[发明专利]具有集成光伏模块的顶部片材

说明书

技术领域

本发明涉及具有集成光伏模块的顶部片材、其制造方法以及其应用。

背景技术

已知光伏模块可以被集成到运输工具的顶部片材中。这样的顶部片材例如由DE 3713854A1、DE 4006756A1、DE 4105389C1和US20120097218A1已知。

具有集成光伏模块的常规顶部片材典型地被构造为由两个玻璃片材组成的复合片材，在所述两个玻璃片材之间布置光伏模块。这样的顶部片材具有以下缺点：所述顶部片材具有高的重量。很多具有集成光伏模块、尤其是具有基于结晶硅的集成光伏模块的常规顶部片材此外具有以下缺点：仅小的面可以被配备有光伏模块并且顶部片材仅可以具有小的曲率。

发明内容

本发明的任务是，提供具有集成光伏模块的改善的顶部片材。该顶部片材应该具有小的重量。此外，应该可以给顶部片材的面的大部分配备光伏模块并且给顶部片材配备强的曲率。此外，该顶部片材应该可以简单地和成本低地来制造。

本发明的任务根据本发明通过按照独立权利要求1的具有集成光伏模块的顶部片材解决。优选的实施从从属权利要求中得知。

具有集成光伏模块的本发明顶部片材至少包括衬底和外部片材，所述衬底和外部片材经由热塑性层按面地相互连接，其中光伏层系统衬入到热塑性层中，并且衬底包含至少一种聚合物。

本发明顶部片材被设置用于在顶部的范围中将例如运输工具的内部空间与外部环境隔开。外部片材在此根据本发明朝向外部环境。衬底朝向内部空间。太阳辐射经由外部片材进入到顶部片材中并且射到热塑性层内的光伏层系统上。

本发明的优点在于本发明的衬底，所述衬底包含至少一种聚合物。根据现有技术，具有集成光伏模块的顶部片材典型地包括两个通过层压相互连接的玻璃片材。与此相比，通过根据本发明的聚合衬底实现顶部片材重量的明显减小。已经表明，本发明顶部片材尽管聚合衬底仍具有足够的稳定性，以便能够例如将所述顶部片材使用在机动车中。本发明顶部片材此外可以比常规顶部片材成本低地制造。光伏层系统可以大面积地布置在热塑性层中并且可以实现具有强曲率的顶部片材。

衬底和外部片材的彼此背离的表面优选地构成顶部片材的外面。这意味着，在衬底和外部片材的彼此背离的表面上不布置其他元件，例如其他片材。尤其是不需要在聚合衬底的与外部片材背离的表面上布置其他玻璃片材来实现顶部片材的足够稳定性。特殊的优点在于顶部片材的小的重量。但是衬底和外部片材的彼此背离的表面可以具有涂层。聚合衬底例如可以具有保护涂层，例如UV保护层或用于避免通过刮痕引起的损坏的层。

优选地，衬底由塑料组成。衬底尤其是不包含玻璃，例如作为玻璃片材。尤其是，在光伏层系统的内部空间侧不布置玻璃片材。这意味着，本发明顶部片材不包含玻璃片材，所述玻璃片材与光伏层系统相比具有离通过顶部片材限定的内部空间更小的间距。

在本发明的有利构型中，衬底被构造为刚性片材。衬底例如可以至少包含聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯（PU）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、苯乙烯丙烯腈（SAN）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈(ASA)和/或它们的共聚物或混合物。衬底优选地包含至少一种热塑性聚合物。衬底特别优选地至少包含聚碳酸酯（PC）和/或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。这在衬底的处理、强度和机械和化学耐抗性方面是特别有利的。衬底的厚度优选地为0.8mm至25mm、特别优选地是0.8mm至4mm，例如2.1mm。被构造为刚性片材的衬底的特殊优点在于本发明顶部片材的稳定性。

在本发明的另一有利构型中，衬底被构造为柔性薄膜。柔性薄膜的厚度优选地为0.02mm至2mm、特别优选地为0.1mm至1.5mm，例如为0.4mm至1.5mm，完全特别优选地为0.15mm至0.8mm，尤其是0.45mm至0.8mm。特殊的优点在于本发明顶部片材的小的重量和低制造成本。柔性薄膜优选地包含至少一种热塑性聚合物。热塑性聚合物优选地用氟代替。这在衬底的化学和机械稳定性方面是特别有利的。衬底完全特别优选地至少包含聚氟乙烯和/或聚偏二氟乙烯。乙烯-四氟乙烯（ETFE）和/或聚四氟乙烯（PTFE）同样是优选的。这在热塑性层在衬底处的附着以及化学和机械耐抗性方面是特别有利的。衬底也可以包含它们的混合物或共聚物。