[发明专利]包含具有高的辐射透射率的增塑中间层膜的光电模块

说明书

技术领域

本发明涉及使用包含增塑剂的膜来生产光电模块，所述膜基于聚乙烯醇缩醛，具有在UV范围内的高辐射透射率。

现有技术

光电模块由光敏半导体层组成，其具有透明的覆层作为保护抗外部的影响。单晶太阳能电池或者在载体上的多晶薄半导体层可以用作光敏半导体层。薄膜太阳能模块由通过例如蒸镀、气相沉积、溅射或者湿沉积而施加到基底例如透明板或者柔性载体膜上的光敏半导体层组成。

这两种系统通常都借助透明粘接剂层压于玻璃板与例如由玻璃或者塑料制成的硬后盖板之间。

该透明的粘接剂必须完全包封该光敏半导体层和它的电连接导线，必须是UV稳定的和对湿气不敏感的，和在层压加工后必须是完全无气泡的。

基于聚乙烯醇缩醛例如从复合玻璃生产中已知的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的包含增塑剂的膜越来越多的用作光电模块的透明的粘接剂系统。太阳能电池单元被一个或多个PVB膜覆盖，它们然后用期望的覆盖材料在提高的压力和提高的温度下结合来形成层压制件。

原则上，人们所说的光保护剂被广泛的用于聚合物材料例如塑料和油漆中，来提供保护抗有害的UV辐射。它们可以根据所用的不同保护机理而大致分为两类：UV吸收剂(其吸收UV辐射和最终通过将它转化为热能而使其无害化)和光稳定剂(其中断了聚合物材料中由于UV辐射而引发的自由基破坏反应)。

市售的最重要UV吸收剂是二苯甲酮，苯并三唑和氰基丙烯酸酯的衍生物，苯并三唑常常表现出最佳的长期稳定性。光稳定剂组基本上包括人们所说的“HALS”(空间受阻胺)或者空间受阻氨基醚(NOR-HALS)。

聚乙烯醇缩丁醛是一种由饱和单元构成的共聚物，即，它最多包含作为缺陷位而存在的烯属或者芳族键，并且因此还表现出在280–380nm(UV-A + UV-B)的波长范围内没有明显的吸收。此外，在大部分情况中，为了增塑PVB使用非芳族增塑剂，对其来说，在UV吸收方面是同样适用的。作为结果，当膜是由PVB和增塑剂的混合物制成时，实现了相对高的固有UV稳定性。如果该膜通过置于其顶上的矿物玻璃来保护抗UV辐射的特别有害的UV-B部分时，则该稳定性进一步提高。

虽然如此，用于汽车和建筑玻璃应用的常规的市售PVB膜通常带有UV吸收剂，特别是带有苯并三唑衍生物，作为添加剂。其的原因有两种：首先，作为从复合安全玻璃的安全性能出发的功能特征，依靠位于复合安全玻璃(VSG)中间的PVB膜来另外地过滤掉有害的UV-A和UV-B辐射是期望的，因为它提供了一种简单的方式来保护位于玻璃后的材料抗过度曝光和损害。它的一个例子是位于复合安全玻璃橱窗中的显示器或者汽车挡风玻璃下面的仪表板基座(Armaturenbretttr?ger)。其次，取决于原材料聚乙烯醇或者丁醛的品质和在合成和后处理过程中的方法控制，PVB可以包含缺陷或者杂质，其削弱了它的UV稳定性。此外，加入到膜配制剂中的添加剂例如着色剂或者酚类抗氧化剂会对UV敏感的，这样使用UV吸收剂来保护它们是有意义的。

为了包封光电模块中的光敏层，通常使用基于PVB或者EVA的材料。由于上述的生产方法的原因，UV吸收剂也被加入到这些包封膜中。通过这种方式，UV辐射完全或者部分被吸收。虽然这保护了光电模块的光敏层系统抗辐射损害，但是它也降低了光敏层可用的辐射份额。

因此，市售用作包封材料的PVB膜包含苯并三唑类型的UV吸收剂(例如Tinuvin 328)，并且在280–380nm的波长范围内，在2x2mm白色玻璃之间的复合体中，根据EN 410所测量的UV透射率小于0.5%。类似地，基于EVA的包封膜包含UV吸收剂来保护它们，并因此具有类似的对于UV辐射的低的透射率值。因此，当使用常规的PVB膜或者EVA来产生光电流时，低于380nm波长的辐射未被利用。

任务

本发明的任务是提高光电模块包封膜的UV透射率，来提高光电模块的光电流产率，同时尽可能小地改变它们的结构。

令人惊讶地，已经发现含有增塑剂的聚乙烯醇缩醛膜能够以这样的方式赋予光稳定性，即，产生高的UV透射率，同时保持良好的光化学稳定性。这使得光电模块的光电流产率明显提高。

发明内容

本发明的目标因此是一种光电模块，其包含由以下制成的层压制件：

a) 透明的前盖板，

b) 一个或多个光敏半导体层，

c) 至少一个包含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜，和

d) 后盖板，