[发明专利]光电模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1、2和9的上位概念的用于制造光电模块的方法以及一种根据权利要求20和21的上位概念的光电模块。上述类型的光电模块主要由透明的前侧基底、背面基底、位于其间的太阳能电池层和用于构成层合的插层复合物的可热活化的并且在此软化的粘合剂层构成。

背景技术

位于前侧基底(尤其是覆盖玻璃)和背面基底(如背面薄膜或背面玻璃)之间的太阳能电池层可以是薄膜太阳能电池层或是由多个并置且彼此互联的多晶、聚晶或单晶太阳能电池构成的层。此外，在前侧基底和背面基底之间设置可热活化的粘合剂层，例如以两个设置在太阳能电池层上方和下方的粘合剂薄膜的形式构造在前侧基底和背面基底之间。该粘合剂薄膜通常由透明的对热反应的粘附的材料如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)或透明的热塑性材料构成。

通过在压力和热作用下由前侧基底、太阳能电池层、粘合剂层和背面基底构成的插层聚合(Layer stack)，基于粘合剂层的活化形成层合的插层复合物，所述插层复合物主要是完成的光电模块。太阳能电池层在层合之后嵌在透明的、三维交联或硬化的、不可再熔的塑料层中。此外，借助该塑料层，前侧基底和背面基底彼此牢固地连接，并且太阳能电池连同其接线一起被固定于其间或者说其中。该层合的插层复合物确保即使在室外长期全年地正常地使用光电模块，也无需担心太阳能电池层与环境湿气和空气中的氧气接触并由此受损。

具有前侧基底、太阳能电池层和背面基底的光电模块通常在层合压力机中进行层合，其中光电模块被置入在封闭压力机下气密的腔中，在此借助热板及其类似物加热，以及借助水平切分该腔的柔性薄膜施加层合所需的压力。为此，该腔通常被抽为真空，以避免空气进入到在层合时软化的粘合剂层中，以及例如在粘合剂层交联或者说硬化之前，将产生的过程气体和截留空气从插层聚合的内部中抽出。DE 102007025380A1公开了该方法的一种例子。

原本的层合过程持续一定的时间，直到粘合剂层的交联或者说硬化结束，并且由此无需再向粘合剂层中输入热量以及通常也无需再向插层复合物加压。该持续时间取决于所用的材料，并且因此不可通过工艺技术缩短。同时，层合过程是在制造光电模块时限定整个设备的速度的工艺步骤。因此，DE 102007025380A1中提出，将用于层合光电模块的层合压力机构造成多层，使得多个光电模块可分别在多个压力机层中同时层合。

EP 1997614A2给出了另一种用于加速此类光电模块的制造的设想。其中插层聚合首先在传统的真空层合压力机中进行预层合。为此，为了避免气泡的形成，插层聚合被置于真空中，施加压紧力并且进行加热，直到粘合剂层活化到这样的程度，即气体成份的抽取结束或通过粘合剂层的活化而停止，但反过来，即使在正常压力下，空气也不能从外部进入光电模块的层中。此时将真空层合压力机通风并打开。接着将至此仅预层合的光电模块送入第二层合压力机(无真空)，使得在此在负荷增加的情况下继续向插层复合物中输入热量，直到粘合剂层的交联或者说其硬化结束。根据现有技术水平，层合过程分为两个工序或者说工作周期，使得层合压力机乃至整个用于制造光电元件的设备的生产能力翻倍。

用于层合光电模块的粘合剂材料一旦被活化，则通常具有高粘附的特性。尤其在软化、但尚未交联或者说硬化的状态中是这种情况。由于层合不仅要向插层复合物中输入热量，而且还要向插层复合物加压，由此总是存在软化的粘合剂层从前侧基底(例如覆盖玻璃)和背面基底(尤其是背面薄膜)之间的边缘溢出的危险，即或多或少在所述层之间被侧向地挤出。如上所述，该材料具有高粘附性，由此会对层合压力机和该处的尤其是柔性薄膜或所用的输送带造成顽固的污染。这种污染不仅限制了被污染部件的使用寿命，而且可能导致在后续加工的光电模块中产生废品。

这一问题对于上述由EP 1997614A2揭露的短周期方法尤其重要。因为其中具有软化直至液态的粘合剂层的预层合的光电模块从第一层合站被输送到第二层合站，因而，例如在第一站中被侧向挤出模块的粘合剂也会导致在输送通道以及第二层合站中出现问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要任务在于提出一种用于制造上述类型的光电模块的方法以及一种可借助该方法制造的光电模块，其中，至少显著地降低在层合过程中可热活化的粘合剂层的材料偶尔从前侧基底和背面基底之间的边缘溢出的危险。