图案化透明光伏背片制造技术

多层光伏背片，包括在基底的两侧上具有相同聚合物涂层、或者在基底的任一侧上具有不同聚合物涂层的透明基底。使用涂层而不是层合的层提供这样的制造方法，该方法是更快的，具有更少步骤，并且是更加成本有效的。可以调整涂层以提供优异的粘附性，而没有现有技术的层合的背片中所看到的分层的问题。基底的外部侧面的涂层也可以被调整以在模块层合的过程中软化。图案化遮蔽层或者其他图案化或纹理化表面可以在层合过程中挤压在外部侧面涂层上。这样图案或纹理转移至背片的外部侧面，这将使得光线穿过背片而扩散。潜在的交联反应可以进一步硬化外部侧面涂层以增强外部侧面涂层硬度和改善其耐久性。

【技术实现步骤摘要】
图案化透明光伏背片
本公开通常涉及光伏背片，特别是具有图案化表面的透明光伏背片。
技术介绍
光伏或太阳能电池用于从太阳光产生电能。这些太阳能电池由多种半导体系统构建而成，这些系统必须被保护避免环境影响，例如湿气、氧气和UV光。这些电池通常通过密封玻璃层和/或塑料膜以形成称为光伏模块的多层结构，从而堆叠在两侧上。如本文使用的，光伏模块是能够将来自辐射、特别是太阳辐射的能量转化为电能的模块，该定义包括混合动力光伏/热模块。常规地，光伏太阳能模块呈现为插入透明前基底纸件的光伏电池的形式，分配以放置到太阳辐射入射到模块上的侧面上，透明或不透明后基底，也称为分配以放置面向形成安装模块的结构。图1示出现有技术光伏模块100。如图1中所示，光伏模块100通常具有前面的玻璃层102和被密封剂层106、通常是乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)包围的太阳能电池104，其粘附至前玻璃和后面板或片，这称为背片108。背片使得太阳能模块避免湿气和其他环境损坏以及电气绝缘。传统地，光伏背片通过层合方法来制备。另外参照图1，核心基底110例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜使用粘合剂层116两侧层合含氟聚合物膜112,114例如TEDLAR(来自DuPont的PVF膜)或KYNAR(来自Arkema的PVDF膜)。PET起到机械支撑和绝缘隔离的作用，而含氟聚合物膜提供对于耐候性。然而，现有技术层合的背片遭受多个缺点。其难于制造层合的结构，该结构会在暴露于户外多年之后而不分层。另外，现有技术层合的背片的制造方法是昂贵和费时的。TEDLAR膜通常同时层合至核心PET膜的一侧上。典型地，在实际层合发生之前，需要施加单独底漆和粘合剂。此外，层合粘合剂需要时间来硬化(在一些情况下需要数天)。在完成层合之后粘合剂扔是软的，并且层合的材料易于损坏，例如材料辊的叠缩。另外，TEDLAR膜是软的材料，其易于被金属部件所损坏。在模块制造、处理和运输的过程中，具有TEDLAR基背片的模块可以接触机械金属部件，这在背片上留下刻痕或划痕。一些层合的背片在核心PET膜上具有一层TEDLAR(或KYNAR)和一层聚烯烃(或乙烯-醋酸乙烯酯层)。TEDLAR和聚烯烃膜的厚度和弹性的差别可以引起这种层合的背片卷曲，这可能引起模块制造问题。还已知，现有技术使用涂层而不是层合的膜来制备背片。典型地，含氟聚合物涂层施加至核心PET膜的两侧上。然而，在对于含氟涂层表面没有一些特别处理的情况下，含氟聚合物通常对EVA密封剂具有较差粘附性，例如化学蚀刻或电晕处理。这些类型的表面处理增加制造方法的成本和复杂性。还知道在核心PET膜的仅仅一侧上使用含氟聚合物涂层，而一层聚烯烃膜层合至PET的另一侧上。在该情况下，仍旧需要层合方法，导致分层问题。卷曲问题也可能出现，因为在基底的仅仅一侧上聚烯烃膜的粘层而引起张力的差别。常规地，光伏背片是不透明的(通常白色或黑色)。然而，在一些应用中—例如当光伏模块置于建筑物正面、天窗或太阳房的屋顶—期望模块背片是透明的以让光透过。在该情况下，透明PVF或PVDF膜典型地用于背片层合。如本文使用的，如果其总透光率大于80%，背片定义为透明。然而，现有技术透明层合的背片遭受不少缺点。在使用现有技术透明背片的光伏模块中，光线直接闪过电池盖。在太阳天，闪过电池盖的光线可能是不希望地强烈，在太阳光闪到开放空间例如商场或建筑物中时更是如此。更期望具有这样的透明背片，其能够扩散太阳光，如同办公室光线覆盖，其是图案化塑料。这样，期望改善的光伏背片。专利技术概述根据本专利技术的优选实施方案的新型背片使用涂料配制和涂层加工来制造，这可以在模块层合过程中调整用于表面图案化，并且具有比TEDLA或KYNAR层合的背片更低的成本。在优选实施方案中，背片通过直接施加涂层至膜基底的两侧上而形成。外部涂层(在背片层合至光伏模块后暴露于空气的一侧)优选含有潜在交联剂。在一些实施方案中，外部涂层可以在模块层合过程中软化，并且可以经历进一步交联反应。另外，背片可以例如通过图案化或纹理化表面、例如脱模剂遮蔽层来图案化，在层合过程中放置在外部涂层的顶部上。这样，遮蔽层图案可以在其软化期间在层合器中转移至外部涂层。在层合过程中，背片也优选经历潜在交联反应。在层合之后，进一步交联的外部涂层将硬化，并且在背片表面上储存遮蔽层图案。外部涂层的图案化表面将优选扩散光线通过透明背片和光伏模块。前面已经广义地概括了本专利技术的特点和技术优越性，以便可以更好地理解后续的本专利技术的详细说明.本专利技术的其它特点和技术优越性将在此后说明，他们构成本专利技术的权利要求的主题。应该理解，这里公开的概念和具体实施例可以很容易地用于修正或设计实现本专利技术的相同目的的构造的基础。还应认识到，这样的等同结构不脱离所附权利要求定义的本专利技术范围。本专利技术的特征的创新点，即指其结构也包括操作方法，以及其它的目的和优点，这些将在后面结合附图的说明中更好地理解。但是还应理解，每个附图是用于说明的目的，不用来限定本专利技术的范围。附图简述通过参照下列附图，可以更好地理解本公开，并且其多种特征和优点对于本领域技术人员来说是明显的。图1示出现有技术光伏模块。图2A-2C示意性示出根据本专利技术的优选实施方案创造用于光伏模块的背片的步骤。图3示意性示出包括根据本专利技术的优选实施方案的背片的光伏模块的剖视图。图4是示出根据本专利技术的优选实施方案制备用于光伏模块的背片的方法的步骤的流程图。附图不必按比例绘制。在附图中，在各图中示出的各相同或接近相同的组件由类似的标记来表示。为了清楚，并非每个组件可以在各附图中标记。专利技术详述本专利技术提供多层光伏背片，包括在基底的两侧上具有相同聚合物涂层、或者在基底的任一侧上具有不同聚合物涂层的透明基底。使用涂层而不是层合的层提供这样的制造方法，该方法是更快的，具有更少步骤，并且是更加成本有效的。可以调整涂层以提供优异的粘附性，而没有现有技术的层合的背片中所看到的分层的问题。在优选实施方案中，期望暴露于环境的背片侧面上的涂层是透明的，并且在模块层合施加之前是可变性的涂层。如本文使用的，该涂层被称为外部涂层。优选地，外部涂层包含溶液或分散状态的聚合物树脂，这将在下文详细描述。内部涂层，称为最接近EVA密封剂的基底的侧面上的涂层，优选是透明的，并且对基底和EVA密封剂提供优异的粘附性。一旦已经制得涂覆的背片，其可以使用层合方法附接至光伏模块中的其他元件，本文中这称为模块层合，通常通过在真空、压力、或两者都存在的条件下加热装配的背片和其他光伏模块元件。用于背片基底的外部侧面的涂层也可以被调整以在模块层合过程中软化。然后在层合过程中，图案化脱模剂膜/遮蔽层或其他图案化或纹理化表面可以挤压在外部侧面涂层上。这样，图案或纹理转移至背片的外部侧面，这使得穿过所述背片的光线扩散。潜在交联反应可以进一步硬化外部侧面涂层以增强外部侧面涂层硬度，并且改善其耐久性。图2A-2C示意性示出根据本专利技术的优选实施方案创造用于光伏模块的背片的步骤。如图2A中所示，第一内部涂层212施加至基底的第一侧面上的基底的内表面上，内部涂层优选包含聚合物树脂和交联剂。第二外部涂层214施加至聚合物膜基底的第二侧面上的基底的外部表面上。在一个优选实施方案中，外部涂层214具有和内部涂层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光伏模块的透明背片，包括：用作光伏模块的背片的聚合物膜基底；在所述聚合物膜基底的至少一个侧面上的涂层，所述涂层包含透明聚合物树脂和交联剂，其中所述透明聚合物树脂具有1至25的酸值，所述涂层是图案化层；其中所述聚合物膜基底和任何施加的涂层对可见光是透明的，并且其中所述具有图案化涂层的背片的雾度大于30%和透明度小于85%。

【技术特征摘要】
2012.12.04 US 61/7329321.一种用于光伏模块的透明背片，包括：用作光伏模块的背片的聚合物膜基底；在所述聚合物膜基底的至少一个侧面上的涂层，所述涂层包含透明聚合物树脂和交联剂，其中所述透明聚合物树脂具有1至25的酸值，所述涂层是图案化层；其中所述聚合物膜基底和任何施加的涂层对可见光是透明的，并且其中所述具有图案化涂层的背片的雾度大于30％和透明度小于85％。2.一种用于光伏模块的透明背片，包括：用作光伏模块的背片的聚合物膜基底；在所述聚合物膜基底的第一侧面上的第一涂层，所述第一涂层包含透明聚合物树脂和交联剂，其中所述透明聚合物树脂具有至少一种官能性酸性基团，并且其中所述涂层被图案化，使得透过所述涂层的光线被扩散，其中包括所述基底和任何施加的涂层的所述背片是透明的，并且其中所述背片的雾度大于30％和透明度小于85％。3.一种用作用于光伏模块的透明背片的涂覆的膜，所述涂覆的膜包括：未层合的透明基底膜；施加至所述基底膜的至少一侧的涂层，所述涂层包含透明聚合物树脂，所述透明聚合物树脂具有至少一种官能性酸性基团，并且进一步包含丙烯酸系树脂、聚氨酯和/或含氟聚合物树脂；其中图案被施加至所述涂层，所述图案使得穿过所述透明基底的光线至少90％被扩散，并且其中所述背片的雾度大于30％和透明度小于85％。4.权利要求3所述的涂覆的膜，其中在所述图案被施加后，所述涂层是交联的。5.根据权利要求1、2、3和4中任一项所述的背片或膜，对于可见光的透过具有至少80％的可见光透过率。6.根据权利要求1、2、3和4中任一项所述的背片或膜，其中图案化的所述涂层具有至少30％的雾度值。7.根据权利要求1、2、3和4中任一项所述的背片或膜，其中穿过所述背片的光线至少90％扩散。8.根据权利要求1、2、3和4中任一项所述的背片或膜，其中穿过所述背片的光线100％扩散。9.根据权利要求1和2中任一项所述的背片或膜，其中所述聚合物膜基底是未层合的膜。10.根据权利要求1和2中任一项所述的背片或膜，其中所述聚合物膜基底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·Z·王，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US