[发明专利]多层的太阳能元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层的太阳能元件、对多层的太阳能元件进行涂层的聚合物改良的沥青的使用方法以及利用所属装置进行的相应的制造方法。

背景技术

现有技术中，特别是DE3854773T2中公开了一种太阳能材料，其由薄膜阻挡层光敏结构或光电结构组成，该结构由一层或多层堆积的太阳能电池形成且在电学上和光学上串联。由这些太阳能电池组成的本征层通过物质厚度的重要分段“在空间上分级”，其中，该被分级的分段从位于本征层与掺杂材料层之间的界面去除，用以改善空载电压和/或填充厚度。

该太阳能材料还被称作光电的薄层层压板且可以比如在其背面设置粘接层，然后可在该粘接层上置放另一个层，一般为可弯曲的EPDM层或可弯曲的金属板。因此，薄层层压板、粘接层以及EPDM层或金属板虽然是多层的结构但还是可弯曲的太阳能模块，即所谓的“柔性太阳能模块”，其可以在屋顶、比如屋顶密封面上粘接在不同的底板上的。

光电的薄层层压板还可以粘接到固定的、刚性的支架上，从而产生固定的、不可弯曲的太阳能模块(所谓的太阳能板)，其又可以机械固定在屋顶表面上或在很少的情况下粘接在屋顶表面上。

为了制造可弯曲的和刚硬的太阳能模块，使用丁基粘接剂作为粘接剂。丁基粘接剂的缺点主要在于达不到可以作为粘附强度的下属类型测量的抗脱落强度(N/mm)。这种认知是在实践中得出的。即已经被证明，以丁基粘接剂制造的可弯曲的和刚硬的太阳能模块、特别是在固定到倾斜的屋顶后可能会产生“流动”。特别是结合通过太阳带来的热量的粘附强度不足以持续地保持借助于丁基粘接剂产生的可弯曲的和刚硬的太阳能模块的粘接。

借助于实施的脱落测试确定了作为需要使长为l和宽为b的条带(太阳能材料)从基材(EPDM层)上分离的功w与产生的分离面积A的商的粘附强度。

以该问题出发一直在寻找避免该缺点以及确保产品的更高的抗剪强度和抗脱落强度的新的技术方案。

在密封技术领域中，公开文献DE19910420A1和实用新型文献DE20111595U1公开了一种密封面。在公开文献DE19910420A1中，密封面在其背面具有自粘接的丁基层。在实用新型文献DE20111595U1中在正面和反面都涂有如DE19910420A1所述的沥青粘接剂。

密封面是部分自粘接的且适用于铺设到不同的底板上，比如铺设到水泥、浇铸沥青、沥青以及塑料屋顶面上。

发明内容

以现有技术为出发点，本发明的目的在于，提供一种太阳能元件，其在实际应用中、特别是在构建在倾斜的屋顶上时具有比现有技术中公知的太阳能元件更高的抗剪强度和抗脱落强度。

该目的结合权利要求1的前序部分的特征如此实现，即多层的太阳能元件包括由光电薄层层状结构制成的第一层，第一层在其底面上以至少一个由聚合物改良的沥青制成的第二层来涂层。

该目的还根据权利要求5以本发明优选的实施方式如此实现，即多层的太阳能元件包括由光电薄层层状结构制成的第一层，第一层在其底面上以由聚合物改良的沥青制成的第二层来涂层且额外还与至少一个可弯曲的或刚硬的第三层(衬底材料)至少部分或完全平整地进行冷粘接或热粘接。

此外，该目的在本发明的优选实施方式中结合权利要求1、5和6的特征如此实现，即多层的太阳能元件包括由光电薄层层状结构制成的第一层，第一层在其底面上以由聚合物改良的沥青制成的第二层来涂层且与可弯曲的或刚硬的第三层(衬底材料)至少部分或完全平整地进行冷粘接或热粘接，第三层本身又以由聚合物改良的沥青制成的第四层来涂层。

在本发明的优选实施方式中，第二和第四层是由聚合物改良的沥青制成的自粘接的沥青层，聚合物改良的沥青基于SBS、SIS或APP以及产生粘性的树脂制成。第二和第四层由于加入了产生粘性的树脂可以通过所谓的“冷粘接”涂布到各层(第一以及第三层)上。还可以通过加热自粘接的聚合物改良的沥青来实现“热粘接”，因此，相对于冷粘接实现了更高的粘附强度。粘接的类型可以根据各使用情况的不同来选择且在多层的太阳能元件的制造中就已经被考虑。

在本发明的另一优选实施方式中，第二和第四层是由聚合物改良的沥青制成的非自粘接的沥青层，聚合物改良的沥青基于SBS、SIS或APP制成，不过不具有产生粘性的树脂。在该实施方式中，第一以及第三层与非自粘接的第二以及第四层的涂层通过“热粘接”实现，这是因为沥青的粘接特性在其被加热之后才会显现出来，其原因在于，由于不具有产生粘性的树脂而不存在沥青在冷却状态下的自粘接特性。