光电组件及制造方法技术

具有良好外部耐火性能的柔性光电组件（１），其包含塑料基材上的电池（１ｃ）和电池下的塑性片或粘结剂层（１ｄ），其基于聚烯烃和／或乙烯或丙烯与乙酸乙烯酯或（甲）丙烯酸或中和的丙烯酸（离聚物）的共聚物。塑料片或粘结剂层含有至少５０（优选１００）ｇ／ｃｍ２的卤化（优选溴化）阻燃剂。当组件着火时，塑料片上方的层允许从塑性片释放阻燃物质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造用于消费者和防护用途的集成光电组件的制品及成本有效的制 造方法。
技术介绍
为了获得成本有效的光电应用，需要将组件集成在应用场合中和/或加速生产步 骤和/或使用成本有效方法及材料。对于防护用途，光电集成防护膜片(membrane)已经存在，且记载于DE 29824045U1和W02004066324A2中为了获得防护体(光电组件与之连接)，使用在其顶 上具有工厂层叠的柔性轻重量的光电(PV)组件的耐水膜片作为耐水膜片。由例如美国的 SIT (Solar Integrated)或德国的Alwitra的公司制造了这样的PV集成耐水膜片。它们由 例如United Solar Ovonic (Uni-SoIar modules PVL 136)供应的若干狭长的柔性组件构 成，所述组件在金属箔上含有平行粘合到聚合物耐水膜片上的电池。因为所述电池构建于 金属片上，因此它们在外部耐火和耐水膜片之间形成防火体。因此，这样的光电耐水膜片满 足防护用途的耐火需求。EP 0 769 818 A2和EP 1 458 035 A2披露了在金属箔上含有电池的狭长柔性组 件的典型制品。还通过光电显微术和红外分析对商购的叠层(例如Uni-Solar PVL 136) 进行了分析，这些叠层是与专利申请EP O 769 818 A2和EP 1 458 035 A2所述的相同制 品。检测到了以下的层-50 μ m ETFE-含有EVA(高乙酸乙烯酯含量，过氧化物交联的，具有粘结促进剂)的最大 800 μ m的玻璃纤维或玻璃球(bead)。800 μ m是允许获得优异易燃性的最大厚度。-支撑活性层的120μ m不锈钢箔(三接面)-150 μ m EVA (高乙酸乙烯酯含量，过氧化物交联的，具有粘结促进剂)-100 μ m低乙酸乙烯酯含量的EVA-几微米的PUR粘合剂-50 μ m PET介电层叠膜-几微米的PUR粘合剂-100 μ m低乙酸乙烯酯含量的EVA。PET膜需要电安全性。用PUR粘结剂将“EVA低乙酸乙烯酯”层粘合到PET膜。获 得EVA和PET之间良好粘结并非简单任务。PET膜触及组件的另外边缘。在这样的组件浸 入80°C的水中4星期后，在PET界面确实观察到分层，导致潜在安全问题。尽管不锈钢箔是明显的防火体(根据EP 0 769 818 A2和EP 1 458035)，然而，不 锈钢箔上方的塑料膜的厚度因易燃性原因而限于800 μ m。在下文中，在透明粘结剂的上下文中，EVA将表示具有大量乙酸乙烯酯(> 24% ) 的EVA，除非另外指明。4这些光电耐水膜片具有若干缺陷。它们是昂贵的，因为它们是在两个步骤(在第 一步骤中制造PV组件且在第二步骤中层叠)中制造的。此外，组件也是昂贵的它们基 于金属基材上的电池的互连的(具有旁路二极管)矩形工件，对其组装和包封都是昂贵 的。在 EP 1 458035 A2 和 EP 0 769 818 A2 及 Handbook of Photovoltaic Science and Engineering(Antonio Luque and Steven Hegedus，特别是第12章)中记载了这样的组件 和电池这些电池构建于典型120 μ m厚的不锈钢箔上。将该箔切割成典型40cmX 30cm的矩 形，且与金属带状物串连，并包封以获得PV组件。需要旁路二极管，以避免在阴影覆盖电池 时电池变为电阻性的。在金属箔下方还需要绝缘膜(PET)以降低电击穿和电冲击的风险。互连的矩形金属工件(用于PV电池的基材)将延展和收缩，导致不同的膨胀问 题，意指在塑料膜和金属工件之间的内张力。金属基材阻碍水蒸气扩散出结构内部，导致PV 组件特别是粘合剂(粘结性PET/PUR/EVA)的包封材料的水解劣化。与内张力组合，这可导 致PV组件的内部分层(PET介电叠层的水解，PET从EVA层失粘)或从耐水片分层(PUR粘 合剂水解等)。US 6，729，081披露了轻重量光电组件，其是自粘结的，且可粘合在金属片如铝片 上。然后将这样的片(例如Kalzip AluPluss0lar产品)安装在铝波纹防护体上。需要 若干制备步骤-制备昂贵的组件-用自粘结剂层叠_层叠在金属片(铝片)上
技术实现思路
因此，需要用可以在单步方法中制成PV膜片的成本有效的电池及材料开发集成 PV的方法。通过由如下构成的集成光电组件解决了该问题基材、具有丙烯酸类和/或马 来酐官能团的热塑性粘结剂层、互连的电池(4)及覆盖层(superstrate)，将其在单步方法中层叠在一起。本专利技术允许在单步方法中实现制造廉价的集成光电组件(如光电耐水膜片或刚 性光电面板)，其优选基于成本有效的塑料PV电池以及例如辊对辊法的工艺，允许容易地 使用/安装并允许满足防护用途如耐火需求、安全性和耐久性的需求。用于本专利技术的光电电池优选是沉积于不锈钢或塑料膜上的薄膜光电电池。成本有效的“在塑料膜上的单块互连电池”(还在文中称为“(一个或多个)塑料 (PV)电池”)因其成本与绝缘性质(介电)而成为优选的，且目前由若干集团和公司制造。 在例如 WO 98/13882 及 Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (Antonio Luque and Steven Hegedus，特别是第12章))中记载了这样的膜。塑料膜相对于不锈钢箔具有不良的耐火性能，这是一个需要解决的问题。用于本专利技术的(一个或多个)PV电池可由如下构成-基础塑料膜如典型20-250μ mKapton 或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜或不锈钢膜(具有用于单块集成的绝缘层)-在此膜上，在廉价的辊对辊法中，沉积或传递如下i)背电极(铝等)ii) 一个或多个活性PV层iii)透明前电极，如透明导电氧化物。如果需要，可在a)下方和C)上方添加酸、氧和水蒸气的阻挡层。有用的阻挡是具 有杂化聚合物(Ormocers )的SiOx或Al2O3层或通过原子层沉积等获得的层。例如，通过提升、激光刻划、刻蚀和Ag膏的丝印连续方法等进行层a)、b)和C)层 的互连。它们形成典型5-25mm宽度的互连电池的带状物。这样的塑料PV电池相对于现有 技术中已知的构建于金属箔上的PV电池是廉价的。活性层可以是a_Si电池、级联电池(a-Si、a-Si或a-Si、多晶硅等)、三接面 a-Si/a-SiGe/a-SiGe、有机光电(OPV)、CIGS 等。优选将所述电池串连成约5-25mm的带状物，如WO 98/13882 (例如通提升、激 光、刻蚀和Ag膏的丝印方法等)所述，或如Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (特别参见第12章)所述。理论上，电池是无边的，但可以例如按每3-30m进行中断以允许切割在包封后获 得的组件。可以处理基材膜和电池以改善对粘结剂层(连接层)的粘结。有用的技术是电晕 放电、火焰处理、常压等离子体活化、常压或低压等离子体沉积(气溶胶辅助等)和/或聚 合反应、金属如铝(Al2O3)的(反应性)溅射、原子层沉积等。可将所述技术进行结合并用 本文档来自技高网...

【技术保护点】
在单步方法中层叠的集成光电组件（１１０），其包含：－基材（１０）－热塑性粘结剂层（５），其具有丙烯酸和／或马来酐官能团－至少两个互连电池（４），及－覆盖层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-2-2 08001990.4;EP 2008-2-2 08001991.2在单步方法中层叠的集成光电组件(110)，其包含 基材(10) 热塑性粘结剂层(5)，其具有丙烯酸和/或马来酐官能团 至少两个互连电池(4)，及 覆盖层。2.权利要求1的集成光电组件(110)，其中基材(10)是优选至少0.5mm厚的可能涂覆 的金属片，且更优选地是至少0. 5mm厚的可能涂覆的铝片，且其中热塑性粘结剂层(5)是连 接层1/TP0/连接层2。3.权利要求2的集成光电组件(110)，其中互连电池⑷构建于膜(3)上且受到覆盖 层的保护，该覆盖层由透明粘结剂层(2)和柔性含氟聚合物前端片(1)构成。4.权利要求2或3的集成光电组件(110)，其中基材(10)装备有支撑脚和/或钢化型 材(200)。5.权利要求1的集成光电组件(110)，其中基材(10)是TP0耐水膜片，其中互连电池 (4)构建于膜(3)上且受到覆盖层的保护，该覆盖层由透明粘结剂层(2)和柔性含氟聚合物 前端片(1)构成，且其中热塑性粘结剂层(5)是连接层/TP0。6.权利要求5的集成光电组件(110)，在电池基材(4)下含有至少50g/m2、优选至少 100g/m2的卤化阻燃剂，优选溴化阻燃剂。7.权利要求5或6的集成光电组件(110)，其中粘结剂层(5)是连接层/TP0，其含有至 少50g/m2、优选至少100g/m2的卤化阻燃剂，优选溴化阻燃剂。8.权利要求3-7的集成光电组件(110)，其特征在于塑料(3)PV电池⑷上方的粘结 剂层(2)是透明的连接层/TP0/...

【专利技术属性】
技术研发人员：F鲁门斯，J巴苏特，
申请(专利权)人：雷诺丽特比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]