[发明专利]用于光伏组件的双层膜

说明书

技术领域

本发明一个主题是用于光伏组件的双层膜(包封剂-“背板”)，其具有用于这种应用的最佳性质。本发明还涉及光伏组件，该光伏组件，除了上述双层膜之外，还包含形成正板的相邻层，更一般地，标记为正板、包封剂和背板的三个连续层。

与化石能量释放的温室气体相关联的全球变暖已经导致替代能源解决方案(例如光伏组件)的发展，这些替代能源解决方案在它们的工作期间并不放出此类气体。光伏组件包括“光伏电池组”，该电池组能够将光能转化为电能。

已存在多种类型的光伏面板结构。

在图1中，已经显示了常规光伏电池组；该光伏电池组10包括电池12，其为包含光伏传感器14的电池，该光伏传感器通常基于进行处理以获得光电性能的硅，与位于所述光伏传感器之上(上收集极)和之下(下收集极)的电子收集极16接触。一个电池的所述上收集极16经由传导条18连接至另一电池12的下收集极16，所述传导条通常由金属合金组成。所有这些电池12彼此连接，串联和/或并联，从而形成所述光伏电池组10。当所述光伏电池组10位于光源下时，其输送连续电流，可以在所述电池组10的接线端19回收该电流。

参照图2，光伏组件20包括在“包封剂”中包裹的图1的光伏电池组10，包封剂由上部分和下部分组成。上保护层24(已知为英文术语“前板”，在下文中使用)和在所述组件背部上的保护层(已知为英文术语“背板”，也在下文中使用)26位于经包封的电池组的任一部分上。

光伏电池组10的抗冲击和湿气的防护由上保护层24提供，所述上保护层通常由玻璃制成。

背板26有助于所述光伏组件20的湿气防护和有助于电池组12的电绝缘，从而防止与外部环境的任何接触。

包封剂22必须完美地贴合在所述光伏电池组10与保护层24和26之间存在的空间形状，以避免空气的存在，该空气将限制光伏组件的功率。包封剂22还必须防止电池12与来自空气的水和氧接触，从而限制其腐蚀。包封剂的上部分22处于电池组10和上保护层24之间。包封剂的下部分22处于电池组10和背板26之间。

在太阳辐射存在下，在太阳能组件内部产生变热并且可以达到80℃(或更高)的温度，这要求这些层在贯穿该组件的寿命周期中完美地彼此粘结。

现有技术

当前，为了制备光伏组件，分别地制备三个待组装在一起的层，即依次正板、包封剂和背板。这些层在组件制备步骤期间进行结合，该组件制备步骤最通常通过真空层压方法进行实施。

为了促进在层之间，特别地在背板和包封剂之间的粘合作用，使用通过在两个层之间加入粘结剂或者特性粘合促进剂的“化学”技术或者物理表面处理技术，如电晕效应或者等离子体处理。

这两种方法不是令人满意的，因为除了不可忽略的附加成本(材料，特定工具，实施时间)，它们由对于通常令人失望的结果来说有时是复杂的操作组成。而且，表面的物理处理随着时间不是稳定的并且需要小心保存和处理。

此外，包封剂是在该组件的三个层(正板、包封剂和背板)组装时候必须允许加入光电池的材料。存在两种主要类型的包封剂：热塑性包封剂和可交联包封剂。在两种情况下，在光伏组件的层压步骤期间包封剂被熔化以包住活性层。

除了处理多个膜，这种类型光伏组件的制备方法具有与包封剂膜收缩有关的缺点。实际上，众所周知，包封剂膜大多数情况下显示出可以达到10%，甚至有时最高至50%的收缩。这种收缩可以引起在光伏组件中的缺陷，如气泡、褶皱、结疤、在边缘上的覆盖缺陷或者在电池之间的连接器的破裂。所有这些缺陷是在制备组件期间次品的原因或者可减少它们的使用寿命和它们的效率。事实上，在包封剂中的气泡可以是腐蚀点的来源，腐蚀点显著地减少生命周期以及光伏组件的效率。收缩现象在包封剂内引起应力，其可能使一个或多个光电池破裂并且引起，特别地由于光电池连续地进行组装，光伏组件的工作性能的不可弥补的退化。

为了限制这些问题，包封剂膜的生产商不得不使用包括后固化步骤的挤出方法以限制这种收缩，其代价是挤出速度和因此该膜的成本。

本发明的简要描述

本发明旨在通过提供在一次操作中制备的并且包含包封剂层和背板层的双层膜克服现有技术的光伏组件的包封剂的问题。

在各种实验和操作之后，申请人已经观察到：特定的结构可以单独具有允许克服一方面与组件的制备方法有关的和另一方面与包封剂-背板层的结合的内在缺陷有关的问题的最佳结果。