[发明专利]具有表面保护层的太阳电池模块

说明书

本发明涉及一种经改进的可靠的太阳电池模块。这种模块具有良好的耐气候和抗光损性能，能连续保持所要求的光电转换效率，即使在高温度、高温度的恶劣环境条件下长期反复使用，也不会降低性能。具体地说，本发明涉及一种改进型太阳电池模块，包括一个由一层填料树脂封住的光电件和一个覆盖在填料树脂层上的表面保护层，这个表面保护层由一种含紫外光吸收剂(以下称为UV吸收剂)的专用氟树脂构成，表面保护层与填料树脂层可靠粘接，牢固地封住了光电件。这种太阳电池模块尤其在光传输和耐气候上性能优越。此外，这种太阳电池模块具有很好的抗光损性，耐湿、耐热、耐磨，能连续保持所要求的光电转换效率，即使在高温度、高湿度的恶劣环境条件下长期反复使用，也不会降低性能。

近些年来，已经预测到由于大气层中的CO₂增加所产生的所谓温室效应现象地球逐渐变热。因此，对能提供电能而不会使CO₂累增的干净的发电装置的要求增加了。

为了满足这种要求，已经提出了各种太阳电池，这些太阳电池既能提供电能，又不会引起上述问题。可以预料，太阳电池将是一种很有前途的电源。

这种太阳电池有单晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池，非晶硅太阳电池(包括微晶硅太阳电池)，铜铟硒化物太阳电池，以及化合物半导体太阳电池。在这些太阳电池中，研究得较多的是所谓薄膜型的晶体硅太阳电池、化合物半导体太阳电池和非晶硅太阳电池，因为这些薄膜型的太阳电池的半导体光敏层做成大面积和所需形状比较容易，因此可以以比较低的成本进行生产。

特别，薄膜型非晶太阳电池，具体地说，由一个金属基片、一个配置在该基片上的非晶硅半导体光敏层和一个配置在该半导体光敏层上的透明导电层组成的非晶硅太阳电池已经被鉴定为在常规太阳电池中最为优越的太阳电池，因为这种太阳电池的由非晶硅(下面简记为a-Si)构成的半导体光敏层可以做在比较低廉的基片上，容易做成大面积和所需形状，生产成本低。此外，这种太阳电池比较轻、耐振，适应性也好，可以设计成具有所需形状的太阳电池模块，用作产生电能的源。

如果非晶硅太阳电池的作为半导体光敏层的a-Si溥膜配置在一块作为基片的玻璃板上，则光通过基片这一侧投射，因此可以将这块玻璃板用作为一个保护件。然而，对于上述a-Si半导体光敏层配置在金属基片上的太阳电池来说，因为金属基片不透光，光要从与金属基片相对的那一侧投射，所以在投射光的这一侧必需配置一个适当的透明保护层来保护这个太阳电池。一般的做法是，用一层耐气候性好的透明含氟聚合物膜作为表面保护层，而用透明热塑树脂作为这透明含氟聚合物膜下的填料层。

实际上，含氟聚合物膜经常这样使用，因为它具有相当满意的耐气候性和防水性，用作表面保护层不易老化泛黄模糊而使透光率下降，减缓了太阳电池的光电转换效率因此下降的趋势。

至于作为与含氟聚合物膜配舍的填料层的热塑树脂，也是经常使用的，因为这种材料比较便宜，也适合用来保护太阳电池器件。

上面将结合附图4说明常用的太阳电池模块的情况。

图4为一种常见的太阳电池模块的示意性剖视图。在图4中，数字401标记的是一个光电件(或太阳电池)，402为作为填料层的透明热塑树脂，403为由含氟聚合物薄膜构成的透明的表面保护层，而404为一个绝缘件。

在这种太阳电池模块中，配置在光电件401后侧的填料层由与配置在光电件的受光照射这侧的相同的热塑树脂构成。

作为透明的表面保护层403的含氟聚合物薄膜的具体例子是ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜、PVF(聚氟乙烯)膜、PVDF(聚偏氟乙烯)膜之类的氟树脂膜。作为填料层402的透明热塑树脂的具体例子是EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、丁醛树脂等。

绝缘件404用来增强太阳电池模块，附加上适当的刚度。绝缘件404通常由一个诸如尼龙膜那样的有机膜，两边夹上TEDLAR(商标名)的铅箔等。

热塑树脂402用作光电件401和表面保护层403(即氟树脂膜)之间的粘结剂，也用作光电件和绝缘件404之间的粘结剂。此外，热塑树脂402还用作防止光电件受到外部损伤和遭到外部冲击的填料层。