具有密封物的太阳能电池系统的制作方法

文档序号:7205319
专利名称:具有密封物的太阳能电池系统的制作方法
技术领域
本发明涉及具有密封层的太阳能电池系统及其制造方法。本发明还涉及适合作为 用于太阳能电池的密封薄片(encapsulant foil)的透明多层薄片及其制造方法。
背景技术
薄膜太阳能电池(还称为薄膜光伏电池)通常包括载体和由半导体材料构成的光 伏(PV)层,其中光伏层设置在包含透明导电氧化物(TCO)的前电极(在电池的光接收侧) 与背电极(在电池的背部)之间。前电极是透明的,使入射光线能够到达半导体材料,在该 半导体材料处入射的辐射被转变为电能。以该方式,光可以被用于产生电流,这提供了对例 如化石燃料或核电力的吸引人的替代。
为了改善太阳能电池对其所暴露到的环境条件的抵抗力,太阳能电池通常具有保 护层。
US 5,474,620描述了用于太阳能电池的密封物,其包括玻璃纤维层和热塑性材料 层的重复叠层,并整体用F-聚合物阻挡层(barrier layer)加盖(top off)。
US 6,331,673描述了一种包括非织造玻璃纤维构件、聚合物填充物以及保护膜的 太阳能电池密封物。太阳能电池薄片的底侧还具有填充物和绝缘膜。
US 5,650,019描述了一种密封在填充物层中的光伏元件,其被硬树脂层、粘合层 以及阻挡层覆盖。
US 2006/0207646描述了固化的液体硅氧烷(silicone)在太阳能电池模块的密 封物中的应用。
JP2001-068701公开了一种由具有高耐候性的基体(base)材料、增强的含纤维树 脂层以及可选的另一基体层的叠层构成的保护片。
EP1054456描述了保护片的各种实施例。公开了增强玻璃纤维的使用。
US 4,369,224描述了将凝胶涂层树脂施加到玻璃纤维增强层的顶表面以提高其 耐候性。
在以上引用的参考文件中所描述的具有密封层的太阳能电池系统仍然具有缺点。 更具体而言,还存在改善密封层对损坏的长期抵抗能力的空间。因此,需要具有这样的密封 薄片的太阳能电池,该密封薄片呈现出对抗损坏和对抗环境条件的长期影响的提高的长期 抵抗力。发明内容
本发明提供了这样的太阳能电池系统。根据本发明的太阳能电池系统包括太阳 能电池(1),在所述太阳能电池(1)的光接收侧上存在透明密封薄片O),所述透明密封 薄片( 包括增强层( 和两个阻挡层,其中从所述太阳能电池系统的所述光接收侧限定 (determine),第一阻挡层(4)位于所述增强层上方,并且第二阻挡层(5)位于所述增强层 下方,其中所述增强层包括纤维增强层,所述纤维增强层包括具有至少2cm的平均长度的纤维。
已经发现,由上述参数表征的密封薄片组合了抵抗损坏和抵抗环境条件的长期影 响的良好的长期抵抗力。此外,具有所规定的长度的纤维的使用导致高刚性和尺寸稳定 性,在织造材料的情况下尤其如此。具有所规定的长度的纤维的使用还导致较少的原纤维 (fibril)或其他松散纤维端部。这导致改善的处理和较少的尘埃形成。


图1示例了本发明的一个实施例。
具体实施方式
图1示例了本发明的一个实施例。不应认为本发明受此限制或由此受到限制。在 该图中,(1)表示薄膜太阳能电池,其包括TCO层、PV层、背电极层以及可选的其他部件,例 如,载体(所有部件均未示出)。( 表示透明密封薄片。( 表示密封薄片中的增强层;(4)表示密封薄片的第一阻挡层,其位于增强层上方,从太阳能电池系统的光接收侧限定。(5)表示密封薄片的第二阻挡层,其位于增强层下方,从太阳能电池系统的光接收侧限定。(6)表示(可选的)中间层,其存在于第一阻挡层与增强层之间。(7)表示(可选的)中间 层,其存在于第二阻挡层与增强层之间。(8)表示(可选的)粘合层,其用于将透明密封薄 片⑵粘附到太阳能电池(1)。(9)表示在太阳能电池系统的背部上的(可选的)保护薄 片,其在所示例的实施例中由中间层(10)和阻挡层(11)构成。
本发明的太阳能电池系统具有抗损坏和抗环境条件的长期影响的提高的长期抵 抗力。这归因于在增强层上方和下方都存在的阻挡层。在增强层上方包括阻挡层的现有技 术系统中,所存在的阻挡层保护系统不受环境条件(例如,水的进入)的影响。增强层旨在 保护下伏的(underlying)太阳能电池不被冲击物体(例如,冰雹或其他冲击物体)损坏。 在现有技术系统中,通过增强层使冲击物体停止而不会损坏太阳能电池。然而,到那时阻挡 层已经被损坏,这使得系统为诸如水的环境物质开放了入口。比较而言,在本发明的系统 中,当冲击物体已经损坏第一阻挡层并被增强层停止时,第二阻挡层仍是完整的并保护太 阳能电池不受环境物质影响且提供所需要的电学安全性。此外,包括增强层的透明密封薄 片的存在提高了产品的机械稳定性和总强度。另外,这将降低太阳能电池自身上的机械载 荷。特别地,当太阳能系统是挠性的时,包括增强层的透明密封薄片的存在将通过更平衡地 在太阳能电池两侧带来力承载能力(force carrier capacity)而有助于改善薄片的弯曲 能力。这将改善产品的对于制造、存储、运输以及安装的强度和适应性(flexibility)。
通过以下说明,本发明的其他优点及其特定实施例将变得显而易见。
显然,在本发明中使用的密封薄片需要是透明的。在本发明的上下文中,措词“透 明的”意味着至少对于被光伏层用来发电的波长的光而言是透明的。密封薄片以及在太阳 能电池与光源之间的任何其他层的透明度被选择为使得照射到太阳能电池系统上的具有 该波长的光的至少50 %,优选至少70 %,更优选80 %到达太阳能电池中的光伏层。
在本发明的密封薄片中使用的增强层为纤维增强层,该纤维增强层包括具有至少 2cm的平均长度的纤维。更特别地,这些纤维具有至少4cm的长度,进一步更特别地具有至 少8cm的长度。对于纤维长度的进一步规范,参考将在下面说明的具体实施例。
纤维增强层中的纤维层的纤维重量/面积通常在10与300克/m2之间,特别地在 15与100克/m2之间,更特别地在15与75克/m2之间。注意,这些值为单位面积的纤维重 量,不包括存在于纤维增强层中的任何基质(matrix)材料。
在本发明的一个实施例中,纤维增强层具有遍及该太阳能电池系统的均勻表面密 度。也就是,基于单位面积的平均纤维重量而计算的太阳能电池系统中的纤维增强层的具 有最高密度的(Icm2的)面积与具有最低密度的(Icm2的)面积之间的单位面积的纤维重 量之差小于20%,更特别地小于10%。
纤维的厚度范围通常为1到20微米,特别地为2到15微米,更特别地为2到10微米。
在本发明的一个实施例中,纤维增强层包括非织造纤维层。非织造层中的纤维的 长度通常为至少2cm,更特别地至少km,更特别地至少8cm。最大纤维长在该实施例中是不 重要的,并依赖于非织造制造方法。通常,较长的纤维是优选的,因为较长的纤维将更有助 于太阳能电池系统的机械稳定性。
在本发明的另一实施例中,纤维增强层包括织造纤维层。通常,纤维长度将分别 对应于增强层的宽度、长度,因而,对于沿太阳能电池系统的宽度方向的纤维而言,纤维长 度通常在15cm与2米之间变化,而对于沿太阳能电池系统的长度方向的纤维而言,纤维长 度通常在15cm与无限之间变化,其中无限意味着非常大并在通过连续的辊到辊(roll to roll)工艺制造太阳能电池系统时获得。注意,包括织造纤维层的纤维增强层的使用是本发 明的优选实施例。与如上所述使用其中纤维会或多或少随机取向的非织造物的情况相比, 使用按织造排列取向的纤维将允许获得更高的刚度(stiffness)。
在本发明的又一实施例中,纤维增强层包括定向纤维的至少两个单层的叠层,每 一个单层包含单向定向的增强纤维,其中,每个单层中的纤维方向相对于邻近的单层中的 纤维方向旋转。在优选实施例中,邻近的单层之间的纤维方向旋转90)的角度以形成所谓 的交叉布层(cross-ply)。叠层中的单层的数目为至少2,通常至多12。更特别地,叠层中 的单层的数目在2与6之间。在一个实施例中,对于在非织造物中使用的纤维,纤维具有上 述范围的长度。在另一实施例中,对于织造层中的纤维,纤维具有如上规定的长度。
增强层的目的为提高太阳能电池系统的对抗外来物体冲击的抵抗力,并同时为太 阳能系统提供机械稳定性。显然,层的透明度应使得最终的密封薄片是透明的。在优选实 施例中,增强层还有助于太阳能电池系统的机械稳定性,而不会不可避免地在太阳能电池 自身为挠性的情况下降低系统的挠性。
纤维增强层的每单位宽度的刚度通常为至少100kN/m,更特别地至少500kN/m,最 优选至少1500kN/m。这些值适用于-40°C与+90°C之间的全温度范围。因此,纤维增强层的 每单位宽度的刚度在80°C下为至少100kN/m,更特别地至少500kN/m,最优选至少1500kN/ m0
包括纤维增强层、两个阻挡层、以及可选的中间层的密封薄片的每单位宽度的 刚度通常也为至少100kN/m,更特别地至少500kN/m,最优选至少1500kN/m。这些值适用 于-40°C与+90°C之间的全温度范围。因此,密封薄片的每单位宽度的刚度在80°C下为至少 100kN/m,更特别地至少500kN/m,最优选至少1500kN/m。
对于纤维增强层,通过根据例如ASTM D3039确定纤维增强层的模数并将其乘以纤6维增强层的厚度来计算每单位宽度的刚度。
对于密封薄片,通过根据例如ASTM D3039确定密封薄片的模数并将其乘以密封薄 片的厚度来计算每单位宽度的刚度。
对于在增强层中使用的纤维的性质没有限制,只要满足透明度和物理特性的所需 值即可。由于与玻璃的使用相关联的合适的物理和化学特性、透明度以及相对低的成本,认 为使用包括玻璃纤维的层是优选的。使用包括玻璃纤维的增强层的具体优点如下。与密封 薄片的聚合物部件相比,玻璃增强材料的低热膨胀和高强度使得太阳能电池的总热膨胀减 小。这是有利的,因为太阳能电池自身的热膨胀远低于聚合物材料的热膨胀。高度非弹性 的且脆性的太阳能电池自身之间的热应变差以及太阳能电池系统的平均膨胀的减小显著 地降低了在温度变化期间在太阳能电池自身上的机械载荷变化。这使得由疲劳导致的故障 情况的减少并提高了太阳能电池系统的可靠性和寿命。
在一个实施例中,增强层包括10-80重量%的基质材料。基质材料为服务于许多 目的中的一个或多个目的的聚合物材料。基质材料的一个目的为将纤维粘合到一起。这在 增强层包括定向纤维的单层的叠层时是特别重要的。在一个实施例中,优选增强层包含15 到80重量%、优选20到70重量%,更优选30到70重量%的基质材料。
基质材料可以为能够符合上述要求的任何聚合物材料。其在本领域的技术人员选 择合适的材料的范围之内。基质材料可以包括热塑性或热固性聚合物。合适的聚合物在本 领域中是公知的,并包括,例如,乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚烯烃(TPO)、硅氧烷聚合 物、热塑性聚氨酯、聚氨酯橡胶(PUR)以及聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。已经发现,在本发明中硅 氧烷聚合物的使用是特别受关注的,因为除了别的之外,硅氧烷聚合物具有高UV稳定性、 低的处理温度、高的Tg、在经受UV辐射时不变黄的事实、以及对水的高的不可渗透性。在 硅氧烷聚合物当中,可以使用热塑性(即,不可固化的)和热固性(即,可固化的)聚合物。 优选使用可固化的硅氧烷聚合物,这是因为,除了别的之外,其可以使用对于密封薄片而言 特别有吸引力的制造工艺,如将在下面更详细讨论的。
在一个实施例中,基质材料的特性与纤维的特性匹配。更特别地,在一个实施例 中,使用15到80重量%,优选20到70重量%,更优选30到70重量%的基质,并且基质材 料的折射率被匹配为在增强纤维的折射率的30 %以内,优选20 %以内,更优选10 %以内, 进一步更优选5%以内。该折射率匹配导致增强层具有提高的透明度。在该实施例中,优选 在基质材料中嵌入纤维。当增强纤维为玻璃时,优选使用硅氧烷树脂,特别地,基于苯基的 硅氧烷树脂,因为这允许上述的折射率匹配并同时还受益于上述硅氧烷树脂的优点。
增强层的厚度通常为至少8微米,更特别地,至少20微米,进一步更特别地,至少 30微米。增强层的厚度通常为至多500微米,更特别地,至多200微米,进一步更特别地,至 多100微米。
在本发明中使用的阻挡层可以相同或不同。阻挡层旨在保护太阳能电池不受环境 条件的影响,特别地,不受水侵入的影响。此外,阻挡层应该是电绝缘的、防污的、并在太阳 能电池的使用期间的通常(prevailing)条件下具有足够的抗劣化能力,并具有用以密封 和保护下伏的层的足够的完整性。显然,阻挡层的透明性应使得最终的密封薄片具有所需 的透明度。第二阻挡层,即,在增强层下方的阻挡层,通常具有在O000V+4倍最大系统电压 的测试电压下的至少40M0hm*m2的绝缘电阻,如在IEC61730-2,test MST16中所限定的。
原则上,满足上述要求的任何聚合物材料都适合用于本发明的阻挡层。其在本领 域的技术人员用以选择合适聚合物的范围内。下面仅仅给出指导方针。合适的聚合物包括 聚酯,例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯、聚甲基 丙烯酸甲酯;聚酰亚胺;聚苯硫醚;以及含氟聚合物。
聚合物材料的一个特别有吸引力的群组为含氟聚合物,当希望太阳能电池系统用 于长期户外使用时尤其如此。这些材料是透明的、高度惰性的并防污的。合适的含氟聚合 物是商业可得的,并包括乙烯和四氟乙烯的共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙 烯(PVDF)、氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯的三元共聚物 (THV)、使用单体(例如六氟丙烯(HFP)、全氟烷氧基乙烯(PFA)和全氟甲基乙烯基醚)的基 于四氟乙烯的全氟聚合物、以及EFEP(透明三元共聚物,由乙烯、四氟乙烯(TFE)和六氟丙 烯(HFP)构成)。
阻挡层的厚度通常为至少10微米,更特别地,至少17微米,进一步更特别地,至少 25微米。阻挡层的厚度通常至多500微米,更特别地,至多200微米,进一步更特别地,至多 100微米。
阻挡层的存在具有另外的优点,即,通过刚性增强层保护太阳能电池的脆性层。增 强层使载荷在大的面积上分布,这减小了与太阳能电池的表面垂直的局部应力。这使得太 阳能电池的局部故障的风险降低。然而,如果增强层被局部地损坏,在增强层与太阳能电池 之间的第二阻挡层不仅用作化学阻挡层,还通过弹性吸收损坏的增强材料的刚性锐点载荷 (stiff sharp point load)的能量而用作机械阻挡层。
在本发明的一个实施例中,密封薄片附加地包括位于增强层与第一阻挡层之间的 中间层(6)或者位于增强层与第二阻挡层之间的中间层(7)。在特别优选的实施例中,中间 层(6)和(7)均存在。一个或多个中间层的目的为通过提高层彼此间的粘合性来提高密封 薄片的完整性。
中间层可以由能够满足上述要求的任何聚合物材料构成。其在本领域的技术人员 选择合适材料的范围内。对于合适聚合物的实例,优选上述用于增强层的基质的材料。此 外,优选使用与玻璃纤维增强层组合的一种或多种硅氧烷中间层。
中间层可以相同或不同,其厚度通常为至少3微米,更特别地,至少5微米,进一步 更特别地,至少8微米。中间层的厚度通常至多100微米,更特别地,至多60微米,进一步 更特别地,至多40微米。
本发明中的密封薄片的总厚度通常为至少40微米,更特别地,至少50微米,进一 步更特别地,至少70微米。本发明中的密封薄片的总厚度通常为至多1700微米,更特别地, 至多1200微米,进一步更特别地,至多800微米。还设想具有至多400微米或至多300微 米的厚度的实施例,并且有时该实施例是优选的。
已经发现,本发明的密封薄片具有提高的长期性能。更特别地,已经发现,在 1000小时湿热测试(85°C和85% RH)和600小时UVA测试之后,本发明的密封薄片在 500-1100nm波长范围内的透射与测试之前的薄片相比减小了小于5%。优选地,这还适用 于400-1400nm波长范围内的透射,更优选地,还适用于350-1600nm波长范围内的透射。
注意,如所指出的,本发明的关键在于密封薄片包括从太阳能电池单元的光接收 侧限定的增强层和在增强层上方的阻挡层以及在增强层下方的阻挡层,其中增强层满足特定的特性。具有存在于阻挡层之间的两个或更多的增强层,如果需要还可以与一个、两个或 更多的中间层组合,这同样在本发明的范围内。原则上,还可以具有存在于第二阻挡层下方 的又一增强层。然而,这通常是不需要的。
在本发明中,在太阳能电池的光接收侧上方存在密封薄片。在优选实施例中,使用 粘合剂(参见图1中的粘合层O))将密封薄片粘附到太阳能电池的光接收侧。粘合剂可 以为能够将太阳能电池系统附着到密封薄片的任何透明粘合剂。粘合剂应该是耐久的并能 够耐受环境影响。合适的粘合剂包括热固性或热塑性粘合剂。合适的粘合剂包括聚氨酯橡 胶,特别地,脂族聚氨酯橡胶、硅氧烷、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚烯烃(TPO)以及聚 乙烯醇缩丁醛(PVB)。
在一个实施例中,粘合剂为基于硅氧烷的粘合剂。已经发现,这些材料是透明、无 色、惰性、耐久的,并能够耐受在太阳能电池系统的使用期间的通常条件。特别地,已经发现 可固化粘合剂的使用特别有吸引力,这是因为,除了其他的之外,如下面将说明的,其允许 容易地制造根据本发明的系统。
通常,粘合剂层的厚度为至少2微米、更特别地,至少5微米。在一些情况下,太 阳能电池的表面可以不是完全平坦的,这归因于,例如,存在汇流条(busbar)或其他部件 的串联连接。如果是这样的情况,粘合剂层足够厚以平坦化高度差异是有吸引力的。在该 情况下,根据将被密封的部件的厚度,粘合剂层的厚度可以为至少50微米,更特别地,至少 100微米,在一些情况下,至少125微米。
粘合剂层的最大厚度对于本发明并不是关键的,因此其厚度可以最高为500微 米,而最高为200微米的值更常规。
与本发明的密封薄片相组合的太阳能电池的性质并不是关键的。太阳能电池通常 包括背电极、光伏层、以及基于透明导电氧化物(通常被表示为TCO层)的最常见的透明前 电极。还存在太阳能电池的其他常规部件,例如,阻挡层、串联连接、汇流条、在背电极下方 的载体层、在TCO层上方的保护层等等。太阳能电池的各种部件在本领域中是公知的,因此 不需要在这里进一步说明。
一种本发明对其特别有用的太阳能电池为其中光伏层(或存在TCO层)未被透 明上覆层(例如,透明玻璃板等等)覆盖的太阳能电池。特别适用于本发明的太阳能电池 为挠性太阳能电池薄片,其从光入射侧向下包括TCO层、PV层、背电极层以及挠性基板。例 如,在 W098/13882、W099/49483、W001/47020、W001/78156、W003/001602、W003/075;351 以及 W02005/015638中描述了合适的太阳能电池薄片,将其中与太阳能电池的各种部件的性质 有关的公开内容通过引用并入到这里。
挠性太阳能电池薄片在本发明中的应用是相当吸引人的,这是因为本发明允许密 封这样的太阳能系统并同时保持其挠性。
在本发明的一个实施例中,在太阳能电池薄片的光接收侧用如上所述的密封薄片 密封从光接收侧向下包括TCO层、光伏层、背电极层以及挠性基板的挠性太阳能电池薄片, 并且在太阳能电池的非光接收侧上具有保护薄片。在一个实施例中,保护薄片包括中间层 和阻挡层。在另一实施例中,保护薄片包括增强层和两个阻挡层,其中第一阻挡层位于增强 层的一侧上,而另一阻挡层位于增强层的另一侧上。在该实施例中,保护薄片可以为上面详 细描述的密封薄片,如果需要,还包括中间层。
对于各层的特性,可以参考上面所讨论的。
可以使用例如上面规定的粘合层来使保护薄片与太阳能电池系统组合。
通常,应注意上述透明密封薄片还适合施加在太阳能电池的非光接收侧上以对太 阳能电池提供保护。还可以使用例如上面规定的粘合层来使保护薄片与太阳能电池系统组合。
在一个实施例中,可以如下制造根据本发明的适合用于太阳能电池系统的密封薄 片。将增强层夹在两个阻挡层薄片之间,并且对该组合进行加压步骤以使各层彼此附着。然 而,优选存在粘合剂中间层。
当在阻挡层与增强层之间存在中间层时,在一个实施例中,可以如下进行处理。在 第一步骤中,在中间层聚合物已经处于薄片形式的情况下通过层叠工艺,或者在所述聚合 物处于液体形式的情况下通过适当的涂布工艺(spreading process),将提供中间层的聚 合物施加到阻挡层的薄片上。将增强层施加到该聚合物上,并使该层组与第二阻挡层组合, 该第二阻挡层已经被预先提供有所述将提供中间层的聚合物。在中间层可固化的情况下, 然后对总层组进行固化步骤以固化中间层聚合物。在优选的实施例中,通过辊到辊工艺制 造薄片。
可以通过层叠工艺来使密封薄片与太阳能电池组合。如果存在粘合层,可以用粘 合剂覆盖太阳能电池或密封薄片,或覆盖这两者,并将密封薄片附着到太阳能电池。在需要 固化粘合剂的情况下,进行固化步骤。在太阳能电池为挠性太阳能电池薄片的情况下,在优 选的实施例中,可以以辊到辊工艺的形式进行该工艺。
通过曲率(被定义为弯曲半径的倒数[1/m])表示在密封之前和之后太阳能电池 薄片的挠性。零m1的曲率表示完全平坦的叠层。正和负曲率表示弯曲太阳能电池叠层而 使光接收侧分别在外侧和内侧的情况。
对于根据本发明的挠性太阳能电池系统,优选地,在密封之后,最大曲率(被定义 为这样的弯曲率倒数(inverse bending ratio),如果在该弯曲率倒数之上,则太阳能电池 损坏)为至少2ΠΓ1,更优选至少ΙΟπΓ1,进一步更优选至少40ΠΓ1。在一些情况下,可以获得至 少IOOnT1的最大曲率。本发明的出乎意料的特征为太阳能电池系统的最大曲率可大于太阳 能电池自身的最大曲率。这是因为密封层的存在减小了太阳能电池在弯曲期间的应力。
如上所述,在该实施例中,应用包括中间层和阻挡层的背密封层是具有吸引力的。 可以在上述处理中整合背密封物的施加。
当在太阳能电池薄片中使用时,使固化的密封层与太阳能电池薄片组合,而在太 阳能电池薄片的另一侧,可以施加包括阻挡层和中间层的薄片。
权利要求
1.一种太阳能电池系统,其包括太阳能电池,在所述太阳能电池的光接收侧上存在透 明密封薄片,所述透明密封薄片包括增强层和两个阻挡层,其中从所述太阳能电池系统的 所述光接收侧限定,第一阻挡层位于所述增强层上方,并且第二阻挡层位于所述增强层下 方,其中所述增强层包括纤维增强层,所述纤维增强层包括具有至少2cm的平均长度的纤 维。
2.根据权利要求1的太阳能电池系统,其中在所述太阳能电池与所述密封薄片之间存 在粘合层。
3.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中所述阻挡层中的至少一个阻挡 层为含氟聚合物层。
4.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中所述纤维增强层中的所述纤维 为玻璃纤维。
5.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中所述纤维增强层包括非织造纤 维层、织造纤维层、或定向纤维的至少两个单层的叠层,每一个单层包含单向定向的增强纤 维,其中每一个单层中的纤维方向相对于邻近的单层中的纤维方向旋转。
6.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中所述纤维增强层的纤维重量/ 面积在10与300克/m2之间,特别地在15与100克/m2之间,更特别地在15与75克/m2之 间。
7.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中所述增强层包含10-80重 量%、优选15到80重量%,更优选20到70重量%,进一步更优选30到70重量%的基质 材料。
8.根据上述权利要求中任一项的太阳能电池系统,其中在所述密封薄片中,在所述增 强层与所述第一阻挡层之间、在所述增强层与所述第二阻挡层之间、或者同时在所述增强 层与所述第一和第二阻挡层之间,存在中间层。
9.根据权利要求8的太阳能电池系统,其中所述纤维增强的增强层包含15到80重 量%、优选20到70重量%、更优选30到70重量%的基质,并且所述基质材料的折射率被 匹配为在所述增强纤维的折射率的30 %以内,优选20 %以内,更优选10 %以内,进一步更 优选5%以内。
10.一种用于制造根据权利要求1-9中任一项的太阳能电池系统的方法,其中在太阳 能电池的光接收侧上施加透明密封薄片,所述透明密封薄片包括增强层和两个阻挡层,其 中第一阻挡层被设置在所述增强层上方,并且第二阻挡层被设置在所述增强层下方。
11.根据权利要求10的方法,其中在施加所述密封薄片之前、之后或同时,将背密封层 施加到所述太阳能电池的非光接收侧。
12.根据权利要求10或11的方法,其中,通过辊,优选地使用粘合剂,特别地,使用可固 化的粘合剂,将所述透明密封薄片层叠到所述太阳能电池。
13.根据权利要求10-12中任一项的方法,其中在施加所述密封薄片之前、之后或同 时,将背密封层施加到所述太阳能电池的非光接收侧。
14.一种适合用于密封太阳能电池的透明密封薄片,其依次包括第一阻挡层、第一中间 层、增强层、第二中间层以及第二阻挡层,其中所述增强层包括纤维增强层,所述纤维增强 层包括具有至少2cm的平均长度的纤维。
15. 一种用于制造根据权利要求14的透明密封薄片的方法,其包括以下步骤在中间 层聚合物已经处于薄片形式的情况下通过层叠工艺,或者在所述聚合物处于液体形式的情 况下通过适当的涂布工艺,将提供中间层的所述聚合物设置到阻挡层的薄片上;将增强层 施加到所述聚合物上,并使该层组与第二阻挡层组合,其中该第二阻挡层已经被预先设置 有所述将提供所述中间层的聚合物;以及,在所述中间层可固化的情况下,对总层组进行固 化步骤以固化所述中间层聚合物。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池系统,其包括太阳能电池,在所述太阳能电池的光接收侧上存在透明密封薄片,所述透明密封薄片包括增强层和两个阻挡层,其中从所述太阳能电池系统的所述光接收侧限定,第一阻挡层位于所述增强层上方,并且第二阻挡层位于所述增强层下方,其中所述增强层包括纤维增强层,所述纤维增强层包括具有至少2cm的平均长度的纤维。还要求保护所述密封薄片自身及其制造方法以及制造所述太阳能电池系统的方法。
文档编号H01L31/048GK102037569SQ200980105328
公开日2011年4月27日 申请日期2009年2月18日 优先权日2008年2月19日
发明者E·P·斯波泰尔, W·J·希尔德尔 申请人:海利安特斯有限公司
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