[发明专利]使用基于PVDF的柔性上光薄膜的光伏打模块

说明书

技术领域

本发明涉及柔性光伏打(PV)模块，并且具体涉及具有一个聚偏二氟乙烯(PVDF)上光层的那些模块。

背景技术

在现场使用的光伏打模块由于污物积累在其主表面上而经受性能随时间的丧失。这种问题在接收极少降雨的区域(经常它们是无云的天气帮助使可获得的太阳能最大化的相同区域)甚至是更严重的。

尽管玻璃经常在许多刚性PV单元上被用作透明的上光层，但是它遭受到重量问题和无柔性问题两者，并且在柔性PV应用中是无用的。

聚偏氟二氟乙烯(PVDF)已知是高度耐化学的、较惰性的、并且具有一种非常低的表面能，极少有东西能够粘附于其上。这种低表面能意味着PVDF材料能够容易地使污物和尘垢脱落。在PCT专利申请PCT/US07/74538中说明了在一个光伏打模块中的刚性的热塑性支撑层上使用一个PVDF薄膜。

WO2007085769说明了多层PVDF薄膜，这些薄膜被用作多层薄膜构造的叠层，其中它被层叠在PET或PEN上。

在光伏打模块中的一个目前的趋势是朝向“柔性的”光伏打模块，它们可以是以卷来运输，并且其中模块中的所有部件(背面基底、太阳能电池、封装剂以及前面上光层)都需要是柔性的。昂贵的氟聚合物(如乙烯四氟乙烯(ETFE))正在被用于这种应用。这些聚合物具有优异的低温抗冲击性。然而，对于更低成本的替代物存在一个需要，这些替代物能够满足这种高要求应用的性能要求。

用于柔性光伏打模块的上光层必须具有太阳辐射(尤其是UV)下的长期的耐久性、高的太阳能透射度、粘附在这些封装剂(它们现在主要是过氧化物交联的EVA)上的能力、良好污物脱落和污物释放性能、不支持霉菌和细菌生长的能力、经受冰雹冲击的能力、经受高温固化温度的能力(用以形成模块而不变形和变色)。此外，这种上光层理想地是非常薄的，以降低PV模块的重量和成本。

本发明对一种PV模块的构造提出权利要求，这些模块使用了特定的PVDF薄膜、涂层或叠层，用于光伏打模块的前面上光。模块可以是柔性的、或刚性的。适当的PVDF薄膜、涂层或叠层能够出人意料地满足所有这些要求。

尽管已知PVDF具有非常好的气候老化性，但还普遍已知它具有不良的冷温度的冲击性能，这在雹暴以及其他的低温冲击过程中提出了一个问题。

现已发现适当地配制的PVDF膜、涂层或叠层可以提供对于一种柔性上光层所需要的所有关键的性能特性(如以上所指出的)，连同提供生产更低成本构造的潜力。粘附在一种乙烯乙酸乙烯酯(EVA)上的多个叠层是尤其有效的。已经发现最终的叠层可以经受冷温度的冲击，这是由于这些Kynar层的柔性与EVA和/或层叠薄膜的韧性相结合。最终，现在这对于今天的高成本的单层膜提供了一个更低成本的选择。

发明内容

本发明涉及一种柔性光伏打模块，该柔性光伏打模块包括

a)一种透明的上光材料，该材料包括曝露于环境中的一个聚偏二氟乙烯(PVDF)外层；

b)一个内层，该内层包括能够将太阳辐射转换为电能的一种材料；以及

c)一个背板，

其中所述光伏打模块是柔性的。

具体实施方式

本发明涉及一种柔性光伏打模块，它具有曝露于环境中的一个透明的聚偏二氟乙烯(PVDF)外层。

如在此使用的“柔性的”一词是指以卷的形式被生产和运送以便随后的应用和使用的能力。

如在此使用的“透明的”一词是指总透光度(如按照ASTM D1003测量)是大于85％的。

一个柔性光伏打模块将最少包括一种外部的透明的上光层以允许太阳辐射进入收集器同时在环境中保护该模块、一个中间层用于收集太阳能(它总体上是被封装的)、以及一个背板来防止水分进入该收集器中。

透明的PVDF层