polyoléfine A spécifique et une polyoléfine fonctionnelle distincte, la température de fusion de la couche adhésive étant comprise entre 80°C et 120°C. Les polyoléfines vont être décrites plus en détail ci-après.
Polyoléfine A
La polyoléfine A présente dans la couche adhésive peut être un homopolymère d’éthylène ou un copolymère d’éthylène avec un comonomère choisi parmi une a-oléfine, un (méth)acrylate d’alkyle ou un ester vinylique d’acide carboxylique, notamment un acétate de vinyle. Dans le copolymère, l’a-oléfine peut comporter 3 à 30, notamment 3 à 8 atomes de carbone. A titre d'a-oléfine, on peut citer le propylène, 1-butène, 1- pentène, 3-méthyl-1-butène, 1-hexène, 4-méthyl-1-pentène, 3-méthyl-1- pentène, 1-octène, 1-décène, 1-dodécène, 1-tétradécène, 1-hexadécène, 1- octadécène, 1-eicocène, 1-dococène, 1-tétracocène, 1-hexacocène, 1- octacocène, et 1-triacontène. Ces a-oléfines peuvent être utilisées seules ou en mélange de deux ou de plus que deux.
De préférence, les copolymères d’éthylènes-a-oléfines comprennent un taux massique d'éthylène supérieur à 50%.
Les copolymères d’éthylène-a-oléfine sont obtenus par des procédés connus de l'homme du métier, tels que la polymérisation Ziegler-Natta, métallocène ou organométallique décrite par exemple dans WO 2008/036707.
Particulièrement préféré comme polyoléfine A est un polyéthylène, notamment de basse densité linéaire (PEBDL), ou un copolymère d’éthylène avec une seule a-oléfine, choisie parmi l’éthylène-propylène, l’éthylène-butène et l’éthylène octène.
Selon un autre mode de réalisation, la polyoléfine A est un copolymère d’éthylène et de (méth)acrylate d'alkyle, le terme (méth)acrylate d'alkyle regroupant les acrylates d'alkyle ou les méthacrylates. Les chaînes alkyles de ces (méth)acrylates peuvent avoir jusqu'à 30 atomes de carbone. On peut citer comme chaînes alkyles Le méthyle, L'éthyle, Le propyl, n-butyl, sec-butyl, Lsobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl. On préfère les (méth)acrylates de méthyle, éthyle et butyle.
Les copolymères éthylène-(méth)acrylates d'alkyles sont obtenus classiquement par des procédés connus de l'homme du métier, tels que par exemple le procédé haute pression autoclave ou tubulaire.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la polyoléfine A est un copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle (EVA).
De préférence, la polyoléfine A a une température de fusion comprise entre 90°C et 110°C, et en particulier entre 90°C et 105°C.
Selon un mode de réalisation, l’enthalpie de fusion de la polyoléfine A est inférieure à 130 J/g, et notamment comprise entre 80 et 120 J/g (2ème chauffe de DSC selon ISO 11347 à 40°C/min).
La densité de la polyoléfine A, mesurée selon la norme ASTM D 1505, est de préférence de 0,860 à 0,960, en particulier de 0,860 à 0,920.
En effet, sans vouloir se limiter à une théorie particulière, la demanderesse a pu observer qu’une faible enthalpie de fusion, comprise dans l’intervalle mentionné ci-dessus, traduisant un taux de cristallinité faible, permettait d’influer favorablement sur l’adhésion de la couche adhésive sur le métal.
Polyoléfine fonctionnelle
Par le terme de « polyoléfine fonctionnelle », on entend au sens de la présente description, une polyoléfine distincte de la polyoléfine A présente dans la couche d’adhésive et comprenant des fonctions réactives, et susceptibles de réagir au contact d’une surface métallique.
De telles fonctions réactives sont notamment les fonctions époxyde, acide carboxylique, anhydride d’acide carboxylique, amide d’acide carboxylique et ester d’acide carboxylique.
La polyoléfine fonctionnalisée présente dans la couche adhésive comprend un tronc polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (Y) choisi parmi un époxyde insaturé, un anhydride d’acide carboxylique insaturé, un acide carboxylique insaturé, ou un sel de celui-ci, le reste du monomère insaturé (Y) étant fixé sur Le tronc par greffage ou copolymérisation.
Ces fonctions favorisent L’interaction avec la surface métallique au contact avec les interconnecteurs électriques, ce qui permet d’améliorer l’adhésion entre la structure multicouche et les interconnecteurs électriques.
Les polyoléfines fonctionnelles peuvent notamment dériver de monomères tels que l’acide meth(acrylique), le (meth)acrylamide ou l’acétate de vinyle. Selon un mode de réalisation, le tronc polyoléfine de la polyoléfine fonctionnelle est un tronc polyéthylène, notamment un homopolymère ou un copolymère d’éthylène.
Le monomère insaturé (Y) peut être un époxyde insaturé, notamment choisis parmi les esters et éthers de glycidyle aliphatiques tels que l'allylglycidyléther, le vinylglycidyléther, le maléate et l'itaconate de glycidyle, l'acrylate et le méthacrylate de glycidyle ; les esters et éthers de glycidyle alicycliques tels que le 2-cyclohexène-1-glycidyléther, le cyclohexène-4,5-diglycidylcarboxylate, le cyclohexène-4-glycidyl carboxylate, le 5-norbornène-2-méthyl-2-glycidyl carboxylate et l'endocis- bicyclo(2,2,1)-5-heptène-2,3-diglycidyl dicarboxylate, le méthacrylate de glycidyle étant préféré.
En variante, le monomère insaturé (Y) peut être un acide carboxylique insaturé ou un de ses sels, notamment l'acide acrylique ou l'acide méthacrylique et leurs sels.
En variante, le monomère insaturé (Y) peut être un ester d’acide carboxylique insaturé, notamment un (meth)acrylate d’alkyle, le terme (méth)acrylate d'alkyle regroupant les acrylates d'alkyle ou les méthacrylates. Les chaînes alkyles de ces (méth)acrylates peuvent avoir jusqu'à 30, notamment jusqu’à 24 atomes de carbone. On peut citer comme chaînes alkyles le méthyle, l'éthyle, le propyl, n-butyl, sec-butyl, Isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, et nonacosyl, en particulier les (méth)acrylates de méthyle, d’éthyle et de butyle.
En variante, le monomère insaturé (Y) peut être un anhydride d'acide carboxylique, notamment choisi parmi les anhydrides maléique, itaconique, citraconique, aLLylsuccinique, cycLohex-4-ène-1,2-dicarboxylique, 4- méthyLènecycLohex-4-ène-1,2-dicarboxylique, bicyclo(2,2,1)hept-5-ène-2,3- dicarboxylique, et x-méthyLbicycLo(2,2,1)hept-5-ène-2,2-dicarboxyLique. Parmi ceux-ci, L'anhydride maléique est préféré.
Le monomère insaturé (Y) peut aussi être un ester vinylique d’acide carboxylique, notamment un acétate de vinyle.
En variante, Le monomère insaturé (Y) peut aussi un (meth)acrylamide, choisi parmi l’acrylamide et la methacrylamide.
Le monomère insaturé (Y) dans la polyoléfine fonctionnelle est fixé par greffage ou copolymérisation.
De préférence, la polyoléfine fonctionnelle ne comprend pas de greffon polyamide.
De préférence, la polyoléfine fonctionnelle est un copolymère d’éthylène contenant un reste d’anhydride d’acide carboxylique insaturé, notamment d’anhydride maléique.
Le copolymère d’éthylène peut être un copolymère d’éthylène et d’un comonomère choisi parmi les esters d'acides carboxyliques insaturés tels que par exemple les acrylates d'alkyle ou les méthacrylates d'alkyle regroupés sous le terme (méth)acrylates d'alkyles tels que précisés ci- dessus.
Les copolymères d’ethylène et d’esters d'acides carboxyliques insaturés peuvent être obtenus par des procédés connus de l'homme du métier, tels que par exemple le procédé haute pression autoclave ou tubulaire.
Selon un mode de réalisation préféré, la polyoléfine fonctionnelle est un terpolymère d’éthylène-(méth)acrylate d’alkyle-anhydride maléique.
Selon un mode de réalisation, la couche adhésive comprend au moins 65 % en poids d’une polyoléfine A telle que définie plus haut.
Selon un autre mode de réalisation, la couche adhésive comprend au moins 5 % en poids d’une polyoléfine fonctionnelle.
Selon un mode de réalisation préféré, la couche adhésive comprend : de 65% à 95 % en poids d’une polyoléfine A telle que définie plus haut; de 5 à 30% en poids d’une polyoléfine fonctionnelle ;ainsi que de 0 à 5% en poids d’additifs, notamment choisis parmi Les plastifiants, Les promoteurs d’adhésion, les stabilisants UV, les absorbeurs d’UV, les antioxydants, et les pigments.
Des plastifiants pourront être ajoutés à la couche adhésive afin de faciliter la mise en oeuvre et améliorer la productivité du procédé de fabrication des structures multicouche et/ou des modules photovoltaïques. On citera comme exemples les huiles minérales paraffiniques aromatiques ou naphtaléniques qui permettent également d'améliorer le pouvoir d'adhérence des structures selon l'invention. On peut également citer comme plastifiant les phtalates, azelates, adipates, le phosphate de ticrésyle.
On pourra également ajouter des composés colorants ou azurants.
De la même manière, des promoteurs d'adhésion, bien que non nécessaires, peuvent être avantageusement ajoutés afin d'améliorer encore le pouvoir d'adhérence de la structure. Le promoteur d'adhésion est un ingrédient non polymérique ; il peut être organique, cristallin, minéral et plus préférentiellement semi-minéral semi-organique. Parmi ceux-ci, on peut citer les titanates ou les silanes organiques, comme par exemple les monoalkyl titanates, les trichlorosilanes et les trialcoxysilane.
Avantageusement, on utilisera les trialcooxysilanes contenant un groupement époxy, vinyle ou amine, en particulier lorsque ces promoteurs d'adhésion sont ajoutés sous forme de mélange maître. On pourra également prévoir que ces promoteurs d'adhésion soient dilués ou mélangés avec la polyoléfine fonctionnelle ou non fonctionnelle de la couche adhésive par une technique bien connue de l'homme du métier, par exemple le compoundage.
Le rayonnement UV étant susceptible d'entraîner un léger jaunissement de la couche adhésive, des stabilisants UV et des absorbeurs UV tels que le benzotriazole, la benzophénone et les autres amines encombrés peuvent être ajoutés dans la couche adhésive et/ou dans le film support afin de prolonger la transparence de la structure multicouche et donc sa durée de vie.
La couche adhésive peut par ailleurs comprendre 0 à 5% en poids, notamment 0,1 à 4,5%, en particulier 0,5 à 4%, et tout particulièrement 1 à 3% en poids d’un ou plusieurs parmi ces additifs, par rapport au poids total de la composition.
La couche adhésive peut par ailleurs comprendre un ou plusieurs antioxydants pour limiter le jaunissement lors de la fabrication de la couche adhésive. Des anti-oxydants préférés sont par exemple les composés phosphorés (phosphonites et/ou phosphites) et les phénoliques encombrés.
La couche adhésive peut notamment comprendre 0 à 3% en poids, notamment 0,1 à 2,5%, en particulier 0,5 à 2%, et tout particulièrement 1 à 1,5% en poids d’un ou plusieurs anti-oxydants par rapport au poids total de la composition.
On peut également ajouter à la couche adhésive, des pigments comme par exemple des composés colorants ou azurants dans des proportions allant généralement de 0,01 à 2% par rapport à la masse totale de la composition.
Selon un mode de réalisation, l’épaisseur de la couche adhésive est comprise entre 20 et 60 pm.
La température de fusion de la couche adhésive est de préférence comprise entre 80 et 110°C, de préférence entre 90°C et 100°C.
En effet, les inventeurs ont pu observer que si la température de fusion est plus faible, la structure multicouche peut être difficile à manipuler, notamment lors de l’étape de coextrusion avec le film support et/ou lors de son usage ultérieur, notamment lors de l’étape de laminage à la surface des filaments. A l’inverse, une température de fusion supérieure à 120°C s’accompagne généralement d’un taux de cristallinité plus élevé qui peut réduire l’adhésion sur les filaments métalliques.
Selon un mode de réalisation, la couche adhésive a un indice de fluidité à chaud ou Melt Flow Index (MFI) compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3 g/10 min, et plus préférentiellement entre 0,6 et 2 g/10 min, mesuré selon la norme ASTM D1238 à 190°C/2,16kg.
A.2. Film support
Le film support comprend un polymère greffé polyamide comprenant un tronc en polyoléfine contenant un reste d'au moins un monomère insaturé (X) et au moins un greffon en polyamide, le greffon en polyamide étant attaché au tronc en polyoléfine par Le reste du monomère insaturé (X) comprenant une fonction capable de réagir par une réaction de condensation avec un polyamide, Le tronc en polyoléfine et le greffon en polyamide étant choisis pour que ledit polymère greffé polyamide présente une température d'écoulement supérieure à 160°C.
La température d'écoulement du polymère greffé polyamide est définie comme la température la plus élevée parmi les températures de fusion et les températures de transition vitreuse des greffons polyamides et du tronc polyoléfine. Le tronc et les greffons sont choisis pour que la température d'écoulement du polymère greffé polyamide soit supérieure à 160°C.
Le polymère greffé polyamide comporte 50 à 95%, de préférence 60 à 90% et en particulier 70 à 85% en masse d’un tronc en polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (X).
S'agissant du tronc polyoléfine, c'est de préférence un polymère comprenant comme monomère une a-oléfine, notamment comportant 2 à 30 atomes de carbone.
A titre d'a-oléfine, on peut citer l'éthylène, le propylène, 1-butène, 1- pentène, 3-méthyl-1-butène, 1-hexène, 4-méthyl-1-pentène, 3-méthyl-1- pentène, 1-octène, 1-décène, 1-dodécène, 1-tétradécène, 1-hexadécène, 1- octadécène, 1-eicocène, 1-dococène, 1-tétracocène, 1-hexacocène, 1- octacocène, et 1-triacontène.
On peut également citer les cyclo-oléfines ayant 3 à 30, notamment 3 à 20 atomes de carbone, tels que le cyclopentane, le cycloheptène, le norbornène, le 5-méthyl-2-norbomène, le tétracyclododécène, et le 2- méthyl-1,4,5,8-diméthano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalène ; les di et polyoléfines, telles que la butadiène, l'isoprène, le 4-méthyl-1,3- pentadiène, le 1,4-pentadiène, 1,5-hexadiène, 1,3-hexadiène, 1,3-octadiène, 1,4-octadiène, 1,5-octadiène, 1,6-octadiène, l'éthylidènenorbomène, le vinyle norbornène, le dicyclopentadiène, le 7-méthyl-1,6-octadiène, le 4- éthylidiène-8-méthyl-l,7-nonadiène, et le 5,9-diméthyl-1,4,8-décatriène; les composés vinyliques aromatiques tels que le mono- ou poly alkylstyrènes (comprenant le styrène, o-méthylstyrène, m-méthylstyrène, p-méthylstyrène, o,p-diméthylstyrène, o-éthylstyrène, m-éthylstyrène et p-éthylstyrène), et les dérivés comprenant des groupes fonctionnels tels que Le méthoxystyrène, L'éthoxystyrène, L'acide benzoïque vinylique, le benzoate de méthyle vinyle, l'acétate de benzyle vinyle, l'hydroxystyrène, l'o-chlorostyrène, le p-chlorostyrène, le di-vinyle benzène, le 3- phénylpropène, le 4-phénylpropène, le a-méthylstyrène, le vinyle chloride, le 1,2-difluoroéthylène, le 1,2-dichloroéthylène, le tétrafluoroéthylène, et le 3,3,3-trifluoro-1-propène, le propylène et l'éthylène étant préférés.
La polyoléfine peut-être un homopolymère lorsqu'une seule a-oléfine est polymérisée. On peut citer comme exemples le polyéthylène (PE) ou le polypropylène (PP). Il peut aussi s’agir d’un copolymère lorsqu'au moins deux comonomères sont copolymérisés dans la chaîne polymère, le premier des au moins deux monomères étant une a-oléfine et les autres comonomères un monomère capable de polymériser avec le premier monomère.
A titre d’autres comonomères, on peut citer :
- une des a-oléfines déjà mentionnées ci-dessus, différente du premier comonomère a-oléfine ;
- les diènes tels que par exemple le 1,4-hexadiène, l'éthylidène, le norbornène, le butadiène ;
- les esters d'acides carboxyliques insaturés tels que les acrylates d'alkyle ou les méthacrylates d'alkyle regroupés sous le terme (méth)acrylates d'alkyles. Les chaînes alkyles de ces (méth)acrylates peuvent avoir jusqu'à 30 atomes de carbone. On peut citer comme chaînes alkyles le méthyle, l'éthyle, le propyl, n- butyl, sec-butyl, Isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2- ethylhexyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, hencosyl, docosyl, tricosyl, tetracosyl, pentacosyl, hexacosyl, heptacosyl, octacosyl, nonacosyl, les (méth)acrylates de méthyle, éthyle et butyle étant préférés ; et
- les esters vinyliques d'acide carboxyliques. A titre d'exemples d'esters vinyliques d'acide carboxylique, on peut citer l'acétate de vinyle, le versatate de vinyle, le propionate de vinyle, le butyrate de vinyle, ou le maléate de vinyle, l'acétate de vinyle étant préféré.
Avantageusement, le tronc en polyoléfine est constitué à au moins 50 % en moles du premier comonomère. Les troncs polyoléfines préférés sont constitués de copolymère éthylène- (méth)acrylate d'alkyle. En utilisant ce tronc polyoléfine, on obtient une excellente tenue au vieillissement à la lumière et à la température.
Selon la présente invention, le tronc polyoléfine contient au moins un reste de monomère insaturé (X) pouvant réagir sur une fonction acide et/ou amine du greffon polyamide par une réaction de condensation. Il est précisé que ce monomère insaturé (X) n'est pas un « deuxième comonomère ».
Comme monomère insaturé (X), on peut citer :
- les époxydes insaturés. Parmi ceux-ci, les esters et éthers de glycidyle aliphatiques tels que L'allylglycidyléther, le vinylglycidyléther, le maléate et l'itaconate de glycidyle, l'acrylate et le méthacrylate de glycidyle ; les esters et éthers de glycidyle alicycliques tels que le 2-cyclohexène-1-glycidyléther, le cyclohexène-4,5-diglycidylcarboxylate, le cyclohexène-4-glycidyl carboxylate, le 5-norbornène-2-méthyl-2-glycidyl carboxylate et l'endocis-bicyclo(2,2,1)-5-heptène-2,3-diglycidyl dicarboxylate, le méthacrylate de glycidyle étant préféré.
- les acides carboxyliques insaturés et leurs sels, par exemple l'acide acrylique ou l'acide méthacrylique et leurs sels.
- les anhydrides d'acide carboxylique, choisis par exemple parmi les anhydrides maléique, itaconique, citraconique, allylsuccinique, cyclohex-4-ène-1,2-dicarboxylique, 4-méthylènecyclohex-4-ène- 1,2-dicarboxylique, bicyclo(2,2,1)hept-5-ène-2,3-dicarboxylique, et x-méthylbicyclo(2,2,1)hept-5-ène-2,2-dicarboxylique, en particulier l'anhydride maléique.
Le monomère insaturé (X) est de préférence choisi parmi un anhydride d'acide carboxylique insaturé et un époxyde insaturé. En particulier, pour réaliser la condensation du greffon polyamide avec le tronc polyoléfine, dans le cas où l'extrémité réactive du greffon en polyamide est une fonction acide carboxylique, le monomère insaturé (X) est préférentiellement un époxyde insaturé. Dans le cas où l'extrémité réactive du greffon en polyamide est une fonction amine, le monomère insaturé (X) est avantageusement un époxyde insaturé et préférentiellement un anhydride d'acide carboxylique insaturé. Selon une version avantageuse de L'invention, Le nombre préféré de monomère insaturé (X) fixé en moyenne sur le tronc polyoléfine est supérieur ou égal à 1,3 et/ou préférentiellement inférieur ou égal à 10. Ainsi, si (X) est l'anhydride maléique et la masse molaire en nombre de la polyoléfine est 15 000 g/mol, on a trouvé que ceci correspondait à une proportion d'anhydride d'au moins 0,8 % en masse de l'ensemble du tronc de polyoléfine et d'au plus 6,5%. Ces valeurs associées à la masse des greffons polyamide déterminent la proportion de polyamide et de tronc dans le polymère greffé polyamide.
Le tronc polyoléfine contenant le reste du monomère insaturé (X) est obtenu par polymérisation des monomères (premier comonomère, deuxième comonomère éventuel, et éventuellement monomère insaturé (X)). On peut réaliser cette polymérisation par un procédé radicalaire à haute pression ou un procédé en solution, en réacteur autoclave ou tubulaire, ces procédés et réacteurs étant bien connus de l'homme du métier. Lorsque le monomère insaturé (X) n'est pas copolymérisé dans le tronc polyoléfine, il est greffé sur le tronc polyoléfine. Le greffage est également une opération connue en soi. La composition serait conforme à l'invention si plusieurs monomères fonctionnels (X) différents étaient copolymérisés et/ou greffés sur le tronc polyoléfine.
Selon les types et ratio de monomères, le tronc polyoléfine peut être semi-cristallin ou amorphe. Pour les polyoléfines amorphes, seule la température de transition vitreuse est observée, tandis que pour les polyoléfines semi-cristallins, une température de transition vitreuse et une température de fusion sont observées. On peut obtenir un tronc polyoléfine avec la température de transition vitreuse et de fusion éventuelle recherchée en ajustant le type et le ratio des monomères. La masse molaire du tronc polyoléfine peut être modifiée pour obtenir la viscosité recherchée.
Le tronc polyoléfine présente un Melt Flow Index (MFI) est de préférence compris entre 3 et 400g/10min, en particulier entre 10 à 300g/10 min et notamment entre 50 à 200g/10 min (190°C, 2,16kg, ASTM D 1238).
De préférence, sa densité, telle que mesurée selon la norme ISO 1183 :2019, est avantageusement comprise entre 0,91 et 0,96. Le polymère greffé polyamide comprend un tronc en polyoléfine contenant un reste d'au moins un monomère insaturé (X) tel que décrit ci-dessus et au moins un greffon en polyamide attaché au tronc en polyoléfine via le reste du monomère insaturé (X).
Les greffons polyamide peuvent être des homopolyamides ou des copolyamides. Les greffons polyamides peuvent être notamment aliphatiques, cycloaliphatiques ou semiaromatiques.
Parmi les homopolyamides sont préférés les polyamides aliphatiques qui résultent de la polycondensation : d’un lactame, d'un acide a,Q-aminocarboxylique aliphatique, ou d'une diamine aliphatique et d'un diacide aliphatique.
A titre d'exemples de lactame, on peut citer le caprolactame, l'oenantholactame et le lauryllactame.
A titre d'exemples d'acide a,Q-aminocarboxylique aliphatique, on peut citer l'acide aminocaproïque, l'acide amino-7-heptanoïque, l'acide amino-11- undécanoïque et l'acide amino-12-dodécanoïque.
A titre d'exemples de diamine aliphatique, on peut citer l'hexa- méthylènediamine, la dodécaméthylènediamine et la triméthylhexaméthylène diamine.
A titre d'exemples de diacide aliphatique, on peut citer les acides adipique, azélaïque, subérique, sébacique et dodécanedicarboxylique.
Parmi les homopolyamides aliphatiques, on peut citer, à titre d'exemple et de façon non limitative, les polyamides suivants : le polycaprolactame (PA6) ; le polyundécanamide (PA 11); le polylauryllactame (PA12); le polybutylène adipamide (PA4.6) ; le polyhexaméthylène adipamide (PA6.6) ; le polyhexaméthylène azélamide (PA6.9) ; le polyhexaméthylène sébaçamide (PA-6.10); le polyhexaméthylène dodécanamide (PA6.12); le polydécaméthylène dodécana-mide (PA 10.12) ; le polydécaméthylène sébaçanamide (PA 10.10) et le polydodecaméthylène dodécanamide (PA 12.12). Le PA 6 est particulièrement préféré.
Parmi les homopolyamides cycloaliphatiques, on peut notamment citer ceux résultant de la condensation d'une diamine cycloaliphatique et d'un diacide aliphatique. A titre d'exemple de diamine cycloaliphatique, on peut citer La 4,4'- méthylene-bis(cyclohexylamine), aussi appelée para-bis(aminocyclo- hexyl)méthane ou PACM, La 2,2'-diméthyl-4,4'méthylène-bis(cyclo-hexyl- amine), aussi appelée bis-(3-méthyl-4-aminocyclohexyl)-méthane ou BMACM.
Parmi les homopolyamides cycloaliphatiques, on peut citer notamment les polyamides PACM.12, BMACM.10 et BMACM.12.
Les homopolyamides semi-aromatiques peuvent résulter de la condensation : d'une diamine aliphatique et d'un diacide aromatique, tel que l'acide téréphtalique (T) et l'acide isophtalique (I). Les polyamides obtenus sont alors couramment appelés "polyphtalamides" ou PPA; d'une diamine aromatique, telle que la xylylènediamine, et plus particulièrement la métaxylylènediamine (MXD) et d'un diacide aliphatique.
Dans cette famille de polyamide, on peut citer notamment les polyamides 6.T, 6.I, MXD.6 et le MXD.10.
En variante, les greffons polyamide sont des copolyamides. Ceux-ci résultent de la polycondensation d'au moins deux des monomères énoncés ci-dessus pour l'obtention d'homopolyamides.
Le terme « monomère » dans la présente description des copolyamides doit être pris au sens d' «unité répétitive». En effet, le cas où une unité répétitive du PA est constituée de l'association d'un diacide avec une diamine est particulier. On considère que c'est l'association d'une diamine et d'un diacide, c'est-à-dire le couple diamine-diacide (en quantité équimolaire), qui correspond au monomère. Ceci s'explique par le fait qu'individuellement, le diacide ou la diamine n'est qu'une unité structurale, qui ne suffit pas à elle seule à polymériser pour donner un polyamide.
Ainsi, les copolyamides couvrent notamment les produits de condensation d'au moins deux lactames, d'au moins deux acides a,Q-aminocarboxyliques aliphatiques, d'au moins un lactame et d'au moins un acide a,Q- aminocarboxylique aliphatique, d'au moins deux diamines et d'au moins deux diacides, d'au moins un Lactame avec au moins une diamine et au moins un diacide, d'au moins un acide a,Q-aminocarboxylique aliphatique avec au moins une diamine et au moins un diacide,
La(Les) diamine(s) et Le(s) diacide(s) pouvant être, indépendamment L'un de L'autre, aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques.
Selon les types et ratio de monomères, les copolyamides peuvent être semi-cristallins ou amorphes. Parmi les copolyamides amorphes, on peut citer par exemple les copolyamides contenant des monomères semi- aromatiques.
On pourra également utiliser les copolyamides semi-cristallins et particulièrement les copolyamides PA 6/11, PA6/12 et PA6/11/12.
La masse moléculaire moyenne en nombre Mn des copolyamides, telle que mesurée selon la norme ISO 16014-5 :2019, peut varier dans de larges proportions, mais elle est avantageusement inférieure à 10000 g/mol. Avantageusement, les greffons polyamide sont monofonctionnels.
Pour que le greffon polyamide ait une terminaison monoamine, on peut utiliser un limiteur de chaîne de formule :
RIR2N H dans laquelle :
• R1 est l'hydrogène ou un groupement alkyle linéaire ou ramifié contenant jusqu'à 20 atomes de carbone,
• R2 est un groupement ayant jusqu'à 20 atomes de carbone alkyle ou alcényle linéaire ou ramifié, un radical cycloaliphatique saturé ou non, un radical aromatique ou une combinaison des précédents. Le limiteur de chaîne peut être par exemple la laurylamine ou l'oleylamine. Pour que le greffon polyamide ait une terminaison monoacide carboxylique, on peut utiliser un limiteur de chaîne de formule R'1-COOH, R'1-CO-O-CO- R'2 ou un diacide carboxylique.
R'1 et R'2 sont des groupements alkyles linéaires ou ramifiés contenant jusqu'à 20 atomes de carbone.
Avantageusement, le greffon polyamide possède une extrémité à fonctionnalité amine. Les limiteurs de chaîne monofonctionnels de polymérisation préférés sont la laurylamine et l'oléylamine. Avantageusement, Les greffons polyamide ont une masse molaire comprise entre 1000 et 5000 g/moL et de préférence entre 2000 et 3000 g/moL.
La polycondensation définie ci-dessus s'effectue selon Les procédés connus, par exemple à une température comprise entre 200 et 300°C, sous vide ou sous atmosphère inerte, avec agitation du mélange réactionnel. La longueur de chaîne moyenne du greffon est déterminée par le rapport molaire initial entre le monomère polycondensable ou le lactame et le limiteur de chaîne. Pour le calcul de la longueur de chaîne moyenne, on compte habituellement une molécule de limiteur de chaîne pour une chaîne de greffon.
On pourra préparer un greffon polyamide avec la température de transition vitreuse et de fusion éventuelle recherchée en sélectionnant les types et ratio de monomères appropriés. La viscosité du greffon polyamide pourra être ajustée en modulant la masse molaire du greffon polyamide.
La réaction de condensation du greffon polyamide sur le tronc de polyoléfine contenant le reste de (X) s'effectue par réaction d'une fonction amine ou acide du greffon polyamide sur le reste de (X). Avantageusement, on utilise des greffons polyamide monoamine et on crée des liaisons amides ou imides en faisant réagir la fonction amine sur la fonction du reste de (X).
On réalise cette condensation de préférence à l'état fondu.
Pour fabriquer la composition, on peut utiliser les techniques classiques de malaxage et/ou d'extrusion. Les composants de la composition sont ainsi mélangés pour former un composé qui pourra éventuellement être granulé en sortie de filière. Avantageusement, des agents de couplage sont ajoutés lors du compoundage.
Pour obtenir une composition nanostructurée, on peut ainsi mélanger le greffon polyamide et le tronc dans une extrudeuse, à une température généralement comprise entre 200 et 300 °C. Le temps de séjour moyen de la matière fondue dans l’extrudeuse peut être compris entre 5 secondes et 5 minutes, et de préférence entre 20 secondes et 1 minute. Le rendement de cette réaction de condensation est évalué par extraction sélective des greffons de polyamide libres, c'est-à-dire ceux qui n'ont pas réagi pour former le polymère greffé polyamide. La préparation de greffons polyamide à extrémité amine ainsi que Leur addition sur un tronc de polyoléfine contenant Le reste de (X) est décrite dans les brevets US3976720, US3963799, US5342886 et FR2291225. Le polymère greffé polyamide de la présente invention présente avantageusement une organisation nanostructurée. Pour obtenir ce type d'organisation, on utilisera préférentiellement par exemple des greffons présentant une masse molaire en nombre Mn comprise entre 1000 et 5000g/mol et plus préférentiellement entre 2000 et 3000 g/mol.
Le polymère greffé polyamide particulièrement préféré contient le reste d’un monomère d’anhydride d’acide carboxylique, en particulier d’un monomère anhydride maléique et des greffons de polyamide 6 (PA6).
Le polymère greffé comporte 5 à 50% en masse et de préférence 15 à 30% en masse de greffons polyamide.
Selon un mode de réalisation, le polymère greffé polyamide présente une température de fusion supérieure à 120°C.
Avantageusement, la température de fusion du film support est par ailleurs plus élevée que celle de la couche adhésive, ce qui permet d’apporter une stabilité thermomécanique à la structure. De préférence, l’écart entre la température de fusion du film support et la température de fusion de la couche adhésive est compris entre 30 et 60 °C.
Selon un mode de réalisation, le film support a un Melt Flow Index (MFI) compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3g/10 min, et plus préférentiellement entre 0,6 et 2g/10 min (230°C, 2,16kg, ASTM D 1238).
Selon un autre mode de réalisation, l’épaisseur du film support est comprise entre 15 et 60pm et est notamment de l’ordre de 20 pm. Comme évoqué plus haut, le film support peut être directement en contact avec une deuxième couche adhésive de manière à former une structure tricouche couche adhésive/film support/couche adhésive, la deuxième couche adhésive étant telle que définie précédemment, identique ou différente à la première. B. Procédé de préparation de La structure multicouche
La structure multicouche selon L'invention peut être obtenue à partir des mélanges destinés à la couche adhésive et le film support par des techniques classiques de réalisation de films, feuilles ou plaques.
A titre d'exemple, on peut citer les techniques d'extrusion soufflage de gaine (encore appelée « Blown film »), d'extrusion laminage, d'extrusion couchage, d'extrusion de film à plat (encore appelée « cast film») ou encore d'extrusion de feuilles. Toutes ces techniques sont connues de l'homme de métier et il saura adapter les conditions de mise en oeuvre des différentes techniques (température des extrudeuses, raccord, filières et « feedblock », vitesse de rotation des vis, températures de refroidissement des cylindres de refroidissement, etc.) pour former la structure selon l'invention ayant la forme et les épaisseurs désirées. On ne sortirait pas de l'invention si la structure finale était obtenue par des techniques de pressage, de laminage avec des adhésifs en voie solvant ou aqueuse, ou si la structure finale subissait une étape de recuit supplémentaire.
La structure multicouche est de préférence préparée par coextrusion, en particulier par coextrusion de film à plat.
Lors de la coextrusion des deux couches, la couche du film support est généralement chauffée à une température supérieure à celle de la couche adhésive, afin que leur viscosité, à leur température respective, soit la plus proche possible.
C. Utilisation pour la fabrication d’un module photovoltaïque
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne l’utilisation d’une structure multicouche telle que définie précédemment pour la fabrication d’un module photovoltaïque.
La structure multicouche selon l’invention est intéressante dans cette application car elle facilite grandement l’assemblage de la pile photovoltaïque avec l’encapsulant et les couches protectrices supérieure (appelées front-sheet ») et au dos du module (appelé « back-sheet »). En particulier, cette structure est adaptée à la fabrication de modules tels que décrits dans la demande WO 2004/021455 qui requiert de laminer l’encapsulant directement à la surface des interconnecteurs. En effet, la bonne adhésion au métal de la couche adhésive de la structure multicouche de L’invention permet de Laminer Les interconnecteurs au préalable sur La structure multicouche, ce qui rend L’assemblage du module photo voltaïque bien plus simple.
Il peut être intéressant d’utiliser la structure multicouche selon l’invention avec des interconnecteurs enrobés. En particulier, les interconnecteurs peuvent être enrobés d’un matériau présentant une température de fusion plus faible que celle de la couche adhésive, ce qui facilite la soudure sur la cellule photovoltaïque.
Dans cette utilisation, il est particulièrement avantageux que le film support forme la couche protectrice au dos du module photovoltaïque appelée « backsheet » du module photovoltaïque.
D. Module photovoltaïque
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne un module photovoltaïque comprenant au moins une structure multicouche telle que décrite ci-dessus.
La structure multicouche peut servir notamment en tant qu’encapsulant d’au moins une pile photovoltaïque (10). Le film support de la structure multicouche peut par ailleurs selon un mode de réalisation préféré, servir de couche protectrice au dos du module (« back-sheet ») (26).
E. Procédé de fabrication d’un module photovoltaïque
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne un procédé de préparation d’un module photo voltaïque comprenant une étape d’encapsulation d’au moins une pile photovoltaïque (10) avec une structure multicouche telle que définie précédemment.
La structure multicouche, plus particulièrement la couche adhésive de celle-ci est notamment en contact direct avec ladite pile photovoltaïque (10), notamment avec au moins un interconnecteur électrique (18) reliant deux cellules photovoltaïques (12).
Selon un mode de réalisation, l’étape d’encapsulation d’au moins une pile photovoltaïque (10) comprend les étapes de : i) mise en contact de la couche adhésive (22) de la structure multicouche avec au moins un interconnecteur électrique (18) à une température inférieure à la température de fusion de la couche adhésive (22), notamment de 5 à 20°C inférieure à La température de fusion de La couche adhésive (22), classiquement à une température comprise entre 70 et 80°C, ce par quoi on obtient au moins un interconnecteur électrique (18) fixé à La surface de La couche adhésive de La structure multicouche ; ii) Laminage de La structure multicouche fixant au moins un interconnecteur électrique obtenue à L’étape précédente sur Les autres composants de La pile photo voltaïque (10), notamment à une température comprise entre La température de fusion de La couche adhésive et La température d’écoulement du backsheet, notamment comprise entre 140 et 160°C.
Selon un mode de réalisation particulier, Les interconnecteurs électriques (18) peuvent être notamment disposés à La surface de La couche adhésive (22), de La structure multicouche sous La forme de fils ou de bandes parallèles. Ils peuvent être fixés à La surface de La couche adhésive (22), par mise en contact avec La couche adhésive (22), Laquelle peut avoir été chauffée à une température comprise entre 50 et 100 °C de manière à La rendre collante. La structure multicouche, incorporant Les interconnecteurs (18), obtenue à L’étape i) peut ensuite être disposée sur Les autres composants du module photovoltaïque, notamment Les piles photovoltaïques (10).
Afin de faciliter L’assemblage du module, Les interconnecteurs peuvent être enrobés d’un polymère présentant une température plus faible que La couche adhésive.
De préférence, La force de pelage de L’interface entre La couche adhésive (22) et Les filaments métalliques utilisés comme interconnecteurs électriques (18) dans Le module est d’au moins de 0,1 N/cm, de préférence d’au moins 0,2 N/cm à un angle de 90°, à température ambiante.
EXEM PLES
M atériaux employés Polyoléfines A
A Affinity PL1880G : Copolymère éthylène-octène, commercialisé par Dow Chemicals B EVA 1010 VN3 : CopoLymère d’éthylène et d’acétate de vinyle, commercialisé par Total
C LDPE 1022 FN24 : Polyéthylène linéaire basse densité, commercialisée par Total
Polyoléfine fonctionnalisée
Lotader® 3210 : terpolymère d’éthylène, acrylate de butyle et anhydride maléique, commercialisé par SK Functional Polyolefins Additifs
Adhesive masterbatch MB4 commercialisé par la société Arkema France : promoteur d’adhésion sur verre contenant un silane Masterbatch UVB : mélange-maître contenant un stabilisant UV Apolhya Solar® LP91H3-UVB contenant 80% en poids de polyoléfine formant un tronc présentant des fonctions anhydride maléiques liés à 20% en poids de greffons en polyamide 6. Le produit présente un MFI (« Melt Flow Index») de 0,5 g/10 min à 230°C sous 2.16 kg et un point de fusion de 216°C
Apolhya Solar® LC3-UV contenant 80% en poids de polyoléfine formant un tronc présentant des fonctions anhydride maléique liées à 20% en poids de greffons copolyamide 6.12. Le produit présente un MFI (« Melt Flow Index ») de 10 g/10 min à 230°C sous 2,16 kg et un point de fusion de 130°C. [Tableau 1]
Préparation des films
Des films de 70 pm d’épaisseur ont été réalisés par extrusion de film à plat (CAST) sur une ligne d'extrusion de marque Dr COLLIN. Cette ligne d'extrusion se compose de trois extrudeuses équipées d'un profil de vis standard polyoléfine, d'un bloc de coextrusion variable (variable « feed block»), et d'une filière porte manteaux de 250 mm (« coat hanger die »). Le bloc de coextrusion autorise la production d'un film à deux couches (Couche 1 / Couche 2) avec une distribution d'épaisseurs variables. EXEM PLES 1 à 3
On a préparé les formulations de la couche adhésive par mélange à sec (dry-blend) d’une polyoléfine fonctionnalisée et d’une polyoléfine A comme indiqué dans le tableau 1 ci-dessous. Puis on a préparé par co-extrusion des films comprenant une couche adhésive et un film support selon les indications du tableau 1 dans les conditions suivantes :
Température d’extrusion de la couche adhésive : 150°C, Température d’extrusion du film support : 240°C, Température de la tête de coextrusion et filière : 220°C, Vitesse de ligne : 6 m/mn.
EXEM PLE 4 (COM PARATIF)
On a préparé par co-extrusion un film comme indiqué dans les exemples précédant sauf à remplacer la formulation de polyoléfine fonctionnalisée et polyoléfine A par l’Apolyha Solar LC3-UV.
EXEM PLE 5 (COM PARATIF)
On a préparé par extrusion un film mono-couche d’Apolhya Solar LP91H3- UVB dans les conditions suivantes :
Température d’extrusion, de la tête de coextrusion et de la filière : 240°C,
Vitesse de ligne : 6 m/mn.
Evaluation des films Les films ont été caractérisée par mesure de La température de fusion de La couche adhésive, par DSC selon La norme ISO11357-1/-3.
Par ailleurs, l’adhésion entre les films et les filaments métalliques utilisés comme connections des modules photovoltaïques a été évaluée selon le protocole suivant :
10 filaments en étain de diamètre 25pm sont placés côte à côte de façon parallèle au contact de la couche adhésive des films ; Une soudure est effectuée par pressage à 130°C sous 5 bars pendant 2s ; et
La force d’adhésion entre les filaments et le film est évaluée au moyen d’un test de pelage à angle libre, au moyen d’un dynamomètre dans lequel les filaments sont tenus par un mors et le film par l’autre. On mesure la force à l’équilibre lors de la propagation de la délamination.
Les résultats de ces évaluations sont présentés dans le tableau 2 ci-après.
[Tableau 2]
Ces résultats montrent que les structures multicouches selon l’invention se caractérisent par une force de pelage supérieure à celles obtenues avec une structure dont la couche adhésive ne comprend pas une combinaison de polyoléfine fonctionnelle/et une polyoléfine A telle que définie dans la présente invention, mais plutôt une polyoléfine greffée de greffons polyamide avec un point de fusion de 130°C (Exemple 4) ou des structures monocouche (Exemple 5).
Par ailleurs, ces résultats montrent que les matrices de couches adhésives présentant un point de fusion entre 80 et 120°C permettent d’augmenter considérablement l’adhésion aux filaments métalliques.

Claims

Revendications
1. Structure multicouche comprenant une couche adhésive et une couche formant un film support en contact direct avec celle-ci, où
(a) ladite couche adhésive comprend : une polyoléfine A choisie parmi un homopolymère d’éthylène et un copolymère d’éthylène et d’une a-oléfine, un copolymère d’éthylène et d’un ester vinylique d’acide carboxylique, notamment un acétate de vinyle (EVA) ou un (co)polymère comportant des motifs (méth)acrylate de méthyle, d’éthyle, propyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle ou tert-butyle ; et une polyoléfine fonctionnalisée, distincte de la polyoléfine A, comprenant un tronc polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (Y), le reste du monomère insaturé (Y) étant fixé sur le tronc par greffage ou copolymérisation ; la température de fusion de la couche adhésive étant comprise entre 80°C et 120°C, b) ledit film support comprend un polymère greffé polyamide comprenant : un tronc en polyoléfine, représentant de 50% à 95% en masse du polymère greffé polyamide, contenant un reste d'au moins un monomère insaturé (X) et au moins un greffon en polyamide, représentant de 5% à 50% en masse dudit polymère greffé polyamide, dans lequel: o le greffon en polyamide est attaché au tronc en polyoléfine par le reste du monomère insaturé (X) comprenant une fonction capable de réagir par une réaction de condensation avec un polyamide ayant au moins une extrémité amine et/ou au moins une extrémité acide carboxylique, o le reste du monomère insaturé (X) est fixé sur le tronc par greffage ou copolymérisation, o Le tronc en polyoléfine et Le greffon en polyamide étant choisis pour que Ledit polymère greffé polyamide présente une température d'écoulement supérieure à 160°C, telle que mesuré par DSC selon ISO 11357-1:2016, ISO 11357-2:2020, ISO 11357-3:2018, Ladite température d'écoulement étant définie comme La température La plus élevée parmi Les températures de fusion et Les températures de transition vitreuse du greffon polyamide et du tronc en polyoléfine. Structure multicouche selon La revendication 1, dans Laquelle La température de fusion de Ladite couche adhésive est comprise entre 90°C et 110°C. Structure multicouche selon L’une quelconque des revendications précédentes, dans Laquelle Ladite couche adhésive a un Melt Flow Index (MFI), tel que mesuré selon La norme ASTP D 1238 à 190°C sous 2,16kg, compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3 g/10 min, et en particulier entre 0,6 et 2 g/10 min. Structure multicouche selon L’une des revendications 1 à 3, dans Laquelle Ladite couche adhésive, comprend : de 65% à 95 % en poids de polyoléfine A ; de 5 à 35% en poids de polyoléfine fonctionnelle ; et de 0 à 5% en poids d’un ou plusieurs additifs. Structure multicouche selon L’une des revendications 1 à 4, dans Laquelle L’épaisseur de Ladite couche adhésive est comprise entre 20 et 60 pm. Structure multicouche selon L’une des revendications 1 à 5, dans Laquelle L’épaisseur dudit film support est comprise entre 5 et 40 pm. Structure multicouche selon L’une des revendications 1 à 6, dans Laquelle le comonomère d’a-oléfine de la polyoléfine A de la couche adhésive est choisi parmi l’éthylène-propylène, l’éthylène-butène et l’éthylène-octène. Structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle la polyoléfine fonctionnelle de ladite couche adhésive est une polyoléfine contenant un reste d’au moins un monomère insaturé (Y) qui est un anhydride maléique. Structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle ledit film support a un Melt Flow Index (MFI), tel que mesuré selon la norme ASTP D 1238 à 230°C sous 2,16kg compris entre 0,2 et 10 g/10 min, de préférence entre 0,4 et 3 g/10 min, en particulier entre 0,6 et 2 g/10 min. Structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce ledit film support porte ladite couche adhésive sur une de ses faces. Structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ledit film support porte ladite couche adhésive sur ses deux faces. Procédé de préparation d’une structure multicouches selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle ledit film support est assemblé à ladite couche adhésive par coextrusion. Utilisation d’une structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 11 pour la fabrication de modules photovoltaiques. Procédé de préparation d’un module photovoltaïque, dans lequel une pile photovoltaïque est encapsulée avec une structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 11. Procédé selon La revendication 14, dans Lequel L’encapsulation comprend Les étapes de :
(i) fixation d’un filament conducteur électrique à la surface de lad couche adhésive d’une structure multicouche selon l’une des revendications 1 à 11 à une température inférieure à la température de fusion de la couche adhésive pour former un assemblage ;
(ii) mise en contact dudit assemblage avec une pile photovoltaïque à une température comprise entre la température de fusion de la couche adhésive et la température d’écoulement du film support. Module photovoltaïque comprenant une structure multicouche telle que définie dans les revendications 1 à 11.
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