光伏组件的制作方法

光伏组件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光伏组件，所述光伏组件包括背板和叠置在所述背板上方的多个光伏电池。所述背板具有未被所述光伏电池覆盖的开口区域。所述背板可为包括多层光学膜的反射性背板，或者所述光伏组件可包括独立于所述背板的反射性多层光学膜。所述多层光学膜具有光学叠堆和位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
【专利说明】光伏组件
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2011年5月9日提交的美国临时专利申请N0.61/484，096的优先权，其公开内容以全文引用方式并入本文中。
【背景技术】
[0003]多种常规光伏组件为层合结构，所述层合结构包括可由相同材料或不同材料制成的前板和背板。互连的光伏电池以及包封材料通常定位在前板和背板之间，所述包封材料围绕光伏电池并且将层合结构保持在一起。背板可为光伏组件提供下述功能中的至少一者:物理防护(例如，防止刺穿以及耐磨性)、水分防护、电绝缘、和耐侯性。背板通常为黑色或白色的，其中白色背板通过散射入射光来将漫反射提供到光伏电池上。背板还已设有V形凹槽或其他光反射面，由此可通过全内反射来将增加的光提供到光伏电池；参见(如)美国专利 N0.4，235，643 (Amick) ；N0.5，994，641 (Kardauskas)；和N0.6,660, 930(Gonsiorawski)。
[0004]反射到光伏电池上的某些波长的电磁辐射可不利地影响光伏电池。例如，红外光谱中的某些波长可使某些光伏电池的温度不利地升高。这样，光伏电池可损失效率，并随时间推移会因过度的热暴露而劣化。长期暴露于紫外(UV)光通常也会导致光伏电池的组件过早劣化。可用于某些光伏应用中的一些太阳能聚光反射镜已在国际专利申请公开N0.W02009/140493 (Hebrink等人)中有所公开，所述太阳能聚光反射镜反射对应于选定太阳能电池的吸收带宽的波长并且透射或吸收此带宽之外的光的绝大部分。

【发明内容】

[0005]本发明公开了光伏组件，所述光伏组件包括背板和叠置在背板上方的多个光伏电池。背板具有未被光伏电池覆盖的开口区域。背板可为包括多层光学膜的反射性背板，或者光伏组件可包括独立于背板的反射性多层光学膜。多层光学膜具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘。
[0006]在一个方面，本发明提供了光伏组件，所述光伏组件包括反射性背板和叠置在反射性背板上方的多个光伏电池。所述多个光伏电池彼此间隔开，使得反射性背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖。反射性背板包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。光伏电池具有吸收带宽，并且多层光学膜反射对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
[0007]在另一方面，本发明提供了光伏组件，所述光伏组件包括背板和叠置在背板上方的多个光伏电池。所述多个光伏电池彼此间隔开，使得背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖。光伏组件还包括在背板的至少一些开口区域中定位在背板上的反射性膜。反射性膜包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。光伏电池具有吸收带宽，并且多层光学膜反射对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
[0008]根据美学要求，反射性背板或反射性膜可看起来为无色的或有色的。在一些实施例中，多层光学膜为色移膜，并且反射性背板或反射性膜在零度视角下进行观察时相比于在斜角下进行观察时可看起来具有不同的颜色。这种色移可为美学上美观的并且可在光伏组件安装在建筑物上或整合到建筑物内时提供独特的外观。反射性背板或反射性膜可提供白色背板的可用替代形式，所述白色背板在一些应用中不受欢迎，因为它们被视为会降低使用其的建筑物的美学吸引力。
[0009]由于可用于制备本文所公开的反射性背板或反射性膜的多层光学膜具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘，则根据本发明的光伏组件相比于未设有本文所公开的多层光学膜的常规背板(例如，黑色背板或白色背板)可具有降低的刺眼程度。
[0010]此外，由于可用于制备本文所公开的反射性背板或反射性膜的多层光学膜具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘，则在一些实施例中，根据本发明的光伏组件可至少部分地透射可见光。在这些实施例中，通常施用多层光学膜的任何基底以及设置在多层光学膜或光伏组件上的任何涂层也至少部分地透射可见光。有利的是，当将这些实施例的光伏组件安装在建筑物或结构中时，该组件允许可见光进入建筑物或结构内(即，其允许米光)。
[0011]在一些实施例中，由于多层光学膜反射对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分，则光伏电池的功率输出可有所提高。在这些实施例的一些中，多层光学膜设有纹理化表面。纹理化表面可增加通过全内反射提供至光伏电池的光。
[0012]在本专利申请中:
[0013]诸如“一个”、“一种”和“所述”这样的术语并非旨在指单数个体，而是包括一般类另O，其中的具体例子可用来作举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少
一种”互换使用。
[0014]由包括两个或更多个项目的列表后随的短语“至少一(个)种”是指列表中项目的任一个以及列表中两个或更多个项目的任意组合。
[0015]术语“光”是指电磁辐射，无论对于人的肉眼是否可见。
[0016]术语“聚合物”是指基本上由一个或多个重复单体单元组成的大分子化合物，或者基本上由一个或多个类似重复单体单元组成的大分子化合物的混合物。
[0017]术语“多个”是指不止一个。根据本发明的光伏组件中的光伏电池的数量为至少两个，但组件中的光伏电池的数量可根据光伏组件和光伏电池的所需尺寸来进行修改。
[0018]除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明，其中:
[0020]图1为根据本发明的一些实施例的光伏组件的平面图，其中任选覆盖件的部分已被移除；
[0021]图2为图1的光伏组件的一部分的片断剖视图；[0022]图3为根据本发明的其他实施例的光伏组件的剖视图；并且
[0023]图4为根据本发明的其他实施例的光伏组件中的反射性背板的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0024]图1和2示出了根据本发明的一些实施例的光伏组件I。光伏组件I包括多个矩形光伏电池4，但光伏电池的形状、尺寸、和数量可不同于所示的例子。尽管未示出，但每个光伏电池通常包括其前表面(呈栅格形式，所述栅格包括通过一条或多条汇流条互连的狭窄、细长平行指的阵列)上的前触点和其后表面上的后触点。可(例如)按照美国专利N0.4, 751, 191 (Gonsiorawski 等人)、N0.5, 074, 920 (Gonsiorawski 等人)、N0.5, 118, 362(St.Angelo 等人)、N0.5, 178, 685 (Borenstein 等人)、N0.5, 320, 684 (Amick 等人)和N0.5, 478, 402 (Hanoka)中所不和所述来制备光伏电池。光伏电池通常排列成平行的行和列，但可使用其他构型。参见图2，光伏电池通常由电引线8互连，所述电引线8通常呈平坦铜带的形式。制备光伏组件的通常操作为以串联形式互连每行中的电池以便形成串，并且随后根据安装该组件的电气系统的电压和电流要求以串联形式、并联形式、或者某种串联/并联组合的形式来连接串。在图2中，通过如下方式来串联地连接串中的相邻电池:将柔性铜带8的一端焊接到一个光伏电池的背电极并且将同一带的相对端焊接到下一个连续光伏电池上的前触点的汇流条。
[0025]在图2所示的实施例中，光伏组件包括反射性背板。在图示实施例中，背板包括可由各种材料制成并且可为刚性或柔性的基底6。基底6通常为电绝缘材料，例如，玻璃、塑料、利用玻璃纤维强化的塑料、或者木质刨花板。在一些实施例中，基底为(例如)以商品名“TEDLAR”得自特拉华州威尔明顿市E.1 DuPont du Nemours&C0.(E.1DuPont duNemours&C0.，Wilmington, DE)的含氟聚合物膜。通过设置在基底6上多层光学膜11来将反射性背板制成反射性的。多层光学膜11在下文中进行详细地描述。任选的粘结层(例如，下文所述的那些中的任何一者)可用于将多层光学膜粘结到基底6。在一些实施例中，无需存在基底6。在这些实施例中，多层光学膜形成反射性背板。反射性背板具有未被多个光伏电池覆盖的开口区域5，如图1最佳所示。
[0026]在如图1和2所示的一些实施例中，任选的前覆盖件10叠置在电池上方。前覆盖件10通常为片材形式的平坦透光和非导电覆盖件，其也充当电池支承结构的一部分。覆盖构件10可具有约1/8〃至约3/8〃范围内(在一些实施例中，至少约1/4")的厚度，并且具有介于约1.3和3.0之间的折射率。用于前覆盖件10的示例性的可用材料包括玻璃或塑料(如，聚碳酸酯或丙烯酸类聚合物)。
[0027]包封材料14夹置在基底6和透明的前覆盖件10之间并且围绕电池4及其电连接器带8，所述包封材料14通常由合适的透光、非导电材料制成。示例性的可用包封材料14为乙烯乙酸乙烯酯共聚物(已知商品名为“EVA”)或离聚物。通常，包封材料14设置成分立片材的形式，所述分立片材定位在多个光伏电池的上面和下面，且这些组件又夹在多层光学膜11和前覆盖件10之间。其后，通常在真空下加热此夹心件，由此使得包封材料片材变为足够液化的，以流动到电池周围并且包封电池，同时填充可因空气排空而在前覆盖件和背板之间的空间内产生的任何空隙。冷却时，液化的包封材料凝固并且就地固化以形成透明固体基质，所述透明固体基质包封电池并且完全地填充多层光学膜11和覆盖件10之间未被相互间隔开的电池和形成其电互连件的组件占据的空间。包封材料粘附到前板和背板以便形成层合子组件。
[0028]无论层合子组件如何制备，其通常均设有并且用密封剂18固定到周围框架16，所述密封剂18通常设置在框架和层合子组件的边缘之间。框架可由金属制成或者可由合适的材料(例如，有机塑料或弹性体材料)模制而成。尽管未示出，但应当理解，如图1和图2所示的光伏组件还可设有电端子，所述电端子用于将该组件连接到另一个组件或者直接连接到电路内，其中端子通常附连到背板基底6。另外，光伏组件或其部分可(例如)通过注射包覆层、皱褶、或添加肋、泡沫隔层、或蜂窝结构来加强，以改善其尺寸稳定性。
[0029]图3示出了根据本发明的光伏组件的另一个实施例。光伏组件2包括背板基底6，所述背板基底6可由上文针对示于图1和2中的实施例所述的基底中的任何一者制成。多个光伏电池4叠置在背板基底6上方。多个光伏电池彼此间隔开，使得背板的开口区域未被多个光伏电池4覆盖。反射性膜20定位在这些开口区域的至少一些中。反射性膜20至少部分地由下文详细所述的多层光学膜制成。反射性膜20可被提供成分立膜部分，如图示实施例所示。膜部分可被提供成位于光伏电池4的行或列之间的条带。在其他实施例(未示出)中，反射性膜可被提供成位于光伏电池4下面并且与背板基底6分离的连续层。可通过如下方式来构造光伏组件2:提供(例如)定位在背板基底6和反射性膜或膜部件20之间的呈分立片材形式的包封材料14以及定位在多个光伏电池4上面的包封材料14的另一个分立片材，其中反射性膜20和光伏电池4夹置在背板基底6和前覆盖件10之间。可(例如)按上文所述来执行固化包封材料14。
[0030]在本文所公开的光伏组件的实施例(包括图示实施例)的任何一者中，光伏组件可具有一定范围的开口区域。例如，背板或反射性背板中可为开口的面积百分比可为至少5%、8%、10%、15%、或20%。在一些实施例中，背板或反射性背板中可为开口的面积可为至多25%、30%、40%、或 50%。
[0031]根据本发明的光伏组件包括反射性背板或定位在背板上的反射性膜。反射性背板或反射性膜包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。具有至少一种第一聚合物和一种第二聚合物的交替层的常规多层光学膜可用于制造反射性背板或膜。通过选择具有适当折射率的适当层对、层厚、和/或层对数量，光学叠堆可被设计用于透射或反射所需波长的光。
[0032]通过适当地选择第一光学层和第二光学层，本文所公开的光伏组件中的反射性背板或反射性膜可被设计用于反射或透射所需带宽的光。在光学叠堆中的光学层之间的每个界面处产生反射，所述层分别具有不同的折射率Ii1和n2。在相邻光学层的界面处不反射的光通常穿过连续的层并且在随后的光学层中被吸收，在某随后的界面处反射或者完全透射通过光学叠堆。通常，将给定层对中的光学层选择为(例如)对反射性所需的那些光波长基本上透明。在层对界面处未被反射的光传送至下一层对界面，在此处光的一部分被反射并且未反射光继续前进，如此类推。增加光学叠堆中的光学层数可提供更大的光学功率。以此方式，具有多个光学层的光学层叠堆能够产生高度反射性。例如，如果层对之间的折射率较小，则光学叠堆可能达不到所需的反射率，但通过增加层对数就可以实现足够的反射率。在本发明的一些实施例中，光学叠堆包括至少2个第一光学层和至少2个第二光学层、至少5个第一光学层和至少5个第二光学层、至少50个第一光学层和至少50个第二光学层、至少200个第一光学层和至少200个第二光学层、至少500个第一光学层和至少500个第二光学层、或者至少1000个第一光学层和至少1000个第二光学层。通常，第一光学层的至少一部分和第二光学层的至少一部分紧密接触。
[0033]通常，相邻光学层的界面的反射率与第一光学层和第二光学层在反射波长下的折射率差值的平方成正比。层对之间的折射率的绝对差值(Ii1-1i2)通常为0.1或更大。第一光学层和第二光学层之间较高的折射率差值可用于(例如)提供较高的光学功率(如，反射性)，因此能够获得较大的反射带宽。然而，在本发明中，取决于所选择的层对，层对之间的绝对差值可以小于0.20、小于0.15、小于0.10、小于0.05或者甚至小于0.03。
[0034]每个层的厚度均可通过改变反射量或变动反射波长范围来影响光学叠堆的性能。光学层通常具有待反射波长的约四分之一的平均单个层厚度、以及待反射波长的约二分之一的层对厚度。光学层各自可以是四分之一波长厚，或者光学层可以具有不同的光学厚度，只要层对的光学厚度之和为波长的一半(或其倍数)。例如，为了反射800纳米(nm)的光，平均单个层厚度将为约200nm，并且平均层对厚度将为约400nm。第一光学层和第二光学层可具有相同的厚度。作为另外一种选择，光学叠堆可以包括具有不同厚度的光学层以增加反射波长范围。具有多于两个层对的光学叠堆可包括具有不同光学厚度以在波长范围上提供反射性的光学层。例如，光学叠堆可包括单独进行调节以实现具有特定波长的垂直入射光的最佳反射的层对，或者可包括反射较大带宽上的光的层对厚度的梯度。特定层对的垂直反射率主要取决于各个层的光学厚度，其中光学厚度定义为层的实际厚度与其折射率的乘积。从光学层叠堆反射的光的强度随其层对的数量和各个层对中的光学层的折射率差而变化。比率Ii1Cl1/Oi1C^n2(I2)(常常称为“f_比”)与给定层对在指定波长下的反射率有关。在f-比中，Ii1和n2为层对中的第一光学层和第二光学层在指定波长下的相应折射率，并且Cl1和d2为层对中的第一光学层和第二光学层的相应厚度。通过适当选择折射率、光学层厚度、和f比，可对第一级 反射的强度实施某种程度的控制。
[0035]可使用公式λ /2=11^!+--来调节光学层以反射法向入射角下的波长λ的光。在其他角度处，层对的光学厚度取决于穿过组成光学层的距离(其大于层的厚度)和光学层的三个光轴中至少两个光轴上的折射率。
[0036]可用于本文所公开的反射性背板或反射性膜的多层光学膜中的光学叠堆通常全部或大部分包括四分之一波膜叠堆。在这种情况下，控制光谱需要控制薄膜叠堆内的层厚分布。可通过结合用显微镜技术获得的层分布信息使用美国专利N0.6，783，349 (Neavin等人)中教导的轴杆设备来调节此类光学叠堆的层厚度分布，从而得到改善的光谱特性。
[0037]层厚度分布控制的基本方法涉及根据目标层厚度分布和所测量层厚度分布的差异来调整轴杆区功率设置。调节给定反馈区域中的层厚度值所需的轴杆功率的增加首先会以该加热器区域中生成的每一层所得厚度变化(纳米)的热输入(瓦特)来校准。使用针对275个层的24个轴杆区可以实现光谱的精密控制。一旦经过校准，就可以在给定目标分布和所测量分布的情况下计算所需的功率调整。可以重复该过程直到两种分布一致。
[0038]用于提供具有受控的光谱的多层光学膜的理想技术包括使用轴杆加热器控制共挤出聚合物层的层厚度值，如美国专利N0.6，783，349 (Neavin等人)中所教导的；通过使用层厚度测量工具(如，原子力显微镜、透射型电镜、或扫描电镜)，在制备期间适时地反馈层厚度分布；用于产生所需的层厚度分布的光学建模；以及基于所测层分布与所需层分布之间的差值来进行轴杆调节。
[0039]光学叠堆的层厚度分布(层厚度值)可被调节为大致线性分布，其中第一(最薄)光学层被调节为对于所需反射带宽的左谱带边缘具有约四分之一波光学厚度(折射率X物理厚度)并且渐变成最厚层，所述最厚层可被调节为对于所需反射带宽的右谱带边缘具有约四分之一波厚光学厚度。在一些实施例中，将两个或更多个具有不同反射谱带的多层光学膜层合在一起，以加宽反射谱带。
[0040]光学层的双折射(如，通过拉伸弓I起)可增加层对中的光学层的折射率差。根据(例如)光学层数、f-比和折射率，包括以两个相互垂直的面内轴取向的层对的光学叠堆为高效的反射器，所述反射器能够反射极高百分比的入射光。
[0041]本文所公开的反射性背板或反射性膜中的多层光学膜具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘。左谱带边缘为多层光学膜从透射转换成反射的波长。反射性背板或反射性膜可被设计用于在可见光范围(如，600至700nm的范围)内或在红外范围(如，700至900nm的范围)内从透射转换成反射。在一些实施例中，多层光学膜为色移膜。色移膜随视角的变化而改变颜色。例如，如果多层光学膜的左谱带边缘为约650纳米，则相对于白色背景而言，膜在零度视角下可看起来为青色的并且在45至60度的偏转视角下可看起来为钴蓝色的。又如，如果多层光学膜的左谱带边缘为约720纳米，则相对于白色背景而言，膜在零度视角下可看起来为无色的并且在45至60度的偏转视角下可看起来为青色的。对于窄透射谱带(即，约IOOnm或更小范围内的透射谱带)而言,可在连续较大的入射角下观察到多种颜色。有关色移膜的其他细节可见于(例如)美国专利N0.6，531，230 (Weber等人)和N0.6, 045, 894 (Jonza等人)中。如上文所讨论的，色移膜可提供具有独特和迷人外观的光伏组件。
[0042]在根据本发明的光伏组件中，反射性背板或反射性膜反射对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。“至少一部分”包括诸如至少25nm、50nm、100nm、150nm、或200nm之类的带宽。合适的光伏电池包括已利用多种半导体材料开发的那些。各种类型的半导体材料具有特征性的带隙能，这使得其在光的某些波长下最高效地吸收光，或者更准确地说，在一部分太阳光谱上吸收电磁辐射。可用于制备光伏电池的示例性合适材料及其光伏光吸收谱带边缘波长包括:晶体娃单结(约400nm至约1150nm)、非晶娃单结(约300nm至约720nm)、带状娃(约350nm至约1150nm)、铜铟镓硒化物(CIGS)(约350nm至约llOOnm)、締化镉(CdTe)(约400nm至约895nm)、和砷化嫁(GaAs)多结(约350nm至约1750nm)。光伏电池也可为双面电池或染料敏化电池。在一些实施例中，光伏电池为晶体硅单结电池、带状硅电池、CIGS电池、GaAs多结电池、或CdTe电池。在一些实施例中，光伏电池为晶体硅单结电池、带状硅电池、CIGS电池、或GaAs电池。在一些实施例中，光伏电池为晶体硅单结电池。一直在开发适用于制备光伏电池的新材料。在一些实施例中，光伏电池为有机光伏电池。在这些实施例的一些中，有机光伏电池为透明的，这可有益于本文所公开的光伏组件的一些实施例的采光。
[0043]通常，在根据本发明的光伏组件中，对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分包括近红外波长和任选较长可见光波长的光。在一些实施例中，根据本发明的反射性背板或反射性膜反射位于650nm至1100nm、650nm至1500nm、875nm至llOOnm、或900nm至1500nm的波长范围的至少一部分中的光。对于这些波长范围中的任何一者而言，反射性背板或反射性膜在法向入射角下可具有至少百分之30、40、50、60、70、80、90、95、97、98、或99的平均反射率。在一些实施例中，对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围之外的光穿过反射性背板或反射性膜。在其他实施例中，对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围之外的光中的一些被反射性背板或反射性膜吸收，如下文所述。选择反射与所选择的光伏电池匹配的波长范围内的至少一部分光的多层光学膜能显著地增强光伏电池的可操作效率，同时降低不利于光伏电池的福射。
[0044]在一些实施例中，本文所公开的光伏组件中的反射性背板或反射性膜透射可见光。即，透射400至700纳米范围内的波长的至少一部分。“至少一部分”是指不仅包括400至700纳米的整个波长范围，而且包括波长的一部分，例如至少25nm、50nm、100nm、150nm、或200nm的带宽。在一些实施例中，反射性背板或反射性膜中的多层光学膜具有至少百分之30、40、50、60、70、80、85、90、92、或95的平均可见光透射率。在这些实施例中，可在多层光学膜的法角下或者在45或60度的偏转角下测量透射率。在一些实施例中，多层光学膜在垂直于该多层光学膜的角度下具有至少百分之45、50、60、70、80、85、90、92、或95的平均可见光透射率。在一些实施例中，多层光学膜在O度入射角(即，垂直于膜的角度)下对于选自400纳米至500纳米、400纳米至600纳米、和400纳米至700纳米的波长范围具有至少百分之45、50、60、70、80、85、90、92、或95的平均可见光透射率。
[0045]在多个光伏组件构造(如，屋顶或建筑物外部上的常规组件)中，不需要透射可见光。例如，常规太阳能背板可形成于不透明基底(其(例如)可为黑色或白色的)上。相比之下，在本发明的一些可用实施例中，反射性背板或反射性膜透射可见光，所述可见光可用于(例如)建筑物或结构内的采光。在这些实施例的一些中，根据本发明的光伏组件安装在建筑物中并且允许可见光通过背板进入建筑物。
[0046]本文所公开的反射性背板或反射性膜包括多层光学膜，所述多层光学膜包括具有不同折射率的第一和第二光学层。通常，第一和第二光学层为聚合物层。在本文中，术语“聚合物”将理解为包括均聚物和共聚物，以及可通过例如共挤出法或通过包括酯交换反应在内的反应而形成可混溶共混物的聚合物或共聚物。术语“聚合物”和“共聚物”包括无规共聚物和嵌段共聚物两者。本文所述的第一光学层中的聚合物相比于第二光学层中的聚合物具有更高的折射率。在一些实施例中，用于第一光学层的聚合物的可用类型包括聚酯和聚碳酸酯。
[0047]聚酯可衍生自(例如)内酯的开环加聚反应或者二羧酸(或其衍生物，例如(如)，二酰卤或二酯)与二醇的缩合反应。示例性的二羧酸包括2，6-萘二甲酸；对苯二甲酸；间苯二甲酸；邻苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰片烯二羧酸；双环辛烷二羧酸；1，6-环己烷二羧酸；叔丁基间苯二甲酸；偏苯三酸；间苯二甲酸磺酸钠；4，4’-联苯二羧酸。这些酸的酰卤和低级烷基酯(例如甲基或乙基酯)也可用作官能化等同物。在此上下文中，术语“低级烷基”是指具有一个至四个碳原子的烷基。示例性的二醇包括乙二醇；丙二醇；1，4_ 丁二醇；1，6_己二醇；新戊二醇；聚乙二醇二甘醇；三环癸二醇；1，4-环己烷二甲醇、降莰二醇；二环辛二醇；三羟甲基丙烷；季戊四醇；1，4-苯二甲醇；双酚A ;1，8- 二羟基联苯；以及1,3-双(2-羟基乙氧基)苯。
[0048]在一些实施例中，第一光学层包含双折射聚合物。可用于形成双折射光学层的示例性聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯(PEN);衍生自萘二甲酸、其他二羧酸、和二醇的共聚酯(coPEN)(如，通过90当量萘二甲酸二甲酯、10当量对苯二甲酸二甲酯、和100当量乙二醇共缩合衍生的聚酯)；衍生自诸如描述于美国专利N0.6，449，093B2 (Hebrink 等人)或美国专利申请公开 N0.2006/0084780A1 (Hebrink 等人)中的那些的对苯二甲酸的共聚酯；衍生自诸如描述于美国专利N0.6，352，761 (Hebrink等人)和N0.6，449，093 (Hebrink等人)中的那些的PEN的共聚物(CoPEN);聚醚酰亚胺；聚酯/非聚酯组合?’聚2，6-萘二甲酸丁二醇酯(PBN);改性的聚烯烃弹性体、热塑性弹性体；热塑性聚氨酯(!PU);和可用于(例如)低UV光吸光度的间同立构聚苯乙烯(sPS);以及它们的组合。
[0049]在一些实施例中，第一光学层包含丙烯酸类树脂(如，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))、聚烯烃(如，聚丙烯)、环烯烃共聚物、或者它们的组合。例如，当第二光学层包含含氟聚合物时，这些实施例可为可用的。
[0050]可用于第一光学层的示例性的特定聚合物产品包括得自(例如)田纳西州金斯波特市伊斯曼化学公司(Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn.)的具有 0.74dL/g 的特性粘度的PET和(例如)以商品名“CP71”和“CP80”得自特拉华威尔明顿市英力士丙烯酸公司(Ineos Acrylics, Inc., Wilmington, DE)的 PMMA。
[0051]多层光学膜的第二光学层可由(例如)多种聚合物制成。第二光学层中的聚合物可具有与第一光学层中的聚合物相容的玻璃化转变温度。在一些实施例中，第二光学层中的聚合物的折射率类似于可用于制备第一光学层的双折射聚合物的各向同性折射率。可用于第二光学层中的示例性的可熔融加工的聚合物包括:聚酯(如，可从田纳西州金斯波特市伊斯曼化学公司(Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn.)的商购获得的聚对苯二甲酸环己二甲酯)；聚砜；聚氨酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚碳酸酯；聚二甲基硅氧烷；聚二有机硅氧烷-聚乙二酰嵌段共聚物(OTP)，例如，描述于美国专利申请公开N0.2007/0148474A1(Leir等人)和N0.2007/0177272A1 (Benson等人)中的那些；含氟聚合物，包括均聚物如聚偏二氟乙烯(PVDF)，共聚物如四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)，六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物(HTE);四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物(ETFE);乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物(EV`A);乙烯和三氟氯乙烯的共聚物(ECTFE)，含氟弹性体；丙烯酸类树脂，例如PMMA (如，以商品名“CP71”和“CP80”得自英力士丙烯酸公司(Ineos Acrylics)的PMMA)和甲基丙烯酸甲酯的共聚物(coPMMA)(如，由75重量％的甲基丙烯酸甲酯和25重量％的丙烯酸乙酯制成的coPMMA (以商品名“PERSPEX CP63”得自英力士丙烯酸公司(Ineos Acrylics, Inc.))和由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯形成的coPMMA);苯乙烯系聚合物；醋酸乙烯酯共聚物(如，乙烯-醋酸乙烯共聚物)；乙烯和环烯烃的共聚物(COC) ;PMMA和PVDF (如，以商品名“S0LEF”得自德克萨斯州休斯顿市苏威聚合物公司(Polymers, Inc.，Houston, Tex.))的共混物；聚烯烃共聚物,例如，以商品名“ENGAGE8200”得自密歇根州米德兰市陶氏化学公司(Dow Chemical C0.,Midland, Ml)的聚(乙烯-co-辛烯)(ΡΕ-Ρ0)、以商品名“Z9470”得自德克萨斯州达拉斯市国际泳联石油化工有限公司(Fina Oil and Chemical C0., Dallas, TX)的聚(丙烯-co_ 乙烯)(PPPE)、以及以商品名“REXFLEX Will”得自犹他州盐湖城亨斯迈化学公司(Huntsman ChemicalCorp., Salt Lake City, UT)的无规聚丙烯(aPP)和等规聚丙烯(iPP)的共聚物；以及它们的组合。第二光学层还可由官能化聚烯烃制得，例如线性低密度聚乙烯-g_马来酸酐(“LLDPE-g-MA”)(如，以商品名“BYNEL4105”得自特拉华州威尔明顿市杜邦公司(E.1.duPont de Nemours&C0., Inc., Wilmington, DE))或者此聚合物与上述其他物质的共混物。
[0052]在一些实施例中，适用于第二光学层的聚合物组合物包括PMMA、CoPMMA、聚二甲基硅氧烷草酰胺基链段共聚物(SPOX)、含氟聚合物(包括诸如PVDF之类的均聚物以及诸如衍生自四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(THV)的那些之类的共聚物)、PVDF和PMMA的共混物、丙烯酸酯共聚物、苯乙烯、苯乙烯共聚物、硅氧烷共聚物、聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚碳酸酯共混物、聚碳酸酯和苯乙烯马来酸酐的共混物、以及环烯烃共聚物。在一些实施例中，第二光学层包含聚(甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸甲酯与其他丙烯酸酯单体的共聚物、或者聚(甲基丙烯酸甲酯)与聚(偏二氟乙烯)的共混物。
[0053]用于制备多层光学膜的聚合物组合物的选择将取决于将被反射到所选光伏电池上的所需带宽。第一和第二光学层中的聚合物之间的较高折射率差产生较大的光学功率，因而允许较大的反射带宽。或者，可采用附加层来提供更大的光学功率。第一和第二聚合物层的示例性可用组合包括聚对苯二甲酸乙二醇酯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚二甲基硅氧烷草酰胺基链段共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚偏二氟乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)共混物；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的共聚物；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯与聚二甲基硅氧烷草酰胺基链段共聚物；聚萘二甲酸2,6-乙二醇酯与聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚对苯二甲酸乙二醇酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯的共聚物与聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯的共聚物与聚二甲基硅氧烷草酰胺基链段共聚物；间规立构聚苯乙烯与聚二甲基硅氧烷草酰胺基链段共聚物；间规立构聚苯乙烯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的共聚物；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯的共聚物与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯与含氟弹性体；间规立构聚苯乙烯与含氟弹性体；聚萘二甲酸2，6-乙二醇酯的共聚物与含氟弹性体；以及聚(甲基丙烯酸甲酯)与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯的共聚物。
[0054]有关材料选择以及光学叠堆和多层光学膜的制备的其他考虑因素在美国专利N0.5，552，927 (Wheatley 等人)；N0.5，882，774 (Jonza 等人)；N0.6，827，886 (Neavin 等人)；N0.6，830，713 (Hebrink等人)；和N0.7，141，297 (Condo等人)；以及国际专利申请公开 N0.W02010/078289 (Hebrink 等人)中有所描述。
[0055]在一些实施例中，反射性膜或反射性背板包括施用到多层光学膜的至少一个表面上的紫外光保护层(UV保护层)。在一些实施例中，可将UV保护层施用到两个表面上。UV保护层通常屏蔽多层光学膜以免经受可引起劣化的UV辐射。具体地讲，280nm至400nm的紫外线辐射可引起塑料的劣化，这进而引起颜色变化和机械性能变差。抑制光致氧化劣化对于需要长期耐久性的户外应用而言是有益的。聚对苯二甲酸乙二醇酯对UV光的吸收(例如，从360nm左右开始)在低于320nm时显著增加，而在低于300nm时非常突出。聚萘二甲酸乙二醇酯强烈吸收310-370nm范围内的UV光，吸收尾部延伸至约410nm，并且吸收最大值出现在352nm和337nm处。链断裂发生在存在氧气的情况下，并且主要光致氧化产物为一氧化碳、二氧化碳和羧酸。除了酯基团的直接光解外，还必须考虑氧化反应，其经由过氧化物自由基同样形成二氧化碳。[0056]可用的UV保护层可通过反射UV光、吸收UV光、散射UV光、或它们的组合来屏蔽多层光学膜。可用的UV保护层可包含能够长期经受UV辐射同时能够反射、散射、或吸收UV辐射的聚合物或聚合物组合。此类聚合物的非限制例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、有机硅热塑性塑料、含氟聚合物及其共聚物、以及它们的共混物。示例性的UV保护层包含聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚偏二氟乙烯的共混物。
[0057]可将多种可选添加剂加入UV保护层中，以帮助其保护多层光学膜的功能。添加剂的非限制例子包括选自紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、及其组合的一种或多种化合物。
[0058]UV稳定剂(例如，UV吸收剂)是可以干预光致劣化的物理及化学过程的化学化合物。因此，可通过使用包含UV吸收剂的保护层有效地阻挡UV光，来防止聚合物由于UV辐射而光致氧化。UV吸收剂通常以能吸收至少70%、通常80%、更通常大于90%或者甚至大于99%的180nm至400nm波长范围的入射光的量包含在紫外线吸收层中。UV吸收剂可为红移UV吸收剂，所述红移UV吸收剂在长波UV区域中具有增大的光谱覆盖率，使其能够阻挡可造成聚酯泛黄的长波长UV光。通常，UV保护层厚度为10微米至500微米，但在一些应用中可使用更厚和更薄的UV吸收层。通常，UV吸收剂以2重量％至20重量％的量存在于UV吸收层中，但在一些应用中还可使用更低和更高的量。在一些实施例中，紫外光保护层包含聚(偏二氟乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、和紫外光吸收剂。
[0059]一种示例性的UV吸收剂为苯并三唑化合物，5-三氟甲基-2-(2-羟基_3_ α -枯基-5-叔辛基苯基)-2Η_苯并三唑。其他示例性的苯并三唑包括2-(2-羟基-3，5-二-α -异丙苯基苯基)-2Η-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-2H_苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3，5- 二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3，5- 二-叔戊基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3- α -异丙苯基-5-叔辛基苯基)-2Η-苯并三唑、和2- (3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2Η-苯并三唑。其他的示例性UV吸收剂包括2-(4, 6- 二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-酚(以商品名“CGXUVA006”得自纽约弗朗汉姆公园巴斯夫公司(BASF, Florham Park, N.J.)的二苯基三嗪)、和以“TINUVIN1577”和“TINUVIN900”得自纽约州塔里敦市汽巴特种化学品公司(Ciba Specialty ChemicalsCorp.，Tarrytown, N.Y.)的那些。另外,UV吸收剂可与受阻胺光稳定剂(HALS)和/或抗氧化剂联合使用。示例性的HALS包括以“CHIMASS0RB944”和“TINUVIN123”得自汽巴特种化学品公司(Ciba Specialty Chemicals Corp.)的那些。示例性的抗氧化剂包括以“IRGAN0X1010” 和 “ULTRAN0X626” 得自汽巴特种化学品公司(Ciba Specialty ChemicalsCorp.)的那些。
[0060]UV吸收层中可包括其他添加剂。非色素性微粒氧化锌和氧化钛也可用作UV吸收层中的阻挡或散射添加剂。例如，可将某些纳米级粒子分散于聚合物或涂布基底中，以使紫外线辐射劣化程度最小。纳米粒子对可见光是透明的，同时散射或吸收有害的UV辐射，从而减少对热塑性塑料的损害。美国专利N0.5，504, 134 (Palmer等人)(例如)描述了通过使用粒度在约0.001微米至约0.20微米范围内、并且在一些实施例中在约0.01微米至约0.15微米范围内的金属氧化物粒子来减弱因紫外线辐射引起的聚合物基底劣化。美国专利N0.5,876, 688 (Laundon)描述了用于制备微粉化氧化锌粒子的方法，所述微粉化氧化锌粒子足够小从而在作为UV阻挡剂和/或散射剂掺入到油漆、涂料、面漆、塑料制品、化妆品中时是透明的。这些可减弱紫外线辐射的粒度在IOnm至IOOnm范围内的细小粒子(例如，氧化锌和氧化钛)可从(例如)新泽西州南普伦菲尔德市科博产品公司(KoboProducts, Inc., South Plainfield, NJ)商购获得。阻燃剂也可作为添加剂掺入到UV吸收层中。
[0061]紫外光保护层的厚度取决于由Beer-Lambert定律计算的特定波长下的光密度目标。在典型的实施例中，紫外光吸收层的光密度在380nm下大于3.5 ;在390nm下大于1.7 ；在400nm下大于0.5。本领域普通技术人员将认识到，光密度在制品的长使用寿命期间必须保持相当恒定，以便提供预期的保护功能。
[0062]在一些实施例中，紫外光保护层为多层紫外光反射镜(多层UV反射镜)。多层UV反射镜反射UV光；例如，UV光在法向入射角下被反射的至少一部分为至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、或95%。多层紫外光反射镜通常为如下多层光学膜,所述多层光学膜反射约350nm至约400nm、或者在一些实施例中300nm至400nm的光波长。在一些实施例中，这些波长包括在光伏电池的吸收带宽内。可根据上文所述的用于制备多层光学膜的技术来制备多层紫外光反射镜，不同的是用于层对(如，在一些实施例中，第三和第四光学层)的聚合物、层厚、和层的数量被选择用于反射UV光。制备多层光学膜的聚合物通常被选择为使其不吸收300nm至400nm范围内的UV光。可用于制备多层UV反射镜的示例性的合适聚合物对包括聚对苯二甲酸乙二醇酯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物；聚(甲基丙烯酸甲酯)与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯与SPOX ;聚(甲基丙烯酸甲酯)与SPOX ;间规立构聚苯乙烯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物；间规立构聚苯乙烯与SPOX ;改性的聚烯烃共聚物(如，EVA)与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物；热塑性聚氨酯与四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物；以及热塑性聚氨酯与SP0X。在一些实施例中，将以商品名“DYNEON THV”(如，220级或2030级)得自明尼苏达州奥克代尔市戴尼昂公司(Dyneon LLC, Oakdale, MN)的四氟乙烯、六氟丙烯、和偏二氟乙烯共聚物的共混物与PMMA结合使用以获得反射300-400nm的多层UV反射镜，或者与PET结合使用以获得反射350-400nm的多层反射镜。通常，总共100至1000层的聚合物组合适用于本发明。多层UV光反射镜的例子可见于(例如)国际专利申请公开N0.W02010/078105(Hebrink 等人)中。
[0063]在其中本文所公开的反射性背板或反射性膜的多层光学膜包括多层UV反射镜的一些实施例中，多层UV反射镜包含UV吸收剂，所述UV吸收剂包括上文所述的UV吸收剂中的任何一种。UV吸收剂可位于(例如)一个或多个光学层中或者位于多层UV反射镜的光学层叠堆任一侧的一个或多个非光学表层中。
[0064]尽管可将UV吸收剂、HALS、纳米粒子、阻燃剂、和抗氧化剂添加到UV保护层中，但在其他实施例中，可将UV吸收剂、HALS、纳米粒子、阻燃剂、和抗氧化剂添加到多层光学层自身中和/或任选的非光学表层或耐久表涂层中。还可将荧光分子和荧光增白剂添加到UV保护层、多层光学层、任选的耐久表涂层、或它们的组合中。
[0065]在一些实施例(包括其中反射性背板或反射性膜内的多层光学膜含有UV保护层(如上述实施例中的任何一者中所述)的实施例)中，反射性背板或反射性膜表现出耐UV光劣化性。可利用描述于ASTM G155中的风化周期和工作在反射模式下的D65光源来确定耐UV光劣化性。在一些实施例中，在指出的测试下，反射性背板或反射性膜未显著地改变颜色、雾度、或透射比，并且未显著地断裂、剥离、或分层。在一些实施例中，当在340nm下曝光至少18，700kJ/m2之后，利用反射性背板或反射性膜的CIE L*a*b*标度获得的b*值增加10或更小、5或更小、4或更小、3或更小、或者2或更小。在一些实施例中，当在340nm下曝光至少18，700kJ/m2之后，反射性背板或反射性膜的雾度相对初始雾度的差值为至多20%、15%、10%、5%、2%、或1%。在一些实施例中，当在340nm下曝光至少18，700kJ/m2之后，反射性背板或反射性膜的透射率相对初始透射率的差值为至多20%、15%、10%、5%、2%、或1%。
[0066]在一些实施例(尤其是其中本文所公开的反射性背板或反射性膜中的多层光学膜透射可见光的实施例)中，UV保护层也至少部分地透射可见光。
[0067]在一些实施例中，本文所公开的反射性背板或反射性膜包括如下层，所述层包含红外吸收粒子以吸收未被反射的红外光中的至少一些。红外吸收粒子可包含在一些光学层中或者(例如)多层光学膜的非光学表层中。红外线辐射吸收性纳米粒子可以包括优先吸收红外线辐射的任何材料。适用材料的例子包括金属氧化物(例如锡、锑、铟和锌的氧化物)以及掺杂型氧化物。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子包括氧化锡、氧化锑、氧化铟、掺铟的氧化锡、掺锑的氧化铟锡、氧化锑锡、掺锑的氧化锡或其混合物。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子包括氧化锑(ATO)和/或铟锡氧化物(ITO)。例如，在其中光伏组件透射可见光并且安装在建筑物或其他结构内的应用中，可为有用的是包括红外吸收粒子。在这些应用中，红外吸收粒子可防止未被反射的红外光中的至少一些进入建筑物或结构。
[0068]在一些实施例中，本文所公开的反射性背板或反射性膜中的多层光学膜包括粘结层(例如)以将具有不同反射带宽的两个多层光学膜附接在一起或者将多层光学膜附接到任一实施例中的UV保护层。当本发明的光伏组件正被使用并且暴露于室外元素时，任选的粘结层可有利于膜的粘合并且可提供长期稳定性。
[0069]任选的粘结层可为有机的(如，聚合物层或粘合剂)、无机的、或它们的组合。示例性的无机粘结层包括无定形二氧化硅、一氧化硅和金属氧化物(如，五氧化二钽、二氧化钛和氧化铝)。可通过任何合适的手段提供粘结层，包括蒸汽涂布、溶剂浇注和粉末涂布技术。在一些实施例中，任选的粘结层通常基本上不吸收(如，吸收率小于0.1、小于0.01、小于0.001、或小于0.0001) 400nm至2494nm波长范围上的光。可用的粘合剂粘结层包括压敏粘合剂、热固性粘合剂、热熔粘合剂、以及它们的组合。示例性的可用粘合剂粘结层包括以 “OPTICALLY CLEAR LAMINATING ADHESIVE8141” 或以 “OPTICALLY CLEAR LAMINATINGADHESIVE8171”得自明尼苏达州圣保罗市(St.Paul, MN) 3M公司的光学透明的丙烯酸类压敏粘合剂(25微米厚)；如美国专利N0.7，371，464B2 (Sherman等人)中所述的增粘OTP粘合剂；以及如(例如)美国专利申请公开N0.2011/0123800 (Sherman等人)中所述的非有机硅压敏粘合剂。粘结层的其他例子包括SP0X、包括(例如)具有磺酸官能团的改型的CoPET、PMMA/PVDF共混物、具有官能化共聚单体的改性烯烃(例如马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、或乙酸乙烯酯)。另外，UV固化或热固化丙烯酸酯、有机硅、环氧树脂、硅氧烷、聚氨酯丙烯酸酯可适合用作粘结层。粘结层可任选地包含如上所述的UV吸收剂并且可任选地包含常规的增塑剂、增粘剂、或它们的组合。粘结层可以利用常规成膜技术来施加。在一些实施例中，粘结层至少部分地透射可见光。
[0070]在一些实施例中，本文所公开的反射性背板或反射性膜中的多层光学膜包括耐久表涂层以有助于防止因暴露于室外元素而产生的过早劣化。耐久表涂层通常耐磨和耐冲击，并且不妨碍对应于光伏电池的吸收带宽的选定带宽的光的反射。耐久表涂层可包括以下非限制性例子中的一者或多者:PMMA/PVDF共混物、热塑性聚氨酯、可固化聚氨酯、CoPET、环烯烃共聚物(COC)、含氟聚合物及其共聚物(例如，PVDF、ETFE、FEP和THV)、热塑性及可固化丙烯酸酯、交联丙烯酸酯、交联氨基甲酸酯丙烯酸酯、交联氨基甲酸酯、可固化或交联的聚环氧化合物和SP0X。还可采用可剥离的聚丙烯共聚物表层。或者，硅烷二氧化硅溶胶共聚物硬涂层可以用作耐久表涂层，以改善耐刮擦性。耐久表涂层可含有如上所述的UV吸收剂、HALS和抗氧化剂。耐久表涂层可在高温(如，80°C )下并持续15至30分钟来进行固化。
[0071]多种方法可用于评价耐久表涂层的耐磨性和耐冲击性。Taber磨耗测试是一种确定膜的耐磨性的测试，并且耐磨性被定义为材料经受诸如磨擦、刮擦、或侵蚀之类的机械作用的能力。根据ASTM D1044测试方法，500克负载被放置在CS-10磨耗机轮的顶部，并允许在4平方英寸试件上旋转50周。测量Taber磨耗测试之前和之后的样品反射率，结果通过反射率变化％来表示。在一些实施例中，期望反射率变化％小于20%、小于10%、或小于5%。其他适合的机械耐久性测试包括裂断伸长、铅笔硬度、喷砂测试和筛砂磨耗测试。耐久表涂层还可提高反射性背板或反射性膜的耐风化性，这可通过如上所述的ASTM G155来评价。
[0072]在一些实施例中，本文所公开的反射性背板或反射性膜中的多层光学膜包括抗污表涂层。在一些实施例中，所述的耐久表涂层包含至少一种抗污组分。抗污组分的例子包括含氟聚合物、硅树脂聚合物、二氧化钛粒子、多面体低聚倍半硅氧烷(如，以POSS得自密西西比州哈蒂斯堡市混合塑料公司(Hybrid Plastics, Hattiesburg, MS))、以及它们的组合。在一些实施例中，抗污涂层可为疏水性涂层，所述疏水性涂层包括聚合物基质(如，硅树脂或含氟聚合物)和分散于其中的纳米粒子。纳米粒子可为(例如)聚合物(如，含氟聚合物)粒子、介电材料粒子(如，二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、或铟锡氧化物粒子)、或金属(如，金)粒子。有关此类疏水性涂层的其他细节在(例如)Zhang等人的国际专利申请公开N0.2012/058090和N0.2012/058086中有所描述，这两个专利申请的公开内容以引用方式并入本文。在一些实施例中，抗污涂层可包含纳米二氧化硅并且可为无水涂布的。此类涂层的其他细节在Brown等人的国际专利申请公开N0.2012/047867和N0.2012/047877中有所描述，这两个专利申请的公开内容以引用方式并入本文。
[0073]在一些实施例中，背板或反射性背板包括可见光透射基底。合适的基底包括玻璃片材、聚合物片材、聚合物纤维复合物、和玻璃纤维复合物。另外，基底中可包含任选的UV吸收剂(例如，此前所述的那些中的任何一者)。参见图1和图2所示的示例性构造，相同的基底可用于(例如)任选的前覆盖件10以及背板基底6。一种示例性的基底材料为(如)以商品名“SUNLITE MULTIWALL POLYCARBONATE SHEET”得自宾夕法尼亚州库茨敦市帕拉姆美国公司(Palram Americas, Inc., Kutztown, PA)的双层聚碳酸酯片材。在其他实施例中，可见光透射基底可为(例如)以商品名“PLEXIGLAS”得自宾夕法尼亚州费城阿科玛公司(Arkema, Inc, Philadelphia, PA)的丙烯酸类树脂片材。在这些实施例的任何一者中，可见光透射基底不必为完全透明的。可用于本文所公开的光伏组件中的基底和多层光学膜也可(例如)为半透明的并且仍允许可见光进入建筑物或其他结构内。然而，对于其中光伏组件可用于采光的实施例而言，基底不应设有将破坏组件的透可见光特性的任何涂层或片材。例如，在此类实施例中，不应将不透明的白色、黑色、或金属膜、或油漆施用到基底或多层光学膜上。
[0074]在一些实施例中，根据本发明的光伏组件形成为可整合到建筑物或其他结构内的建筑物制品。例如，所述建筑学制品可为窗、天窗、覆盖物或局部覆盖物(例如，顶蓬或遮篷)、中庭、门、或者它们的组合。顶蓬可位于(例如)建筑物、停车场或车棚上面。有利的是，在其中光伏组件透射可见光的实施例中，当建筑学制品作为建筑物或结构的部分进行安装时，光伏组件允许可见光进入建筑物或结构内(即，其允许采光)。
[0075]在一些实施例中，背板(其在一些实施例中为反射性背板)为平面的。例如，反射性背板可处于如下平面内，所述平面完全位于光伏电池所处平面的下面。在其中反射性膜定位在背板上的实施例中，反射性膜(其可被切割成若干部分)可处于不同于光伏电池所处平面的平面内或者其可与光伏电池共面。在一些实施例中，光伏组件中的多层光学膜处于仅一个平面内(即，其为平面的)。这意味着(例如)多层光学膜未被成形为反射到多个光伏电池上的多个反射性表面。当光伏组件中的多层光学膜为平面时，这也可意味着多层光学膜并非为热成形的(例如，如美国专利N0.6，788，463 (Merrill等人)中所述)。
[0076]在一些实施例中，根据本发明的光伏组件可因减少反射到电池上的非可用带宽(如，红外光)而提高光伏电池的效率。这种反射带宽的减少有助于最大程度地降低光伏电池的过热。此外，反射性背板或反射性膜可提供导致较低成本/生成能量($/瓦特)的增强功率输出。在一些实施例中，反射性背板或反射性膜为镜面反射器。在其他实施例中，反射性背板或反射性膜为漫反射器。
[0077]可通过提供具有纹理化表面的多层光学膜来提高光伏组件的功率输出。入射太阳光线从纹理化表面的斜表面反射回。这些被反射的太阳光线反射到相邻的表面结构上，在此处这些太阳光线被直接折射到太阳能转换设备、或者(例如)通过从前覆盖层反射回而全内反射到太阳能转换设备。几乎所有入射太阳光线最终都到达太阳能转换设备中，因而提高了它的效率。
[0078]示例性的纹理化表面包括一系列结构。在一些实施例中，(例如)通过压花辊来将纹理化表面设置在多层光学膜上。在其他实施例中，纹理化表面设有位于多层光学膜上的纹理化层，如图4所示。图4示意性地示出了可用于根据本发明的光伏组件的一些实施例中的背板100。背板100包括任选的基底105、多层光学膜103、和纹理化层109。
[0079]纹理化层109可为单一材料或者可为多层构造，其中纹理化层包含一种材料制齐U，并且基部膜和粘合剂包含不同的材料制剂。另外，该膜和粘合剂层本身可以包含多个层。一般地，纹理化层具有结构化表面，其中相当大一部分的反射光又与该表面上的另一结构相交撞。在一些实施例中，该一系列结构包括被一系列大致平行的谷隔开的一系列基本平行的峰。在横截面中，纹理化层可呈现多种波形。例如，横截面可呈现如下图案:其中每个峰均与每个谷相同的对称锯齿图案；由一系列平行谷隔开的具有不同高度的一系列平行峰；或者具有由一系列平行的、不对称的谷隔开的交替的、平行的、不对称的峰的锯齿图案。在一些实施例中，峰和谷是连续的，而在其他实施例中，也考虑了不连续峰和谷的图案。因而，例如，峰和谷可以在制品的某个部分终止。随着峰或谷从制品的一端行进到另一端，谷也可以变窄或变宽。更进一步，随着峰或谷从制品的一端行进到另一端，给定峰或谷的高度和/或宽度可以改变。
[0080]峰的尺寸一般具有至少约10微米(0.0004英寸)的高度。在一些实施例中，峰的高度至多约250微米(0.010英寸)。在一个实施例中，例如，峰为至少约20微米(0.0008英寸)高，并且在另一个示例性实施例中，峰为至多约150微米(0.006英寸)高。相邻峰之间的峰-峰间距一般为至少约10微米(0.0004英寸)。在另一个实施例中，间距至多约250微米(0.010英寸)。在一个实施例中，该间距为至少约20微米(0.0008英寸)，且在一些实施例中，该间距多达约150微米(0.006英寸)。相邻峰之间的夹角也可以变化。谷可以是平坦的、圆的、抛物线形的，或V形的。峰一般是V形的，并且具有大于90 (在一些实施例中，大于100度、或甚至大于120度)的顶角。本专利申请也涉及顶部具有曲率半径的峰，且此种实施例具有通过针对侧面的最佳拟合线测得的顶角。
[0081]在一些实施例中，所述一系列结构是不均匀结构。例如，该结构在高度、基部宽度、间距、顶角、或其他结构方面都可以不同。在此类实施例中，在整个表面内结构与该表面平面的倾斜度平均偏离水平面小于30度。在其他实施例中，例如，该结构围绕该平面的垂直线在一个尺寸上基本对称。
[0082]纹理化表面可包含(例如)高折射率丙烯酸酯、纳米氧化锆填充的丙烯酸酯(例如，描述于美国专利N0.7，833，621 (Jones等人)中的那些，该专利的实例以引用方式并入本文)、coPEN、含氟聚合物、或聚氨酯。纹理化表面层的折射率通常比包封材料的折射率高至少0.05或者比包封材料的折射率低0.05。在一些实施例中，当用于光伏组件中的包封材料为EVA时，纹理化表面层的折射率为至少1.55或至多1.45。该反应混合物也可以包含不可缩聚的附加组分，且一般包含至少一种UV稳定剂。可(例如)在模具或工具中执行聚合物的固化以在固化表面中产生纹理化表面。
[0083]当将抗反射表面结构化膜或涂层施用到本文所公开的光伏组件中的电池的前表面时，可实现光伏电池功率输出的进一步增强。膜或涂层中的表面结构通常改变光的入射角，使得其超过临界角进入聚合物和电池并被内反射，由此导致被电池更多吸收。此类表面结构可以是(例如)线性棱镜、棱锥、锥、或柱状结构的形状。对于棱镜而言，棱镜的顶角通常小于90度(如，小于60度)。表面结构化膜或涂层的折射率通常小于1.55(如，小于1.50)。通过使用固有UV稳定且疏水或亲水的材料，可使这些抗反射表面结构化膜或涂层耐久且易清洁。可通过添加无机纳米粒子来提高耐久性。
[0084]本文所公开的光伏组件还可与其他常规太阳能收集装置一起应用。例如，可应用传热装置以从光伏电池收集能量或从光伏电池散热。常规散热器包括包含肋、销或翅片的导热材料，以增加用于传热的表面积。导热材料包括通过填料改性以改善聚合物的导热率的金属或聚合物。导热粘合剂(如，以商品名“3M TC-2810”得自3M公司的导热粘合剂)可用于将光伏电池附连到传热装置。另外，常规传热流体(例如水、油或Fluorinert传热流体)可用作传热装置。
[0085]在一些实施例中，根据本发明的光伏组件可设置在天体跟踪装置上。光伏电池或透可见光性反射器中的至少一者可连接到一个或多个天体跟踪机构。光伏组件可以可枢转方式安装在机架上。以可枢转方式安装的组件可(例如)在一个方向或在两个方向上枢转。上述实施例中的任何一者的天体跟踪器的移动可通过多种机构(如，活塞驱动杆、螺杆驱动杆或齿轮、皮带轮驱动线缆、和凸轮系统)来控制。软件还可以基于GPS坐标与跟踪机构集成，以优化反射镜的位置。
[0086]本发明的一些实施例[0087]在第一实施例中，本发明提供了光伏组件，所述光伏组件包括:
[0088]反射性背板，所述反射性背板包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层；和
[0089]叠置在所述反射性背板上方的多个光伏电池，其中所述多个光伏电池彼此间隔开，使得所述反射性背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖；
[0090]其中光伏电池具有吸收带宽，并且其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
[0091]在第二实施例中，本发明提供了根据第一实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜为具有位于600纳米至750纳米范围内的左谱带边缘的色移膜。
[0092]在第三实施例中，本发明提供了根据第一或第二实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜具有至少30%的平均可见光透射率。
[0093]在第四实施例中，本发明提供了根据第三实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在垂直于所述多层光学膜的角度下具有至少45%的平均可见光透射率。
[0094]在第五实施例中，本发明提供了根据第三实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜对于选自400纳米至500纳米、400纳米至600纳米、和400纳米至700纳米的波长范围具有至少45%的平均可见光透射率。
[0095]在第六实施例中，本发明提供了根据第一至第五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于选自650纳米至1100纳米、650纳米至1500纳米、875纳米至1100纳米、和875纳米至1500纳米的波长范围具有至少50%的平均光反射率。
[0096]在第七实施例中，本发明提供了根据第一至第六实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于超过1200纳米的波长具有至少50%的平均光透射率。
[0097]在第八实施例中，本发明提供了根据第一至第七实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性背板为镜面反射器。
[0098]在第九实施例中，本发明提供了根据第一至第七实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性背板为漫反射器。
[0099]在第十实施例中，本发明提供了根据第一至第九实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述光伏电池为晶体硅单结电池、带状硅电池、铜铟镓硒化物电池、或砷化镓电池。
[0100]在第十一实施例中，本发明提供了根据第一至第十实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述第一光学层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0101]在第十二实施例中，本发明提供了根据第一至第十一实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述第二光学层包含聚(甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸甲酯与其他丙烯酸酯单体的共聚物、或者聚(甲基丙烯酸甲酯)与聚(偏二氟乙烯)的共混物。
[0102]在第十三实施例中，本发明提供了根据第一至第十二实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的紫外光保护层。
[0103]在第十四实施例中，本发明提供了根据第十三实施例所述的光伏组件，其中所述紫外光保护层包含聚(偏二氟乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、和紫外光吸收剂。[0104]在第十五实施例中，本发明提供了根据第十三或第十四实施例所述的光伏组件，其中所述紫外光保护层为多层紫外光反射镜。
[0105]在第十六实施例中，本发明提供了根据第一至第十五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性背板包括可见光透射基底。
[0106]在第十七实施例中，本发明提供了根据第十六实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件作为建筑物的部分进行安装并且允许可见光通过所述反射性背板进入所述建筑物。
[0107]在第十八实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件形成窗、天窗、或门的至少一部分。
[0108]在第十九实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件形成顶蓬的至少一部分。
[0109]在第二十实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件安装在遮蓬中。 [0110]在第二十一实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件安装在中庭中。
[0111]在第二十二实施例中，本发明提供了根据第一至第十五实施例中任一项所述的光伏组件，所述背板包括不透明基底。
[0112]在第二十三实施例中，本发明提供了根据第二十二实施例所述的光伏组件，其中所述不透明基底为黑色的。
[0113]在第二十四实施例中，本发明提供了根据第二十二实施例所述的光伏组件，其中所述不透明基底为白色的。
[0114]在第二十五实施例中，本发明提供了根据第一至第二十四实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性背板为平面的。
[0115]在第二十六实施例中，本发明提供了根据第一至第二十五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜包括纹理化表面。
[0116]在第二十七实施例中，本发明提供了根据第二十六实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件还包括包封材料，并且其中所述多层光学膜具有位于其表面上的纹理化层，所述纹理化层具有与所述包封材料相差至少0.05的折射率。
[0117]在第二十八实施例中，本发明提供了根据第一至第二十七实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的抗污涂层。
[0118]在第二十九实施例中，本发明提供了根据第一至第二十九实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的抗乱涂涂层。
[0119]在第三十实施例中，本发明提供了根据第一至第二十九实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜透射位于所述光伏电池的吸收带宽之外的红外光的至少一部分。
[0120]在第三十一实施例中，本发明提供了根据第一至三十第实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括天体跟踪机构。
[0121]在第一实施例中，本发明提供了光伏组件，所述光伏组件包括:
[0122]背板；[0123]叠置在所述背板上方的多个光伏电池，其中所述多个光伏电池彼此间隔开，使得所述背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖；和
[0124]在所述背板的开口区域的至少一些中定位在所述背板上的反射性膜，所述反射性膜包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层；
[0125]其中光伏电池具有吸收带宽，并且其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
[0126]在第二实施例中，本发明提供了根据第一实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜为具有位于600纳米至750纳米范围内的左谱带边缘的色移膜。
[0127]在第三实施例中，本发明提供了根据第一或第二实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜具有至少30%的平均可见光透射率。
[0128]在第四实施例中，本发明提供了根据第三实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在垂直于所述多层光学膜的角度下具有至少45%的平均可见光透射率。
[0129]在第五实施例中，本发明提供了根据第三实施例所述的光伏组件，其中所述多层光学膜对于选自400纳米至500纳米、400纳米至600纳米、和400纳米至700纳米的波长范围具有至少45%的平均可见光透射率。
[0130]在第六实施例中，本发明提供了根据第一至第五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于选自650纳米至1100纳米、650纳米至1500纳米、875纳米至1100纳米、和875纳米至1500纳米的波长范围具有至少50%的平均光反射率。
[0131]在第七实施例中，本发明提供了根据第一至第六实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于超过1200纳米的波长具有至少50%的平均光透射率。
[0132]在第八实施例中，本发明提供了根据第一至第七实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性膜为镜面反射器。
[0133]在第九实施例中，本发明提供了根据第一至第七实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性膜为漫反射器。
[0134]在第十实施例中，本发明提供了根据第一至第九实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述光伏电池为晶体硅单结电池、带状硅电池、铜铟镓硒化物电池、或砷化镓电池。
[0135]在第十一实施例中，本发明提供了根据第一至第十实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述第一光学层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0136]在第十二实施例中，本发明提供了根据第一至第十一实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述第二光学层包含聚(甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸甲酯与其他丙烯酸酯单体的共聚物、或者聚(甲基丙烯酸甲酯)与聚(偏二氟乙烯)的共混物。
[0137]在第十三实施例中，本发明提供了根据第一至第十二实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的紫外光保护层。
[0138]在第十四实施例中，本发明提供了根据第十三实施例所述的光伏组件，其中所述紫外光保护层包含聚(偏二氟乙烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、和紫外光吸收剂。
[0139]在第十五实施例中，本发明提供了根据第十三或第十四实施例所述的光伏组件，其中所述紫外光保护层为多层紫外光反射镜。
[0140]在第十六实施例中，本发明提供了根据第一至第十五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述反射性背板包括可见光透射基底。
[0141]在第十七实施例中，本发明提供了根据第十六实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件作为建筑物的部分进行安装并且允许可见光通过所述反射性背板进入所述建筑物。
[0142]在第十八实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述组件形成窗、天窗、或门的至少一部分。
[0143]在第十九实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件形成顶蓬的至少一部分。所述顶蓬可位于(例如)建筑物、停车场或车棚上面。
[0144]在第二十实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件安装在遮蓬中。
[0145]在第二十一实施例中，本发明提供了根据第十六或第十七实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件安装在中庭中。
[0146]在第二十二实施例中，本发明提供了根据第一至第十五实施例中任一项所述的光伏组件，所述背板包括不透明基底。
[0147]在第二十三实施例中，本发明提供了根据第二十二实施例所述的光伏组件，其中所述不透明基底为黑色的。
[0148]在第二十四实施例中，本发明提供了根据第二十二实施例所述的光伏组件，其中所述不透明基底为白色的。
[0149]在第二十五实施例中，本发明提供了根据第一至第二十四实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述背板为平面的。
[0150]在第二十六实施例中，本发明提供了根据第一至第二十五实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜包括纹理化表面。
[0151]在第二十七实施例中，本发明提供了根据第二十六实施例所述的光伏组件，其中所述光伏组件还包括包封材料，并且其中所述多层光学膜具有位于其表面上的纹理化层，所述纹理化层具有与所述包封材料相差至少0.05的折射率。
[0152]在第二十八实施例中，本发明提供了根据第一至第二十七实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的抗污涂层。
[0153]在第二十九实施例中，本发明提供了根据第一至第二十九实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的抗乱涂涂层。
[0154]在第三十实施例中，本发明提供了根据第一至第二十九实施例中任一项所述的光伏组件，其中所述多层光学膜透射位于所述光伏电池的吸收带宽之外的红外光的至少一部分。
[0155]在第三十一实施例中，本发明提供了根据第一至三十第实施例中任一项所述的光伏组件，所述光伏组件还包括天体跟踪机构。
[0156]实M
[0157]这些实例仅仅是用于示例性目的，并且无意于限制附带的权利要求的范围。除非另外指明，否则实例以及说明书的以下部分及权利要求书中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除另指明外，所用溶剂和其他试剂均购自美国威斯康星州密尔沃基市的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company ;Milwaukee, Wisconsin)。
[0158]膜制备例
[0159]膜制备例I
[0160]利用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(得自田纳西州金斯波特市伊斯曼化学公司(Eastman Chemical Company, Kingsport, Tenn.))形成的双折射层和由聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物(CoPMMA)(以商品名“PERSPEX CP63”得自美国宾夕法尼亚州费城阿托菲纳树脂分部(Atoglas Resin Division, Philadelphia, Penn.))形成的第二聚合物层来制备多层光学膜，所述聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物(CoPMMA)由75重量％的甲基丙烯酸甲酯和25重量％的丙烯酸乙酯制成。通过多层聚合物熔融歧管共挤出PET和CoPMMA，以产生具有550个交替的双折射层和第二聚合物层的多层熔融流。将PET与以商品名“TA07-07MB02”从南卡罗来纳州邓肯市苏卡诺公司(Sukano, Duncan, SC)商购获得的紫外光吸收剂(UVA)的母料以10重量％混合到PET光学层内。另外，将一对非光学共混聚合物层共挤出为光学层叠堆任一侧上的保护表层。表层为以下材料的共混物:35重量％的PVDF (聚(偏二氟乙烯))(以商品名“3M DYNEON PVDF6008/0001”得自明尼苏达州圣保罗市(St.Paul1MN) 3M公司)、45重量％的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA，以商品名“PERSPEX CP82”得自加利福尼亚州康普顿市Plaskolite公司(Plaskolite, Campton, CA))、以及20重量％的母料PMMA和UVA (以商品名“TA11-10MB01”从苏卡诺公司(Sukano)商购获得)。将此多层共挤出熔融流以22米/分钟的速度浇注到冷却辊上，由此产生如下多层浇注料片，所述多层浇注料片具有大约725微米(29密耳)厚的光学层并且具有1400微米的总厚度。然后将多层浇注料片在105°C的拉幅机烘箱中加热10秒，随后双轴取向至3.8X3.8的拉伸比。将取向的多层膜进一步在225°C下加热10秒以增加PET层的结晶度。在此膜的法角下，利用Lambda950分光光度计来测量此多层近红外反射镜膜的反射率，由此获得该膜对于650至1350nm的带宽具有92.5%的平均反射率。在45度角下，利用Lambda950分光光度计来测量此多层近红外反射镜膜的反射率，由此获得该膜对于550至1250nm的带宽具有94.5%的平均反射率。当在此反射镜后面使用黑色背景时，此近红外反射镜膜在法角下具有淡红色外观，并且在偏离法角45至60度下具有金色外观。当在此反射镜后面使用白色背景时，此近红外反射镜膜在法角下具有青色外观，并且在偏离法角45至60度下具有钴蓝色外观。此近红外反射镜膜在该膜的法角下对于400至650nm的可见光波长具有88%的透光率。
[0161]膜制备例2
[0162]按照膜制备例I中所述，利用由相同PET形成的双折射层和相同的CoPMMA第二聚合物层来制备多层光学膜。通过多层聚合物熔融歧管共挤出PET和CoPMMA，以产生具有224个交替的双折射层和第二聚合物层的多层熔融流。另外，将一对非光学PET层共挤出为光学层叠堆任一侧上的保护表层。将此多层共挤出熔融流以22米/分钟的速度浇注到冷却辊上，由此产生如下多层浇注料片，所述多层浇注料片具有大约700微米厚的总厚度并且具有大约233微米的光学层叠堆厚度。然后将多层浇注料片在105°C的拉幅机烘箱中加热10秒，随后双轴取向至3.8 X 3.8的拉伸比。将取向的多层膜进一步在225°C下加热10秒以增加PET层的结晶度。在此膜的法角下，利用Lambda950分光光度计来测量此多层近红外反射镜膜的反射率，由此获得该膜对于875至IlOOnm的带宽具有94%的平均反射率。在45度角下，利用Lambda950分光光度计来测量此多层近红外反射镜膜的反射率，由此获得该膜对于750至950nm的带宽具有96%的平均反射率。在透射光中，此近红外反射镜膜在法角下具有透明外观并且在偏离法角45至60度下具有透明外观。此近红外反射镜膜对于400至700nm的可见光波长具有88%的透光率。
[0163]预示性膜制备例3
[0164]可根据膜制备例I中所述的方法来制备多层反射镜，不同的是第二聚合物层的coPMMA被替换成膜制备例I的表层中所用的PVDF/PMMA/UVA共混物。此膜的反射率测量值将预期高于膜制备例I的测量值，并且此膜的外观将预期类似于膜制备例I的外观。
[0165]说明例I
[0166]利用间隔开2〃并且前侧通过乙烯乙酸乙烯酯(EVA)包封材料层合至玻璃的四个2.5〃X2.5〃单晶硅电池来制备光伏组件。将炭黑填充的聚酯膜(以“3M SC0TCHSHIELDFILM15T BLACK”背侧膜得自明尼苏达州圣保罗市(St.Paul1MN) 3M公司)利用EVA (以“PETROTHENE NA420”树脂得自德克萨斯州休斯顿市等星公司(Equistar, Houston, TX))包封材料层合至背侧。由于组件差异性，利用此相同的构造来制备三个组件。
[0167]利用得自安大略省伦敦市科学技术公司(Science Tech, London, Ontario)的3KW定制准直光束日光仿真器(3KW Custom Collimated Beam Solar Simulator)来照射组件并且产生2.26W的平均功率，如表I所示。ScienceTech日光仿真器采用3000瓦OsramXBO灯和AMUD滤波器以匹配太阳光谱。利用菲涅尔(Fresnel)准直透镜将来自日光仿真器的光准直到+/-0.5度。将来自日光仿真器的照射水平调节至1050W/m2，如利用得自新墨西哥州拉斯克鲁塞斯晨星公司(Daystar, Inc.，Las Cruces, New Mexico)的晨星计(Daystar Meter)所测得。利用得自威斯康星州梅诺莫尼福尔斯市斯佩里仪器公司(SperryInstruments, Menominee Falls, WI)的手持式数字多用表型号 #DM_4400A (DigitalMultimeter Model#DM-4400A)来进行功率测定。
[0168]实例2
[0169]按照与说明例I相同的方式来制备光伏组件，不同的是将膜制备例I设置在光伏电池下的EVA包封材料与炭黑填充的聚酯膜之间。如同说明例1，由于组件差异性，利用此相同的构造来制备三个组件。按照说明例I中的方式来照射和测量组件，由此产生2.48W的平均功率，如表I所不。
[0170]复1
【权利要求】
1.一种光伏组件，包括: 反射性背板，所述反射性背板包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一光学层和第二光学层；和 叠置在所述反射性背板上方的多个光伏电池，其中所述多个光伏电池彼此间隔开，使得所述反射性背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖； 其中光伏电池具有吸收带宽，并且其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
2.一种光伏组件，包括: 背板； 叠置在所述背板上方的多个光伏电池，其中所述多个光伏电池彼此间隔开，使得所述背板的开口区域未被所述多个光伏电池覆盖；和 在所述背板的开口区域的至少一些中定位在所述背板上的反射性膜，所述反射性膜包括具有光学叠堆并且具有位于600纳米至900纳米范围内的左谱带边缘的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一光学层和第二光学层； 其中光伏电池具有吸收带宽，并且其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。
3.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述多层光学膜为具有位于600纳米至750纳米范围内的左谱带边缘的色移膜。
4.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述多层光学膜具有至少30%的平均可见光透射率。
5.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于选自650纳米至1100纳米、650纳米至1500纳米、875纳米至1100纳米、和875纳米至1500纳米的波长范围具有至少50%的平均光反射率。
6.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于超过1200纳米的波长具有至少50%的平均光透射率。
7.根据权利要求1或2所述的光伏组件，还包括位于所述多层光学膜的至少一个表面上的紫外光保护层。
8.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述反射性背板或所述反射性膜为镜面反射器。
9.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述反射性背板或所述反射性膜为漫反射器。
10.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述背板为平面的。
11.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述背板包括可见光透射基底。
12.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述光伏组件安装在建筑物中并且允许可见光通过所 述背板进入所述建筑物。
13.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述背板包括不透明基底。
14.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述多层光学膜包括纹理化表面。
15.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其中所述光伏电池为晶体硅单结电池、带状硅电池、铜铟镓硒化物电池、或砷化镓电池。
【文档编号】H01L31/054GK103703572SQ201280022492
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年5月9日 优先权日:2011年5月9日
【发明者】T·J·赫布林克, 陈定远 申请人:3M创新有限公司